CN116193723A - 一种电路板缺陷处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电路板缺陷处理方法，包括AOI扫描；获取缺陷图像轮廓，将电路板实际线路图形资料与设计资料进行比对，识别电路板缺陷图形区域，采用工程设计软件获取电路板缺陷图形区域的轮廓形状；激光烧蚀图形资料制作，激光烧蚀路径采用两组交叉线条，两组交叉线条路径覆盖电路板缺陷图形区域的轮廓形状；测量电路板缺陷图形区域铜厚；激光烧蚀，两组激光烧蚀路径循环对电路板缺陷图形区域进行烧蚀，烧蚀后电路板缺陷图形区域铜层厚度‑设计资料铜层厚度≤5um；微蚀，此时激光烧蚀采用两组交叉线条，去除铜层稳定，剩余铜层均匀，微蚀铜层时间相近，避免剩余铜层厚度不均匀而导致蚀刻后铜层残留，或导致原有设计线路被蚀刻，影响电路板连通。

Description

一种电路板缺陷处理方法
技术领域
本发明涉及印刷电路板制作领域，特别是涉及一种电路板缺陷处理方法。
背景技术
传统的印制电路板线路加工流程一般为：铜面清洗粗化—→贴干膜—→线路曝光—→干膜显影—→化学药水蚀刻—→褪膜。由于线路蚀刻精细程度高，当表面铜皮蚀刻的图案出现短路的情况，将无法通过同样的线路加工流程去掉多余的铜皮来解决短路问题，该批次产品只能报废。
目前有采用激光直接加工铜皮的短路修复方案，即烧蚀掉铜面并露出基材，但往往会烧蚀过度导致基材出现碳化，基材碳化若不被去除将继续导致该部分线路存在短路击穿等风险，因此后续还需冲洗、打磨或采用化学药水去除碳化，且非常影响加工部位的基材外观。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中的问题，提供一种路板短路处理方法。
一种电路板缺陷处理方法，包括
步骤1：AOI扫描，对退膜后的电路板图形检测，输出电路板实际线路图形资料；
步骤2：获取缺陷图像轮廓，将电路板实际线路图形资料与设计资料进行比对，识别电路板缺陷图形区域，采用工程设计软件获取电路板缺陷图形区域的轮廓形状；
步骤3：激光烧蚀图形资料制作，激光烧蚀路径采用两组交叉线条，两组交叉线条路径覆盖电路板缺陷图形区域的轮廓形状，两组交叉线条分别输出激光烧蚀图形资料1和激光烧蚀图形资料2；
步骤4：测量电路板缺陷图形区域铜厚；
步骤5：激光烧蚀，按照激光烧蚀图形资料1和激光烧蚀图形资料2循环对电路板缺陷图形区域进行烧蚀，确保烧蚀后电路板缺陷图形区域铜层厚度-设计资料铜层厚度≤5um；
步骤6：微蚀，将电路板微蚀，使得电路板缺陷图形区域铜厚等于设计资料铜厚。
在其中一个实施例中，电路板缺陷为短路时，设计资料铜厚为零，所述步骤6中，微蚀时将电路板缺陷图形区域铜全部去除；
电路板缺陷为实际铜层厚度大于设计资料铜层厚度，需要减铜时，所述步骤6中，微蚀时将部分铜层去除，剩余铜层厚度为设计资料铜层厚度。
在其中一个实施例中，所述步骤5中，根据需要烧蚀掉铜厚确定激光参数中枪数N，激光烧蚀图形资料1和激光烧蚀图形资料2循环次数为N/2次。
在其中一个实施例中，所述步骤5中先采用高频率高功率激光切割参数削铜，再采用较低频率较低功率激光切割参数补偿烧蚀，最后采用低频率低功率激光切割参数精细烧蚀完成铜层烧蚀。
在其中一个实施例中，在采用高频率高功率激光切割参数削铜时，激光烧蚀脉频为1000KHz，功率系数为60％-70％，切割速度为1000mm/s，完成待烧蚀铜厚4/7的烧蚀。
在其中一个实施例中，在采用较低频率较低功率激光切割参数补偿烧蚀时，激光烧蚀脉频为500KHz，功率系数为45％，切割速度为1500mm/s，烧蚀后残留铜厚为7um-10um。
在其中一个实施例中，在采用低频率低功率激光切割参数精细烧蚀时，激光烧蚀脉频为100KHz-300KHz，功率系数为30％-35％，切割速度为2000mm/s，烧蚀后残留铜厚为3um-5um。
在其中一个实施例中，所述步骤5中，采用高频率高功率激光切割参数削铜、较低频率较低功率激光切割参数补偿烧蚀、低频率低功率激光切割参数精细烧蚀时，切割次数均为偶数次。
在其中一个实施例中，所述激光图形资料1和激光图形资料2的两组烧蚀路径相互垂直，且同一个激光图形资料中烧蚀路径之间间距为0.5mil-2mil。
在其中一个实施例中，所述步骤6中微蚀时，采用真空二流体酸性蚀刻设备，关闭后段液体蚀刻段，开启前段的二流体蚀刻槽，采用低浓度蚀刻药液，配合二流体酸性蚀刻，实现快速微蚀电路板缺陷图形区域烧蚀后的残留铜层。
在其中一个实施例中，所述真空二流体酸性蚀刻时，温度为45℃-55℃，二流体压力(液压和气压)为1kg/cm2-4kg/cm2，蚀刻速度为3m/min-5m/min，HCL当量为1N-3N，氧化剂10g/L-16g/L，Cu2+浓度为60g/L-160g/L。
上述电路板缺陷处理方法，对电路板缺陷图形区域进行激光烧蚀，可以快速去除电路板短路区域的部分铜层，对于剩余需要去除的较薄铜层通过微蚀去除，完成电路板缺陷的修复，在此时，若针对短路缺陷，最后为快速微蚀去除，不会损坏基材，或针对需要减铜缺陷，经过快速微蚀的铜层表面平整度较好，不会影响后续的工作，同时，激光烧蚀采用两组交叉线条，可以保证去除铜层厚度稳定，从而保证剩余铜层厚度均匀，这样微蚀需要去除的铜层时间相近，避免因为剩余铜层厚度不均匀而导致蚀刻后铜层残留，或导致原有设计线路被蚀刻，影响电路板的连通，或导致剩余铜层表面平整度较差，影响后续生产。
附图说明
图1为本发明电路板缺陷处理方法电路板示意图以及电路板缺陷图形区域示意图；
图2为本发明电路板缺陷处理方法激光图形资料1和激光图形资料2示意图；
图3为本发明电路板缺陷处理方法中短路缺陷处理示意图；
图4为本发明电路板缺陷处理方法中需要减铜处理示意图；
其中，1、基材；2、设计线路；3、电路板缺陷图形区域；4、需要减铜区域。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1至图4所示，一种电路板缺陷处理方法，包括
步骤1：AOI扫描，对退膜后的电路板图形检测，输出电路板实际线路图形资料；
步骤2：获取缺陷图像轮廓，将电路板实际线路图形资料与设计资料进行比对，识别电路板缺陷图形区域，采用工程设计软件获取电路板缺陷图形区域的轮廓形状；
步骤3：激光烧蚀图形资料制作，激光烧蚀路径采用两组交叉线条，两组交叉线条路径覆盖电路板缺陷图形区域的轮廓形状，两组交叉线条分别输出激光烧蚀图形资料1和激光烧蚀图形资料2；
步骤4：测量电路板缺陷图形区域铜厚；
步骤5：激光烧蚀，按照激光烧蚀图形资料1和激光烧蚀图形资料2循环对电路板缺陷图形区域进行烧蚀，确保烧蚀后电路板缺陷图形区域铜层厚度-设计资料铜层厚度≤5um；
步骤6：微蚀，将电路板微蚀，使得电路板缺陷图形区域铜厚等于设计资料铜厚。
对于电路板缺陷，此时为短路缺陷或者是实际铜厚大于设计铜厚，需要进行减铜操作，在处理短路缺陷时，需要将短路位置的铜层完全去除，露出电路板基材，同时，在该过程中不能损坏基材。在处理实际铜厚大于设计铜厚，需要进行减铜时，将该区域的铜层去除一部分，同时，使得去除铜层之后，剩余铜层表面平整度较好，不会影响后续的工作。
实施例一：
此时，如图3所示，电路板的缺陷为电路板线路短路，需要去除电路板的短路位置的铜层。
一种电路板缺陷处理方法，包括
步骤1：AOI扫描，对蚀刻后的电路板图形检测，输出电路板实际线路图形资料；
步骤2：获取缺陷图像轮廓，将电路板实际线路图形资料与设计资料进行比对，识别电路板缺陷图形区域3(电路板短路图形区域)，采用工程设计软件获取电路板缺陷图形区域3(电路板短路图形区域)的轮廓形状；
步骤3：激光烧蚀图形资料制作，激光烧蚀路径采用两组交叉线条，两组交叉线条路径覆盖电路板缺陷图形区域的轮廓形状，两组交叉线条分别输出激光烧蚀图形资料1和激光烧蚀图形资料2；
步骤4：测量电路板缺陷图形区域铜厚；
步骤5：激光烧蚀，按照激光烧蚀图形资料1和激光烧蚀图形资料2循环对电路板缺陷图形区域进行烧蚀，确保烧蚀后，电路板缺陷图形区域剩余铜层厚度≤5um；
步骤6：微蚀，快速微蚀电路板缺陷图形区域剩余铜层。
对电路板缺陷图形区域3进行激光烧蚀，可以快速去除电路板缺陷图形区域3(电路板短路图形区域)的部分铜层，对于剩余较薄的铜层通过微蚀去除，完成电路板短路问题的修复，此时通过激光烧蚀和微蚀，在去除短路铜层时不会损坏基材1，同时，激光烧蚀采用两组交叉线条，可以保证去除铜层厚度稳定，从而保证剩余铜层厚度均匀，这样微蚀剩余铜层需要的时间相近，避免因为剩余铜层厚度不均匀而导致蚀刻铜层残留，或者是导致原有设计线路2被蚀刻，影响电路板的连通。
在此时，由于激光图形资料1和激光图形资料2在激光烧蚀中是循环使用的，因此，在本实施例中，所述步骤5中，根据需要烧蚀掉铜厚确定激光参数中枪数N，激光烧蚀图形资料1和激光烧蚀图形资料2循环次数为N/2次。
在激光烧蚀的过程中，若只采用一种路径进行激光烧蚀，可能会出现激光烧蚀后铜层表面出现不均匀的条状痕迹，最后铜层表面会有凹凸不平的情况，在此时，通过两个交叉的激光路径，可以消除部分残留痕迹，是的最后残留铜层表面平整度较好，采用两个交叉的激光路径，并且将两个路径循环使用，激光之后铜层表面平整度可以提高。
进一步的，为了进一步的提高激光后残余铜层表面平整度，在本实施例中，所述步骤5中先采用高频率高功率激光切割参数削铜，再采用较低频率较低功率激光切割参数补偿烧蚀，最后采用低频率低功率激光切割参数精细烧蚀完成铜层烧蚀。即首先采用高频率高功率激光对铜层进行快速切割削铜，以在较短的时间内对大部分的铜层进行去除，之后再采用较低频率较低功率激光进行补偿烧蚀，最后再采用低频率低功率激光进行精细烧蚀，此时，通过三种不同的频率以及功率激光对铜层进行烧蚀，且激光的频率、功率逐步减小，对于铜层的去除从快速去除，到最后精细烧蚀，即可以快速的将铜层去除，也可以保证去除铜层后残余铜层表面平整度。
具体的，在采用高频率高功率激光切割参数削铜时，激光烧蚀脉频为1000KHz，功率系数为60％-70％，切割速度为1000mm/s，完成待烧蚀铜厚4/7的烧蚀。
在采用较低频率较低功率激光切割参数补偿烧蚀时，激光烧蚀脉频为500KHz，功率系数为45％，切割速度为1500mm/s，烧蚀后残留铜厚为7um-10um。
在采用低频率低功率激光切割参数精细烧蚀时，激光烧蚀脉频为100KHz-300KHz，功率系数为30％-35％，切割速度为2000mm/s，烧蚀后残留铜厚为3um-5um。
此时，为了保证采用激光图形资料1和激光图形资料2在切割的过程中对于铜层的切割均匀，将激光图形资料1和激光图形资料2循环进行，而由于采用了不同的频率、功率，因此，为了保证铜层去除的稳定，在本实施例中，采用高频率高功率激光切割参数削铜、较低频率较低功率激光切割参数补偿烧蚀、低频率低功率激光切割参数精细烧蚀时，切割次数均为偶数次。即在相同的频率和功率时，激光图形资料1和激光图形资料2路径激光次数是相同的，保证对于铜层去除的稳定，在改变频率和功率时，铜层上表面都为较为平整状态。
在激光烧蚀过程中，由于采用了两组交叉的路径，如图2所示，具体的，所述激光图形资料1和激光图形资料2的两组烧蚀路径相互垂直，且同一个激光图形资料中烧蚀路径之间间距为0.5mil-2mil。将两组交叉的路径设置为垂直，且同一激光图形资料对应的路径之间的间距相等，这样两个交叉路径形成网状，能够将所有需要激光烧蚀的位置全部覆盖，且能够均匀的将铜层烧蚀。
下面对于不同厚度的铜层烧蚀所采用的激光烧蚀数据举例，具体如下：
Figure BDA0004006642320000071
Figure BDA0004006642320000081
在此时，随着激光切割时的脉频以及功率系数的降低，激光切割(烧蚀)速度增加，这样可以在不影响激光切割量的情况下，提高生产加工速度，同时，焦距偏移和光斑间距增加，可以精准地进行余铜烧蚀，有助于把控铜层余厚，提高激光烧蚀的精度和准度。
在激光烧蚀之后，需要采用微蚀对残余的铜层去除，在本实施例中，所述步骤6中微蚀时，采用真空二流体酸性蚀刻设备，关闭后段液体蚀刻段，开启前段的二流体蚀刻槽，采用低浓度蚀刻药液，配合二流体酸性蚀刻，实现快速微蚀电路板缺陷图形区域烧蚀后的残留铜层。
具体的，所述真空二流体酸性蚀刻时，温度为45℃-55℃，二流体压力(液压和气压)为1-4kg/cm2，蚀刻速度为3m/min-5m/min，HCL当量为1N-3N，氧化剂10g/L-16g/L，Cu2+浓度为60g/L-160g/L。
通过微蚀去除残余的铜层，由于此时是去除的铜层较薄，且残余铜层的厚度均匀，因此，可以在较短的时间内将残余的铜层去除，从而将电路板缺陷图形区域的铜层完全的从基材上去除，从而将电路板修复，此时由于微蚀时间很短，对于电路板原有的线路影响较小，即在不损害原有线路的情况下，完成电路板缺陷图形区域的修复。
实施例二
在本实施例中，如图4所示，电路板缺陷为实际铜层厚度大于设计资料铜层厚度，需要减铜时，所述步骤6中，微蚀时将部分铜层去除，剩余铜层厚度为设计资料铜层厚度。
一种电路板缺陷处理方法，包括
步骤1：AOI扫描，对蚀刻后的电路板图形检测，输出电路板实际线路图形资料；
步骤2：获取缺陷图像轮廓，将电路板实际线路图形资料与设计资料进行比对，识别电路板缺陷图形区域(电路板铜层大于设计资料铜层，需要减铜区域)，采用工程设计软件获取电路板缺陷图形区域(电路板铜层大于设计资料铜层，需要减铜区域4)的轮廓形状；
步骤3：激光烧蚀图形资料制作，激光烧蚀路径采用两组交叉线条，两组交叉线条路径覆盖电路板缺陷图形区域的轮廓形状，两组交叉线条分别输出激光烧蚀图形资料1和激光烧蚀图形资料2；
步骤4：测量电路板缺陷图形区域铜厚；
步骤5：激光烧蚀，按照激光烧蚀图形资料1和激光烧蚀图形资料2循环对电路板缺陷图形区域进行烧蚀，确保烧蚀后，电路板缺陷图形区域剩余铜层厚度-设计资料铜层厚度≤5um；
步骤6：微蚀，将电路板微蚀，使得电路板缺陷图形区域铜厚等于设计资料铜厚。
通过上述步骤，可以消除“电路板铜层较厚区域(电路板铜层大于设计资料铜层，需要减铜区域4)”位置的铜层，使得铜层达到所需要的厚度(设计资料铜层厚度)，从而达到减铜的目的。
在本实施例中，所涉及到的具体参数与实施例一种相同，因此，不在此作重复描述。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
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 (10)

1.一种电路板缺陷处理方法，其特征在于，包括
步骤1：AOI扫描，对退膜后的电路板图形检测，输出电路板实际线路图形资料；
步骤2：获取缺陷图像轮廓，将电路板实际线路图形资料与设计资料进行比对，识别电路板缺陷图形区域，采用工程设计软件获取电路板缺陷图形区域的轮廓形状；
步骤3：激光烧蚀图形资料制作，激光烧蚀路径采用两组交叉线条，两组交叉线条路径覆盖电路板缺陷图形区域的轮廓形状，两组交叉线条分别输出激光烧蚀图形资料1和激光烧蚀图形资料2；
步骤4：测量电路板缺陷图形区域铜厚；
步骤5：激光烧蚀，按照激光烧蚀图形资料1和激光烧蚀图形资料2循环对电路板缺陷图形区域进行烧蚀，确保烧蚀后电路板缺陷图形区域铜层厚度-设计资料铜层厚度≤5um；
步骤6：微蚀，将电路板微蚀，使得电路板缺陷图形区域铜厚等于设计资料铜厚。
2.根据权利要求1所述的电路板缺陷处理方法，其特征在于，电路板缺陷为短路时，设计资料铜厚为零，所述步骤6中，微蚀时将电路板缺陷图形区域铜全部去除；
电路板缺陷为实际铜层厚度大于设计资料铜层厚度，需要减铜时，所述步骤6中，微蚀时将部分铜层去除，剩余铜层厚度为设计资料铜层厚度。
3.根据权利要求2所述的电路板缺陷处理方法，其特征在于，所述步骤5中，根据需要烧蚀掉铜厚确定激光参数中枪数N，激光烧蚀图形资料1和激光烧蚀图形资料2循环次数为N/2次。
4.根据权利要求3所述的电路板缺陷处理方法，其特征在于，所述步骤5中先采用高频率高功率激光切割参数削铜，再采用较低频率较低功率激光切割参数补偿烧蚀，最后采用低频率低功率激光切割参数精细烧蚀完成铜层烧蚀。
5.根据权利要求4所述的电路板缺陷处理方法，其特征在于，在采用高频率高功率激光切割参数削铜时，激光烧蚀脉频为1000KHz，功率系数为60％-70％，切割速度为1000mm/s，完成待烧蚀铜厚4/7的烧蚀。
6.根据权利要求4所述的电路板缺陷处理方法，其特征在于，在采用较低频率较低功率激光切割参数补偿烧蚀时，激光烧蚀脉频为500KHz，功率系数为45％，切割速度为1500mm/s，烧蚀后残留铜厚为7um-10um。
7.根据权利要求4所述的电路板缺陷处理方法，其特征在于，在采用低频率低功率激光切割参数精细烧蚀时，激光烧蚀脉频为100KHz-300KHz，功率系数为30％-35％，切割速度为2000mm/s，烧蚀后残留铜厚为3um-5um。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的电路板缺陷处理方法，其特征在于，所述步骤5中，采用高频率高功率激光切割参数削铜、较低频率较低功率激光切割参数补偿烧蚀、低频率低功率激光切割参数精细烧蚀时，切割次数均为偶数次。
9.根据权利要求8所述的电路板缺陷处理方法，其特征在于，所述激光图形资料1和激光图形资料2的两组烧蚀路径相互垂直，且同一个激光图形资料中烧蚀路径之间间距为0.5mil-2mil。
10.根据权利要求2所述的电路板缺陷处理方法，其特征在于，所述步骤6中微蚀时，采用真空二流体酸性蚀刻设备，关闭后段液体蚀刻段，开启前段的二流体蚀刻槽，采用低浓度蚀刻药液，配合二流体酸性蚀刻，实现快速微蚀电路板缺陷图形区域烧蚀后的残留铜层。
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