目前在全球迅速扩张的高性能手持设备（如智能手机和平板电脑）在电子行业的发展中发挥了重要作用。在这些设备内部，是通过高密度互连(High-Density Interconnection, HDI)技术制成的多层印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB)，这些电路板上的电传导是由层间导孔的电连接来控制的。目前CO2 激光钻孔机广泛应用于加工层间导孔。

PCB材料是一种复合材料，包括：形成电路的铜箔，确保电气绝缘的树脂，以及增强机械强度的玻璃纤维。直径为100μm或更小的高质量导孔，可使复合材料实现高密度互连。随着在复合、高质量钻孔加工的发展，CO2 激光钻孔在HDI板制造工艺中变得日益重要，可获得极好的生产效率和经济效率。

1991年，IBM公司引入感光成孔技术实际应用于HDI电路板的生产，这种技术可使板上各层之间通过大量导孔连接。虽然感光成孔工艺在生产效率方面突出，但是大多数导孔是在辐照工艺中加工完成，电路板的材料仅限于光敏树脂。而且，以往用玻璃纤维来加强电路板的机械强度，在感光成孔工艺中却不适用；另外，在控制化学过程中也存在困难。正是因为这些局限性，感光成孔工艺最终没有得以广泛应用。

当时激光钻孔被视为是一种可替代的技术。最初，准分子激光器和TEA CO2 激光器被用于加工导孔。然而，准分子激光器在可靠性和维护成本上面临挑战，而TEA CO2 激光器也面临着生产效率的问题，因为它最高的重复频率只有500赫兹。

为解决激光钻孔应用中的问题，三菱电机公司在1996年独立开发了一种CO2 激光器，可以产生峰值功率超过10千瓦、微秒级短脉宽的脉冲，而且其高重复频率达kHz级。在这个CO2 激光器内部，基于MOSFET的高压、高速开关逆变电源和介电放电电极能够产生一个稳定、无声放电(Silent Discharge, SD)，它们被集成在谐振器的三轴交叉气流装置中。图1所示，高峰/短脉冲CO2 激光器能够发射1μs到100μs的脉宽范围——其他普通的气流型CO2 激光器则不能以这样的脉冲模式运行。这种无与伦比的性能有助于控制PCB各复合材料上的热影响，实现以高生产率加工理想的、高质量导孔。

图2所示的CO2 激光钻孔设备装置了CO2 激光器，并与高速高精度振镜扫描系统以及f-θ透镜结合起来。这种激光钻孔系统中，激光光束被分束器分成两个相同的光束，传输到装有扫描振镜和f-θ透镜的两个加工头，通过同时加工两个PCB板以提高生产率。

图3是铜直接钻孔的范例，它显示了常见的高密度板制造工艺。这种盲孔工艺通过激光穿透铜箔表面，在树脂层上钻孔，然后在内层铜的表面上停住。在铜直接钻孔过程中，要保证高能激光脉冲快速“射击”在同一加工点，因为铜是一种高导热材料。CO2 激光器以其特有的高峰值功率激光脉冲，能够在铜箔表面的加工性能较好，而且优质的盲孔通常有着光滑的孔壁表面，在激光钻孔之后再进行电镀工艺，也不会破坏孔的结构完整性。