一种印刷线路板短路激光修复方法及设备技术

本发明专利技术涉及印刷线路板技术领域，尤其涉及一种印刷线路板短路激光修复方法及设备。一种印刷线路板短路激光修复方法包括以下步骤：步骤S1、获取样品的线路板的局部图像，锁定短路位置，确定待去除区域的大小、形状和位置；步骤S2、控制激光束的直径大小，使激光束的激光焦点聚焦于待去除区域的表面，且聚焦于待去除区域表面的光斑为小尺寸聚焦光斑。所述印刷线路板短路激光修复方法，可以充分避免修复加工后的局部铜层和导电产物的残留，大幅减少激光修复时对正常铜层的损伤及基材的损伤，解决了目前激光修复方法去除表面铜层时容易形成局部残留、容易造成基材高分子层的损伤、出现导电产物的残留导致修复失败的问题。产物的残留导致修复失败的问题。产物的残留导致修复失败的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种印刷线路板短路激光修复方法及设备


[0001]本专利技术涉及印刷线路板
，尤其涉及一种印刷线路板短路激光修复方法及设备。

技术介绍

[0002]印刷线路板(PCB)是电子元器件电气互连的载体，主要由绝缘底板、连接导线和焊盘组成，具有导电线路和绝缘底板的双重作用，可以代替复杂的布线实现电路中元器件的电气连接、简化装配、焊接等工作，大幅提高设备的集成度，减少设备体积。
[0003]印刷线路板的制造过程包括曝光、显影、电镀、蚀刻等主要流程，由于各制造流程的良率问题，最终制备的导电线路可能存在局部短路，即原本设计不连通的位置存在导电线路，造成印刷线路板整体报废。由于印刷线路板中导电线路的密度不断增加，线宽不断减小，短路问题更加频繁，造成了大量的经济损失。
[0004]为了修复印刷线路板中的局部短路，目前存在如下解决方案：(1)中国专利技术专利CN1960602B提出了一种自动检测及修补印刷电路板的装置及方法，该自动修补装置主要包括激光和快速转向反射镜等组成的激光扫描组，通过激光对短路部分进行扫描，去除短路部分。中国专利技术专利CN111867268A提出了一种激光修复PCB板的方法，也使用了类似原理，通过扫描振镜配合场镜，扫描紫外激光，将多余线路或残铜去除；(2)中国专利CN109587967A提出了一种电路板短路修复方法，通过在短路缺陷处的非使用面控深钻孔，对内层短路进行修复。
[0005]上述方法目前均存在基材损伤大、表面易残留导电加工产物等缺点。在PCB制作过程中，铜箔一般通过热压方法粘接在高分子基板上，使用常规的激光扫描方法去除表面铜层时，容易形成局部残留。为了确保铜层的完全去除，不可避免的增加材料的去除深度，造成基材高分子层的损伤。同时，激光烧蚀高分子材料容易形成导电的无定型碳等产物，烧蚀产物回落到加工表面，也易形成铜纳米颗粒等导电残留产物，这些残留在加工区域的导电产物易导致线路的局部导通，导致修复失效。而当使用机械钻孔等方法进行修复时，不仅会造成显著的基材损伤，甚至会影响线路板的整体机械强度。

技术实现思路

[0006]针对
技术介绍
提出的问题，本专利技术的目的在于提出一种印刷线路板短路激光修复方法，可以有效完成印刷线路板的短路修复，且充分避免修复加工后的局部铜层和导电产物的残留，能够大幅减少激光修复时对正常铜层的损伤及基材的损伤，解决了目前激光修复方法去除表面铜层时容易形成局部残留、容易造成基材高分子层的损伤、出现导电产物的残留导致修复失败的问题。
[0007]本专利技术的另一目的在于提出一种印刷线路板短路激光修复设备，能够实现印刷线路板的短路修复，对铜层的去除效率高，修复效果好，且能够避免修复后的导电产物残留以及对正常铜层和基材的损伤。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种印刷线路板短路激光修复方法，包括以下步骤：
[0010]步骤S1、获取样品的线路板的局部图像，锁定短路位置，确定待去除区域的大小、形状和位置；
[0011]步骤S2、控制激光束的直径大小，使激光束的激光焦点聚焦于待去除区域的表面，且聚焦于待去除区域表面的光斑为小尺寸聚焦光斑，控制激光束对待去除区域的边缘进行扫描，形成隔绝槽；
[0012]步骤S3、控制激光束的直径大小，使激光束的激光焦点聚焦于待去除区域的表面，且聚焦于待去除区域表面的光斑为大尺寸聚焦光斑，控制激光束对待去除区域进行填充扫描，使基材与铜层接触的区域发生改性；
[0013]步骤S4、控制激光束的直径大小，使激光束的激光焦点聚焦于待去除区域的表面，且聚焦于待去除区域表面的光斑为小尺寸聚焦光斑，控制激光束对待去除区域进行填充扫描，直至待去除区域的铜层完全去除；
[0014]步骤S5、获取样品的线路板的局部图像，锁定样品的表面残留产物的位置和区域大小，控制激光束的直径大小，使激光束的激光焦点聚焦于待去除区域的表面，且聚焦于待去除区域表面的光斑为大尺寸聚焦光斑，控制激光束对有表面残留产物的区域进行填充扫描，去除表面残留产物；
[0015]步骤S6、获取样品的待去除区域的图像，确定是否达到修复要求；若是，则对样品的下一个待去除区域执行步骤S1至S5的操作；若否，则重复步骤S4至S5。
[0016]更进一步说明，所述小尺寸聚焦光斑的光斑直径为1～5μm，所述大尺寸聚焦光斑的光斑直径为所述小尺寸聚焦光斑的光斑直径的1.5倍及以上。
[0017]更进一步说明，所述隔绝槽的槽宽＜10μm。
[0018]一种印刷线路板短路激光修复设备，应用于所述的印刷线路板短路激光修复方法，包括激光光学系统、视觉照明成像系统、运动定位系统和控制系统；
[0019]所述激光光学系统包括沿激光束的移动路径依次设置的激光器、第一光束调整镜组、光束大小控制单元、光学扫描单元和激光聚焦单元；
[0020]所述激光器用于发射激光束；
[0021]所述第一光束调整镜组用于将所述激光束调整为近平行光束；
[0022]所述光束大小控制单元用于控制激光束的直径大小；
[0023]所述光学扫描单元用于控制所述激光束的摆动以实现所述激光束在样品表面的二维平面扫描；
[0024]所述激光聚焦单元用于聚焦所述激光束；
[0025]所述运动定位系统设置于所述激光聚焦单元的下方，所述运动定位系统用于固定所述样品，并带动所述样品移动；
[0026]所述视觉照明成像系统用于获取样品的线路板的图像，所述视觉照明成像系统设置于所述激光聚焦单元的上方；
[0027]所述激光器、光束大小控制单元、光学扫描单元、激光聚焦单元、视觉照明成像系统和运动定位系统分别与所述控制系统通信连接。
[0028]更进一步说明，所述光束大小控制单元包括内部镜片组和第一滑移操作装置，所
述第一滑移操作装置与所述控制系统通信连接，所述第一滑移操作装置用于控制所述内部镜片组中的部分镜片的移动，实现经过所述光束大小控制单元的激光束的直径大小发生变化。
[0029]更进一步说明，所述内部镜片组包括依次设置于同一水平线上的第一光束调整镜、第二光束调整镜组、第三光束调整镜组、第二光束调整镜和第四光束调整镜组，所述第一滑移操作装置用于控制所述第二光束调整镜组和所述第三光束调整镜组的水平运动。
[0030]更进一步说明，所述内部镜片组包括依次设置于同一水平线上的第三光束调整镜、第四光束调整镜、第五光束调整镜和第六光束调整镜，所述第一滑移操作装置用于控制所述第四光束调整镜和所述第五光束调整镜做上下移动的运动。
[0031]更进一步说明，所述光学扫描单元包括沿所述激光束的移动路径依次设置的扫描振和扫描光束调整镜组，所述扫描振镜与所述控制系统通信连接，所述扫描振镜用于控制所述激光束摆动，所述扫描光束调整镜组用于调整所述激光束的摆动角度和摆动方向。
[0032]更进一步说明，所述激光聚焦单元包括激光聚焦镜组和第二滑移操作装置，所述第二滑移操作装置与所述控制系统通信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种印刷线路板短路激光修复方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、获取样品的线路板的局部图像，锁定短路位置，确定待去除区域的大小、形状和位置；步骤S2、控制激光束的直径大小，使激光束的激光焦点聚焦于待去除区域的表面，且聚焦于待去除区域表面的光斑为小尺寸聚焦光斑，控制激光束对待去除区域的边缘进行扫描，形成隔绝槽；步骤S3、控制激光束的直径大小，使激光束的激光焦点聚焦于待去除区域的表面，且聚焦于待去除区域表面的光斑为大尺寸聚焦光斑，控制激光束对待去除区域进行填充扫描，使基材与铜层接触的区域发生改性；步骤S4、控制激光束的直径大小，使激光束的激光焦点聚焦于待去除区域的表面，且聚焦于待去除区域表面的光斑为小尺寸聚焦光斑，控制激光束对待去除区域进行填充扫描，直至待去除区域的铜层完全去除；步骤S5、获取样品的线路板的局部图像，锁定样品的表面残留产物的位置和区域大小，控制激光束的直径大小，使激光束的激光焦点聚焦于待去除区域的表面，且聚焦于待去除区域表面的光斑为大尺寸聚焦光斑，控制激光束对有表面残留产物的区域进行填充扫描，去除表面残留产物；步骤S6、获取样品的待去除区域的图像，确定是否达到修复要求；若是，则对样品的下一个待去除区域执行步骤S1至S5的操作；若否，则重复步骤S4至S5。2.根据权利要求1所述的印刷线路板短路激光修复方法，其特征在于，所述小尺寸聚焦光斑的光斑直径为1～5μm，所述大尺寸聚焦光斑的光斑直径为所述小尺寸聚焦光斑的光斑直径的1.5倍及以上。3.根据权利要求1所述的印刷线路板短路激光修复方法，其特征在于，所述隔绝槽的槽宽＜10μm。4.一种印刷线路板短路激光修复设备，其特征在于，应用于如权利要求1～3任意一项所述的印刷线路板短路激光修复方法，包括激光光学系统、视觉照明成像系统、运动定位系统和控制系统；所述激光光学系统包括沿激光束的移动路径依次设置的激光器、第一光束调整镜组、光束大小控制单元、光学扫描单元和激光聚焦单元；所述激光器用于发射激光束；所述第一光束调整镜组用于将所述激光束调整为近平行光束；所述光束大小控制单元用于控制激光束的直径大小；所述光学扫描单元用于控制所述激光束的摆动以实现所述激光束在样品表面的二维平面扫描；所述激光聚焦单元用于聚焦所述激光束；所述运动定位系统设置于所述激光聚焦单元的下方，所述运动定位系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙江游，周可松，潘继生，罗炳军，
申请(专利权)人：广东炬森智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：