CN104117778B - 一种电路板防焊层激光加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电路板防焊层激光加工方法，其步骤为：前处理→涂布印刷→曝光→激光去除不需要的防焊绿漆保护层；采用激光去除保护层代替了显影工艺，不产生废水，环保节能，能够降低企业的生产成本；在曝光步骤中，可以采用高能量UV光源直接曝光防焊绿漆保护层，曝光速度快，曝光过程中对电路板全版面直接照射，不需要采用光绘的菲林遮罩，可以省略预烘和后烘的步骤，简化了生产工艺，能缩短产品的生产周期；激光去除不需要的防焊绿漆保护层步骤中，采用激光动态扫描，可以根据电路板的形变，动态调整激光扫描的图像，提高产品的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种电路板生产生产方法，特别是一种电路板防焊保护层加工方法。
背景技术
在电路板生产的过程中，为保护电路板上的线路，避免因刮伤造成短路现象和达成“防焊”功能，需要在电路板上涂上一层保护膜，现有技术中的保护膜为防焊绿漆(soldermask)保护层。
现有技术中的防焊绿漆保护层制作过程如下：
(1)、前处理，去除氧化及油污防止污染。
(2)、涂布印刷，采用静电喷涂或者印刷工艺，将防焊绿漆涂布印刷在电路板表面。
(3)、预烘，对防焊绿漆保护层进行初步固化。
(4)、曝光，利用防焊绿漆的感光特性，通过菲林进行图像转移,把需要保留防焊绿漆的部位进行强光照射,使其硬化，能牢固的粘合在电路板表面。
(5)、显影，用碳酸钠等显影液将在曝光时未硬化的防焊绿漆保护层冲洗掉。
(6)、后烘，在防焊绿漆完成显影后进一步固化，增强其耐焊性。
上述防焊绿漆保护层制作过程存在如下缺点：
(1)、曝光时，需要将光绘的菲林(Film)遮罩在欲曝光的电路板版面上，采用UV光源进行曝光，过程中需要对位及调节等操作，生产率低下。
(2)、在曝光过程中，不能采用高能量的UV光源曝光，曝光速度慢。
(3)、电路板在制备过程中可能发生形变，会使菲林的图形和电路板的对位产生偏差，影响产品的良品率。
(4)、需要显影操作，显影过程中会产生废水，不环保，废水的后期处理也增加了企业的产生成本。
(5)、需要预烘及后烘工序，产品的生产周期长，生产工艺繁琐。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种制作工艺简单，生产周期短，环保节能，良品率高的电路板防焊层激光加工方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电路板防焊层激光加工方法，其步骤如下：
(1)、前处理，去除电路板表面氧化及油污。
(2)、涂布印刷，采用静电喷涂或者印刷工艺，将防焊绿漆涂布印刷在电路板表面。
(3)、曝光，采用UV光源，直接全版面照射电路板上的防焊绿漆保护层，使其硬化，能牢固的粘合在电路板表面。
(4)、激光去除不需要的防焊绿漆保护层，采用激光发射器动态扫描，灼烧去除不需要的防焊绿漆保护层。
所述步骤(4)中激光发射器为固态激光器、半导体激光器或CO2激光器中的一种。
所述步骤(4)中激光发射器为单头，扫描方式为单头平行逐行动态扫描或往复动态扫描。
所述步骤(4)中激光发射器为多头，扫描方式为多头平行逐行动态扫描或往复动态扫描。
所述步骤(4)中，根据激光发射器头数和每个激光头的扫描宽度，将所述电路板分成若干扫描区域。
所述步骤(4)中，对电路板的轮廓或对位点进行扫描，并与数据服务器中预存的电路板轮廓或对位点进行比较，根据电路板的实际形变情况，动态调整激光扫描的图像。
本发明的有益效果是：
1、曝光过程中对电路板全版面直接照射，不需要采用光绘的菲林(Film)遮罩，简化了生产工艺。
2、在曝光步骤中，可以采用高能量UV光源直接曝光防焊绿漆保护层，曝光速度快，能缩短产品的生产周期。
3、激光去除不需要的防焊绿漆保护层步骤中，采用激光动态扫描，可以根据电路板的形变，动态调整激光扫描的图像，提高产品的质量。
4、用激光去除代替了显影工艺，不产生废水，环保节能，能够降低企业的生产成本。
5、本发明的工艺可以省略预烘和后烘的步骤，进一步简化了生产工艺，缩短产品生产周期。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的工艺流程图；
图2是激光器的结构原理图；
图3是多头激光发射器去除防焊绿漆示意图之一；
图4是多头激光发射器去除防焊绿漆示意图之二；
图5是单头激光发射器去除防焊绿漆示意图。
具体实施方式
一种电路板防焊层激光加工方法，参照图1，其步骤如下：
(1)、前处理
采用酒精、乙酸乙酯，丙酮等清洗溶液，去除电路板表面氧化及油污，本发明前处理的方法与现有技术中电路板的前处理工艺及所用清洗溶剂相同。
(2)、涂布印刷
采用静电喷涂或者印刷工艺，将防焊绿漆涂布印刷在电路板表面。
防焊绿漆(液态光致阻焊剂，又称绿油)是一种保护层，涂覆在印制电路板不需焊接的线路和基材上，目的是长期保护所形成的线路图形，其主要成分包括：具有感光性能的环氧和丙烯酸树脂，如丙二酚环氧树脂、酚醛环氧树脂、中酚环氧树脂和胺基甲酸乙酯等；光引发剂，如硫杂蒽酮、二苯甲酮、羰基化合物、查酮、胺基有机金属化合物等；填充剂，如硅石粉；硬化剂，如芳香族脂，酸酐类；溶剂、如醚酯类；消泡剂等。本发明涂布印刷的方法和所用的防焊绿漆与现有技术中电路板的涂布印刷工艺及所用防焊绿漆相同。
(3)、预烘
通过初步的烘烤，去除防焊绿漆中的溶剂，使其成为不粘状态，对防焊绿漆保护层进行初步固化，为曝光程序做准备，预烘的设备和方法与现有技术中电路板生产过程中的预烘相同。现有技术中曝光需要采用菲林遮罩，考虑到线宽和线距，不可能把曝光能量调节的很高，因此需要预烘，对防焊绿漆保护层进行初步固化，本申请的技术方案在后面的曝光中可以把曝光能量调的很高，如果后面步骤(4)中曝光的能量足够高，防焊绿漆保护层与电路板的表面的粘合足够牢固，也可以不用经过预烘，在执行步骤(2)之后，直接进入步骤(4)的曝光程序。
(4)、曝光
采用UV光源，直接全版面照射电路板上的防焊绿漆保护层，使其硬化，能牢固的粘合在电路板表面。现有技术中的曝光过程需要采用光绘的菲林(Film)遮罩，本发明可以采用高能量UV光源，对电路板全版面直接照射，曝光速度快，能缩短产品的生产周期，曝光过程中不需要采用光绘的菲林(Film)遮罩，简化了生产工艺。
(5)、激光去除不需要的防焊绿漆保护层
将需要曝光的图案直接输入激光控制系统，对位操作后，直接采用激光以适宜的能量灼烧去除不需要的防焊绿漆保护层。激光灼烧时激光的能量需要经过调节测试，以刚好能烧掉防焊绿漆保护层，但又不会破坏绿油底层的结构如铜箔为准。灼烧防焊绿漆保护层所用激光发射器可以是固态激光器、半导体激光器、CO2激光器等。
激光发射器的结构原理如图2所示(图2中，1为激光发生器，2为扩束镜、3为X向偏振镜、4为X向偏振电机、5为Y向偏振镜、6为Y向偏振电机、7为聚焦镜，8为激光束)，可以是单头激光发射器(单头激光发射器的扫描原理如图5所示)，扫描方式为单头平行逐行动态扫描或往复动态扫描，也可以采用多个激光发射头并排在一起，多头平行逐行动态扫描或往复动态扫描灼烧，实现高速灼烧去除不需要的防焊绿漆保护层。
多头平行扫描的原理如图3、图4所示，系统根据激光发射器头数和每个激光头的扫描宽度，将所述电路板分成若干扫描区域(图3、图4中虚线之间的部位为分区)。由于激光发射头之间的间距一般是固定不变的，而且每个激光头单次有固定的扫描宽度，分区的时候，软件会根据电路板的实际大小以及激光头单次的扫描宽度，确定需要几个激光头工作，如果电路板版面较大，所有的激光发射头都会工作，如果电路板的版面较小，那么可能只有一个或部分激光发射头工作。
系统根据数据服务器中存储的扫描数据，对需要扫描的电路板的防焊绿漆保护层进行分区平行逐行动态扫描或往复动态扫描灼烧，去除不需要的防焊绿漆(图3中黑色填充部位为去除防焊绿漆的部位)，多头同时工作的模式，能够提高工作效率。
由于本发明采用激光动态扫描，在对位步骤中，可以对电路板进行轮廓或对位点扫描，将扫描数据输入数据服务器，数据服务器将预存的电路板轮廓或对位点与扫描的电路板实际数据进行比较，根据电路板的实际形变情况，按照涨缩的比例动态调整激光扫描的图像，能提高产品的质量。
轮廓或对位点扫描的硬件设备主要为CCD摄像系统，软件为图像处理软件系统。采用激光灼烧去除代替了显影工艺，不产生废水，环保节能，能够降低企业的生产成本。
(6)、后烘
对防焊绿漆保护层进行后期烘烤，使防焊绿漆内分子聚合达到完全的效果，增强其耐焊性。后烘的工艺与现有技术中的工艺相同。如果步骤(4)中曝光的能量足够高，防焊绿漆保护层与电路板的表面的粘合足够牢固，可以在激光去除不需要的防焊绿漆保护层之后，不需要经过后烘，直接进行后续的操作，如丝印等。
Claims (2)
1.一种电路板防焊层激光加工方法，其特征在于其步骤如下：
（1）、前处理，去除电路板表面氧化及油污；
（2）、涂布印刷，采用静电喷涂或者印刷工艺，将防焊绿漆涂布印刷在电路板表面；
（3）、曝光，采用UV光源，直接全版面照射电路板上的防焊绿漆保护层，使其硬化，能牢固的粘合在电路板表面；
（4）、激光去除不需要的防焊绿漆保护层，采用激光发射器动态扫描，灼烧去除不需要的防焊绿漆保护层；
所述（4）中激光发射器为多头，扫描方式为多头平行逐行动态扫描或往复动态扫描；根据激光发射器头数和每个激光头的扫描宽度，将所述电路板分成若干扫描区域；电路板的轮廓或对位点进行扫描，并与数据服务器中预存的电路板轮廓或对位点进行比较，根据电路板的实际形变情况，动态调整激光扫描的图像。
2.根据权利要求1所述的电路板防焊层激光加工方法，其特征在于所述步骤（4）中激光发射器为固态激光器、半导体激光器或CO2激光器中的一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Method for machining solder mask of circuit board through laser Effective date of registration: 20200507 Granted publication date: 20160615 Pledgee: Zhongshan branch of Dongguan Bank Co.,Ltd. Pledgor: ZHONGSHAN AISCENT TECHNOLOGIES Co.,Ltd. Registration number: Y2020440000107 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240119 Address after: 528400 No. 3 Mingzhu Road, Torch Development Zone, Zhongshan City, Guangdong Province Patentee after: Zhongshan Xinnuo Microelectronics Co.,Ltd. Address before: No. 3, Mingzhu Road, Torch Development Zone, Zhongshan City, Guangdong Province Patentee before: ZHONGSHAN AISCENT TECHNOLOGIES Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20160615 Pledgee: Zhongshan branch of Dongguan Bank Co.,Ltd. Pledgor: ZHONGSHAN AISCENT TECHNOLOGIES Co.,Ltd. Registration number: Y2020440000107 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |