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CN115568103A - 一种激光方式制作pcb板电路的方法及pcb板 - Google Patents

一种激光方式制作pcb板电路的方法及pcb板 Download PDF

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CN115568103A
CN115568103A CN202211255101.4A CN202211255101A CN115568103A CN 115568103 A CN115568103 A CN 115568103A CN 202211255101 A CN202211255101 A CN 202211255101A CN 115568103 A CN115568103 A CN 115568103A
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CN
China
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circuit
laser
pcb
copper paste
circuit board
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CN202211255101.4A
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谢代忠
王道群
王刚
齐美来
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Huizhou Zecheng Technology Co ltd
Original Assignee
Huizhou Zecheng Technology Co ltd
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Publication date
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    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
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Abstract

本发明提供一种激光方式制作PCB板电路的方法及PCB板，属于PCB板加工技术领域。本发明激光方式制作PCB板电路的方法包括如下步骤：采用铜浆在线路板基材的构造线路区域点涂；采用激光方式按照预设线路图案烧结成型；清除多余铜浆原料，获取构造线路后的PCB板。本发明的有益效果为：大大简化电路板制造流程，提升电路板构造线路效率，通过激光器图案，使得线路板可以做的更加精细化。

Description

一种激光方式制作PCB板电路的方法及PCB板
技术领域
本发明涉及PCB板加工技术领域，具体涉及一种激光方式制作PCB板电路的方法及采用该方法制备的PCB板。
背景技术
在PCB板加工技术中，传统构造线路的工艺为：在基材上进行曝光、显影、蚀刻等一些列的工序，从而获取印刷线路板，传统工艺工序复杂，加工效率不高。此外，由于传统方法各个工艺需要药水或干膜等中间材料，从而产品制作成本高，生产工艺中化学品用量高，也会对生产生活环境造成一定影响。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明提供一种激光方式制作PCB板电路的方法，还提供一种采用所述激光方式制作PCB板电路的方法制备的PCB板。
本发明一种激光方式制作PCB板电路的方法，包括如下步骤：
S1：采用铜浆在线路板基材的构造线路区域点涂；
S2：采用激光方式对铜浆按照预设线路图案烧结成型；
S3：清除多余铜浆原料，获取构造线路后的PCB板。
本发明作进一步改进，步骤S1中，将所述铜浆按照预设线路图案点涂在线路板基材构造线路区域，步骤S2执行前，还包括对线路板上的铜浆进行初步固化的预处理步骤。
本发明作进一步改进，所述预处理步骤包括如下子步骤：
(1)在第一温度下初干第一设定时间；
(2)在第二温度下干化第二设定时间，其中，第二温度不低于第一温度；
在氮气环境、第三温度下，烘烤PCB板第三设定时间直至铜浆固化，其中，第三温度大于第二温度。
本发明作进一步改进，采用固化炉对PCB板进行预处理，步骤(3)中，氮气浓度为1000ppm，烘烤时间为30分钟。
本发明作进一步改进，步骤S1中，所述铜浆采用抗氧化铜浆材料，铜粉所占所述铜浆的质量百分比为75％，所述铜粉颗粒的粒径为0.1～5um。
本发明作进一步改进，采用点胶机，根据预设线路图案，在线路板基材上点涂一层抗氧化的铜浆。
本发明作进一步改进，所述点胶机的点铜浆直径为30～200um，所述点胶机的点铜浆直径能够根据预设线路图案宽度动态调整。
本发明作进一步改进，步骤S1中，所述线路板基材采用20-30um厚度的PI基材。
本发明作进一步改进，所述线路板基材的厚度为25um。
本发明作进一步改进，步骤S2中，激光器的波长为355～1064nm，脉宽为12～100ns，功率为5～100W，光斑尺寸为5um。
本发明还提供一种采用所述激光方式制作PCB板电路的方法制备的PCB板，所述PCB板设有线路，所述线路采用所述激光方式制作PCB板电路的方法构造而成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：大大简化电路板制造流程，提升电路板构造线路效率；通过激光器图案，使得线路可以做得更细，集成度更高，只需要铜浆和激光器即可完成线路构造，大大减少了中间材料的使用，有效降低产品制作成本，减少生产工艺中化学品用量，生产环境友好。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明PCB板电路制备方法流程图；
图2为在线路板基材涂覆的铜浆固化后示意图；
图3为图2铜浆固化后在显微镜下的状态图；
图4为PCB板构造线路后的线路示意图；
图5为构造的线路在显微镜下的状态图。
具体实施方式
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申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，本发明一种激光方式制作PCB板电路的方法，包括如下步骤：
(1)准备构造线路需要的线路板基材和铜浆；
(2)根据待加工产品的资料，在线路板基材的线路构造区域点涂铜浆；
(3)预处理，线路板上的铜浆进行初步固化；
(4)采用激光方式按照预设线路图案烧结成型；
(5)清除多余铜浆原料，获取构造线路后的PCB板。
本发明创造性的采用激光方式进行线路板的制作，在原料上，只需要铜浆、及清除多余铜浆的清洗剂即可实现线路的构造，相比现有的曝光、显影、蚀刻等工序工艺，大大减少了中间材料的使用，有效降低产品制作成本，减少生产工艺中化学品用量，生产环境友好。
此外，本例的加工工具采用激光器，不仅大大简化电路板制造流程，提升电路板构造线路效率；另外，基于激光器图案进行激光方式加工，使得线路可以做得更细，集成度更高。
以下对各个步骤进行详细说明。
步骤(1)中，本例的铜浆采用抗氧化铜浆材料，铜粉所占所述铜浆的质量百分比为75％，所述铜粉的颗粒为0.1～5um。铜浆中铜粉的百分比也可以采用其他的质量百分比，只不过，太稀的话，延长激光加工成型时间，加工效率会受到影响。
本例的线路板基材采用20-30um厚度的PI(聚酰亚胺)基材，优选厚度为25um的薄板基材，本例尤其适用于柔性电路板线路成型的制备。
步骤(2)中，本例采用点胶机，根据预设线路图案，在线路板基材上点涂一层抗氧化的铜浆。本例的点胶机为武藏CM3系列，所述点胶机的点铜浆直径为30～200um，所述点胶机的点铜浆直径能够根据预设线路图案宽度或点涂区域动态调整。
步骤(3)中，采用固化炉进行初步固化，当然，也可以采用其他的工艺进行初步的铜浆固化。
作为本发明的一个实施例，本例采用隧道固化炉，固化过程包括以下三个子步骤：
a.在50～70℃条件下初干约20秒；
b.在80～100℃条件下干化约120秒；
c.在氮气浓度为1000ppm的环境下，120～150℃烘烤30分钟固化。
通过固化炉三段式固化方式，能够使铜浆固化更加均匀，并且提高批量加工PCB板时的固化效率。
步骤(4)中，根据线路图形需求，使用适当能量及精度的激光器，将固化后的铜浆烧结成满足导电性能要求的线路图案，烧结过程在氮气浓度为500ppm的环境下进行，采用近红外线波长。本例激光器的波长为355～1064nm，脉宽为12～100ns，功率为5～100W，光斑尺寸为5um，配合高精度视觉相机，精度达到0.5um/pix。当然，可以根据需要加工的宽度等因素，可以调整激光扫射的次数。
步骤(5)中，本例线路构造成型后，通过清洗剂将非线路区域的铜浆材料进行软化、清洁，在FPC基材上只留下对应线路图，完成线路板铜线路成型。优选对铜浆专用的低挥发性清洗剂，减少对环境的污染及影响。
实验验证：
为了验证本发明的有效性，本例在线路板基材上涂一层铜浆，然后采用固化炉进行预处理固化，固化后的效果如图2所示，将其放在显微镜下观察，可以看到独立分布的铜浆颗粒，各个铜浆颗粒之间存在间隙或一定间距，如图3所示。
通过本发明的激光烧结方式制作PCB板电路的方法，最终得到的线路如图4所示，中部的两条横杠即为最终构造的线路。如图5所示，将其放在显微镜下观察，可以看到，烧结后，铜浆颗粒已经融化为一个整体，从而使本发明的线路具有良好的导电性能。
本例的烧结过程采用的激光烧结工艺过程具体实验参数数据及测试结果见表1：
Figure BDA0003889359960000041
表1激光烧结工艺过程具体实验参数数据及测试结果
通过上述实验可知，本发明构造的线路均能够达到预期效果，从而说明本发明采用激光方式能够有效应用在线路板线路构造领域，开创了新的线路构造方法。采用本发明方法，能够有效简化电路板制造流程，提升电路板构造线路效率。
以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光方式制作PCB板电路的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：采用铜浆在线路板基材构造线路区域点涂；
S2：采用激光方式对铜浆按照预设线路图案烧结成型；
S3：清除多余铜浆原料，获取构造线路后的PCB板。
2.根据权利要求1所述的激光方式制作PCB板电路的方法，其特征在于：步骤S1中，将所述铜浆按照预设线路图案点涂在线路板基材构造线路区域，步骤S2执行前，还包括对线路板上的铜浆进行初步固化的预处理步骤。
3.根据权利要求1或2所述的激光方式制作PCB板电路的方法，其特征在于：预处理步骤包括如下子步骤：
(1)在第一温度下初干第一设定时间；
(2)在第二温度下干化第二设定时间，其中，第二温度不低于第一温度；
(3)在氮气环境、第三温度下，烘烤PCB板第三设定时间直至铜浆固化，其中，第三温度大于第二温度。
4.根据权利要求3所述的激光方式制作PCB板电路的方法，其特征在于：采用固化炉对PCB板进行预处理，步骤(3)中，氮气浓度为1000ppm，烘烤时间为30分钟。
5.根据权利要求1或2所述的激光方式制作PCB板电路的方法，其特征在于：步骤S1中，所述铜浆采用抗氧化铜浆材料，铜粉所占所述铜浆的质量百分比为75％，所述铜粉颗粒的粒径为0.1～5um。
6.根据权利要求5所述的激光方式制作PCB板电路的方法，其特征在于：采用点胶机，根据预设线路图案，在线路板基材上点涂一层抗氧化的铜浆。
7.根据权利要求6所述的激光方式制作PCB板电路的方法，其特征在于：所述点胶机的点铜浆直径为30～200um，所述点胶机的点铜浆直径能够根据预设线路图案宽度动态调整。
8.根据权利要求1或2所述的激光方式制作PCB板电路的方法，其特征在于：步骤S1中，所述线路板基材采用20-30um厚度的PI基材。
9.根据权利要求1或2所述的激光方式制作PCB板电路的方法，其特征在于：步骤S2中，激光器的波长为355～1064nm，脉宽为12～100ns，功率为5～100W，光斑尺寸为5um。
10.一种PCB板，所述PCB板设有线路，所述线路采用权利要求1-9任一项所述的激光方式制作PCB板电路的方法构造而成。
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