CN111741611A - 一种pcb板的激光阻焊加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种PCB板的激光阻焊加工工艺，包括如下步骤：A，磨板；B，喷砂；C，烘干；D，丝印；F，烤板，将形成阻焊层的阻焊剂烤至半固化；G，字符制作；H，二次烤板，完全固化；I，激光烧刻；J，检查、完成，进行PCB板加工结果确认，确认无误后完成整个加工步骤，本发明对原有的工艺进行了改进，去掉了会对PCB板造成侧蚀以及阻焊掉桥，显影不尽等问题步骤，替换成激光烧刻对阻焊层进行加工的步骤，对于阻焊层的成型时间进行了缩减，进而从整体上压缩了加工工艺的时间长度，提高了加工精度，从而无需多次检查避免加工误差的情况。

Description

一种PCB板的激光阻焊加工工艺

技术领域

本发明属于PCB板生产加工的技术领域，具体来说，涉及的是一种PCB板的激光阻焊加工工艺。

背景技术

PCB板是电子信息技术当中非常重要的载体，通过在上面蚀刻对应的精密线路，然后安插各种电子元器件，一块普通的基板就成为了具有电子功能的控制系统或者是处理电路，被用于各种自动化、电子化、信息化的技术领域当中，是支撑当今社会高速、有序、平稳发展的重要基石。

现有的PCB加工中，阻焊层的加工属于将线路转印到PCB板表面非常重要的一套加工工序，在预加工后需要经过烤板曝光显影检查等一系列工序，但是现有技术中，曝光显影的步骤很容易发生侧蚀、阻焊掉桥、显影不尽等问题，因此还需要多次检查来避免上述问题的发生，造成了整体生产效率水平不高的问题，因此需要对现有工艺作出改进，提出一种更加高效、精确并且节约资源的PCB板激光阻焊加工工艺来解决现有技术的缺陷之处。

发明内容

针对背景技术中存在的技术缺陷，本发明提出一种PCB板的激光阻焊加工工艺，解决了上述技术问题以及满足了实际需求，具体的技术方案如下所示：

一种PCB板的激光阻焊加工工艺，包括如下步骤：

A，磨板，对完成AOI检查的PCB板的表面进行磨光，消除毛刺；

B，喷砂，提高PCB板的表面粗糙度，增加阻焊剂的可附着性；

C，烘干，提高PCB板表面干燥度，消除水分；

D，丝印，将阻焊剂转印至PCB板的表面；

F，半固化，对PCB板进行烤板，要求PCB板上的阻焊剂在烤板后呈半固化状态；

G，字符制作，在PCB板表面制作规格字符；

H，全固化，对PCB板进行烤板，将PCB板表面的阻焊剂完全固化；

I，激光烧刻，按照线路将多余的阻焊层部分用激光烧掉；

J，检查、完成，进行PCB板加工结果确认，确认无误后完成整个加工步骤。

作为本发明进一步的技术方案，在步骤D中，所述阻焊剂为油墨阻焊，所述阻焊剂在丝印时的厚度值为25至35微米中的任一种。

作为本发明进一步的技术方案，所述步骤I中，产生激光所使用的激光发生器为光纤激光器，激光功率为3至20瓦，激光斑点大小为0.01毫米至0.05毫米，工作频率20-50千赫兹，脉冲宽度10-50纳秒。

作为本发明进一步的技术方案，所述步骤I中，产生激光所使用的激光发生器为紫外激光器，激光功率为3瓦-15瓦，波长355纳米，光斑大小为0.01毫米至0.05毫米。

作为本发明进一步的技术方案，所述步骤I中，激光光刻所使用的激光器是蓝光激光器，功率范围5瓦-15瓦，波长457纳米，脉宽35纳秒，工作频率30千赫兹或者35千赫兹，光斑大小为0.01毫米至0.05毫米。

作为本发明进一步的技术方案，所述步骤I中，工作频率大小为20千赫兹、35千赫兹或50千赫兹中的任一种。

作为本发明进一步的技术方案，所述步骤I中，所述激光发生器的激光功率为5瓦、9瓦以及15瓦中的任一种，且分别对应的脉冲宽度为10纳秒、33纳秒以及50纳秒。

作为本发明进一步的技术方案，所述步骤I中的紫外激光器激光功率为10瓦。

本发明具有的有益效果在于：本发明对原有的工艺进行了改进，去掉了会对PCB板造成侧蚀以及阻焊掉桥，显影不尽等问题步骤，替换成激光烧刻对阻焊层进行加工的步骤，对于阻焊层的成型时间进行了缩减，进而从整体上压缩了加工工艺的时间长度，提高了加工精度，从而无需多次检查避免加工误差的情况。

具体实施方式

下面结合相关实施例对本发明的实施方式进行说明，需要指出的是，以下相关实施例仅是为了更好说明本发明本身而举的优选实施例，而本发明的实施方式不局限于如下的实施例中，并且本发明涉及本技术领域的相关必要部件，应当视为本技术领域内的公知技术，是本技术领域所属的技术人员所能知道并掌握的。

本发明公开了一种PCB板的激光阻焊加工工艺，下面结合步骤进行具体说明，所述步骤包括如下内容：

A，磨板，进行阻焊加工的PCB板是经过前处理的半成品，在进行阻焊加工前，需要首先进行AOI检查， AOI工作原理是先用高清图像摄像头进行快速拍摄，然后用拍摄的图片跟原文件进行对比，能从根本上解决了开，短路，及微开，微短等隐患的发生，这样避免进入阻焊加工前，板材是有暗病的，接着，对完成AOI检查的PCB板的表面进行磨光，也防止PCB板表面氧化，同时消除毛刺；

B，喷砂，是喷砂的作用主要分为两个方面，一方面是粗化铜面，增强油墨与铜面的附着力；另一方面是除去轻度氧化层及附在铜面上的异物，从而提高铜面的清洁度，增加阻焊剂的可附着性；

C，烘干，消除上述步骤中可能存在于PCB板的表面水分，提高PCB板表面干燥度，避免氧化，方便阻焊进行丝印的时候颜色一致；

D，丝印，将阻焊油转印至PCB板的表面，该阻焊的丝印过程对于阻焊的选用以及厚度有所要求，其中阻焊的厚度及颜色与选用的激光参数有所关联；

F，半固化，对PCB板进行烤板，要求PCB板上的阻焊剂在烤板后呈半固化状态，这一步骤与常规技术不同的地方在于，只需要半固化即可进行后续加工，由于没有曝光显影的步骤，因此固化参数要求不高 ，在半固化状态下，随着传送装置进行运动阻焊剂的形态不会发生改变，因此可以直接在后续加工中继续干燥或者直接处理；

G，字符制作，在PCB板表面制作规格字符，半干状态下的PCB板表面的阻焊层可以满足印上器件的位置号、板名等字符的基本要求，因此这一步骤放在烤板后完成符合对半干状态的最大化利用；

H，全固化，对PCB板进行烤板，将PCB板表面的阻焊剂完全固化，在完成字符制作后，PCB板表面就可以进行完全烤干了，由于经历了半固化状态的字符制作工序，因此进入本工序时，PCB板表面的阻焊层干燥度已经比较高，因此在本步骤中，烤干所需要的加工条件就相比较于背景技术来说要低，同时，能源消耗水平也有所下降；

I，激光烧刻，按照线路将多余的阻焊层部分用激光烧掉；将不需要的部分烧掉，由于激光烧刻采用的激光发射器可以利用光学组件诸如振镜，场镜，扩束镜等对光路进行控制，并且改变加工时候的激光功率、波长、光斑大小、脉宽等参数，因此加工精度很高，该步骤采用高精密的机械，通过激光烧刻加工，来去除不需要的阻焊油，以代替传统加工工艺中，使用化学显影定影技术来去除不需要的阻焊油的旧方案，因此可控性好、成品率高；

J，检查、完成，进行PCB板加工结果确认，确认无误后完成整个加工步骤，完成阻焊加工的PCB板还需要进行后续的进一步加工才算是对PCB板整体的加工终结，而非经过上述步骤后，PCB板就可以作为电路板直接应用，本发明记述的技术方案为整个PCB板加工流水线工艺中的其中一部分，并非整体内容。

下面，结合具体的优选技术方案进行说明：

优选的技术方案之一，在步骤D中，所述阻焊剂为油墨阻焊，所述阻焊剂在丝印时的厚度值为25至35微米中的任一种，采用绿油阻焊剂能很好地适应PCB板激光烧刻时候的加工速度，并且整体物料的使用成本较低，对于节约用料、降低生产成本、减小环境污染程度来说具有很大的帮助，其中，20微米为丝印时阻焊剂的最低厚度值，再低的程度会极大限制加工激光的最低频率，也不利于电路板的绝缘。35微米为针对最大频率脉宽下的阻焊剂厚度，并且在面向高频激光时，该厚度下的阻焊剂的使用效果也上佳，其中30微米为中间量，适于所有场合。

优选的技术方案之一，所述步骤I中，产生激光所使用的激光发生器为光纤激光器，激光功率为20瓦，激光斑点大小为0.01毫米至0.05毫米，工作频率20-50千赫兹，脉冲宽度10-50纳秒，光纤激光器的技术较为成熟，应用范围最广，对于绿油阻焊剂的应用也工艺完备，针对本发明中的技术方案，工作频率20-50千赫兹适应厚度从低到高的阻焊层，脉宽则决定了加工时候的激光处理时间，脉宽越短，时间越短，对加工精度而言有所提高，而光斑大小0.01毫米至0.05毫米的精度适合PCB板的阻焊加工，无需与光刻机的精度一致，也降低了配套设备的造价水平以及维护难度。

优选的技术方案之一，所述步骤I中，产生激光所使用的激光发生器为紫外激光器，激光功率为5瓦-15瓦，波长355纳米，光斑大小为0.01毫米至0.05毫米，紫外激光器是一种使用功率较低的激光器，对于频率以及脉宽而言没有要求，但是对波长有所要求，355纳米波长为激光电阻焊加工的优选波长，激光功率5瓦对应的加工时间也更长，但是由于时间并非同等倍率延长，因此加工的能耗会较低，成本也会较低，15瓦对应的加工时间更短，但是适用于提高产能。

优选的技术方案之一，所述步骤I中，激光光刻所使用的激光器是蓝光激光器，功率范围5瓦-15瓦，波长457纳米，脉宽35纳秒，工作频率30千赫兹或者35千赫兹，光斑大小为0.01毫米至0.05毫米，蓝光激光器也是一种使用功率较低的激光器，在5-15瓦的功率范围内均可满足加工需求，区别在于加工时间长短，457纳米波长为激光电阻焊加工的优选波长，工频在30kHz或35kHz的水平是均较为适合对阻焊进行加工的。

此外，本发明记载的技术同样可以沿用至其他不同类型的阻焊剂之中，根据选用的阻焊剂的不同，对应的激光器的参数设置均要根据阻焊剂的耐热性、稳定性等因素进行适应的调整，避免烧穿或者烧不透现象的发生，这需要技术人员根据实际情况进行适应性选择。

优选的技术方案之一，所述步骤I中，工作频率大小为20千赫兹、35千赫兹或50千赫兹中的任一种，激光器的工作频率与所加工的阻焊层厚度以及加工时间的快慢有所关联，具体关联情况已在上文描述中进行记载，需要说明的是，一般来说工作频率取35千赫兹能够满足大多数的加工环境，也是最常用的工作频率，而上限值以及下限值也均可以适应加工要求，但是对应的，加工时间长度与工作频率大小呈反比例关系。

优选的技术方案之一，所述步骤I中，所述激光发生器的激光功率为5瓦、9瓦以及15瓦中的任一种，且分别对应的脉冲宽度为10纳秒、33纳秒以及50纳秒，激光功率的上限值以及下限值之间的区别在于加工时间的长短，5瓦与15瓦之间的时间消耗长短呈反比，而9瓦则是略低于常规中位数10瓦，在满足加工效率的基础之上，能耗能有所降低，同理，脉冲宽度的上限10纳秒以及下限的50纳秒的理由同上，33纳秒同9瓦的选用理由也相同，整体上更加符合本发明所需要的加工基础加工参数条件。

优选的技术方案之一，所述步骤I中的紫外激光器激光功率为10瓦，一般来说功率越高耗时越短，但是能耗越高，尤其是针对不同性能的阻焊剂来说，功率大小也是决定加工效果的关键因素，由于本申请中采用的是应用成本最低的绿油阻焊剂，因此激光器的功率选用10瓦就能满足高效加工的要求。

本发明对原有的工艺进行了改进，去掉了会对PCB板造成侧蚀以及阻焊掉桥，显影不尽等问题步骤，替换成激光烧刻对阻焊层进行加工的步骤，对于阻焊层的成型时间进行了缩减，进而从整体上压缩了加工工艺的时间长度，提高了加工精度，从而无需多次检查避免加工误差的情况。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种PCB板的激光阻焊加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

A，磨板，对完成AOI检查的PCB板的表面进行磨光，处除氧化；

B，喷砂，提高PCB板的表面粗糙度，增加阻焊剂的可附着性；

C，烘干，提高PCB板表面干燥度，消除水分；

D，丝印，将阻焊剂转印至PCB板的表面；

F，半固化，对PCB板进行烤板，要求PCB板上的阻焊剂在烤板后呈半固化状态；

G，字符制作，在PCB板表面制作规格字符；

H，全固化，对PCB板进行烤板，将PCB板表面的阻焊剂完全固化；

I，激光烧刻，按照线路将多余的阻焊层部分用激光烧掉；

J，检查、完成，进行PCB板加工结果确认，确认无误后完成整个加工步骤。

2.根据权利要求1所述的PCB板的激光阻焊加工工艺，其特征在于，在步骤D中，所述阻焊剂为油墨阻焊，所述阻焊剂在丝印时的厚度值为25至35微米的任一种。

3.根据权利要求1所述的PCB板的激光阻焊加工工艺，其特征在于，所述步骤I中，产生激光所使用的激光发生器为绿光激光器，激光功率为20瓦，光斑大小为0.01毫米至0.05毫米，工作频率20-50千赫兹，脉冲宽度10-50纳秒。

4.根据权利要求1所述的PCB板的激光阻焊加工工艺，其特征在于，所述步骤I中，产生激光所使用的激光发生器为紫外激光器，激光功率为3瓦-15瓦，波长355纳米，光斑大小为0.01毫米至0.05毫米。

5.根据权利要求1所述的PCB板的激光阻焊加工工艺，其特征在于，所述步骤I中，激光光刻所使用的激光器是蓝光激光器，功率范围5瓦-15瓦，波长457纳米，脉宽35纳秒，工作频率30千赫兹或者35千赫兹，光斑大小为0.01毫米至0.05毫米。

6.根据权利要求3所述的PCB板的激光阻焊加工工艺，其特征在于，所述步骤I中，工作频率大小为20千赫兹、35千赫兹或50千赫兹中的任一种。

7.根据权利要求3所述的PCB板的激光阻焊加工工艺，其特征在于，所述步骤I中，所述激光发生器的激光功率为5瓦、9瓦以及15瓦中的任一种，且分别对应的脉冲宽度为10纳秒、33纳秒以及50纳秒。

8.根据权利要求4所述的PCB板的激光阻焊加工工艺，其特征在于，所述步骤I中的紫外激光器激光功率为10瓦。