在上一篇文章“新工藝提高pcb激光雕刻的質(zhì)量和效率”中，我們講到了雕刻應(yīng)用和激光雕刻pcb的原理、本質(zhì)等等。

然而，對于大面積和復雜形狀的激光雕刻，如果持續(xù)保持某一固定方向的激光掃描，不均勻效果會逐漸疊加，因此需要采用變換激光掃描方向以及采取逐層去除的加工方法，使加工效果更加均勻。例如，從降低莫爾干涉條紋的角度來說，采用多次激光掃描，每次掃描角度不同就可以使雕刻質(zhì)量大大提高。這種技術(shù)已經(jīng)在印刷行業(yè)應(yīng)用多年，用以確保印刷質(zhì)量均勻，目前這項技術(shù)可以很好地應(yīng)用到激光雕刻中。

激光雕刻質(zhì)量取決于脈沖參數(shù)

如上所述，工藝優(yōu)化的過程雖然很漫長但是很有用，在某些情況下，可以將材料去除率提高一倍，或?qū)埩舸植诙葴p半。激光雕刻除了要考慮脈沖參數(shù)，還要考慮脈沖的重疊率和掃描線間隔。這些優(yōu)化在一定程度上可以被結(jié)構(gòu)化和半自動化，通過打標樣本來顯示所選參數(shù)的相互依賴性。

例如，在黃銅上進行激光雕刻pcb時，保持平均功率相同（脈沖重疊率和掃描線間隔保持不變），將脈沖能量調(diào)到最高，脈寬調(diào)到最短，其峰值功率最高的時候，材料去除率卻很低。然而新工藝納秒脈沖激光通過增加重復頻率來降低脈沖能量和峰值功率，并調(diào)高脈寬，可以顯著提高材料去除率——某些情況下的去除率可達40%。

有趣的是，同樣的測試參數(shù)應(yīng)用于不同的材料，結(jié)果也不一樣。其實這并不奇怪，因為不同材料的關(guān)鍵物理屬性，如電導率、比熱容、熔點和流體粘度等都不相同，并且這些物理屬性與加工過程也有關(guān)系。因此，鋁和鋼的最優(yōu)激光雕刻參數(shù)區(qū)別很大，需要反復試驗。

針對激光雕刻，盡管研究人員已經(jīng)提出了各種加工模型和模擬方法，但是目前還沒有一個模型能涵蓋所有可用的工藝參數(shù)和材料類型，因此可見激光雕刻確實是一個非常復雜的過程。

激光雕刻最大的挑戰(zhàn)之一，就是提高材料去除率的同時，仍然保持較高的雕刻質(zhì)量。激光雕刻中存在的熱效應(yīng)限制了激光功率的使用。當激光功率為50~100W時，熱積累開始出現(xiàn)，導致雕刻質(zhì)量和一致性下降。當然也有高功率激光成功用于塊體材料大面積雕刻的案例，如印刷卷板的雕刻，但這些應(yīng)用案列都比較有局限性。

激光雕刻pcb中的熱效應(yīng)可以通過不同的技術(shù)來降低。其中一種比較有效的技術(shù)就是隔行掃描，可以隔一行，也可以隔多行，隔開的空白區(qū)域通過后續(xù)隔行掃描繼續(xù)填充。與順序掃描相比，當使用100W的激光在鋁和黃銅的表面進行隔行掃描雕刻時，材料去除率和殘余表面粗糙度都有顯著提高。然而，當在不銹鋼上使用隔行掃描技術(shù)時，材料去除率沒有明顯提高，但表面粗糙度得到了改善。目前隔行掃描技術(shù)正在試用到200W激光功率上，并期待有良好的結(jié)果。

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