CN108882537A

CN108882537A - 一种线路板钻孔方法

Info

Publication number: CN108882537A
Application number: CN201811025745.8A
Authority: CN
Inventors: 王建刚; 雷小锋; 刘慧�; 蒋东升
Original assignee: Wuhan Huagong Laser Engineering Co Ltd
Current assignee: Wuhan Huagong Laser Engineering Co Ltd
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2018-11-23

Abstract

本发明提供了一种线路板钻孔方法，涉及线路板加工的技术领域，线路板钻孔方法包括在打标软件操作界面设置图档的步骤；将激光器发射的激光束的激光焦点设置在上层铜箔表面的步骤；通过振镜扫描图档，并利用激光烧蚀成孔的步骤。在加工过程中，使用者利用激光器的激光束沿上层铜箔表面的图档烧蚀，从而在线路板上形成孔。激光钻孔的加工效率高，对原件的损伤较小，在加工过程中不会出现钻头断裂等问题，成本较低，同时，激光钻孔能够加工孔径在20‑100um的微型孔，不易产生孔边缘毛刺现象，能够满足当前的工艺要求。

Description

一种线路板钻孔方法

技术领域

本发明涉及线路板加工技术领域，尤其是涉及一种线路板钻孔方法。

背景技术

柔性线路板由铜箔覆盖层、粘结剂和柔性介质薄膜三部分组成。LCP(液晶高分子聚合物)兼具有小分子液晶的光学各向异性、介电常数各向异性等特性和高分子优良的加工特性，具有优秀的频率衰减、传热性能和防湿性等优势，采用新型的LCP材料作为介质薄膜，满足了高耐热、绝缘性好等要求。近年来，对高频低损耗传输的需求，采用LCP做软板基材应用越来越广泛。

通孔及盲孔加工是柔性线路板制造中重要的工艺过程，工业上常采用机械钻孔的方式。

但是，机械钻孔效率低，对原件的损伤较大，加工过程中易出现钻头断裂等问题，从而导致成本增加。同时，由于机械钻孔易产生孔边缘毛刺现象，随着电子元器件的发展，对线路板钻孔的尺寸要求越来越高，机械钻孔难以获得精度高的微型孔，难以满足当前的工艺要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种线路板钻孔方法，以改善现有技术中存在的机械钻孔效率低，对原件的损伤较大，加工过程中易出现钻头断裂等问题，从而导致成本增加，并且机械钻孔易产生孔边缘毛刺现象，难以满足当前的工艺要求的技术问题。

本发明提供的线路板钻孔方法，包括：

在打标软件操作界面设置图档的步骤；

将激光器发射的激光束的激光焦点设置在上层铜箔表面的步骤；

通过振镜扫描图档，并利用激光烧蚀成孔的步骤。

进一步的，当加工通孔时，激光依次烧蚀线路板的上层铜箔、中层LCP材料以及下层铜箔，且激光器输出功率持续不变。

进一步的，当加工盲孔时，激光器输出第一功率以去除上层铜箔，激光器输出第二功率以去除中层LCP材料，且第一功率大于第二功率。

进一步的，激光器的输出功率为3.0-7.5W，振镜扫描速度为1000-6000mm/s。

进一步的，第一功率和第二功率均为2.0-4.0W，且第一功率与第二功率的差值小于1W；振镜扫描速度为1000-6000mm/s。

进一步的，在将激光束的激光焦点设置在上层铜箔表面的步骤之前，利用CCD相机和坐标补偿法对线路板的加工位置进行定位的步骤。

进一步的，在将激光束的激光焦点设置在上层铜箔表面的步骤之前，利用可移动的平台将线路板移动至加工位置的步骤。

进一步的，平台为真空吸附平台。

进一步的，图档呈圆形或者螺旋形。

进一步的，激光器为紫外纳秒激光器。

本发明提供的线路板钻孔方法，在加工过程中，使用者利用激光器的激光束沿上层铜箔表面的图档烧蚀，从而在线路板上形成孔。

由上可知，激光钻孔的加工效率高，对原件的损伤较小，在加工过程中不会出现钻头断裂等问题，成本较低，同时，激光钻孔能够加工孔径在20-100um的微型孔，不易产生孔边缘毛刺现象，能够满足当前的工艺要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的线路板钻孔方法的步骤框图；

图2为本发明另一实施例提供的线路板钻孔方法的步骤框图；

图3为本发明又一实施例提供的线路板钻孔方法的步骤框图；

图4为本发明实施例提供的线路板加工通孔的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的线路板加工盲孔的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的钻孔装置的结构示意图。

图标：1-线路板；2-振镜；3-上层铜箔；4-中层LCP；5-下层铜箔；6-通孔；7-盲孔；8-CCD相机；9-平台；10-卷料机；11-横梁；12-滑块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1以及图4-6所示，本实施例提供的线路板钻孔方法，包括在打标软件操作界面设置图档的步骤；将激光器发射的激光束的激光焦点设置在上层铜箔3表面的步骤；通过振镜2扫描图档，并利用激光烧蚀成孔的步骤。

其中，由于振镜2的激光束从上层铜箔3通向下层的过程中存在轻微的差异，导致线路板1上下层之间会形成一定的锥度。

若线路板1的厚度尺寸以及层数改变，可根据材料的实际厚度调整激光焦点的设置位置和加工功率。

当线路板1整体较厚时，可将激光焦点先定位在材料的上层，当上层的材料加工完成后，再令激光束的激光焦点聚焦于材料的中层和下层。

对于尺寸较厚的材料，上层设置的激光器的输出功率高于下层，且上下层功率差值小于1W，功率越高，锥度越小，热影响越严重。繁殖，功率越低，材料底部受热影响越小。

本实施例提供的线路板钻孔方法，包括在线路板1的上层铜箔3表面设置图档的步骤；将激光束的激光焦点设置在上层铜箔3表面的步骤；通过振镜2扫描图档，并利用激光烧蚀成孔的步骤。在加工过程中，使用者利用激光器的激光束沿上层铜箔3表面的图档烧蚀，从而在线路板1上形成孔。

如图4所示，在上述实施例的基础上，进一步的，当加工通孔6时，激光依次烧蚀线路板1的上层铜箔3、中层LCP4材料以及下层铜箔5，且激光器输出功率持续不变。

其中，当上层铜箔3清除后，LCP膜受热影响比较严重产生一定的内凹，当激光束聚集在线路板1上时，扫描速度越低，单位时间内作用于线路板1的能量越高，热堆积越明显，因此，较佳地，在加工过程中，使用者应选取适当的激光器输出功率和振镜2的扫描速度，从而提高加工效率。

进一步的，在聚焦状态下，焦点位置位于线路板1的上层铜箔3的表面，其中较优的加工参数为：激光器的输出功率为3.0-7.5W，振镜2扫描速度为1000-6000mm/s。

另外，加工完成后，使用者可用金相显微镜、共焦显微镜或者三次元检测加工形成的通孔6。

本实施例中，使用者在加工过程中令激光器的输出功率保持不变，从而加工出通孔6。

如图5所示，在上述实施例的基础上，进一步的，当加工盲孔7时，激光器输出第一功率以去除上层铜箔3，激光器输出第二功率以去除中层LCP4材料，且第一功率大于第二功率。

进一步的，在聚焦状态下，焦点位置位于线路板1的上层铜箔3的表面，其中较优的加工参数为：第一功率和第二功率均为2.0-4.0W，且第一功率与第二功率的差值小于1W；振镜2扫描速度为1000-6000mm/s。

另外，加工完成后，使用者可用金相显微镜、共焦显微镜或者三次元检测加工形成的盲孔7。

本实施例中，使用者在加工过程中改变激光器的输出功率，从而加工出盲孔7。

如图2和图6所示，在上述实施例的基础上，进一步的，在将激光束的激光焦点设置在上层铜箔3表面的步骤之前，利用CCD相机8和坐标补偿法对线路板1的加工位置进行定位的步骤。

CCD是电荷耦合器件的简称，它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的CCD相机8元件，以其构成的CCD相机8具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击之特性而被广泛应用。

坐标补偿法可以为矫正法，具体校正方法如下：

将待加工的线路板1放置于加工位，用振镜2标刻9个圆，使9个圆能基本铺满CCD相机8的视野，记录下当前电机坐标P1。移动电机，使CCD相机8能抓取到所标刻的九个圆对CCD相机8进行标定，记录下当前电机坐标P2。计算出振镜2与CCD相机8距离L＝P2-P1；

将所得到值L补偿到对应于线路板1上所有加工部分对应的加工图形上。根据补偿后图档中3个Mark Point点坐标位置用CCD相机8进行拍照抓取。通过CCD相机8拍照坐标计算出线路板1的XY方向偏移量和旋转角度，将偏移量和旋转角度再次补偿到加工图档中。根据再次补偿后的图档进行加工。

较佳地，采用直线电机替代传统的线性模组配合伺服电机的方式，有效增加了运动行程，特别是在高速度状态下，提高了运动过程中的定位精度和稳定性。

如图3和图6所示，在上述实施例的基础上，进一步的，在将激光束的激光焦点设置在上层铜箔3表面的步骤之前，利用可移动的平台9将线路板1移动至加工位置的步骤。

进一步的，平台9为真空吸附平台。

加工位置可设置有抽尘装置，抽尘装置用于去除钻孔工程中形成的粉尘，这样能够保证线路板1加工环境的洁净。

其中，真空吸附平台可以包括卷料机10、真空泵、真空吸附管以及吸附平台，吸附平台上间隔设置有多个吸附通孔，卷料机10设置在吸附平台上，真空泵通过真空吸附管与多个吸附通孔连通。在使用过程中，线路板1放置在卷料机10的输送带上，卷料机10的转轴转动以将线路板1带到加工区域，真空泵开启将吸附平台和线路板1之间空气从吸附通孔处抽出，从而形成真空，对线路板1进行吸附定位；当加工完成后，卷料机10的转动轴转动，以将钻孔完成的线路板1传出，从而完成连续的进料和出料的循环过程。

线路板1的钻孔装置上应设置沿X方向延伸的横梁11以及设置在横梁11上的滑块12，振镜2与滑块12固定连接，且振镜2通过滑块12能够在横梁11上沿X轴方向移动。将卷料机10的输送带的运动方向视为Y轴方向，振镜2的激光束的射出方向为Z轴方向，X轴、Y轴以及Z轴相互垂直。

线路板1的钻孔装置上应设置有控制***，控制***分别与振镜2、卷料机10、真空泵、滑块12以及CCD相机8连接，这样能够令所有结构件在软件的控制下实现精准配合和高速加工，从而提高钻孔装置的加工效率。

本实施例中，可移动的真空吸附平台9的设置能够保证线路板1在加工过程中的平整性和稳定性。

在上述实施例的基础上，进一步的，图档呈圆形或者螺旋形。

进一步的，激光器为紫外纳秒激光器。

本实施例中，紫外纳秒激光器的输出功率稳定，能够提高加工的效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种线路板钻孔方法，其特征在于，包括：

在打标软件操作界面设置图档的步骤；

将激光器发射的激光束的激光焦点设置在所述上层铜箔表面的步骤；

通过振镜扫描所述图档，并利用激光烧蚀成孔的步骤。

2.根据权利要求1所述的线路板钻孔方法，其特征在于，当加工通孔时，激光依次烧蚀所述线路板的所述上层铜箔、中层LCP材料以及下层铜箔，且激光器输出功率持续不变。

3.根据权利要求1所述的线路板钻孔方法，其特征在于，当加工盲孔时，所述激光器输出第一功率以去除所述上层铜箔，所述激光器输出第二功率以去除所述中层LCP材料，且所述第一功率大于所述第二功率。

4.根据权利要求2所述的线路板钻孔方法，其特征在于，所述激光器的输出功率为3.0-7.5W，所述振镜扫描速度为1000-6000mm/s。

5.根据权利要求3所述的线路板钻孔方法，其特征在于，所述第一功率和所述第二功率均为2.0-4.0W，且所述第一功率与所述第二功率的差值小于1W；所述振镜扫描速度为1000-6000mm/s。

6.根据权利要求1所述的线路板钻孔方法，其特征在于，在将所述激光束的激光焦点设置在所述上层铜箔表面的步骤之前，利用CCD相机和坐标补偿法对所述线路板的加工位置进行定位的步骤。

7.根据权利要求1所述的线路板钻孔方法，其特征在于，在将所述激光束的激光焦点设置在所述上层铜箔表面的步骤之前，利用可移动的平台将所述线路板移动至加工位置的步骤。

8.根据权利要求7所述的线路板钻孔方法，其特征在于，所述平台为真空吸附平台。

9.根据权利要求1所述的线路板钻孔方法，其特征在于，所述图档呈圆形或者螺旋形。

10.根据权利要求1所述的线路板钻孔方法，其特征在于，所述激光器为紫外纳秒激光器。