CN110753454B - 一种用于精细线路的成型及修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于精细线路的成型及修复方法，包括以下步骤：步骤1、通过物理气相沉积法在透光板的第一表面沉积一层薄铜层，然后通过电镀使薄铜层增加至所需厚度；步骤2、将透光板翻转，然后使透光板的第一表面覆盖在线路载板上；步骤3、调节激光发射器的焦距，使激光发射器所发射出来的激光聚焦在透光板的第一表面的薄铜层，激光透过透光板按照预设的轨迹对所述薄铜层进行照射，激光将轨迹上的薄铜金属熔覆在线路载板上。步骤4、将透光板从线路载板上移除，然后对线路载板的表面进行清洗，清除未烧结部位的残余铜，完成精细线路成型。本发明的成型和修复方法具有工艺简单和便于操作的优点。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种用于精细线路的成型及修复方法。
背景技术
印刷线路板是电子元器件的支撑体和电气连接的载体，电子设备采用印制板后，同类印制板具有一致性，可减小人工接线的差错，并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测，保证了电子设备的质量，提高了劳动生产率、降低了成本，并便于维修。随着电子产品朝着小型化、数字化发展，印制电路板也朝着高密度，高精度，细孔径，细导线，细间距，高可靠，多层化，高速传输，轻量，薄型方向发展，对精细线路的制备及修复提出了更高的要求。
目前常用的线路成型方法是采用图形电镀进行线路制作，首先需要制作出预设线路图形凹槽，完成线路电镀后，还需要退膜及蚀刻等步骤，线路制作的工艺较为复杂。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于精细线路的成型及修复方法，以解决上述问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于精细线路的成型方法，用于印刷线路板、柔性线路板、介电材料或者其他形式的线路和再布线层的线路成型，包括以下步骤：
步骤1、通过物理气相沉积法在透光板的第一表面沉积一层薄铜层，然后通过电镀使薄铜层增加至所需厚度；
步骤2、将透光板翻转，然后使透光板的第一表面覆盖在线路载板上；
步骤3、调节激光发射器的焦距，使激光发射器所发射出来的激光聚焦在透光板的第一表面的薄铜层，激光透过透光板按照预设的轨迹对所述薄铜层进行照射，激光将轨迹上的薄铜金属熔覆在线路载板上；
步骤4、将透光板从线路载板上移除，然后对线路载板的表面进行清洗，清除未烧结部位的残余铜，完成精细线路成型。
在所述步骤4中，对线路载板的表面进行清洗的过程为：使用有机溶液对线路载板的表面进行清洗，然后根据残余铜的去除程度对线路载板进行适当加热。
在所述步骤1中，所述透光板的第一表面上的薄铜层可由纳米铜膏或导电油墨所制成的涂层代替。
在所述步骤1中，先在透光板的第一表面覆盖一层脂类或油类中的其中一种有机薄层，然后在有机薄层的表面制备所述薄铜层。
所述薄铜层将所述透光板的第一表面全部覆盖，或者透光板只在需要形成精细线路的位置制备所述薄铜层。
所述透光板为石英玻璃或者在激光波长上具有高透过率的材料。
所述激光为单束激光照射或多束激光同时照射。
所述激光为连续照射或脉冲照射。
一种用于精细线路的修复方法，用于印刷线路板、柔性线路板、介电材料或者其他形式的线路和再布线层的线路修复，包括以下步骤：
步骤A、通过物理气相沉积法在透光板的第一表面沉积一层薄铜层，然后通过电镀使薄铜层增加至所需厚度；
步骤B、将透光板翻转，然后使透光板的第一表面覆盖在待修复线路载板上；
步骤C、调节激光发射器的焦距，使激光发射器所发射出来的激光聚焦在透光板的第一表面的薄铜层，激光透过透光板按照预设的轨迹对所述薄铜层进行照射，所述轨迹与待修复线路板的缺陷位置对应，激光将轨迹上的薄铜金属熔覆在待修复线路载板的缺陷位置；
步骤D、将透光板从待修复线路载板上移除，然后对待修复线路载板的表面进行清洗，清除未烧结部位的残余铜，完成线路修复。
在所述步骤B中，透光板翻转后，所述薄铜层的位置与具有缺陷的线路载板的缺陷位置相对应。
附图说明
附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明其中一个实施例的精细线路的成型或修复过程示意图；
图2是本发明其中一个实施例的精细线路的修复过程示意图；
附图中：1-透光板、2-薄铜层、3-线路载板、4-激光、5-精细线路、51-缺陷位置、6-待修复线路载板。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本实施例的一种用于精细线路的成型方法，用于印刷线路板、柔性线路板、介电材料或者其他形式的线路和再布线层的线路成型，如图1所示，包括以下步骤：
步骤1、通过物理气相沉积法在透光板1的第一表面沉积一层薄铜层2，然后通过电镀使薄铜层2增加至所需厚度；
步骤2、将透光板1翻转，然后使透光板1的第一表面覆盖在线路载板3上；
步骤3、调节激光4发射器的焦距，使激光4发射器所发射出来的激光4聚焦在透光板1的第一表面的薄铜层2，激光4透过透光板1按照预设的轨迹对所述薄铜层2进行照射，激光4将轨迹上的薄铜金属熔覆在线路载板3上；
步骤4、将透光板1从线路载板3上移除，然后对线路载板的表面进行清洗，清除未烧结部位的残余铜，完成精细线路5成型。
在透光板1的第一表面上沉积薄铜层2，然后再通过电镀使薄铜层2增厚，从而薄铜层2可达到所需要的厚度，该厚度至少为精细线路5的厚度；然后将透光板1翻转，使透光板1的第一表面覆盖在线路载板3上，这样可以使薄铜层2可以紧贴在线路载板3上，接着调节激光4发射器的焦距，使激光4聚焦在薄铜层2，当激光4发射器发射激光4时，由于透光板1具有较高的透光率，因此激光4穿过透光板1照射在薄铜层2，薄铜层2被激光4照射的位置吸收激光4的能量后发出大量的热量并熔化，因此，激光4将其照射轨迹上的薄铜金属熔覆在线路载板3上，最后，熔覆的薄铜金属在线路载板3上初步形成精细线路5；由于在激光4照射时，线路载板3上会存在未烧结的残余铜，所以还需要对线路载板3进行清洗，以将未烧结的残余铜清洗干净，以得到精细线路5；然而，在传统的工艺中，要想在线路板上形成精细电路，首先需要制作出预设线路图形凹槽，由于线路极为精细，因此凹槽的加工精度要求十分严苛；然后需要在凹槽内进行电镀，完成线路电镀后，还需要经过退膜及蚀刻等步骤才能完成线路的成型，线路制作的工艺十分复杂且难度较大，本发明的精细线路5成型工艺只需通过激光4照射在透光板1上的薄铜层2上，透光板1上被照射的薄铜层2即可融覆到线路载板上3，由于激光4的光束极细，因此可以在线路载板3上形成极其精细的线路，不仅可以使得线路的精度更高，且与现有工艺相比，本发明的精细线路成型方法在工艺上步骤更少，可以有效地提高精细线路的成型效率，此外，采用精细线路激光4照射成型相比于传统工艺中在线路载板上加工出凹槽、电镀、退膜和蚀刻等步骤更加易于操作，有效地降低了生产精细线路的门槛，为社会带来巨大的经济效益。
在所述步骤4中，对线路载板3的表面进行清洗的过程为：使用有机溶液对线路载板3的表面进行清洗，然后根据残余铜的去除程度对线路载板3进行适当加热。
对线路载板3进行加热，残余铜因其尚未被烧结，在有机溶液中将会易于脱落；为避免有机溶液对已烧结的线路造成污染，可使用易挥发的有机溶剂来对线路载板3的表面进行清洗，以将残余铜去除；已成型的铜线路由于已经烧结成型则不会被去除。在使用有机溶液对线路载板3的表面进行清洗时，可根据残余铜去除程度对线路载板3进行适当加热，并通过超声处理来加快铜的去除速度。
在所述步骤1中，所述透光板1的第一表面上的薄铜层2可由纳米铜膏或导电油墨所制成的涂层代替。
由于不同的线路载板3上的线路所需要采用的线路材质要求也不尽相同，因此，薄铜层2可以采用其他具有导电性的材料来代替，以在透光板1上形成对应的导电层，且导电层覆盖于透光板1上的工艺也可采用涂覆或其他类似的方式来使得导电层均匀地附着于透光板1的第一表面上。
在所述步骤1中，先在透光板1的第一表面覆盖一层脂类或油类中的其中一种有机薄层，然后在有机薄层的表面制备所述薄铜层2。
脂类或油类与铜的结合力较差，这样可以在后续的步骤中使薄铜层2与透光板1更加易于分离，薄铜层2在熔化后不易附着于透光板1上，从而使得熔覆于线路载板3上的线路更加饱满。当然，有机薄层也可以选用其他与薄铜层2结合力较差且透光的材料。
所述薄铜层2将所述透光板1的第一表面全部覆盖，或者透光板1只在需要形成精细线路5的位置制备所述薄铜层2。
薄铜层2将所述透光板1的第一表面全部覆盖可以应用于各种精细线路5的成型，无需根据线路的图形来订制薄铜层2的覆盖位置，其兼容性更好；当然在需要形成线路的位置制备薄铜层2可以节省材料，以降低成本，减少材料的浪费。
所述透光板1为石英玻璃或者在激光4波长上具有高透过率的材料。
由于激光4需要透过透光板1聚焦在薄铜层2上，以使得激光4轨迹上薄铜层2熔覆在线路载板3的表面，因此在激光4的波长上具有高透过率的透光材料可以减少激光4在穿过透光板1时的能量损失，激光4能量的利用率更高。
所述激光4为单束激光4照射或多束激光4同时照射。
单束激光4对精细线路5组中每一条线路依次进行照射，最终可以将线路组中的每一条线路分别熔覆于线路载板3上，设备的成本更低；当采用多束激光4同时照射时，可以实现一次熔覆即可完成多组线路成型，线路成型效率更高。
所述激光4为连续照射或脉冲照射。
实施例一
在一块10x10mm石英玻璃薄板上通过物理气相沉积法（PVD）沉积一层1μm厚的薄铜层2，进一步采用化学镀Cu至35μm。将石英玻璃薄板翻转，盖在PCB板上。通过调节焦距，将适当波长和能量的激光4在石英玻璃薄板下聚焦，激光4透过石英玻璃薄板按预设轨迹对薄铜层2进行照射，轨迹上的薄铜金属熔覆在线路载板3上。移除玻璃板后对线路载板3的表面进行清洗，即完成线路成型。
实施例二
在一块10x10mm石英玻璃薄板上通过物理气相沉积法（PVD）沉积一层1μm厚的薄铜层2，进一步电镀Cu至50μm。将石英玻璃薄板翻转，盖在PCB板上。通过调节焦距，将适当波长和能量的阵列排布的多个激光4束在石英玻璃薄板下聚焦，多个激光4束透过石英玻璃薄板分别按预设轨迹对薄铜层2进行照射，轨迹上的薄铜金属熔覆在线路载板3上，一次熔覆过程可实现多组线路成型，移除石英玻璃薄板后对线路载板3的表面进行清洗，即完多组线路成型。
一种用于精细线路的修复方法，用于印刷线路板、柔性线路板、介电材料或者其他形式的线路和再布线层的线路修复，如图1和2所示，包括以下步骤：
步骤A、通过物理气相沉积法在透光板1的第一表面沉积一层薄铜层2，然后通过电镀使薄铜层2增加至所需厚度；
步骤B、将透光板1翻转，然后使透光板1的第一表面覆盖在待修复线路载板6上；
步骤C、调节激光4发射器的焦距，使激光4发射器所发射出来的激光4聚焦在透光板1的第一表面的薄铜层2，激光4透过透光板1按照预设的轨迹对所述薄铜层2进行照射，所述轨迹与待修复线路板的缺陷位置51对应，激光4将轨迹上的薄铜金属熔覆在待修复线路载板6的缺陷位置51；
步骤D、将透光板1从待修复线路载板6上移除，然后对待修复线路载板的表面进行清洗，清除未烧结部位的残余铜，完成线路修复。
在透光板1的第一表面上沉积薄铜层2，然后再通过电镀使薄铜层2增厚，从而薄铜层2可达到所需要的厚度，该厚度至少为精细线路5的厚度；然后将透光板1翻转，使透光板1的第一表面覆盖在待修复线路载板6上，这样可以使薄铜层2可以紧贴在待修复线路载板6上，接着调节激光4发射器的焦距，使激光4聚焦在薄铜层2，当激光4发射器发射激光4时，由于透光板1具有较高的透光率，因此激光4穿过透光板1照射在薄铜层2，薄铜层2被激光4照射的位置吸收激光4的能量后发出大量的热量并熔化，激光4的照射轨迹对应待修复线路载板6的缺陷位置51，激光4将其照射轨迹上的薄铜金属熔覆在待修复线路载板6的缺陷位置51，最后，熔覆的薄铜金属将待修复线路载板6的缺陷位置51填充，使得缺陷位置51两端的线路连接起来，此时完成线路的初步修复；由于在激光4照射时，待修复线路载板6上会存在未烧结的残余铜，所以还需要对待修复线路载板6进行清洗，以将未烧结的残余铜清洗干净，待修复线路完成修复。
在所述步骤B中，透光板1翻转后，所述薄铜层2的位置与具有缺陷的线路载板3的缺陷位置51相对应。
在需要修复线路位置制备薄铜层2可以节省材料，以降低成本，减少材料的浪费。
实施例三
在一块10x10mm石英玻璃薄板上通过物理气相沉积法（PVD）沉积一层1μm厚的薄铜层2，进一步电镀Cu至50μm。将石英玻璃薄板翻转，盖在存在线路缺陷的PCB板上，预先标记线路的缺陷位置51，调节焦距，将适当波长和能量的激光4在石英玻璃薄板下聚焦，激光4透过石英玻璃对线路缺陷位置51上的薄铜层2进行照射，薄铜金属熔覆在线路缺陷位置51，移除石英玻璃板后进行表面清洗，即完成精细线路5的缺陷修复。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种用于精细线路的成型方法，用于印刷线路板和介电材料的线路成型，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、通过物理气相沉积法在透光板的第一表面沉积一层薄铜层，然后通过电镀使薄铜层增加至所需厚度；
步骤2、将透光板翻转，然后使透光板的第一表面覆盖在线路载板上，薄铜层紧贴于线路载板；
步骤3、调节激光发射器的焦距，使激光发射器所发射出来的激光聚焦在透光板的第一表面的薄铜层，激光透过透光板按照预设的轨迹对所述薄铜层进行照射，激光将轨迹上的薄铜金属熔覆在线路载板上；
步骤4、将透光板从线路载板上移除，然后对线路载板的表面进行清洗，清除未烧结部位的残余铜，完成精细线路成型；
在所述步骤1中，先在透光板的第一表面覆盖一层脂类或油类中的其中一种透光的有机薄层，然后在有机薄层的表面制备所述薄铜层。
2.根据权利要求1所述的一种用于精细线路的成型方法，其特征在于：在所述步骤4中，对线路载板的表面进行清洗的过程为：使用有机溶液对线路载板的表面进行清洗，然后根据残余铜的去除程度对线路载板进行适当加热。
3.根据权利要求1所述的一种用于精细线路的成型方法，其特征在于：所述薄铜层将所述透光板的第一表面全部覆盖，或者透光板只在需要形成精细线路的位置制备所述薄铜层。
4.根据权利要求1所述的一种用于精细线路的成型方法，其特征在于：所述透光板为石英玻璃或者在激光波长上具有高透过率的材料。
5.根据权利要求1所述的一种用于精细线路的成型方法，其特征在于：所述激光为单束激光照射或多束激光同时照射。
6.根据权利要求1所述的一种用于精细线路的成型方法，其特征在于：所述激光为连续照射或脉冲照射。
7.一种用于精细线路的修复方法，用于印刷线路板和介电材料的线路修复，其特征在于：包括以下步骤：
步骤A、通过物理气相沉积法在透光板的第一表面沉积一层薄铜层，然后通过电镀使薄铜层增加至所需厚度；
步骤B、将透光板翻转，然后使透光板的第一表面覆盖在待修复线路载板上，薄铜层紧贴于线路载板；
步骤C、调节激光发射器的焦距，使激光发射器所发射出来的激光聚焦在透光板的第一表面的薄铜层，激光透过透光板按照预设的轨迹对所述薄铜层进行照射，所述轨迹与待修复线路板的缺陷位置对应，激光将轨迹上的薄铜金属熔覆在待修复线路载板的缺陷位置；
步骤D、将透光板从待修复线路载板上移除，然后对待修复线路载板的表面进行清洗，清除未烧结部位的残余铜，完成线路修复；
在所述步骤A中，先在透光板的第一表面覆盖一层脂类或油类中的其中一种透光的有机薄层，然后在有机薄层的表面制备所述薄铜层。
8.根据权利要求7所述的一种用于精细线路的修复方法，其特征在于：在所述步骤B中，透光板翻转后，所述薄铜层的位置与具有缺陷的线路载板的缺陷位置相对应。
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