CN111182726A - 一种激光直写电路板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种激光直写电路板的制造方法，包括如下步骤：对基板表面抛光和清洗；将表面处理后的基板放置在匀胶机上旋转，在基板表面滴聚酰亚胺溶液，使基板上的聚酰亚胺薄膜厚度为10～20μm。在涂抹有聚酰亚胺薄膜的基板上，通过控制激光照射的功率照射出图案化的若干电路元件。图案化的所述电路元件包括电阻、电容和电感；图案化的所述电阻呈“盘管”形状，图案化的所述电容呈“插指”形状，图案化的所述电感呈“螺旋”形状。本发明不需要电阻、电容和电感元器件，主要是控制激光能量密度，同时用计算机辅助，直接在聚酰亚胺薄膜用激光照射出图案化的电阻、电容和电感，并且以无源器件的形式可以实现具有电阻和电容和电感的的功能。

Description

一种激光直写电路板的制造方法
技术领域
本发明涉及激光加工领域，特别涉及一种激光直写电路板的制造方法。
背景技术
电路板的广泛运用，使电路迷你化、直观化，对于固定电路的批量生产和优化用电器布局起重要作用，日常生活中，随处可见的电子设备都离不开电路板，包括手表、计算器、计算机等等。传统的印刷电路板是在基材上覆铜，通过压膜、曝光、显影、蚀刻、去膜、冲洗等工艺制备的,整个制备工艺流程长且复杂、对设备等要求高，随着人们对生活需求的日益提高，造成铜元素的成本提高，导致印刷电路板的价格上升，同时在铜刻蚀技术过程中，会产生对环境有相当危害的废液，并且电路板孔可焊性不好，将会产生虚焊缺陷，影响电路中元件的参数，导致多层板元器件和内层线导通不稳定，引起整个电路功能失效。
激光直写是制作衍射光学元件的主要技术之一，它利用强度可变的激光束对基片表面的抗蚀材料实施变剂量曝光，显影后便在抗蚀层表面形成要求的浮雕轮廓。激光直写系统的基本工作原理是由计算机控制高精度激光束扫描，在光刻胶上直接曝光写出所设计的任意图形，从而把设计图形直接转移到掩模上。现如今的激光制作电路板技术，主要还是激光切割机、激光打印机、雕刻机制造电路板，制作起来工艺繁琐，不能够利用激光一步制造技术实现电路板的制造。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种激光直写电路板的制造方法，不需要电阻、电容和电感元器件，主要是控制激光能量密度，同时用计算机辅助，直接在聚酰亚胺薄膜用激光照射出图案化的电阻、电容和电感，并且以无源器件的形式可以实现具有电阻和电容和电感的的功能，相应的，可以同时在同一个聚酰亚胺薄膜上实现多个电阻、电容和电感串并联，与电流源和电压源形成RC、RCL电路等等。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种激光直写电路板的制造方法，包括如下步骤：
在涂抹有聚酰亚胺薄膜的基板上，通过控制激光照射的功率照射出图案化的若干电路元件。
进一步，图案化的所述电路元件包括电阻、电容和电感；图案化的所述电阻呈“盘管”形状，图案化的所述电容呈“插指”形状，图案化的所述电感呈“螺旋”形状。
进一步，通过控制激光照射在基板上的激光能量密度为5.1～5.5W/cm2，用于形成图案化的所述电容；呈“插指”形状的所述电容包括左电容和右电容，所述左电容和右电容呈梳状形，呈梳状形的所述左电容和右电容叉合形成“插指”形状的所述电容。
进一步，通过控制激光照射在基板上的激光能量密度为4.9～5.0W/cm2，用于形成图案化的所述电阻；呈“盘管”形状的所述电阻宽度至少为0.8mm。
进一步，通过控制激光照射在基板上的激光能量密度为5.1W/cm2～5.5W/cm2，用于形成图案化的所述电感；呈“螺旋”形状的所述电感的螺旋圈数不少于2圈，每圈的间距为0.5mm。
进一步，所述激光照射的装置为CO2红外线激光器，所述激光的波长为10.6μm，脉冲持续时间为10～14μs，所述激光的激光能量密度为4.9～5.5W/cm2。
进一步，还包括如下步骤：
对基板表面抛光和清洗；
通过旋涂工艺在基板表面涂覆聚酰亚胺薄膜。
进一步，通过旋涂工艺在基板表面涂覆聚酰亚胺薄膜，具体为：
将表面处理后的基板放置在匀胶机上旋转，在基板表面滴聚酰亚胺溶液，使基板上的聚酰亚胺薄膜厚度为10～20μm。
进一步，所述基板上的电阻、电容和电感与电流源或电压源组成RCL或RC电路。
本发明的有益效果在于：
1.本发明所述的激光直写电路板的制造方法，不用在各种气氛条件下，而是可以直接处于大气条件下进行，同时，控制计算机和激光能量密度就能获得所需的图案化的电阻、电容和电感，这种基于纯材料技术，经过测试，可以和电流源、电压源组成RC、RCL电路。
2.本发明所述的激光直写电路板的制造方法，与传统的电路板相比，本发明制备起来简单方便，不需要太多工艺要求，提供了一种基于石墨与石墨烯的电路元件系统在聚合物上的快速实现。
附图说明
图1为本发明所述激光直写电路板的制造方法的流程图。
图2为本发明实施例的平面图。
图中：
1-基板；2-聚酰亚胺薄膜；3-激光器；4-紫外光固化胶；5-电感；6-电容；61-左电容；62-右电容；7-电阻。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，本发明所述的激光直写电路板的制造方法，包括如下步骤:
S01：取2cm×2cm的二氧化硅的基板1，利用机械研磨法，使所述基板1平滑干净，之后利用超声波清洗机清洗，5～10分钟即可。
S02：将表面处理后的基板1放置在匀胶机的工作台上，取聚酰亚胺溶液滴在基板表面上，同时设置匀胶机参数为低转速300转/分钟、高速转为800转/分钟，旋涂时间30秒，使涂在基板上的聚酰亚胺薄膜2厚度在10～20μm。
S03：将涂抹好的基板放到激光照射下，先控制激光能量密度在4.9～5.0W/cm2，形成基于石墨的图案化的电阻7，增大激光能量密度到5.1～5.5W/cm2，形成基于石墨烯的图案化电容6，继续利用计算机辅助，激光能量密度也是在5.1～5.5W/cm2，形成基于石墨烯的图案化电感5。
S04：控制激光能量密度，使电容组成串联结构或者并联结构，可以增大电容器的阻值。
S05：最后把做好的电路板用紫外光固化胶4封装，保持密封性。
激光器3为CO2红外线激光器，所述激光的波长为10.6μm，脉冲持续时间为10～14μs，所述激光的激光能量密度为4.9～5.5W/cm2。图案化的所述电路元件包括电阻7、电容6和电感5；图案化的所述电阻7呈“盘管”形状，图案化的所述电容6呈“插指”形状，图案化的所述电感5呈“螺旋”形状。通过控制激光照射在基板上的激光能量密度为5.1～5.5W/cm2，用于形成图案化的所述电容6；呈“插指”形状的所述电容6包括左电容61和右电容62，所述左电容61和右电容62呈梳状形，呈梳状形的所述左电容61和右电容62叉合形成“插指”形状的所述电容6。通过控制激光照射在基板上的激光能量密度为4.9～5.0W/cm2，用于形成图案化的所述电阻7；呈“盘管”形状的所述电阻7宽度至少为0.8mm。通过控制激光照射在基板上的激光能量密度为5.1～5.5W/cm2，用于形成图案化的所述电感5；呈“螺旋”形状的所述电感5的螺旋圈数不少于2圈，每圈的间距为0.5mm。
图2为本发明的实施例，图中可以看出三个“插指”形状的电容6并联，并且与其电阻7和电感5串联，组成一个RCL电路。所述的激光直写电路板方案不局限于此，可以照射出多个RC、RCL电路等等。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种激光直写电路板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
在涂抹有聚酰亚胺薄膜(2)的基板(1)上，通过控制激光照射的功率照射出图案化的若干电路元件。
2.根据权利要求书1所述的激光直写电路板的制造方法，其特征在于，图案化的所述电路元件包括电阻(7)、电容(6)和电感(5)；图案化的所述电阻(7)呈“盘管”形状，图案化的所述电容(6)呈“插指”形状，图案化的所述电感(5)呈“螺旋”形状。
3.根据权利要求书2所述的激光直写电路板的制造方法，其特征在于，通过控制激光照射在基板上的激光能量密度为5.1～5.5W/cm2，用于形成图案化的所述电容(6)；呈“插指”形状的所述电容(6)包括左电容(61)和右电容(62)，所述左电容(61)和右电容(62)呈梳状形，呈梳状形的所述左电容(61)和右电容(62)叉合形成“插指”形状的所述电容(6)。
4.根据权利要求书2所述的激光直写电路板的制造方法，其特征在于，通过控制激光照射在基板上的激光能量密度为4.9～5.0W/cm2，用于形成图案化的所述电阻(7)；呈“盘管”形状的所述电阻(7)宽度至少为0.8mm。
5.根据权利要求书2所述的激光直写电路板的制造方法，其特征在于，通过控制激光照射在基板上的激光能量密度为5.1～5.5W/cm2，用于形成图案化的所述电感(5)；呈“螺旋”形状的所述电感(5)的螺旋圈数不少于2圈，每圈的间距为0.5mm。
6.根据权利要求书1所述的激光直写电路板的制造方法，其特征在于，所述激光照射的装置为CO2红外线激光器，所述激光的波长为10.6μm，脉冲持续时间为10～14μs，所述激光的激光能量密度为4.9～5.5W/cm2。
7.根据权利要求书1所述的激光直写电路板的制造方法，其特征在于，还包括如下步骤：
对基板(1)表面抛光和清洗；
通过旋涂工艺在基板(1)表面涂覆聚酰亚胺薄膜(2)。
8.根据权利要求书1所述的激光直写电路板的制造方法，其特征在于，通过旋涂工艺在基板(1)表面涂覆聚酰亚胺薄膜，具体为：
将表面处理后的基板(1)放置在匀胶机上旋转，在基板表面滴聚酰亚胺溶液，使基板上的聚酰亚胺薄膜(2)厚度为10～20μm。
9.根据权利要求书2所述的激光直写电路板的制造方法，其特征在于，所述基板(1)上的电阻(7)、电容(6)和电感(5)与电流源或电压源组成RCL或RC电路。
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