CN114938579B - 一种采用导电浆料进行线路修补的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用导电浆料进行线路修补的方法,包括以下步骤:1)将待修补电路板的电路面朝上置于多孔平台上;2)将树脂膜覆盖在待修补的电路板表面;3)通过真空抽气系统,使树脂膜完全无空隙地覆盖在待修补的电路板电路表面;4)通过激光设备的视觉系统和软件系统来定位待修补区域的坐标数据和激光烧蚀路径;5)根据激光烧蚀路径烧蚀除掉待修补的电路板电路表面的树脂膜,形成待修补图形槽;6)在待修补图形槽内和槽周边涂覆修补材料;7)预固化图形槽内和槽周边的修补材料;8)停止抽气、撕去树脂膜,完全固化修补材料完成修补。本发明的方法可用于随机位置的精密线路曲线修补,是一种廉价高效的高精密线路修补方法。
Description
技术领域
本发明属于线路板制造技术领域,具体涉及一种采用导电浆料进行线路修补的方法。
背景技术
随着线路板甚至芯片载板的线路密度和精度不断提高、其工艺难度提高,良率降低。特别是精密电路的开短路成为了重要问题。业内一直在追求高效廉价的线路修补技术和材料。用导电胶修补线路可能得到较好的可靠性,目前主要采用徒手点胶或者用点胶机进行挤胶的方法,将导电胶涂抹在修补位置,但是由于胶体的流动性导致直接修补精密线路的施工难度较大,线路精度不好控制,导电胶会大面积的溢出到周围非必要修补区域,导电胶加热固化后,然后通过人工在显微镜下用刀片等工具裁切掉多余的浆料,成功概率低、修补时间长;另一种,采用无接触式的激光转印的方法,可以较好地控制线路精度,但是所用修补线路的导电材料是激光熔融后的铜液滴落在修补位置,并无胶黏性,附着力不佳,而且对于厚度较大的铜线路缺陷,修补时液滴沉积速率较慢,装备昂贵。又由于线路板的缺陷都是随机发生的,这导致电路修补难度变大。
发明内容
为解决现有技术存在的问题,本发明提供一种廉价高效的高精密线路修补方法,通过薄膜在待补板表面形成所需厚度的膜层,然后用激光开槽,使得待补位置形成一个略大于待补线路长宽高的模腔,然后通过填充导电浆料修补开路,这样可以即利用了激光的高精度、图形灵活的特性、又避免了导电浆料流动性带来的线路尺寸精度控制问题。
为实现以上发明目的,本发明采用如下的技术方案:
一种采用导电浆料进行线路修补的方法,包括以下步骤:
1)将待修补电路板的电路面朝上置于多孔平台上;
2)将树脂膜覆盖在待修补的电路板表面;
3)通过真空系统抽气,使树脂膜紧密覆盖在待修补的电路板电路表面;
4)通过激光设备的视觉系统和软件系统来定位待修补区域的坐标数据和激光烧蚀路径;
5)根据激光烧蚀路径烧蚀除掉待修补区域的电路板电路表面的树脂膜,形成待修补图形槽;
6)在待修补图形槽内和槽周边涂覆修补材料;
7)预固化图形槽内和槽周边的修补材料;
8)停止抽气、撕去树脂膜,完全固化修补材料完成电路修补。
在一个具体的实施方式中,所述步骤2)的树脂膜的厚度与线路厚度相同,所述树脂膜为透明或不透明树脂膜,优选为透明树脂膜;更优选地,所述树脂膜为PET、PI材质的透明树脂膜。
在一个具体的实施方式中,所述的树脂膜为一面有胶层的mylar膜。
在一个具体的实施方式中,所述步骤4)中得到的激光烧蚀路径覆盖的图形面积比待修补区域大10%~20%。
在一个具体的实施方式中,所述步骤5)中采用激光烧蚀,所用激光的光斑直径为20μm以下,精度为15μm以下。
在一个具体的实施方式中,所述步骤6)中的修补材料为导电浆料,所述导电浆料由可挥发性溶剂、粘结树脂、导电粉体和添加剂组成。
在一个具体的实施方式中,所述可挥发性溶剂的沸点低于200℃,优选自乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚、丙醇一种或者几种的混合物;优选地,所述粘结树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂、马来树脂中的任一种。
在一个具体的实施方式中,所述导电粉体选自银、铜、锡、金、镍或其合金中的至少任一种;优选的,所述导电粉体的粒径小于10μm。
在一个具体的实施方式中,所述步骤7)中预固化工艺选自激光、红外加热或热风加热,预固化温度为100-120℃,时间为15min~30min。
在一个具体的实施方式中,所述步骤8)中完全固化的固化温度为160℃,时间为30min~60min。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明通过真空系统抽气使树脂薄膜完全无空隙地覆盖在待修补的电路板电路表面,在待补电路板表面形成所需厚度的膜层,然后用激光设备自带的图像系统自动或人工寻找待修补区域,并做出激光所作用区域的图形,再用激光开槽,烧蚀掉待修补的电路板电路表面的树脂膜,使得待补位置形成一个略大于待补线路长宽高的图形槽,然后通过填充导电浆料修补开路,这样可以即利用了激光的高精度、图形灵活的特性、又避免了导电浆料流动性带来的线路尺寸精度控制问题;同时,通过两步固化,预固化后的导电浆料,具有一定的强度,可在撕膜过程中保持与电路板的结合力和保型能力;完全固化使导电材料进一步收缩,实现导电粉体的接触导通以及树脂粘结剂和电路板的稳定结合;并且在撕膜的过程中,树脂膜能够带走槽外多余的导电浆料,方便快捷。
附图说明
图1为本发明线路修补装置结构示意图。
图2为本发明待修补电路板线路示意图。
图3为本发明待修补电路板表面覆膜状态示意图。
图4为本发明待修补电路板表面激光开槽状态示意图。
图5为本发明待修补电路板表面填充导电浆料状态示意图。
图6为本发明待修补电路板表面揭膜后状态示意图。
其中,1为电路修补多孔平台、2真空吸附孔、3PCB电路板、4线路、5PET胶膜、6开路、7图形槽、8导电浆料。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题,技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
一种采用导电浆料进行线路修补的方法,包括以下步骤:
1)将待修补电路板的电路面朝上置于多孔平台上;
2)将树脂膜覆盖在待修补的电路板表面;
3)通过真空系统抽气,使树脂膜紧密覆盖在待修补的电路板电路表面;
4)通过激光设备的视觉系统和软件系统来定位待修补区域的坐标数据和激光烧蚀路径;
5)根据激光烧蚀路径,采用激光烧蚀除掉待修补区域的电路板电路表面的树脂膜,形成待修补图形槽;
6)在待修补图形槽内和槽周边涂覆修补材料;
7)预固化图形槽内和槽周边的修补材料;
8)停止抽气、撕去树脂膜,槽周边的多余修补材料一并被带走,完全固化修补材料完成电路修补。
其中,所述步骤1),如图1所示,PCB电路板3的具有线路4的一面朝上、放置在多孔平台1上;所述多孔平台1上具有很多个真空吸附孔2,所述多孔平台1与真空系统(未示出)相连,通过真空系统抽气可使多孔平台1的真空吸附孔2内气体从一侧流向真空系统一侧,例如步骤2)中在多孔平台1和位于其上的待修补PCB电路板3表面覆盖一层PET胶膜5,步骤3)中通过真空系统抽气形成负压可使PET胶膜5完全无空隙地覆盖在待修补的PCB电路板3的电路表面。
其中,待修补的电路板线路如图2所示,在PCB电路板3的一面上印刷有线路4,其中部分线路处于开路6的状态,需要修补。
按照本发明步骤1)~3)的步骤,将PET胶膜覆盖在待修补的电路板电路表面的状态如图1和图3所示,其中,PCB电路板3的表面覆盖了一层PET胶膜5,同时PET胶膜5足够大以便覆盖住多孔平台1的表面,在PET胶膜5的覆盖下,通过真空系统抽气,使得PET胶膜5与待修补电路板3和多孔平台的表面紧密接触,特别是,在电路板的开路处,PET胶膜5也形成完全无空隙的覆盖。
其中,覆盖的树脂膜可以是透明的胶膜,还可以是不透明的树脂膜,优选采用透明的树脂膜,具体可采用PET、PI等材料的透明树脂膜,膜厚与线路厚度相等即可。在一种实施方式中,树脂膜还可以一面有胶层,与待修补版的结合面能较好的贴合,在激光开槽后,保证不漏气或起翘,例如这种膜为比较常用的mylar膜。
所述步骤4)中,通过激光设备自带的图像系统自动或人工寻找待修补区域,并做出激光所作用区域的图形,图形应略大于待修补区域10%-20%,以保证后续材料能有效搭接在原导电层上,实现开路连接。所述激光设备自带的图像系统,是指一般激光器所带有的用于抓取mark点和定位mark坐标的图像传感器,属于一种现有技术。通过读取修补位置的图形关键坐标,可自动生成或人工编程生成激光烧蚀树脂膜的路径。在另一种实施方式中,在树脂膜不透明,需要通过待补板在检测缺陷时的AOI设备主动生成待补缺陷位置和形状图形,传输给激光器,激光器接到数据并准备修补线路前,抓取待补板的Mark点,自动定位和生成激光烧蚀树脂膜的路径。
所述步骤5)中,激光根据路径程序烧蚀掉待修补的电路板电路表面的树脂膜,形成待修补图形槽。待修补电路板表面激光开槽状态如图4所示,在PCB电路板3的开路位置对应形成待修补的图形槽7。其中,激光开槽所用的激光的光斑直径大小在20μm以下,精度在15μm以下,可以保证烧蚀出尺寸和位置精度在35μm以上的所有图形。
所述步骤6)中,在树脂膜表面的图形槽7中涂覆修补材料,其中,修补材料可以是本领域常用的导电浆料,例如所述导电材料例如由可挥发性溶剂、粘结树脂、导电粉体,以及其他添加剂组成,其中,可挥发性溶剂需要与树脂粘结剂有一定的相容性、沸点低于200℃以保证后续预固化能快速干燥、同时起到调节粘度和表面张力,使浆料能更好的填充图形槽的效果,例如常用的可挥发性溶剂例如为乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚、丙醇一种或者几种的混合物;粘结树脂包括但不限于环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂、马来树脂等在电路板基材表面粘结性较好、耐热性较好的树脂,以保证修补浆料的可靠性;导电粉体包括但不限于银、铜、锡、金、镍、及其合金的粉体,一般要求粉体粒径小于10μm,保证能填充入精密的线路槽。待修补电路板表面填充导电浆料状态如图5所示,原来的图形槽7被导电浆料8填充,由于图形槽7是由激光设备形成,其精度较高,可以保证修补线路的精度。其次,由于实际图形比待修补区域大10%~20%,使得修补线路与原线路充分接触,即使后期烧结固化线路收缩,也不会发生开路现象。
所述步骤7)中,通过加热预固化图形槽内的修补材料,使导电浆料初步固化成型,避免在后续的撕膜过程中松动造成电路虚接。预固化可以用激光、红外加热或热风加热,固化温度一般为100-120℃,时间为15min~30min。预固化后的导电浆料,具有一定的强度,可在撕膜过程中保持与电路板的结合力和保型能力。预固化后的导电材料由于溶剂挥发,将发生收缩,高度和厚度低于树脂膜表面。
所述步骤8)中,撤去抽气、撕掉树脂膜,进一步加热固化修补材料。进一步加热,导电材料进一步收缩,实现导电粉体的接触导通以及树脂粘结剂和电路板的稳定结合。在撕膜的过程中,树脂膜能够带走槽外多余的导电浆料。本发明的线路修补方法操作简单、快捷,既能精确地修补线路,又可避免浆料对修补区域以外的线路造成污染。其中,待修补的电路板表面揭膜后如图6所示,可以发现,原先开路的位置已被修复,结合力和电路状态良好。
其中,完全固化可以参考现有技术,例如固化温度为160℃,时间为30min~60min。
在一个具体的方案中,本发明的导电浆料例如按质量份数由有80-94份的导电金属粉、5-18份的树脂、1-5份的溶剂和0.5-2份的助剂而制成的导电浆料。其中,导电金属粉选自银、铜、锡、金、镍、及其合金的粉体;树脂包括粘结树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂、马来树脂中的一种或者多种组合。溶剂选自乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚、丙醇一种或者几种的混合物;助剂选自分散剂、消泡剂、流平剂等一种或者几种。
采用上述导电浆料修补的电路电阻率为10-30μΩ·cm,附着力为1N/mm以上,完全满足PCB电路板中线路的相关需求。本发明的方法无需通过自动光学检测(AOI)提供缺陷的具体位置的坐标数据。而是通过AOI发现缺陷后,任选地由人手工在线路板表面标出缺陷大致位置;上板覆透明膜后,放在激光器的视觉系统下可以透过透明PET膜直接看到缺陷,然后通过激光器的视觉系统和软件系统来定位修补区域的坐标数据和激光烧蚀路径。由于线路板的缺陷都是随机发生的,本发明的方法还可用于随机位置的精密线路曲线修补,是一种廉价高效的高精密线路修补方法。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种采用导电浆料进行线路修补的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将待修补电路板的电路面朝上置于多孔平台上;
2)将树脂膜覆盖在待修补的电路板表面;
3)通过真空系统抽气,使树脂膜紧密覆盖在待修补的电路板电路表面;
4)通过激光设备的视觉系统和软件系统来定位待修补区域的坐标数据和激光烧蚀路径;
5)根据激光烧蚀路径烧蚀除掉待修补区域的电路板电路表面的树脂膜,形成待修补图形槽;
6)在待修补图形槽内和槽周边涂覆修补材料;
7)预固化图形槽内和槽周边的修补材料;
8)停止抽气、撕去树脂膜,完全固化修补材料完成电路修补;
所述步骤2)的树脂膜的厚度与线路厚度相同,所述树脂膜为透明树脂膜;
所述步骤4)中得到的激光烧蚀路径覆盖的图形面积比待修补区域大10%~20%;
所述步骤5)中采用激光烧蚀,所用激光的光斑直径为20μm以下,精度为15μm以下。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述树脂膜为PET、PI材质的透明树脂膜。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的树脂膜为一面有胶层的mylar膜。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤6)中的修补材料为导电浆料,所述导电浆料由可挥发性溶剂、粘结树脂、导电粉体和添加剂组成。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述可挥发性溶剂的沸点低于200℃。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述可挥发性溶剂选自乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚、丙醇一种或者几种的混合物。
7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述粘结树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂、马来树脂中的任一种。
8.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述导电粉体选自银、铜、锡、金、镍或其合金中的至少任一种。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述导电粉体的粒径小于10μm。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤7)中预固化工艺选自激光、红外加热或热风加热,预固化温度为100℃~120℃,时间为15 min~30min。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤8)中完全固化的固化温度为160℃,时间为30 min~60 min。
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