CN113727526B - 线路板保护层开窗方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及线路板加工技术领域，公开了一种线路板保护层开窗方法，根据线路板上开窗的位置在保护膜上设置第一加工区和第二加工区，使得第二加工区沿第一加工区的周缘设置，根据第一加工区和第二加工区再分别设置激光加工装置的第一加工参数和第二加工参数，激光加工装置根据第一加工参数对第一加工区进行逐行加工，再根据第二加工参数对第二加工区进行逐圈加工，从而实现线路板的开窗加工，相较于现有的先对保护膜进行加工，再将保护膜安装于线路板的基材上的加工方法，本发明的线路板保护层开窗方法能够将保护膜开窗精度误差从几百微米降至几十微米，能够极大的提高线路板线宽线距，实现高精度的电路板生产加工。

Description

线路板保护层开窗方法

技术领域

本发明涉及线路板加工技术领域，尤其涉及一种线路板保护层开窗方法。

背景技术

目前针对线路板的开窗，采用的工艺顺序为先进行保护膜的开口，再将开口的保护膜对线路层进行贴合，实际应用场景中，该种开窗方式的对位精度误差在300um左右，同时软板生产过程中对位精度受多重因素决定，控制难度大，制约着软板线路的设计更加精密、精细化。

因此，有必要提供一种新型的线路板保护层开窗方案来解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的为：提供一种高精度的线路板保护层开窗方法。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明提供一种线路板保护层的开窗方法，包括如下步骤：将保护膜设置在线路板的线路层上压合；根据线路板上的开窗位置在保护膜上设置第一加工区和第二加工区，所述第二加工区沿所述第一加工区的周缘设置；根据第一加工区设置激光加工装置的第一加工参数，根据第二加工区设置激光加工装置的第二加工参数；激光加工装置依据所述第一加工参数逐行加工所述第一加工区；激光加工装置依据所示第二加工参数沿所述第一加工区的周缘加工所述第二加工区。

可选地，在对所述第一加工区和所述第二加工区进行加工时，在所述第一加工区与所述第二加工区之间设置缓冲区，所述缓冲区用于激光加工装置的加速，使得所述激光加工装置运动至加工位置时达到设定的加工参数。

可选地，所述激光加工装置对所述第一加工区加工包括：第一加工区包括第一起始侧和第一结束侧，所述激光加工装置在所述第一起始侧逐行对所述第一加工区进行加工，加工完第N行后，所述激光加工装置自第一结束侧返回至第一起始侧，自第一起始侧运动至第N+1行进行加工，直至将所述第一加工区加工完毕。

可选地，所述激光加工装置对所述第二加工区加工包括：所述激光加工装置沿所述第一加工区的周缘对所述第二加工区进行加工。

可选地，所述激光加工装置围绕所述第一加工区的周缘经过多次加工将所述第二加工区加工完毕。

可选地，所述激光加工装置围绕所述第一加工区的周缘将所述第二加工区加工完毕，包括：

激光加工装置沿所述第一加工区的周缘，依照环状的加工路径对所述第二加工区进行加工。

可选地，所述加工参数包括：切割长度L，切割宽度H，重复次数C，光斑直径D，填充间距Y，切割速度V，加工时间T，光斑重叠率β，上述参数满足如下关系式：

可选地，所述加工参数还包括出光频率f，当加工面积为S时，加工面积S所需的时间T为：

可选地，所述加工参数还包括光斑间距X，光斑重叠率为β，光斑重叠率β与光斑间距X满足如下关系：

可选地，所述加工参数还包括焦距偏移量Z，聚焦镜片焦距为F，入射光束直径为L，激光波长为λ，聚焦光斑的发散角为θ，理论光斑直径大小为K，上述参数满足如下关系式：

D＝Z×tanθ；

D<K。

实施本发明，将具有如下有益效果：

通过先将保护膜设置在线路板的线路层上，根据线路板上开窗的位置在保护膜上设置第一加工区和第二加工区，使得第二加工区沿第一加工区的周缘设置，根据第一加工区和第二加工区再分别设置激光加工装置的第一加工参数和第二加工参数，激光加工装置根据第一加工参数对第一加工区进行逐行加工，再根据第二加工参数沿第一加工区的周缘对第二加工区进行加工，从而实现线路板的开窗加工，相较于现有的先对保护膜进行加工，再将保护膜安装于线路板的基材上的加工方法，本发明的线路板保护层开窗方法能够将保护膜开窗精度误差从几百微米降至几十微米，能够极大的提高线路板线宽线距，实现高精度的电路板生产加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例线路板保护层开窗方法一种实施方式的流程图；

图2为本发明实施例线路板保护层开窗方法的一种加工路线的示意图；

图3为本发明实施例线路板保护层开窗方法另一加工路径的示意图；

图4为本发明实施例线路板保护层开窗方法加工区域标记图；

图5为本发明实施例线路板保护层开窗方法实际加工效果的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如根据上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(根据附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明实施例通过材料通电不同，利用激光精准控制能量和数控***控制光斑重叠率，让激光光斑完整的铺满整个开窗的范围，最终实现保护膜的开窗激光加工制程，相较于现有的先对保护膜开窗，在将保护膜压合在线路层上的方案能够极大的提高线路板的线宽线距，解决高精度线路板保护膜加工的问题。具体将通过下面的实施例进行说明。

图1为本发明实施例线路板保护层开窗方法一种实施方式的流程图，参考图1，线路板保护层开窗方法包括如下步骤：

S10：将保护膜设置在线路板的线路层上并压合，使得保护膜与线路层压合为一体式结构形成线路板。

S20：根据线路板上的开窗位置在保护膜上设置第一加工区和第二加工区，第二加工区沿第一加工区周缘设置，使得第二加工区将第一加工区围设在第一加工区内。

S30：根据第一加工区设置激光加工装置的第一加工参数，根据第二加工区设置激光加工装置的的第二加工参数，使得激光加工装置能够准确地按照设计要求进行加工作业。

S40：激光加工装置根据设定的第一加工参数逐行加工第一加工区，以图2中实施例作为示例，具体地，激光加工装置从第一加工区S1的第一起始侧11至第一结束侧12加工完一行后，从第一结束侧12在非加工状态下快速回至第一起始侧11，之后激光加工装置运行达到设定的加工参数对第一加工区内的下一行进行加工，重复上述步骤，直至将第一加工区加工完毕。

需要说明的是，上述实施例中所述的第一起始侧和第一结束侧仅用于举例说明，实质上并不限定。

S50：激光加工装置根据设定的第二加工参数沿第一加工区S1的周缘，逐圈对第二加工区S2进行加工作业，直至将第二加工区S2加工完毕。需要说明，该处的周缘是指四周的周缘，即第一加工区四周的边缘。

本发明的线路板保护层加工方法，相较于现有的先在保护膜上加工出开窗，再将保护膜与线路层进行压合的开窗加工方法来说，本发明的实施例通过先将保护膜压合在线路层上，再通过线路板上材质熔点的不同设定激光加工装置的加工参数，以使得激光加工装置根据预设的加工参数仅将特定材料如保护膜去除掉，可实现在不破坏线路板其他部件的情况下实现保护膜的开窗作业，相较于前者先开窗再压合，本发明实施例先压合再开窗，开窗过程中还划分逐行加工区域和逐圈加工区域，从而将保护膜开窗的精度从几百微米提升至几十微米，极大的提高线路板的线宽线距，实现高精度的线路板加工。

实际应用场景中，现有技术中对保护膜先加工开窗再贴合工艺，对位精度误差在300um左右，同时柔性电路板生产中对位精度受多重因素决定，控制难度大，本发明的实施例针对软板生产过程中的对位精度问题，在保护膜开口制程上进行反向剥开的激光加工方法，将保护膜开口精度提升至30um级别，解决了柔性电路板生产中的精密对位问题，提升了线路设计的线宽线距，实现高精度的柔性电路板的生产加工。

图2为本发明实施例线路板保护层开窗方法的一种加工路线的示意图，参考图2，在对第一加工区S1和第二加工区S2进行加工时，在第一加工区S1与第二加工区S2之间设置缓冲区10，缓冲区10用于激光加工装置的加速，使得激光加工装置运动至加工位置时达到设定的加工参数。具体地，缓冲区10的设置能够使得激光加工装置的激光头从速度为0加速至设定速度，激光加工能量从0增加至设定能量值，从而使得激光加工装置通过缓冲区10的加速准备，在到达加工区域时能够达到设定的加工参数，从而保障保护层开窗的加工效果。

激光加工装置对第一加工区S1加工包括，第一加工区S1包括第一起始侧11和第一结束侧12，激光加工装置在第一起始侧逐行对第一加工区进行加工，加工完第N行后，激光加工装置自第一结束侧12返回至第一起始侧11，自第一起始侧运动至第N+1行进行加工，直至将第一加工区加工完毕，其中N为≥1的正整数。在第一起始侧11激光加工装置进行速度和能量的积蓄，在第一结束侧12加工装置进行减速和减弱能量。通过设置缓冲区使得激光加工装置在进入到设定位置时能够可靠的达到设定的加工参数，从而保障保护膜开窗的一致性。

进一步地，激光加工装置对第二加工区S2加工包括，激光加工装置沿第一加工区S1的周缘对第二加工区S2进行加工，更多地，通过围绕第一加工区S1的周缘进行多次加工，使得第一加工区S1的周缘更为平滑，提高了线路板保护层的开窗质量。

激光加工装置围绕第一加工区S1的周缘将第二加工区S2加工完毕，包括激光加工装置沿第一加工区S1的周缘依照环形的加工路径对第二加工区S2进行加工，可选地，环形的加工路径可以是等间距分布的环形加工路径对第二加工区S2进行加工。

在一些实施方式中，激光加工装置的加工参数包括切割长度L，切割宽度H，重复次数C，光斑直径D，填充间距Y，切割速度V，加工时间T，这些加工参数满足如下关系：

加工单一行所需的加工时间为：

加工固定面积的时间为：

上述实施例中，根据所需切割的保护膜长度L，切割宽度H，以及重复次数C，以及光斑直径D，通过设置切割速度V，光斑重叠率β这些加工参数，从而准确地计算出所需的加工时间，一方面便于调节激光加工装置的加工工时，另一方面也可方便地根据使用场景的不同调节加工参数的数值以适应更多地加工场景，以提高实际应用的适用性和灵活性。

在一些实施方式中，激光加工装置的出光频率为f，设定加工面积为S，加工面积S时所需的时间T为：

该实施方式中通过调节出光频率f，加工速度V，光斑直径D，以及重复次数C完成对加工面积S的加工时间T的调节，由上述关系式可以看出完成加工面积为S的加工区域所需的时间，D值越大，加工时间T越小，并且由于激光为高斯光，通过焦距偏移量Z来调节光斑直径D的大小，高斯光的光斑大小为沿着焦点对称，同时激光功率与焦距偏移量Z的偏移量决定了单点光斑的清除深度，进一步决定了保护膜的开口效果。

在一些实施方式中，光斑间距X，光斑重叠率β；进一步地，上述实施了中的填充间距Y可以理解为：激光加工装置加工过程中走过路径中相邻路径上对应相邻激光光斑之间的距离，如图3中所示，进一步地，上述参数满足如下关系：

其中0≤X≤D，如果X大于D，则β为零，同时β较为合理的取值范围为50％≤β≤90％，以使得激光光斑的加工直径大于等于相邻加工路径之间的间距，保障光斑经过多条加工路径加工后，被加工部分能够完全被切除无残留，从而避免相邻加工路径的间距大于光斑的加工直径，而不能将需加工部分有效的切除，进而保障加工质量的可靠性。

在一些实施方式中，加工参数还包括焦距偏移量Z，聚焦镜片焦距F，入射光束直径L，激光波长λ，聚焦光斑的发散角θ，理论光斑直径大小K，上述参数满足如下关系式：

D＝Z×tanθ；

D<K。

上述实施例中，可以使得本申请的线路板保护层开窗方法能够可靠的对线路板保护层实施加工作业，保障线路板保护层的开窗效果。

图3为本发明实施例线路板保护层开窗方法另一加工路径的示意图，图4为图3线路板保护层开窗方法加工区域标记图，参考图3和图4，相较于图2中第一加工区S1和第二加工区S2呈现的圆形结构，图3和图4中展示了另一种第一加工区S1为矩形，第二加工区S2也为矩形结构的示意图，在第一起始侧也即缓冲区111内激光加工装置进行加速和提高激光的能量至设定的加工参数，将第一行加工完毕后，在第一结束侧112减速，降低激光功率后从第一结束侧112向第二起始侧121高速运行，抵达第二起始侧121后，激光加工装置进行加速和提高激光的能量至设定的加工参数，将第二行加工完毕后，在第二结束侧122减速，降低激光功率，此为逐行加工时对相邻两行进行加工的一个加工循环，从而使得在加工第二行时使得第一行、第二行整行的加工效果一致，对其余的待加工区域即第三行、第四行等待加工行，重复上述加工循环直至将第一加工区S1加工完毕，使得整个第一加工区的加工效果一致。

将第一加工区S1加工完后，沿第一加工区S1的周缘从第二加工区S2的内侧开始逐圈向外进行加工，具体地，沿第二加工区S2的周缘最靠近第一加工区S1的环状加工路径加工最内圈21，最内圈21加工完毕后再对次内圈22进行加工，直至将第二加工区域的其余待加工区域也逐圈加工完毕为止，实现线路板保护层的稳定可靠加工。

图5为本发明实施例线路板保护层开窗方法实际加工效果的示意图，参考图5，线路板保护层的实际加工效果开窗形态完整，周缘区域平滑。

以上所述实施例的各个技术特征可以进行任意组合，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 (9)

1.线路板保护层开窗方法，其特征在于，所述方法包括：

将保护膜设置在线路板的线路层上并压合；

根据线路板上的开窗位置在所述保护膜上设置第一加工区和第二加工区，所述第二加工区沿所述第一加工区的周缘设置；

根据第一加工区设置激光加工装置的第一加工参数，根据第二加工区设置激光加工装置的第二加工参数；

激光加工装置依据所述第一加工参数逐行加工所述第一加工区；

激光加工装置依据所述第二加工参数沿所述第一加工区的周缘加工所述第二加工区；

其中，在对所述第一加工区和所述第二加工区进行加工时，所述方法还包括：

在所述第一加工区与所述第二加工区之间设置缓冲区，所述缓冲区用于激光加工装置的加速，使得所述激光加工装置运动至加工位置时达到设定的加工参数。

2.根据权利要求1所述的线路板保护层开窗方法，其特征在于，所述激光加工装置对所述第一加工区加工包括：

第一加工区包括第一起始侧和第一结束侧，所述激光加工装置在所述第一起始侧逐行对所述第一加工区进行加工；

加工完第N行后，所述激光加工装置自第一结束侧返回至第一起始侧，自第一起始侧运动至第N+1行进行加工，直至将所述第一加工区加工完毕。

3.根据权利要求2所述的线路板保护层开窗方法，其特征在于，所述激光加工装置对所述第二加工区加工包括：

所述激光加工装置沿所述第一加工区的周缘对所述第二加工区进行加工。

4.根据权利要求3所述的线路板保护层开窗方法，其特征在于，所述激光加工装置围绕所述第一加工区的周缘经过多次加工，以将所述第二加工区加工完毕。

5.根据权利要求4所述的线路板保护层开窗方法，其特征在于，所述激光加工装置围绕所述第一加工区的周缘，以将所述第二加工区加工完毕，包括：

所述激光加工装置沿所述第一加工区的周缘，依照环状的加工路径对所述第二加工区进行加工。

6.根据权利要求1所述的线路板保护层开窗方法，其特征在于，所述加工参数包括：切割长度L，切割宽度H，重复次数C，光斑直径D，填充间距Y，切割速度V，加工时间T，上述参数满足如下关系：

7.根据权利要求6所述的线路板保护层开窗方法，加工参数还包括出光频率f，当加工面积为S时，加工面积S所需的时间T为：

8.根据权利要求7所述的线路板保护层开窗方法，其特征在于，加工参数还包括光斑间距X，光斑重叠率β，所述光斑重叠率β与所述光斑间距X满足如下关系：

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9.根据权利要求8所述的线路板保护层开窗方法，其特征在于，加工参数还包括焦距偏移量Z，聚焦镜片焦距F，入射光束直径L，激光波长λ，聚焦光斑的发散角θ，理论光斑直径大小K，上述参数满足如下关系式：

D＝Z×tanθ；

D<K。

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