CN110972406A - 一种用于精细线路的修复方法 - Google Patents

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Abstract

发明公开了一种用于精细线路的修复方法，包括以下步骤：步骤A、将纳米铜颗粒填充于线路板的线路缺陷位置；步骤B、对线路缺陷位置上的纳米铜颗粒进行激光照射或者直接加热，使纳米铜颗粒在线路缺陷位置与原线路产生冶金结合；步骤C、对线路板的表面进行清洗，清除未烧结部位的残余纳米铜颗粒，完成线路修复。本发明可对精细线路进行修复，且具有操作难度较低的优点。

Description

一种用于精细线路的修复方法
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种用于精细线路的修复方法。
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。
对精细线路的缺陷修复可以采用基于键合机原理与装备的方法，传送键合 丝于线路缺陷位置并通过激光照射键合丝，完成线路缺陷修复。然而键合丝质 地较为柔软在激光照射下或键合丝传送过程中容易产生变形，对线路缺陷修复 的操作造成一定困难。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于精细线路的修复方法，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修复方法，包括以下步骤：
步骤A、将纳米铜颗粒填充于线路板的线路缺陷位置；
步骤B、对线路缺陷位置上的纳米铜颗粒进行激光照射或者直接加热，使纳 米铜颗粒在线路缺陷位置与原线路产生冶金结合；
步骤C、对线路板的表面进行清洗，清除未烧结部位的残余纳米铜颗粒，完 成线路修复。
在所述步骤C中，对线路板的表面进行清洗的过程为：使用有机溶液对线 路板的表面进行清洗，然后根据残余纳米铜颗粒的去除程度对线路板进行适当 加热。
所述纳米铜颗粒通过惰性气体直接送至线路缺陷位置，或者将纳米铜颗粒 加入溶剂中配制成液体或膏体通过喷嘴或滴嘴送至线路缺陷位置。
所述溶剂为乙二醇、乙醇、松油醇或其他有机醇类中的一种或多种混合， 所述溶剂在配制成液体或膏体时加入松香及助焊剂。
在所述步骤A中，将纳米铜颗粒填充于线路缺陷位置后，在线路缺陷位置 覆盖透光板，并对透光板施加下压力；
在所述步骤B中，当采用激光对纳米铜颗粒进行照射时，激光聚焦于透光 板下方的纳米铜颗粒。
所述纳米铜颗粒的表面包覆有聚乙烯吡咯烷酮、咪唑、2-苯基咪唑或苯并 咪唑中的一种或多种。
所述纳米铜颗粒中每一个铜颗粒的粒径相同，或者所述纳米铜颗粒由不同 粒径的纳米尺寸的铜颗粒混合而成，或者所述纳米铜颗粒由纳米尺寸的颗粒与 微米尺寸的颗粒混合而成。
所述纳米铜颗粒的粒径尺寸为0.1μm-5μm；所述纳米铜颗粒的颗粒形状为 球形、线型或不规则形状中的一种，或者所述纳米铜颗粒由多种形状不同的颗 粒混合而成。
所述纳米铜颗粒由纳米银包铜颗粒代替。
当步骤2使用激光对纳米铜进行照射时，所述激光为连续照射或脉冲照射， 所述激光为单束激光或多束激光同时照射。
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修复过程示意图；
图2是本发明另一个实施例的修复过程示意图；
图3是本发明另一个实施例的修复过程示意图；
附图中：1-纳米铜颗粒、2-线路板、21-线路缺陷位置、3-激光。
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修复方法，如图1-3所示，包括以下步骤：
步骤A、将纳米铜颗粒1填充于线路板2的线路缺陷位置21；
步骤B、对线路缺陷位置21上的纳米铜颗粒1进行激光3照射或者直接加 热，使纳米铜颗粒1在线路缺陷位置21与原线路产生冶金结合；
步骤C、对线路板2的表面进行清洗，清除未烧结部位的残余纳米铜颗粒1， 完成线路修复。
本发明的用于精细线路的修复方法可用于印刷线路板2(PCB)、柔性线路板 2(FPC)、介电材料等各种载体中的线路和再布线层的开路、凹陷、缺口等缺陷 的修复。由于在线路缺陷位置21会存在凹坑，因此将纳米铜颗粒1填充于线路 缺陷位置21时，纳米铜颗粒1会将凹坑填满，然后对纳米铜颗粒1进行激光3 照射或直接加热，纳米铜颗粒1随着温度的升高会熔化并与原线路发生冶金结 合；众所周知，固态物质在其形态为大尺寸时，其熔点是固定的，但是在超细 微化后，其熔点将显著降低，因此本发明在对纳米铜颗粒1进行烧结时，可以 利用纳米铜颗粒1的纳米尺寸效应，从而在较低温度下实现线路修复，烧结的温度远低于大尺寸的金属铜的熔点，可在较低的温度下实现缺陷线路的修复， 从而实现将线路缺陷位置21填补成完整的导电通路。由于纳米铜颗粒1填充于 线路缺陷位置21时，会有部分纳米铜颗粒1散落到线路板2表面的其他位置， 或者填充于线路缺陷位置21的纳米铜颗粒1在进行激光3照射或直接加热时， 纳米铜颗粒1中的部分颗粒由于受到冲击会跳动到线路板2的表面，因此还需 要对线路板2的表面进行清洗，以将未烧结部件的残余纳米颗粒清除，最后完 成线路的修复。然而，在传统的修复工艺中，要想对线路板2上的精细线路的 缺陷进行修复，首先需要在专门用于修复精细线路的键合机上进行，键合机将 键合丝传送到精细线路的缺陷位置，然后使用激光3进行照射，使键合丝融覆 到精细线路的缺陷位置，从而完成线路的修复，由于需要在专用的设备上进行 修复，这样就导致了修复的成本较高；其次，由于键合丝的质地十分柔软，在 激光3照射下或键合丝的传送过程中极其容易发生变形，因此即使有相应的修 复设备，其修复难度也是较高的，线路修复的操作也具有一定的困难；本发明 的修复工艺向线路的缺陷位置填充纳米铜颗粒1，然后通过激光3或加温来使纳 米铜颗粒1熔融，从而填补原来线路的缺陷，由于纳米铜颗粒1的粒径极小， 因此将纳米铜颗粒1填充到线路的缺陷位置的过程极其简单，相比于向精细线 路的缺陷位置传送键合丝的方式，其操作难度有了显著的降低，从而使精细线 路的修复变得更加简单容易，有效地降低了修复精细线路的门槛；此外，本发 明的精细线路的修复方法也无需专用设备，这样可以有效了降低的厂家的修复 成本，为社会带来巨大的经济效益。
本发明的修复方法其工艺步骤相比于现有技术更加简单，难度更低，通过 使用纳米铜颗粒1来填充线路的缺陷部位，解决了现有的键合丝难以操作和容 易变形的问题，使精细线路的修复难度更低，具有极高的社会效益。
在所述步骤C中，对线路板2的表面进行清洗的过程为：使用有机溶液对 线路板2的表面进行清洗，然后根据残余纳米铜颗粒1的去除程度对线路板2 进行适当加热。
对线路板2进行加热，残余纳米铜颗粒1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 机溶剂来对线路板2的表面进行清洗，以将残余纳米铜颗粒1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板2的表面进 行清洗时，可根据残余纳米铜颗粒1去除程度对线路板2进行适当加热，并通 过超声处理来加快铜的去除速度。
所述纳米铜颗粒1通过惰性气体直接送至线路缺陷位置21，或者将纳米铜 颗粒1加入溶剂中配制成液体或膏体通过喷嘴或滴嘴送至线路缺陷位置21。
由于纳米铜颗粒1的比表面积较大，因此当纳米铜颗粒1暴露在空气中， 纳米铜颗粒1的表面容易被氧化，本发明采用惰性气体来传送纳米铜颗粒1可 以对纳米铜颗粒1起到保护作用，防止纳米铜颗粒1的表面发生氧化；当然， 将纳米铜颗粒1加入溶剂中配制成液体或膏体也可以起到隔绝空气的作用，通 过调节液体或膏体的粘度和表面张力，使液体或膏体可以携带纳米铜颗粒1涌 入并吸附在线路缺陷位置21。
所述溶剂为乙二醇、乙醇、松油醇或其他有机醇类中的一种或多种混合， 所述溶剂在配制成液体或膏体时加入松香及助焊剂。
溶剂采用乙二醇、乙醇、松油醇或其他有机醇类可以起到隔绝空气的作用， 且不会与纳米铜颗粒1发生反应，可以防止纳米铜颗粒1的表面氧化；此外， 加入松香及助焊剂可以使纳米铜颗粒1在熔融后与原线路具有更好的冶金结合 性，修复效果更好。
在所述步骤A中，将纳米铜颗粒1填充于线路缺陷位置21后，在线路缺陷 位置21覆盖透光板，并对透光板施加下压力；
在所述步骤B中，当采用激光3对纳米铜颗粒1进行照射时，激光3聚焦 于透光板下方的纳米铜颗粒1。
这样可以改善纳米铜颗粒1在绕结后的冶金结合强度以及导电性，透光板 的材料为普通玻璃、石英玻璃或在激光3波长上具有高透过率的透光材料，这 样可以降低激光3在穿过透光板时的损耗。
所述纳米铜颗粒1的表面包覆有聚乙烯吡咯烷酮、咪唑、2-苯基咪唑或苯 并咪唑中的一种或多种。
聚乙烯吡咯烷酮、咪唑、2-苯基咪唑和苯并咪唑在激光3照射下容易挥发 或分解，因此在采用激光3照射前可对纳米铜颗粒1起到保护作用，防止纳米 铜颗粒1的表面氧化，当采用激光3照射时，包覆于纳米铜颗粒1的表面的材 料会在激光3的照射下挥发或分解，从而使纳米铜颗粒1露出并熔化，从而完 成线路的修复，且包覆于纳米铜颗粒1的表面的材料不会残留于线路缺陷位置 21，修复效果更好。
所述纳米铜颗粒1中每一个铜颗粒的粒径相同，或者所述纳米铜颗粒1由 不同粒径的纳米尺寸的铜颗粒混合而成，或者所述纳米铜颗粒1由纳米尺寸的 颗粒与微米尺寸的颗粒混合而成。
由于不同的线路板2其线路缺陷位置21的大小也不相同，且纳米尺寸的纳 米铜颗粒1其成本较高，粒径越小则价格越高；对于缺陷较小的线路，填充其 线路缺陷位置21所需要的纳米铜颗粒1较少，可以选用粒径相同的纳米铜颗粒 1或粒径不同的纳米铜颗粒1来进行填充；对于缺陷较大的线路，将线路缺陷位 置21填充满需要的纳米铜颗粒1较多，此时可以选用由纳米尺寸的颗粒与微米 尺寸的颗粒混合而成纳米铜颗粒1来进行填充，这样可以降低纳米尺寸的铜颗 粒的使用量，在保证修复效果相同的前提下，可以降低修复的成本。
所述纳米铜颗粒1的粒径尺寸为0.1μm-5μm；所述纳米铜颗粒1的颗粒形 状为球形、线型或不规则形状中的一种，或者所述纳米铜颗粒1由多种形状不 同的颗粒混合而成。
所述纳米铜颗粒1由纳米银包铜颗粒代替。
银具有极高的化学稳定性和导电性能，在空气中不易氧化，因此采用纳米 银包铜颗粒来代替纳米铜颗粒1即克服了纳米铜颗粒1易氧化的缺点，且导电 性能更好，化学稳定性高，使用纳米银包铜颗粒来修复精细电路可具有更好的 修复效果，且无需考虑氧化问题，操作起来更加简单。
当步骤2使用激光3对纳米铜进行照射时，所述激光3为连续照射或脉冲 照射，所述激光3为单束激光3或多束激光3同时照射。
当线路板2上只有一处缺陷时，采用束激光3照射即可完成修复，当线路 板2上有多处缺陷时，可以采用多束激光3同时照射，从而对多处缺陷同时进 行修复，以提高修复的效率。
实施例一
将聚乙烯吡咯烷酮包覆的粒径为50nm的纳米铜颗粒1加入乙二醇配置成固 体含量为80％的铜膏，通过喷嘴滴至一块8x8mm的再布线层线路缺陷位置21。 通过适当波长和能量的激光3对线路缺陷位置21上的纳米铜进行照射，纳米铜 颗粒1在较低温度下熔融并填补线路缺陷。移除激光3后，缺陷位置形成导电 通路，再经过清洗处理，即完成线路缺陷的修复。
实施例二
将咪唑包覆的粒径为100nm的纳米铜颗粒1加入乙二醇配置成固体含量为85％的铜膏，通过喷嘴滴至PCB板线路缺陷位置21。通过适当波长和能量的激光 3对线路缺陷位置21上的纳米铜进行照射，纳米铜颗粒1在较低温度下熔融并 填补线路缺陷。移除激光3后，缺陷位置形成导电通路，再经过清洗处理，即 完成线路缺陷的修复。
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 (10)

1.一种用于精细线路的修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤A、将纳米铜颗粒填充于线路板的线路缺陷位置；
步骤B、对线路缺陷位置上的纳米铜颗粒进行激光照射或者直接加热，使纳米铜颗粒在线路缺陷位置与原线路产生冶金结合；
步骤C、对线路板的表面进行清洗，清除未烧结部位的残余纳米铜颗粒，完成线路修复。
2.根据权利要求1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C中，对线路板的表面进行清洗的过程为：使用有机溶液对线路板的表面进行清洗，然后根据残余纳米铜颗粒的去除程度对线路板进行适当加热。
3.根据权利要求1所述的一种用于精细线路的修复方法，其特征在于：所述纳米铜颗粒通过惰性气体直接送至线路缺陷位置，或者将纳米铜颗粒加入溶剂中配制成液体或膏体通过喷嘴或滴嘴送至线路缺陷位置。
4.根据权利要求3所述的一种用于精细线路的修复方法，其特征在于：所述溶剂为乙二醇、乙醇、松油醇或其他有机醇类中的一种或多种混合，所述溶剂在配制成液体或膏体时加入松香及助焊剂。
5.根据权利要求1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A中，将纳米铜颗粒填充于线路缺陷位置后，在线路缺陷位置覆盖透光板，并对透光板施加下压力；
在所述步骤B中，当采用激光对纳米铜颗粒进行照射时，激光聚焦于透光板下方的纳米铜颗粒。
6.根据权利要求1所述的一种用于精细线路的修复方法，其特征在于：所述纳米铜颗粒的表面包覆有聚乙烯吡咯烷酮、咪唑、2-苯基咪唑或苯并咪唑中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种用于精细线路的修复方法，其特征在于：所述纳米铜颗粒中每一个铜颗粒的粒径相同，或者所述纳米铜颗粒由不同粒径的纳米尺寸的铜颗粒混合而成，或者所述纳米铜颗粒由纳米尺寸的颗粒与微米尺寸的颗粒混合而成。
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：所述纳米铜颗粒的粒径尺寸为0.1μm-5μm；所述纳米铜颗粒的颗粒形状为球形、线型或不规则形状中的一种，或者所述纳米铜颗粒由多种形状不同的颗粒混合而成。
9.根据权利要求1所述的一种用于精细线路的修复方法，其特征在于：所述纳米铜颗粒由纳米银包铜颗粒代替。
10.根据权利要求1所述的一种用于精细线路的修复方法，其特征在于：当步骤2使用激光对纳米铜进行照射时，所述激光为连续照射或脉冲照射，所述激光为单束激光或多束激光同时照射。
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