CN115835516A - 一种基于激光诱导正向转移技术的精细电子线路修补方法 - Google Patents

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CN115835516A CN202211561779.5A CN202211561779A CN115835516A CN 115835516 A CN115835516 A CN 115835516A CN 202211561779 A CN202211561779 A CN 202211561779A CN 115835516 A CN115835516 A CN 115835516A
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李超
尹恩怀
赵云贵
朱晨辉
安占军
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Abstract

本发明提出一种基于激光诱导正向转移技术的精细电子线路修补方法,首先检测电路板缺陷区域,确定缺陷区域位置信息;利用激光对缺陷区域的导电线路金属层表面及电路板基材底部进行杂质清理;再次对对电路板缺陷区域进行检测标定,标定的信息包括缺陷轮廓、位置、缺陷深度;利用带金属薄膜的高透明性基材,采用激光器根据缺陷位置及轮廓信息,按照补修图形形状在高透明性基材上进行填充式扫描;重复进行填充式扫描过程直至在缺陷部位填充至预定修补厚度,待缺陷区域补修完成后,对缺陷部位填充的已经表干的金属油墨或浆料进行激光微烧结。本发明属于非接触式沉积技术,通过高精度沉积实现了精细铜线路的修补。

Description

一种基于激光诱导正向转移技术的精细电子线路修补方法
技术领域
本发明涉及印制线路板制造技术领域,具体涉及一种采用激光诱导正向转移技术的精细电子线路修补方法。
背景技术
印制线路板以及现有电子3D打印电路板的过程中,由于过渡蚀刻或蚀刻缺口、以及电子线路打印过程散墨或者断墨等缺陷,会导致电路板出现短路或者断路等现象。
对于短路缺陷一般采用激光或者精密加工的方式可以较容易解决,而对于断路缺陷,目前采用的修补方案主要有激光熔融焊接焊片、化学诱导气相沉积以及补焊区挤银胶、直写电子浆料激光微熔覆等方案。由于现实中电子线路板所需补线的对象大部分为铜导线,而目前采用的修补方案除成本较高的真空溅射或沉积等手段外,大部分采用低温银浆,导致补焊区电阻相比原有铜导线明显增大。之所以采用低温银浆,一方面因为铜浆料或者油墨在大气气氛中容易氧化,需要氮气等保护环境条件下进行固化或者烧结才能避免氧化以取得较好的导电效果;另一方面按照现有补线工艺采用低温铜浆补修,除无法降低补修区电阻外,且对于50μm以下精细线路的修补难以实现。而随着高频以及集成化电路的发展,微细线路产品日益增多,为了提高良品率亟需开发一种易于操作、成本低廉的微细线路补修方法。
在公告号为CN108848620B的中国专利中公布了一种印刷线路板的线路修补方法,通过精雕方式加工补铜区域,在待补区域挤胶,固化浆料形成补接区。而通过这种挤胶工艺形成的补胶区往往比原本线路宽,而且胶区点高,很难实现精细线路及线间距的修补。
在公告号为CN109561599B的中国专利中公布了一种高精细线路PCB的线路修补方法,采用增大修补线路表面与金线表面接触面积,通过焊接金线形成补焊区,再利用AOI扫描确定连接可靠性。这种方法需要精密焊接装置,且表面焊线形成的凸起会影响后续的叠层工序。
在公告号为CN114126248B的中国专利中公布了一种印刷线路板焊盘、线路缺陷修复方法,该方法通过缺陷检测,采用激光加工待补焊区域,采用微笔直写技术将浆料打印于修补区域,后续采用激光烧结或者烘箱的方式实现浆料固化,完成对于补焊区的修复。但在实际加工中,采用激光烧结电子浆料的工艺窗口较小,且很容易造成低温基材的烧蚀现象;同时微笔直写技术属于接触式打印,基材电路板的变形以及直写最小线路线宽及间距均受限,因此线路修补精度很难控制。
发明内容
针对现有电路板断路缺陷修补方案存在的技术问题,本发明提出一种工艺流程简洁、适应性强、满足精细铜线路同材料修补要求的方法:基于激光诱导正向转移技术的精细电子线路修补方法。该方法基本原理是通过激光诱导正向转移技术,利用激光穿过透明基材作用于供体材料,使其沉积于目标受体上,属于非接触式沉积技术,并且根据供体材料,优选了激光参数和固化方案,通过高精度沉积实现了精细铜线路的修补。
本发明的技术方案为:
所述一种基于激光诱导正向转移技术的精细电子线路修补方法,包括以下步骤:
步骤1:检测电路板缺陷区域,确定缺陷区域位置信息;
步骤2:将步骤1确定的电路板缺陷区域位置信息传输至激光系统,利用激光对缺陷区域的导电线路金属层表面及电路板基材底部进行杂质清理;
步骤3:再次对电路板缺陷区域进行检测标定,标定的信息包括缺陷轮廓、位置、缺陷深度;
步骤4:在高透明性基材表面形成厚度0.02~2μm的金属薄膜作为供体,所述金属薄膜的中的金属材料与待修补的电路板中线路金属同材料;
步骤5:将步骤4制备得到的带金属薄膜的高透明性基材置于电路板缺陷区域上方,其中金属薄膜朝向缺陷区域,以步骤3得到的缺陷深度信息为参考,控制金属薄膜与缺陷区域底部的间隙在10~200μm;
步骤6:将步骤3中得到的缺陷轮廓、位置、缺陷深度信息传输至激光器系统中,激光器系统根据输入信息,调节激光器移动路径和焦距,使激光器焦点位于金属薄膜上;
步骤7:激光器根据缺陷位置及轮廓信息,按照补修图形形状在高透明性基材上进行填充式扫描;
步骤8:完成一次填充式扫描后,移动高透明性基材,重复步骤5和步骤7,使金属薄膜中的未扫描区置于电路板缺陷上方,再次进行填充式扫描过程,通过多次扫描沉积直至在缺陷部位填充至预定修补厚度;其中重复次数根据步骤3得到的缺陷深度以及扫描单次的沉积厚度计算得出;
步骤9:待缺陷区域补修完成后,对缺陷部位填充的已经表干的金属油墨或浆料进行激光微烧结;
步骤10:完成补修区域成型后,识别溅射点范围,移除高透明性基材,根据识别的溅射点范围,通过激光将多余的溅射点进行雕刻去除。
进一步的,步骤1、步骤3以及步骤10中采用自动光学检测方法检测电路板缺陷区域以及识别溅射点范围。
进一步的,采用450nm或515nm激光对电路板缺陷区域进行清理,以及进行填充式扫描和溅射点雕刻去除。
进一步的,所述高透明性基材采用厚度为0.01~0.3mm的石英玻璃。
进一步的,在高透明性基材表面采用旋涂或刮涂导电油墨的方式形成金属薄膜作为供体。
进一步的,所述导电油墨采用铜油墨或者铜浆料,其粘度10~20000CP,且油墨或者浆料填充颗粒采用纳米铜或者具有Ag-Cu核壳结构的纳米铜。
进一步的,步骤7中激光器功率为20W,脉冲长度小于100ns。
进一步的,在进行填充式扫描过程时,对电路板基材底部施加50~170℃温度,挥发部分溶剂增加沉积油墨粘度,实现沉积层表干,减小补焊区域多次叠层后的下塌变形。
进一步的,进行激光微烧结时,激光器脉冲长度至800~1200ns。
进一步的,若补修线路层厚>10μm,则在沉积补焊过程中沉积厚度每达到10μm时,就进行一次激光微烧结处理。
有益效果
本发明提出的基于激光诱导正向转移技术的精细电子线路修补方法,修补过程简单,效率高,不需要多道工序,易于推广实现;而且补修材料与线路材料保持一致,大大降低补修区电阻;适用基材广,修补过程不会烧蚀低温基质材料;该方法属于非接触式修补过程,可适用于底部基材底部轻微变形场景,修复成型后的线路规则可靠,适用于修补最小10微米的精细电子线路。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1基于LIFT精细电子线路补修流程图;
图2基于AOI/光学缺陷测量,其中200为光学相机、201为基材、202为导电线路、203为线路表层氧化物、204为缺陷区基材聚集杂物、205缺陷区域;
图3激光清理缺陷区杂质,其中208为激光束;
图4激光正向诱导转移导电油墨,其中206为高透光性石英玻璃,207为石英玻璃上金属薄层、208为激光束、209为激光作用下的金属墨滴、210为向四周散射的金属墨滴、211为沉积在缺陷区的金属材料;
图5成型后的补焊区域(周围存在金属墨滴溅射点),212为基材底部加热,301为散落在补焊区域周围的金属材料;
图6激光刻蚀补焊区外围多余金属墨滴。
具体实施方式
面对现有电路板断路缺陷,本发明提出一种基于激光诱导正向转移技术的精细电子线路修复方法。如图1所示,具体包括以下步骤:
步骤101:检测电路板缺陷区域,确定缺陷区域位置信息。这里采用自动光学检测(AOI)方法检测电路板缺陷区域。
步骤102:将步骤101确定的电路板缺陷区域位置信息传输至激光系统,利用激光对缺陷区域的导电线路金属层表面及基材底部进行杂质清理,去除金属层表面氧化物、缺陷区基材上的残留胶层等,以保证后续溅射上的金属油墨可以形成较好的结合力。通过试验发现,采用450nm/515nm激光对电路板缺陷区域进行清理效果最佳,因此,本发明中优选450nm/515nm激光系统执行杂质清理工作。
步骤103:在完成步骤102的杂质清理工作后,再次对电路板缺陷区域进行检测标定,标定的信息包括缺陷轮廓、位置、缺陷深度,同样,这里可以采用自动光学检测(AOI)方法进行标定。相比于步骤101,本步骤中的缺陷区域标定工作做得到的信息要更加精确,并且确定了缺陷深度信息,用于后续采用激光诱导转移方法实现供体材料准确沉积在经过清理后的缺陷位置。
步骤104:准备高透明性的基材,这里采用的是厚度为0.01~0.3mm的石英玻璃;在透明基材表面采用旋涂或刮涂导电油墨的方式形成金属薄膜作为供体,这里的导电油墨中的金属材料与待修补的电路板中线路金属同材料,以降低补修区电阻;由于电路板中普遍采用铜作为线路金属材料,因此这里的导电油墨优选为铜油墨或者铜浆料,其粘度10~20000CP,且油墨或者浆料填充颗粒优选纳米铜或者具有Ag-Cu核壳结构的纳米铜,制备的金属薄膜厚度0.02~2μm。当然,也可以衍生采用银/银钯/金/镍等油墨。
步骤105:将步骤104制备得到的带金属薄膜的石英玻璃载体置于电路板缺陷区域上方,其中金属薄膜朝向缺陷区域,以步骤103中得到的缺陷深度信息为参考,控制金属薄膜与缺陷区域底部的间隙在10~200μm范围内。
步骤106:将步骤103中得到的缺陷轮廓、位置、缺陷深度信息传输至激光器系统中,激光器系统根据输入信息,调节激光器移动路径和焦距,使激光器焦点位于石英玻璃的金属薄膜上。
步骤107:激光器根据缺陷位置及轮廓信息,按照补修图形形状在石英玻璃上进行填充式扫描,其中激光器优选功率20W,波长450nm或者515nm的激光器,脉冲长度小于100ns,优选50ns以下,脉冲长度越小能量越高。
步骤108:完成一次填充式扫描后,移动石英玻璃载体,重复步骤105和步骤107,使金属薄膜中的未扫描区置于电路板缺陷上方,再次进行填充式扫描过程,通过多次扫描沉积直至在缺陷部位填充至预定修补厚度;其中重复次数根据步骤103得到的缺陷深度以及扫描单次的沉积厚度计算得出。
通过步骤108,重复进行填充式扫描过程,使缺陷部位填充至缺陷厚度,实现补修区域的成型,而进一步为优化每一次填充过程中金属油墨的成型性,采用步骤109,即在电路板基材底部施加50~170℃温度,挥发部分溶剂增加沉积油墨粘度,实现沉积层表干,减小补焊区域多次叠层后的下塌变形。
完成补修区域成型后,考虑激光诱导正向转移过程中会存在残余溅射点分布在补焊区域周围,当线间距较小时,这种残余溅射点可能会存在短路的风险。因此再次通过自动光学检测(AOI)方法识别溅射点的范围(步骤110),移除石英玻璃载片,根据识别的溅射点范围,通过激光将多余的溅射点进行雕刻去除(步骤111),优选激光脉冲长度为200~500ns,这里步骤102、步骤107以及步骤111中采用的激光器为同一激光器。
步骤112:最后为了实现沉积补修区所沉积的铜油墨或者铜浆料能够达到高性能导电性,调节激光器脉冲长度至800~1200ns,对缺陷部位填充的已经表干的铜油墨或者浆料进行激光微烧结。由于激光与油墨作用的时间很短,铜颗粒表面溶剂气化能够形成一定气氛环境,也避免了其表面接触空气出现氧化的现象,同时又在超短时间内又实现铜颗粒之间的微融合,达到导通的目的。而且,为进一步优化效果,在补修线路层较厚时(>10μm),沉积补焊过程中沉积厚度每达到10μm时,就进行一次激光微烧结处理。
当然,步骤110和步骤111的溅射点去除过程与步骤112的激光微烧结过程先后顺序可以调换。
下面给出本发明的具体实施例:
实施例1:
步骤1:采用自动光学检测(AOI)方法检测电路板缺陷区域,确定缺陷区域位置信息,电路板为聚酰亚胺基材。
步骤2:将步骤1确定的电路板缺陷区域位置信息传输至激光系统,这里选择波长450nm激光器,对缺陷区域的导电线路金属层表面及基材底部进行杂质清理,去除金属层表面氧化物、缺陷区基材上的残留胶层等,以保证后续溅射上的金属油墨可以形成较好的结合力。
步骤3:在完成步骤2的杂质清理工作后,再次采用自动光学检测(AOI)方法对电路板缺陷区域进行检测标定,标定的信息包括缺陷轮廓、位置、缺陷深度。
步骤4:采用厚度为0.3mm的石英玻璃,利用粘度10Cp的纳米铜油墨作为导电材料,采用旋涂工艺在石英玻璃表面制备纳米铜膜,纳米铜膜层厚控制在20nm。
步骤5:将步骤4制备得到的带金属薄膜的石英玻璃载体置于电路板缺陷区域上方,其中金属薄膜朝向缺陷区域,控制金属薄膜与缺陷区域底部的间隙在10μm。
步骤6:将步骤3中得到的缺陷轮廓、位置、缺陷深度信息传输至激光器系统中,激光器系统根据输入信息,调节激光器移动路径和焦距,使激光器焦点位于石英玻璃的金属薄膜上。
步骤7:将电路板基材加热升温至60℃,激光器根据缺陷位置及轮廓信息,按照补修图形形状在石英玻璃上进行填充式扫描,扫描参数为脉冲长度80ns,激光能量0.15J/cm2
步骤8:完成一次填充式扫描后,移动石英玻璃载体,重复步骤5和步骤7,使金属薄膜中的未扫描区置于电路板缺陷上方,再次进行填充式扫描过程,通过多次扫描沉积直至在缺陷部位填充至预定修补厚度;其中重复次数根据步骤3得到的缺陷深度以及扫描单次的沉积厚度计算得出。
步骤9:待缺陷区域补修完成后,将电路板基材底部温度升温至100℃,使沉积层完全表干,然后调节激光器脉冲长度至1200ns,对缺陷部位填充的已经表干的纳米铜油墨进行激光微烧结。由于本实施例中的缺陷厚度小于10μm,所以是在待缺陷区域补修完成后进行激光微烧结的。
步骤10:完成补修区域成型后,考虑激光诱导正向转移过程中会存在残余溅射点分布在补焊区域周围,当线间距较小时,这种残余溅射点可能会存在短路的风险。因此再次通过自动光学检测(AOI)方法识别溅射点的范围,移除石英玻璃载片,根据识别的溅射点范围,通过激光将多余的溅射点进行雕刻去除,采用的激光脉冲长度为200ns,最终补修最小线路宽度可以达到10~15μm。
实施例2:
步骤1:采用自动光学检测(AOI)方法检测电路板缺陷区域,确定缺陷区域位置信息,电路板为聚四氟乙烯基材。
步骤2:将步骤1确定的电路板缺陷区域位置信息传输至激光系统,这里选择波长515nm激光器,对缺陷区域的导电线路金属层表面及基材底部进行杂质清理,去除金属层表面氧化物、缺陷区基材上的残留胶层等,以保证后续溅射上的金属油墨可以形成较好的结合力。
步骤3:在完成步骤2的杂质清理工作后,再次采用自动光学检测(AOI)方法对电路板缺陷区域进行检测标定,标定的信息包括缺陷轮廓、位置、缺陷深度。
步骤4:采用厚度为0.15mm的石英玻璃,利用粘度1200Cp的纳米铜油墨作为导电材料,采用刮涂工艺在石英玻璃表面制备纳米铜膜,纳米铜膜层厚控制在300nm。
步骤5:将步骤4制备得到的带金属薄膜的石英玻璃载体置于电路板缺陷区域上方,其中金属薄膜朝向缺陷区域,控制金属薄膜与缺陷区域底部的间隙在25μm。
步骤6:将步骤3中得到的缺陷轮廓、位置、缺陷深度信息传输至激光器系统中,激光器系统根据输入信息,调节激光器移动路径和焦距,使激光器焦点位于石英玻璃的金属薄膜上。
步骤7:将电路板基材加热升温至80℃,激光器根据缺陷位置及轮廓信息,按照补修图形形状在石英玻璃上进行填充式扫描,扫描参数为脉冲长度30ns,激光能量1.8J/cm2
步骤8:完成一次填充式扫描后,移动石英玻璃载体,重复步骤5和步骤7,使金属薄膜中的未扫描区置于电路板缺陷上方,再次进行填充式扫描过程,通过多次扫描沉积直至在缺陷部位填充至预定修补厚度;其中重复次数根据步骤3得到的缺陷深度以及扫描单次的沉积厚度计算得出。
步骤9:待缺陷区域补修完成后,将电路板基材底部温度升温至120℃,使沉积层完全表干,然后调节激光器脉冲长度至1000ns,对缺陷部位填充的已经表干的纳米铜油墨进行激光微烧结。由于本实施例中的缺陷厚度小于10μm,所以是在待缺陷区域补修完成后进行激光微烧结的。
步骤10:完成补修区域成型后,考虑激光诱导正向转移过程中会存在残余溅射点分布在补焊区域周围,当线间距较小时,这种残余溅射点可能会存在短路的风险。因此再次通过自动光学检测(AOI)方法识别溅射点的范围,移除石英玻璃载片,根据识别的溅射点范围,通过激光将多余的溅射点进行雕刻去除,采用的激光脉冲长度为500ns,最终补修最小线路宽度可以达到30~35μm。
实施例3:
步骤1:采用自动光学检测(AOI)方法检测电路板缺陷区域,确定缺陷区域位置信息,电路板为环氧树脂基材。
步骤2:将步骤1确定的电路板缺陷区域位置信息传输至激光系统,这里选择波长450nm激光器,对缺陷区域的导电线路金属层表面及基材底部进行杂质清理,去除金属层表面氧化物、缺陷区基材上的残留胶层等,以保证后续溅射上的金属油墨可以形成较好的结合力。
步骤3:在完成步骤2的杂质清理工作后,再次采用自动光学检测(AOI)方法对电路板缺陷区域进行检测标定,标定的信息包括缺陷轮廓、位置、缺陷深度。
步骤4:采用厚度为0.1mm的石英玻璃,利用粘度8000Cp的铜浆料作为导电材料,采用刮涂工艺在石英玻璃表面制备铜膜,铜膜层厚控制在1μm。
步骤5:将步骤4制备得到的带金属薄膜的石英玻璃载体置于电路板缺陷区域上方,其中金属薄膜朝向缺陷区域,控制金属薄膜与缺陷区域底部的间隙在100μm。
步骤6:将步骤3中得到的缺陷轮廓、位置、缺陷深度信息传输至激光器系统中,激光器系统根据输入信息,调节激光器移动路径和焦距,使激光器焦点位于石英玻璃的金属薄膜上。
步骤7:激光器根据缺陷位置及轮廓信息,按照补修图形形状在石英玻璃上进行填充式扫描,扫描参数为脉冲长度50ns,激光能量5.6J/cm2
步骤8:完成一次填充式扫描后,移动石英玻璃载体,重复步骤5和步骤7,使金属薄膜中的未扫描区置于电路板缺陷上方,再次进行填充式扫描过程,通过多次扫描沉积直至在缺陷部位填充至预定修补厚度;其中重复次数根据步骤3得到的缺陷深度以及扫描单次的沉积厚度计算得出。
步骤9:待缺陷区域补修完成后,将电路板基材底部温度升温至140℃,使沉积层完全表干,然后调节激光器脉冲长度至800ns,对缺陷部位填充的已经表干的铜浆料进行激光微烧结。由于本实施例中的缺陷厚度小于10μm,所以是在待缺陷区域补修完成后进行激光微烧结的。
步骤10:完成补修区域成型后,考虑激光诱导正向转移过程中会存在残余溅射点分布在补焊区域周围,当线间距较小时,这种残余溅射点可能会存在短路的风险。因此再次通过自动光学检测(AOI)方法识别溅射点的范围,移除石英玻璃载片,根据识别的溅射点范围,通过激光将多余的溅射点进行雕刻去除,采用的激光脉冲长度为400ns,最终补修最小线路宽度可以达到50~60μm。
实施例4:
步骤1:采用自动光学检测(AOI)方法检测电路板缺陷区域,确定缺陷区域位置信息,电路板为陶瓷基材。
步骤2:将步骤1确定的电路板缺陷区域位置信息传输至激光系统,这里选择波长515nm激光器,对缺陷区域的导电线路金属层表面及基材底部进行杂质清理,去除金属层表面氧化物、缺陷区基材上的残留胶层等,以保证后续溅射上的金属油墨可以形成较好的结合力。
步骤3:在完成步骤2的杂质清理工作后,再次采用自动光学检测(AOI)方法对电路板缺陷区域进行检测标定,标定的信息包括缺陷轮廓、位置、缺陷深度。
步骤4:采用厚度为0.1mm的石英玻璃,利用粘度20000Cp的铜浆料作为导电材料,采用刮涂工艺在石英玻璃表面制备铜膜,铜膜层厚控制在2μm。
步骤5:将步骤4制备得到的带金属薄膜的石英玻璃载体置于电路板缺陷区域上方,其中金属薄膜朝向缺陷区域,控制金属薄膜与缺陷区域底部的间隙在160μm。
步骤6:将步骤3中得到的缺陷轮廓、位置、缺陷深度信息传输至激光器系统中,激光器系统根据输入信息,调节激光器移动路径和焦距,使激光器焦点位于石英玻璃的金属薄膜上。
步骤7:激光器根据缺陷位置及轮廓信息,按照补修图形形状在石英玻璃上进行填充式扫描,扫描参数为脉冲长度20ns,激光能量8J/cm2
步骤8:完成一次填充式扫描后,移动石英玻璃载体,重复步骤5和步骤7,使金属薄膜中的未扫描区置于电路板缺陷上方,再次进行填充式扫描过程,通过多次扫描沉积直至在缺陷部位填充至预定修补厚度;其中重复次数根据步骤3得到的缺陷深度以及扫描单次的沉积厚度计算得出。
步骤9:待缺陷区域补修完成后,将电路板基材底部温度升温至170℃,使沉积层完全表干,然后调节激光器脉冲长度至800ns,对缺陷部位填充的已经表干的铜浆料进行激光微烧结。
由于本实施例中的缺陷厚度较厚,超过了10μm,因此在沉积补焊层过程中沉积厚度每达到10μm时,就进行一次步骤9,实现激光微烧结处理。
步骤10:完成补修区域成型后,考虑激光诱导正向转移过程中会存在残余溅射点分布在补焊区域周围,当线间距较小时,这种残余溅射点可能会存在短路的风险。因此再次通过自动光学检测(AOI)方法识别溅射点的范围,移除石英玻璃载片,根据识别的溅射点范围,通过激光将多余的溅射点进行雕刻去除,采用的激光脉冲长度为400ns,最终补修最小线路宽度可以达到80~100μm。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基于激光诱导正向转移技术的精细电子线路修补方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:检测电路板缺陷区域,确定缺陷区域位置信息;
步骤2:将步骤1确定的电路板缺陷区域位置信息传输至激光系统,利用激光对缺陷区域的导电线路金属层表面及电路板基材底部进行杂质清理;
步骤3:再次对电路板缺陷区域进行检测标定,标定的信息包括缺陷轮廓、位置、缺陷深度;
步骤4:在高透明性基材表面形成厚度0.02~2μm的金属薄膜作为供体,所述金属薄膜的中的金属材料与待修补的电路板中线路金属同材料;
步骤5:将步骤4制备得到的带金属薄膜的高透明性基材置于电路板缺陷区域上方,其中金属薄膜朝向缺陷区域,以步骤3得到的缺陷深度信息为参考,控制金属薄膜与缺陷区域底部的间隙在10~200μm;
步骤6:将步骤3中得到的缺陷轮廓、位置、缺陷深度信息传输至激光器系统中,激光器系统根据输入信息,调节激光器移动路径和焦距,使激光器焦点位于金属薄膜上;
步骤7:激光器根据缺陷位置及轮廓信息,按照补修图形形状在高透明性基材上进行填充式扫描;
步骤8:完成一次填充式扫描后,移动高透明性基材,重复步骤5和步骤7,使金属薄膜中的未扫描区置于电路板缺陷上方,再次进行填充式扫描过程,通过多次扫描沉积直至在缺陷部位填充至预定修补厚度;其中重复次数根据步骤3得到的缺陷深度以及扫描单次的沉积厚度计算得出;
步骤9:待缺陷区域补修完成后,对缺陷部位填充的已经表干的金属油墨或浆料进行激光微烧结;
步骤10:完成补修区域成型后,识别溅射点范围,移除高透明性基材,根据识别的溅射点范围,通过激光将多余的溅射点进行雕刻去除。
2.根据权利要求1所述一种基于激光诱导正向转移技术的精细电子线路修补方法,其特征在于:步骤1、步骤3以及步骤10中采用自动光学检测方法检测电路板缺陷区域以及识别溅射点范围。
3.根据权利要求1所述一种基于激光诱导正向转移技术的精细电子线路修补方法,其特征在于:采用450nm或515nm激光对电路板缺陷区域进行清理,以及进行填充式扫描和溅射点雕刻去除。
4.根据权利要求1所述一种基于激光诱导正向转移技术的精细电子线路修补方法,其特征在于:所述高透明性基材采用厚度为0.01~0.3mm的石英玻璃。
5.根据权利要求1或4所述一种基于激光诱导正向转移技术的精细电子线路修补方法,其特征在于:在高透明性基材表面采用旋涂或刮涂导电油墨的方式形成金属薄膜作为供体。
6.根据权利要求5所述一种基于激光诱导正向转移技术的精细电子线路修补方法,其特征在于:所述导电油墨采用铜油墨或者铜浆料,其粘度10~20000CP,且油墨或者浆料填充颗粒采用纳米铜或者具有Ag-Cu核壳结构的纳米铜。
7.根据权利要求1所述一种基于激光诱导正向转移技术的精细电子线路修补方法,其特征在于:步骤7中激光器功率为20W,脉冲长度小于100ns。
8.根据权利要求1所述一种基于激光诱导正向转移技术的精细电子线路修补方法,其特征在于:在进行填充式扫描过程时,对电路板基材底部施加50~170℃温度,挥发部分溶剂增加沉积油墨粘度,实现沉积层表干,减小补焊区域多次叠层后的下塌变形。
9.根据权利要求1所述一种基于激光诱导正向转移技术的精细电子线路修补方法,其特征在于:进行激光微烧结时,激光器脉冲长度至800~1200ns。
10.根据权利要求1所述一种基于激光诱导正向转移技术的精细电子线路修补方法,其特征在于:若补修线路层厚>10μm,则在沉积补焊过程中沉积厚度每达到10μm时,就进行一次激光微烧结处理。
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