飞秒激光具有超高峰值功率、超短脉宽和作用时间短等优点,加工时在材料内部的热扩散距离短,加工精度高和加工质量优越,具有非热熔加工特性,在微纳加工方面有着独特的优势。随着电子信息技术的发展,电子产品开发周期不断缩短,高度集成化、精密化。对于上述需求,本文提出基于飞秒激光的FR-4(玻璃布环氧树脂)覆铜板多脉冲打孔及微细线路刻蚀成形技术。具体研究内容如下:(1)从材料对激光能量吸收方式和材料去除形态两个方面进行飞秒激光对金属材料和高分子材料去除机理的研究,对双温方程进行分析,得到飞秒激光烧蚀解析模型。并通过实验测算出FR-4覆铜板铜箔的临界烧蚀阈值。(2)在双温方程的基础上利用MATLAB软件对FR-4覆铜板铜箔加工过程中电子和晶格温度的变化情况进行多脉冲仿真,主要从电子峰值温度、电子和晶格温度的变化速率、晶格的热平衡温度以及电子和晶格的热平衡时间等角度综合论述飞秒激光与铜箔的烧蚀机理,分析电子—晶格耦合系数、脉冲宽度、脉冲间隔时间和激光能量密度对电子和晶格温度变化的影响及原因。(3)利用飞秒激光对FR-4覆铜板铜箔进行冲击打孔,阐述单脉冲能量、重复频率、脉冲个数、离焦量等工艺参数对微孔质量的影响规律。在进行正交试验,得到了不同工艺参数对孔的入口直径、出口直径以及孔锥度的影响权重,得出脉冲个数对孔的入口直径、出口直径和锥度影响最大。然后利用综合平衡法得出最优的打孔工艺参数。(4)利用最优刻蚀工艺参数进行单根和双排线路的刻蚀试验,根据测量结果对单根线路和双排线路的成形规律以及成形条件进行了探讨。在此基础上,进行含135°拐角的双排线路刻蚀试验,制作线宽和线路间距为45μm的导电线路。然后进行完整导电线路的制作及在线路末端进行打孔,以验证飞秒激光加工整层电路并通过微孔实现不同层线路的电气连接的可行性。研究表明,飞秒激光在采用优化的工艺参数后可以对FR-4覆铜板进行高质量和高精度的打孔和线路成形。与传统制作方式相比,减少了加工流程,提高了加工质量。表明飞秒激光加工方法在实际加工应用中具有良好的可行性。