激光打孔技術(shù)具有精度高、通用性強(qiáng)、效率高、成本低和綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，已成為現(xiàn)代制造領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。
在激光出現(xiàn)之前，只能用硬度較大的物質(zhì)在硬度較小的物質(zhì)上打孔。這樣要在硬度最大的金剛石上打孔，就成了極其困難的事。激光出現(xiàn)后，這一類的操作既快又安全。但是，激光鉆出的孔是圓錐形的，而不是機(jī)械鉆孔的圓柱形，這在有些地方是很不方便的。可透過振鏡進(jìn)行程式化編程控制圖形輸出。
由于激光具有高能量，高聚焦等特性，激光打孔加工技術(shù)廣泛應(yīng)用于眾多工業(yè)加工工藝中，使得硬度大、熔點(diǎn)高的材料越來越多容易加工。
例如，在高熔點(diǎn)金屬鉬板上加工微米量級(jí)孔徑；在硬質(zhì)碳化鎢上加工幾十微米的小孔；在紅、藍(lán)寶石上加工幾百微米的深孔以及金剛石拉絲模具、化學(xué)纖維的噴絲頭等。利用激光束在空間和時(shí)間上高度集中的特點(diǎn)，經(jīng)而易舉地可將光斑直徑縮小到微米級(jí)，從而獲得100~1000W/cm2的激光功率密度。如此高的功率密度幾乎可以在任何材料實(shí)行激光打孔。 通常激光打標(biāo)機(jī)由五大部分組成：固體激光器、電氣系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)，投影系統(tǒng)和三坐標(biāo)移動(dòng)工作臺(tái)。五個(gè)組成部分相互配合從而完成打孔任務(wù)。
固體激光器主要負(fù)責(zé)產(chǎn)生激光光源，電氣系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)激光器供給能量的電源和控制激光輸出方式(脈沖式或連續(xù)式等)，而光學(xué)系統(tǒng)的功能則是將激光束精確地聚焦到工件的加工部位上。為此，它至少含有激光聚焦裝置和觀察瞄準(zhǔn)裝置兩個(gè)部分。投影系統(tǒng)用來顯示工件背面情況。
工作臺(tái)則由人工控制或采用數(shù)控裝置控制，在三坐標(biāo)方向移動(dòng)，方便又準(zhǔn)確地調(diào)整工件位置。工作臺(tái)上加工區(qū)的臺(tái)面一般用玻璃制成，因?yàn)椴煌腹獾慕饘倥_(tái)面會(huì)給檢測(cè)帶來不便，而且臺(tái)面會(huì)在工件被打穿后遭受破壞。工作臺(tái)上方的聚焦物鏡下設(shè)有吸、吹氣裝置，以保持工作表面和聚焦物鏡的清潔。
激光成孔的原理
激光是當(dāng)“射線”受到外來的刺激而增加能量下所激發(fā)的一種強(qiáng)力光束，其中紅外光和可見光具有熱能，紫外光另具有光學(xué)能。此種類型的光射到工件的表面時(shí)會(huì)發(fā)生三種現(xiàn)象即反射、吸收和穿透。
激光鉆孔的主要作用就是能夠很快地除去所要加工的基板材料，它主要靠光熱燒蝕和光化學(xué)燒蝕或稱之謂切除。
(1)光熱燒蝕：指被加工的材料吸收高能量的激光，在極短的時(shí)間加熱到熔化并被蒸發(fā)掉的成孔原理。此種工藝方法在基板材料受到高能量的作用下，在所形成的孔壁上有燒黑的炭化殘?jiān)谆氨仨氝M(jìn)行清理。
(2)光化學(xué)燒蝕：是指紫外線區(qū)所具有的高光子能量(超過2eV電子伏特)、激光波長(zhǎng)超過400納米的高能量光子起作用的結(jié)果。而這種高能量的光子能破壞有機(jī)材料的長(zhǎng)分子鏈，成為更小的微粒，而其能量大于原分子，極力從中逸出，在外力的掐吸情況之下，使基板材料被快速除去而形成微孔。因此種類型的工藝方法，不含有熱燒，也就不會(huì)產(chǎn)生炭化現(xiàn)象。所以，孔化前清理就非常簡(jiǎn)單。
(3)關(guān)于基板吸光度：激光成功率的高低與基板材料的吸光率有著直接的關(guān)系。印制電路板是由銅箔與玻璃布和樹脂組合而成，此三種材料的吸光度也因波長(zhǎng)不同有所不同但其中銅箔與玻璃布在紫外光0．3mμ以下區(qū)域的吸收率較高，但進(jìn)入可見光與IR后卻大幅度滑落。有機(jī)樹脂材料則在三段光譜中，都能維持相當(dāng)高的吸收率。這就是樹脂材料所具有的特性，是激光鉆孔工藝流行的基礎(chǔ)。
以上就是激光成孔的基本原理。目前最常用的有兩種激光鉆孔方式：印制電路板鉆孔用的激光器主要有RF激發(fā)的CO2氣體激光器和UV固態(tài)Nd：YAG激光器。
