CN113597132A - 根据pcb板阻焊层感光油墨控制激光功率的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了根据PCB板阻焊层感光油墨控制激光功率的装置及方法，装置包括：控制器和至少一组激光出光模块；PCB板上设置有若干深度不同的过孔，PCB板的上端面喷涂有阻焊层感光油墨，阻焊层感光油墨填充了所述深度不同的过孔；所述控制器控制PCB板运动并根据运动到所述激光出光模块正下方的阻焊层感光油墨的厚度，需要曝光阻焊层感光油墨的激光功率的大小并控制所述激光光源出光。本装置及方法，可以实现对PCB板的不同厚度的阻焊层感光油墨精确曝光，同时对于PCB板上较深过孔，在喷涂阻焊层感光油墨时无需先填充树脂，从而优化了工艺。

Description

根据PCB板阻焊层感光油墨控制激光功率的装置及方法

技术领域

本发明属于PCB板领域，尤其涉及到根据PCB板阻焊层感光油墨控制激光功率的装置及方法。

背景技术

PCB( Printed Circuit Board，中文名称为印制电路板，又称印刷线路板），是电子元器件电气连接的载体。参考图1，图1为现有技术中深度较厚的过孔在喷涂阻焊层感光油墨前需要填充树脂的PCB板断面的结构示意图。在PCB板4上，开设有各种深度不同的第一过孔43、第二过孔44以及第三过孔45。目前的工艺中，在对PCB板4的布线层42的上端进行喷涂阻焊层感光油墨41之前，对于较深的第三过孔45，需要先在第三过孔45中填充树脂46，然后再在PCB板4的上端喷涂阻焊层感光油墨41，以覆盖第三过孔45、深度较浅的第一过孔43和第二过孔44和除过孔以外的其他区域。之所以需要对PCB板上较深的第三过孔45先填充树脂46，是因为现有技术中用于对PCB板4的阻焊层感光油墨41进行曝光的出光功率为恒定值，无法根据阻焊层感光油墨41厚度的不同进行差异化曝光。

发明内容

本发明公开了一种根据PCB板阻焊层感光油墨控制激光功率的装置，其目的在于解决在对PCB板的阻焊层感光油墨进行曝光时，在曝光PCB板上较深过孔时需要先要填充树脂导致工艺复杂的问题。

本发明的方案如下：

根据PCB板阻焊层感光油墨控制激光功率的装置，装置包括：控制器和至少一组激光出光模块；

PCB板上设置有若干深度不同的过孔，PCB板的上端面喷涂有阻焊层感光油墨，阻焊层感光油墨填充了深度不同的过孔；

控制器根据处于所述激光出光模块正下方的阻焊层感光油墨的厚度，计算需要曝光阻焊层感光油墨的激光功率的大小并控制所述激光出光模块出光。

进一步地：装置还包括工作台和支撑组件；

PCB板放置在工作台上，工作台置于支撑组件上；

控制器控制支撑组件运动，支撑组件带动工作台运动以使得PCB板在水平面内沿着X轴方向和/或Y轴方向运动。

进一步地：激光出光模块包括激光光源和光学成像模块；激光光源经过光学成像模块透射后，对运动到处于光学成像模块正下方的阻焊层感光油墨进行曝光。

进一步地，光学成像模块包括至少一块凸透镜，激光光源发出的光经凸透镜透射后，聚焦到阻焊层感光油墨。

进一步地，支撑组件包括X轴方向导轨、Y轴方向导轨、设置在X轴方向导轨上的第一滑块和第一电机，以及设置在Y轴方向导轨上的第二滑块和第二电机；工作台设置在第一滑块和第二滑块上，第一电机通过第一滑块控制工作台沿X轴方向运动，第二电机通过第二滑块控制工作台沿Y轴方向运动。

进一步地，控制器为芯片处理器或中央处理器。

本发明还公开了一种利用上述装置控制激光功率的方法，方法包括如下步骤：

步骤1：将PCB板的阻焊层感光油墨设置为处于激光出光模块的下端；

步骤2：控制器根据阻焊层感光油墨的厚度，控制激光出光模块对阻焊层感光油墨曝光；

其中，PCB板上设置有若干深度不同的过孔，阻焊层感光油墨喷涂在深度不同的过孔及PCB板的非过孔区域。

进一步地：步骤2包括如下具体步骤：

步骤21：控制器获取PCB板的阻焊层感光油墨的厚度信息，根据厚度信息计算出曝光阻焊层感光油墨所需的激光功率，并将激光功率反馈给控制器；

步骤22：控制器接收激光功率，控制激光出光模块出光，对阻焊层感光油墨进行曝光。

进一步地，步骤1中，将PCB板的阻焊层感光油墨设置为处于激光出光模块的下端，是通过控制器控制PCB板在水平面内沿着X轴方向和/或Y轴方向运动到激光出光模块的下端的。

进一步地：PCB板上的有过孔处的阻焊层感光油墨大于没有过孔处的阻焊层感光油墨的厚度；曝光PCB板上有过孔处的阻焊层感光油墨所需的激光功率大于曝光PCB板上没有过孔的阻焊层感光油墨的激光功率。

本装置和方法的技术效果：

1、由于激光出光功率可调，对于PCB板上的较深过孔，可以调节与较深过孔中填充的阻焊层感光油墨相适配的出光功率，也能曝光较深过孔中的阻焊层感光油墨，而无需在喷涂阻焊层感光油墨之前需要先对较深过孔填充树脂。优化了工艺，提高了工作效率。

2、在对PCB板的厚度不同阻焊层感光油墨进行激光曝光时，控制器根据PCB板上阻焊层感光油墨的厚度的不同，计算出曝光不同厚度的阻焊层感光油墨所需激光功率，然后根据该激光功率控制激光出光模块出光，实现了对PCB板的不同厚度的阻焊层感光油墨进行差异化曝光。

附图说明

图1为现有技术中深度较厚的过孔在喷涂阻焊层感光油墨前需要填充树脂的PCB板断面的结构示意图；

图2为本发明的装置的模块连接示意图；

图3为图2中沿A-A向纵向剖视图；

各部件对应的名称及序号分别为：激光出光模块1、激光光源11、光学成像模块12、控制器2、工作台3、PCB板4、阻焊层感光油墨41、布线层42、第一过孔43、第二过孔44、第三过孔45、树脂46、支撑组件5。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述区别，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参考图2，图2为本发明的装置的模块连接示意图，该装置包括：至少一个激光出光模块1和控制器2。将PCB板4设置到处于激光出光模块1下端，控制器2根据激光出光模块1正下端的K店的阻焊层感光油墨的厚度，计算出曝光K点处的阻焊层感光油墨所需要的激光功率，最后根据该激光功率控制激光出光模块1出光。当曝光完K点处的阻焊层感光油墨时，再移动PCB板，曝光其余阻焊层感光油墨，直到最后曝光完所有的阻焊层感光油墨。由上述分析可以知道，在曝光PCB板4上的阻焊层感光油墨41时，因为过孔的阻焊层感光油墨比较厚，因此需要较大的激光功率；当曝光PCB板上非过孔区域时，由于阻焊层感光油墨比较薄，因此需要较小的激光功率。

参考图3，图3为图2中沿A-A向纵向剖视图，从图3可以看出，PCB板4沿纵向包括阻焊层感光油墨41和位于阻焊层感光油墨41下面的布线层42。在PCB板4上，开设有若干过孔，图3中示例性的标示了第一过孔43、第二过孔44和第三过孔45。从图3中可以看出，第一过孔43、第二过孔44和第三过孔45的深度各不相同，其中第三过孔45的深度最深。第一过孔43、第二过孔44和第三过孔45中均填充满了阻焊层感光油墨41。由于采用了本发明所公开的装置，第三过孔45中不需要像图1中那样先填充树脂46。三个过孔中的阻焊层感光油墨41连同整块喷涂在PCB板4上的除过孔以外的其他区域的阻焊层感光油墨，构成了PCB板的整个阻焊层感光油墨。可以理解的是，PCB板4上的各点阻焊层感光油墨41的厚度不尽相同。例如，图3中，在PCB板4的M区域，由于此处没有过孔，因此阻焊层感光油墨比较薄，而在有过孔的地方，因为需要利用阻焊层感光油墨填充过孔，因此阻焊层感光油墨比较厚。在图2中，PCB板的过孔中的阻焊层感光油墨和非过孔区域中的阻焊层感光油墨为同一材质，图2中将这两个区域用不同的填充图案表示只是为了方便将过孔区域和非过孔区域区分示意出来。

参考图2，本发明所公开的装置还可以包括工作台3和支撑组件5。PCB板4放置在工作台3上，工作台3放在支撑组件5上。支撑组件5在控制器2控制下，带动工作台3沿X轴方向和/或Y轴方向运动，工作台3带动PCB板4沿着X轴方向和/或Y轴方向运动，使PCB板4处于激光出光模块1的下端。

工作时，控制器2向支撑组件5发出指令，以使得设置在支撑组件5上方的工作台3沿着X轴方向和/或Y轴方向运动。控制器2中存储有PCB板4的信息，这些信息包括：PCB板4上的若干过孔的位置、过孔中阻焊层感光油墨的厚度以及PCB板4上非过孔区域中阻焊层感光油墨的厚度，因此，控制器能识别出PCB板4上阻焊层感光油墨41的任意一点的厚度。当PCB板4上的阻焊层感光油墨上的某一点K在工作台3的运动下运动到激光出光模块1下端面时，控制器2根据K点的阻焊层感光油墨，计算出曝光K点所需要的激光功率。控制器2控制激光出光模块1根据计算出的激光功率出光，然后对K点进行曝光，使得K点的阻焊层感光油墨被曝光。

当激光出光模块1曝光完K点后，控制器2控制PCB板4沿X轴方向继续运动，使PCB板4中的K点的下一点K+1点处于激光出光模块1下端面。K点的下一点K+1点的阻焊层感光油墨的厚度，和第K点的阻焊层感光油墨的厚度相比，可能相同，也可能不同。例如，如果第K点和第K+1点均位于某一过孔内，则第K点和第K+1点的阻焊层感光油墨的厚度可能相同，也可能不同。但如果第K点位于某一过孔内,第K+1点位于非过孔区域，例如类似图2和图3的区域M，则第K点和第K+1点的阻焊层感光油墨不同。此时，控制器2根据第K+1点阻焊层感光油墨的厚度，计算出曝光第K+1点阻焊层感光油墨所需要的激光功率。由于第K+1点的阻焊层感光油墨和第K点的阻焊层感光油墨可能相同，也可能不同，因此曝光第K+1点阻焊层感光油墨所需要的激光功率和曝光第K点阻焊层感光油墨的激光功率，可以相同，也可以不相同。

用和曝光第K点阻焊层感光油墨或者第K+1点阻焊层感光油墨相同的方式，曝光PCB板上其余剩下的阻焊层感光油墨。因此，利用本装置，可以对PCB板上的厚度不同的阻焊层感光油墨进行差异化曝光，而且在曝光之前，对较深的过孔也无须填充树脂，直接用阻焊层感光油墨喷涂整个PCB板即可，从而优化了工艺，提高了效率。

需要说明的是，图2中只示例性的画出激光出光模块1只有1个的情形，为提高对PCB板上的阻焊层感光油墨的曝光效率，激光出光模块1的数量可以根据需要增加至若干个。若干个激光出光模块1由控制器2统一控制，更加高效的曝光PCB板的阻焊层感光油墨。

作为其中的一个实施例，控制器2优选为芯片处理器或中央处理器，控制器2具备信息收集、处理以及指令发送功能。例如，控制器2存储PCB板的信息，这些信息包括PCB板上的若干过孔的位置、过孔中阻焊层感光油墨的厚度以及PCB板上非过孔区域中阻焊层的厚度。控制器2也具备向激光出光模块1发送指令功能，例如，控制器2可以根据阻焊层感光油墨计算出曝光该阻焊层感光油墨需要的激光功率，然后控制激光出光模块1根据所需功率出光。控制器2还可以控制支撑组件5动作，以使得位于支撑组件5上的工作台4沿着X轴方向和/或Y轴方向运动，工作台4进而带着PCB板沿着X轴方向和/或Y轴方向运动。

参考图2和图3，激光出光模块1包括激光光源11和光学成像模块12。激光光源11发出的光经过光学成像模块12透射后，聚焦在PCB板的阻焊层感光油墨41上，然后对阻焊层感光油墨41进行曝光。

参考图2，在本发明中，作为其中的一个实施例，光学成像模块12包括至少一个凸透镜（未图示），激光光源12发出的光经过凸透镜透射后，聚焦到阻焊层感光油墨上曝光。

可以理解的是，在图2中，作为一个可选的实施例，支撑组件5包括未图示的：X轴方向导轨、Y轴方向导轨，第一滑块和第一电机。第一滑块和第一电机设置在X轴方向导轨上。第一滑块的上端连接在工作台3的下端部，下端连接在X轴方向导轨上；第一电机控制第一滑块在X轴方向导轨上运动，带动工作台3在X轴方向导轨上运动，工作台3带动PCB板5在X轴方向上运动。同样的，支撑组件5还包括设置在Y轴方向导轨上的第二滑块和第二电机；第二滑块的上端也连接在工作台3上，下端连接在Y轴方向导轨上，第二电机控制第二滑块在Y轴方向导轨上运动，带动工作台3在Y轴方向导轨上运动，工作台3带动PCB板4在Y轴方向上运动。

本发明还公开了一种根据PCB板阻焊层感光油墨控制激光功率的方法，包括如下步骤：

步骤1：将PCB板的阻焊层感光油墨设置为处于激光出光模块的下端；

步骤2：控制器根据阻焊层感光油墨的厚度，控制激光出光模块对阻焊层感光油墨曝光；

其中，PCB板上设置有若干深度不同的过孔，阻焊层感光油墨喷涂于深度不同的过孔及PCB板的非过孔区域。

步骤1中，将PCB板的阻焊层感光油墨设置为处于激光出光模块的下端，其实现的方式有多种，例如可以是直接将PCB板放置在激光出光模块的下端，并且使有阻焊层感光油墨的一面朝上；也可以是如图2所示的那样，将PCB板放置在工作台3上，再将工作台3置于支撑组件5上，支撑组件5由控制器2控制。控制器2向控制支撑组件5发出操作指令，使得工作台3在水平面内沿着X轴方向和/或Y轴方向运动，并最终带动PCB板在水平面内沿着X轴方向和/或Y轴方向运动。支撑组件5包含了前述中的各子模块：X轴方向导轨、Y轴方向导轨，第一滑块、第一电机、第二滑块和第二电机，且各子模块的连接位置及作用已经分别描述，在此不再累述。

需要说明的是，本申请中，X轴方向是指在水平面内的横向方向，Y轴方向是指在水平面内纵向方向。PCB板上设置有深度不同的过孔。过孔区域如图2和图3中的第一过孔43、第二过孔44和第三过孔45；非过孔区域例如可以是图2和图3中的区域M。对于深度最深的第三过孔45，孔内不需要填充如图1所示的树脂46。在布线层42的上端面直接用阻焊层感光油墨41喷涂全部的过孔区域和非过孔区域，阻焊层感光油墨41会填充到各种深度不同的过孔中。因此，可以理解的是，PCB板4中阻焊层感光油墨41的厚度不尽相同。

参考图2，在步骤2中，控制器2在控制激光出光模块1出光时，需要先由控制器2识别出处于激光出光模块1下方的PCB板4的K点处的阻焊层感光油墨41的厚度，计算曝光K点的阻焊层感光油墨所需要的出光功率，该激光功率被反馈给控制器2，控制器2接收到出光功率的数据后，向激光出光模块1发送指令，使激光出光模块1根据出光功率出光，并对K点处的阻焊层感光油墨41曝光。然后通过同样的办法，曝光阻焊层感光油墨41的其余地方。

可以理解的是，PCB板上的有过孔处的阻焊层感光油墨大于没有过孔处的阻焊层感光油墨的厚度；较深过孔处的阻焊层感光油墨大于较浅过孔处的阻焊层感光油墨。曝光PCB板上有过孔处的阻焊层感光油墨所需的激光功率大于曝光PCB板上没有过孔的阻焊层感光油墨的激光功率；曝光较深过孔处的阻焊层感光油墨所需要的功率大于曝光较浅过孔处的阻焊层感光油墨所需要的功率。

通过本办法，能够根据阻焊层感光油墨精准控制激光出光功率，实现对PCB板上不同厚度的阻焊层感光油墨均能实现曝光，而又不至于损坏PCB板；同时，对于PCB板中深度较深的过孔，无需事先填充树脂，只需要和其他较浅过孔及非过孔区域，同时喷涂阻焊层感光油墨即可，优化了工艺，提高了工作效率。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.根据PCB板阻焊层感光油墨控制激光功率的装置，其特征在于：所述装置包括：控制器和至少一组激光出光模块；

PCB板上设置有若干深度不同的过孔，所述PCB板的上端面喷涂有阻焊层感光油墨，所述阻焊层感光油墨填充了所述深度不同的过孔；

所述控制器根据处于所述激光出光模块正下方的所述阻焊层感光油墨的厚度，计算需要曝光所述阻焊层感光油墨的激光功率的大小并控制所述激光出光模块出光。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置还包括工作台和支撑组件；

所述PCB板放置在所述工作台上，所述工作台置于所述支撑组件上；

所述控制器控制所述支撑组件运动，所述支撑组件带动所述工作台运动以使得所述PCB板在水平面内沿着X轴方向和/或Y轴方向运动。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述激光出光模块包括激光光源和光学成像模块；所述激光光源经过所述光学成像模块透射后，对运动到处于所述光学成像模块正下方的阻焊层感光油墨进行曝光。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述光学成像模块包括至少一块凸透镜，所述激光光源发出的光经所述凸透镜透射后，聚焦到所述阻焊层感光油墨。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述支撑组件包括X轴方向导轨、Y轴方向导轨、设置在所述X轴方向导轨上的第一滑块和第一电机，以及设置在所述Y轴方向导轨上的第二滑块和第二电机；所述工作台设置在所述第一滑块和所述第二滑块上，所述第一电机通过所述第一滑块控制所述工作台沿X轴方向运动，所述第二电机通过所述第二滑块控制所述工作台沿Y轴方向运动。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器为芯片处理器或中央处理器。

7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的装置控制激光功率的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1：将PCB板的阻焊层感光油墨设置为处于激光出光模块的下端；

步骤2：所述控制器根据所述阻焊层感光油墨的厚度，控制所述激光出光模块对所述阻焊层感光油墨曝光；

其中，所述PCB板上设置有若干深度不同的过孔，所述阻焊层感光油墨喷涂在所述深度不同的过孔及所述PCB板的非过孔区域。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤2包括如下具体步骤：

步骤21：控制器获取PCB板的阻焊层感光油墨的厚度信息，根据厚度信息计算出曝光阻焊层感光油墨所需的激光功率，并将所述激光功率反馈给控制器；

步骤22：所述控制器接收所述激光功率，控制所述激光出光模块出光，对所述阻焊层感光油墨进行曝光。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤1中，将PCB板的阻焊层感光油墨设置为处于激光出光模块的下端，是通过控制器控制所述PCB板在水平面内沿着X轴方向和/或Y轴方向运动到所述激光出光模块的下端的。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述PCB板上的有过孔处的阻焊层感光油墨大于没有过孔处的阻焊层感光油墨的厚度；曝光所述PCB板上有过孔处的阻焊层感光油墨所需的激光功率大于曝光PCB板上没有过孔的阻焊层感光油墨的激光功率。

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