目前在全球迅速擴張的高性能手持設備（如智能手機和平板電腦）在電子行業(ye) 的發展中發揮了重要作用。在這些設備內(nei) 部，是通過高密度互連(High-Density Interconnection, HDI)技術製成的多層印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)，這些電路板上的電傳(chuan) 導是由層間導孔的電連接來控製的。目前CO2 激光鑽孔機廣泛應用於(yu) 加工層間導孔。

PCB材料是一種複合材料，包括：形成電路的銅箔，確保電氣絕緣的樹脂，以及增強機械強度的玻璃纖維。直徑為(wei) 100μm或更小的高質量導孔，可使複合材料實現高密度互連。隨著在複合、高質量鑽孔加工的發展，CO2 激光鑽孔在HDI板製造工藝中變得日益重要，可獲得極好的生產(chan) 效率和經濟效率。

1991年，IBM公司引入感光成孔技術實際應用於(yu) HDI電路板的生產(chan) ，這種技術可使板上各層之間通過大量導孔連接。雖然感光成孔工藝在生產(chan) 效率方麵突出，但是大多數導孔是在輻照工藝中加工完成，電路板的材料僅(jin) 限於(yu) 光敏樹脂。而且，以往用玻璃纖維來加強電路板的機械強度，在感光成孔工藝中卻不適用；另外，在控製化學過程中也存在困難。正是因為(wei) 這些局限性，感光成孔工藝最終沒有得以廣泛應用。

當時激光鑽孔被視為(wei) 是一種可替代的技術。最初，準分子激光器和TEA CO2 激光器被用於(yu) 加工導孔。然而，準分子激光器在可靠性和維護成本上麵臨(lin) 挑戰，而TEA CO2 激光器也麵臨(lin) 著生產(chan) 效率的問題，因為(wei) 它最高的重複頻率隻有500赫茲(zi) 。

為(wei) 解決(jue) 激光鑽孔應用中的問題，三菱電機公司在1996年獨立開發了一種CO2 激光器，可以產(chan) 生峰值功率超過10千瓦、微秒級短脈寬的脈衝(chong) ，而且其高重複頻率達kHz級。在這個(ge) CO2 激光器內(nei) 部，基於(yu) MOSFET的高壓、高速開關(guan) 逆變電源和介電放電電極能夠產(chan) 生一個(ge) 穩定、無聲放電(Silent Discharge, SD)，它們(men) 被集成在諧振器的三軸交叉氣流裝置中。圖1所示，高峰/短脈衝(chong) CO2 激光器能夠發射1μs到100μs的脈寬範圍——其他普通的氣流型CO2 激光器則不能以這樣的脈衝(chong) 模式運行。這種無與(yu) 倫(lun) 比的性能有助於(yu) 控製PCB各複合材料上的熱影響，實現以高生產(chan) 率加工理想的、高質量導孔。

圖2所示的CO2 激光鑽孔設備裝置了CO2 激光器，並與(yu) 高速高精度振鏡掃描係統以及f-θ透鏡結合起來。這種激光鑽孔係統中，激光光束被分束器分成兩(liang) 個(ge) 相同的光束，傳(chuan) 輸到裝有掃描振鏡和f-θ透鏡的兩(liang) 個(ge) 加工頭，通過同時加工兩(liang) 個(ge) PCB板以提高生產(chan) 率。

圖3是銅直接鑽孔的範例，它顯示了常見的高密度板製造工藝。這種盲孔工藝通過激光穿透銅箔表麵，在樹脂層上鑽孔，然後在內(nei) 層銅的表麵上停住。在銅直接鑽孔過程中，要保證高能激光脈衝(chong) 快速“射擊”在同一加工點，因為(wei) 銅是一種高導熱材料。CO2 激光器以其特有的高峰值功率激光脈衝(chong) ，能夠在銅箔表麵的加工性能較好，而且優(you) 質的盲孔通常有著光滑的孔壁表麵，在激光鑽孔之後再進行電鍍工藝，也不會(hui) 破壞孔的結構完整性。