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《湖北工业大学》 2017年
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不同偏振光对FPC打孔加工技术研究

郭钊  
【摘要】:随着现代高科技的发展,柔性电路板(Flexible Printed Circuit Board,简称FPC)对高密度、微孔径提出越来越高的要求,传统的机械加工方法已不能满足此需求。飞秒激光微加工具有加工精度高、热效应小、损伤阈值低等优点,在打孔中广泛应用。偏振态是激光的基本参数之一,对微孔加工的特性有重要影响。本论文研究不同偏振态飞秒光束对FPC微孔加工特性,主要研究内容如下:首先,介绍了激光与材料的作用机理,以及激光作用金属材料加工孔四个阶段的作用过程。讨论了现阶段激光冲击打孔法和轮廓迂回法的两种打孔方式,并分析特点以及适用范围。另外用公式推导了选用面积法测量损伤阈值的理论和可行性,设计光路和搭建实验系统测出了FPC在飞秒激光器单脉冲下的损伤阈值为25.44J/cm~2。其次,介绍了几种常见偏振光束的物理几何描述和四种偏振态的矢量光场。描述了空间光调制器的相位调制原理与4f光学系统原理。并设计了光路原理图,利用通过空间光调制器计算得到计算机全息图,结合1/2波片和1/4波片的快轴与水平方向的角度控制出线偏振光、圆偏振光、径向偏振光和角向偏振光。最后,设计并搭建了加工实验系统,其主要由飞秒激光器、空间光调制器、CCD相机和三维移动平台等组成。利用控制出的4种偏振态光束对FPC微孔加工特性分析,分析了脉冲能量对孔径影响,不同偏振态光束对微孔圆度及烧蚀程度等影响。从实验结果看出轴对称矢量的径向偏振光和角向偏振光加工后的孔径稍大于线偏振和圆偏振。并得出线偏振光烧蚀最为严重,圆度最差;圆偏振光烧蚀情况较好,圆度比线偏光好;径向偏振光和角向偏振光综合上烧蚀情况和圆度比前两种好,而且径向偏振光加工微孔质量更好。之后针对项目课题部分指标进行加工实验。
【学位授予单位】:湖北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN249;TN405

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