CN114938579A - 一种采用导电浆料进行线路修补的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用导电浆料进行线路修补的方法,包括以下步骤:1)将待修补电路板的电路面朝上置于多孔平台上;2)将树脂膜覆盖在待修补的电路板表面;3)通过真空抽气***,使树脂膜完全无空隙地覆盖在待修补的电路板电路表面;4)通过激光设备的视觉***和软件***来定位待修补区域的坐标数据和激光烧蚀路径;5)根据激光烧蚀路径烧蚀除掉待修补的电路板电路表面的树脂膜,形成待修补图形槽;6)在待修补图形槽内和槽周边涂覆修补材料;7)预固化图形槽内和槽周边的修补材料;8)停止抽气、撕去树脂膜,完全固化修补材料完成修补。本发明的方法可用于随机位置的精密线路曲线修补,是一种廉价高效的高精密线路修补方法。
Description
技术领域
本发明属于线路板制造技术领域,具体涉及一种采用导电浆料进行线路修补的方法。
背景技术
随着线路板甚至芯片载板的线路密度和精度不断提高、其工艺难度提高,良率降低。特别是精密电路的开短路成为了重要问题。业内一直在追求高效廉价的线路修补技术和材料。用导电胶修补线路可能得到较好的可靠性,目前主要采用徒手点胶或者用点胶机进行挤胶的方法,将导电胶涂抹在修补位置,但是由于胶体的流动性导致直接修补精密线路的施工难度较大,线路精度不好控制,导电胶会大面积的溢出到周围非必要修补区域,导电胶加热固化后,然后通过人工在显微镜下用刀片等工具裁切掉多余的浆料,成功概率低、修补时间长;另一种,采用无接触式的激光转印的方法,可以较好地控制线路精度,但是所用修补线路的导电材料是激光熔融后的铜液滴落在修补位置,并无胶黏性,附着力不佳,而且对于厚度较大的铜线路缺陷,修补时液滴沉积速率较慢,装备昂贵。又由于线路板的缺陷都是随机发生的,这导致电路修补难度变大。
发明内容
为解决现有技术存在的问题,本发明提供一种廉价高效的高精密线路修补方法,通过薄膜在待补板表面形成所需厚度的膜层,然后用激光开槽,使得待补位置形成一个略大于待补线路长宽高的模腔,然后通过填充导电浆料修补开路,这样可以即利用了激光的高精度、图形灵活的特性、又避免了导电浆料流动性带来的线路尺寸精度控制问题。
为实现以上发明目的,本发明采用如下的技术方案:
一种采用导电浆料进行线路修补的方法,包括以下步骤:
1)将待修补电路板的电路面朝上置于多孔平台上;
2)将树脂膜覆盖在待修补的电路板表面;
3)通过真空***抽气,使树脂膜紧密覆盖在待修补的电路板电路表面;
4)通过激光设备的视觉***和软件***来定位待修补区域的坐标数据和激光烧蚀路径;
5)根据激光烧蚀路径烧蚀除掉待修补区域的电路板电路表面的树脂膜,形成待修补图形槽;
6)在待修补图形槽内和槽周边涂覆修补材料;
7)预固化图形槽内和槽周边的修补材料;
8)停止抽气、撕去树脂膜,完全固化修补材料完成电路修补。
在一个具体的实施方式中,所述步骤2)的树脂膜的厚度与线路厚度相同,所述树脂膜为透明或不透明树脂膜,优选为透明树脂膜;更优选地,所述树脂膜为PET、PI材质的透明树脂膜。
在一个具体的实施方式中,所述的树脂膜为一面有胶层的mylar膜。
在一个具体的实施方式中,所述步骤4)中得到的激光烧蚀路径覆盖的图形面积比待修补区域大10%~20%。
在一个具体的实施方式中,所述步骤5)中采用激光烧蚀,所用激光的光斑直径为20μm以下,精度为15μm以下。
在一个具体的实施方式中,所述步骤6)中的修补材料为导电浆料,所述导电浆料由可挥发性溶剂、粘结树脂、导电粉体和添加剂组成。
在一个具体的实施方式中,所述可挥发性溶剂的沸点低于200℃,优选自乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚、丙醇一种或者几种的混合物;优选地,所述粘结树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂、马来树脂中的任一种。
在一个具体的实施方式中,所述导电粉体选自银、铜、锡、金、镍或其合金中的至少任一种;优选的,所述导电粉体的粒径小于10μm。
在一个具体的实施方式中,所述步骤7)中预固化工艺选自激光、红外加热或热风加热,预固化温度为100-120℃,时间为15min~30min。
在一个具体的实施方式中,所述步骤8)中完全固化的固化温度为160℃,时间为30min~60min。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明通过真空***抽气使树脂薄膜完全无空隙地覆盖在待修补的电路板电路表面,在待补电路板表面形成所需厚度的膜层,然后用激光设备自带的图像***自动或人工寻找待修补区域,并做出激光所作用区域的图形,再用激光开槽,烧蚀掉待修补的电路板电路表面的树脂膜,使得待补位置形成一个略大于待补线路长宽高的图形槽,然后通过填充导电浆料修补开路,这样可以即利用了激光的高精度、图形灵活的特性、又避免了导电浆料流动性带来的线路尺寸精度控制问题;同时,通过两步固化,预固化后的导电浆料,具有一定的强度,可在撕膜过程中保持与电路板的结合力和保型能力;完全固化使导电材料进一步收缩,实现导电粉体的接触导通以及树脂粘结剂和电路板的稳定结合;并且在撕膜的过程中,树脂膜能够带走槽外多余的导电浆料,方便快捷。
附图说明
图1为本发明线路修补装置结构示意图。
图2为本发明待修补电路板线路示意图。
图3为本发明待修补电路板表面覆膜状态示意图。
图4为本发明待修补电路板表面激光开槽状态示意图。
图5为本发明待修补电路板表面填充导电浆料状态示意图。
图6为本发明待修补电路板表面揭膜后状态示意图。
其中,1为电路修补多孔平台、2真空吸附孔、3PCB电路板、4线路、5PET胶膜、6开路、7图形槽、8导电浆料。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题,技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
一种采用导电浆料进行线路修补的方法,包括以下步骤:
1)将待修补电路板的电路面朝上置于多孔平台上;
2)将树脂膜覆盖在待修补的电路板表面;
3)通过真空***抽气,使树脂膜紧密覆盖在待修补的电路板电路表面;
4)通过激光设备的视觉***和软件***来定位待修补区域的坐标数据和激光烧蚀路径;
5)根据激光烧蚀路径,采用激光烧蚀除掉待修补区域的电路板电路表面的树脂膜,形成待修补图形槽;
6)在待修补图形槽内和槽周边涂覆修补材料;
7)预固化图形槽内和槽周边的修补材料;
8)停止抽气、撕去树脂膜,槽周边的多余修补材料一并被带走,完全固化修补材料完成电路修补。
其中,所述步骤1),如图1所示,PCB电路板3的具有线路4的一面朝上、放置在多孔平台1上;所述多孔平台1上具有很多个真空吸附孔2,所述多孔平台1与真空***(未示出)相连,通过真空***抽气可使多孔平台1的真空吸附孔2内气体从一侧流向真空***一侧,例如步骤2)中在多孔平台1和位于其上的待修补PCB电路板3表面覆盖一层PET胶膜5,步骤3)中通过真空***抽气形成负压可使PET胶膜5完全无空隙地覆盖在待修补的PCB电路板3的电路表面。
其中,待修补的电路板线路如图2所示,在PCB电路板3的一面上印刷有线路4,其中部分线路处于开路6的状态,需要修补。
按照本发明步骤1)~3)的步骤,将PET胶膜覆盖在待修补的电路板电路表面的状态如图1和图3所示,其中,PCB电路板3的表面覆盖了一层PET胶膜5,同时PET胶膜5足够大以便覆盖住多孔平台1的表面,在PET胶膜5的覆盖下,通过真空***抽气,使得PET胶膜5与待修补电路板3和多孔平台的表面紧密接触,特别是,在电路板的开路处,PET胶膜5也形成完全无空隙的覆盖。
其中,覆盖的树脂膜可以是透明的胶膜,还可以是不透明的树脂膜,优选采用透明的树脂膜,具体可采用PET、PI等材料的透明树脂膜,膜厚与线路厚度相等即可。在一种实施方式中,树脂膜还可以一面有胶层,与待修补版的结合面能较好的贴合,在激光开槽后,保证不漏气或起翘,例如这种膜为比较常用的mylar膜。
所述步骤4)中,通过激光设备自带的图像***自动或人工寻找待修补区域,并做出激光所作用区域的图形,图形应略大于待修补区域10%-20%,以保证后续材料能有效搭接在原导电层上,实现开路连接。所述激光设备自带的图像***,是指一般激光器所带有的用于抓取mark点和定位mark坐标的图像传感器,属于一种现有技术。通过读取修补位置的图形关键坐标,可自动生成或人工编程生成激光烧蚀树脂膜的路径。在另一种实施方式中,在树脂膜不透明,需要通过待补板在检测缺陷时的AOI设备主动生成待补缺陷位置和形状图形,传输给激光器,激光器接到数据并准备修补线路前,抓取待补板的Mark点,自动定位和生成激光烧蚀树脂膜的路径。
所述步骤5)中,激光根据路径程序烧蚀掉待修补的电路板电路表面的树脂膜,形成待修补图形槽。待修补电路板表面激光开槽状态如图4所示,在PCB电路板3的开路位置对应形成待修补的图形槽7。其中,激光开槽所用的激光的光斑直径大小在20μm以下,精度在15μm以下,可以保证烧蚀出尺寸和位置精度在35μm以上的所有图形。
所述步骤6)中,在树脂膜表面的图形槽7中涂覆修补材料,其中,修补材料可以是本领域常用的导电浆料,例如所述导电材料例如由可挥发性溶剂、粘结树脂、导电粉体,以及其他添加剂组成,其中,可挥发性溶剂需要与树脂粘结剂有一定的相容性、沸点低于200℃以保证后续预固化能快速干燥、同时起到调节粘度和表面张力,使浆料能更好的填充图形槽的效果,例如常用的可挥发性溶剂例如为乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚、丙醇一种或者几种的混合物;粘结树脂包括但不限于环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂、马来树脂等在电路板基材表面粘结性较好、耐热性较好的树脂,以保证修补浆料的可靠性;导电粉体包括但不限于银、铜、锡、金、镍、及其合金的粉体,一般要求粉体粒径小于10μm,保证能填充入精密的线路槽。待修补电路板表面填充导电浆料状态如图5所示,原来的图形槽7被导电浆料8填充,由于图形槽7是由激光设备形成,其精度较高,可以保证修补线路的精度。其次,由于实际图形比待修补区域大10%~20%,使得修补线路与原线路充分接触,即使后期烧结固化线路收缩,也不会发生开路现象。
所述步骤7)中,通过加热预固化图形槽内的修补材料,使导电浆料初步固化成型,避免在后续的撕膜过程中松动造成电路虚接。预固化可以用激光、红外加热或热风加热,固化温度一般为100-120℃,时间为15min~30min。预固化后的导电浆料,具有一定的强度,可在撕膜过程中保持与电路板的结合力和保型能力。预固化后的导电材料由于溶剂挥发,将发生收缩,高度和厚度低于树脂膜表面。
所述步骤8)中,撤去抽气、撕掉树脂膜,进一步加热固化修补材料。进一步加热,导电材料进一步收缩,实现导电粉体的接触导通以及树脂粘结剂和电路板的稳定结合。在撕膜的过程中,树脂膜能够带走槽外多余的导电浆料。本发明的线路修补方法操作简单、快捷,既能精确地修补线路,又可避免浆料对修补区域以外的线路造成污染。其中,待修补的电路板表面揭膜后如图6所示,可以发现,原先开路的位置已被修复,结合力和电路状态良好。
其中,完全固化可以参考现有技术,例如固化温度为160℃,时间为30min~60min。
在一个具体的方案中,本发明的导电浆料例如按质量份数由有80-94份的导电金属粉、5-18份的树脂、1-5份的溶剂和0.5-2份的助剂而制成的导电浆料。其中,导电金属粉选自银、铜、锡、金、镍、及其合金的粉体;树脂包括粘结树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂、马来树脂中的一种或者多种组合。溶剂选自乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚、丙醇一种或者几种的混合物;助剂选自分散剂、消泡剂、流平剂等一种或者几种。
采用上述导电浆料修补的电路电阻率为10-30μΩ·cm,附着力为1N/mm以上,完全满足PCB电路板中线路的相关需求。本发明的方法无需通过自动光学检测(AOI)提供缺陷的具***置的坐标数据。而是通过AOI发现缺陷后,任选地由人手工在线路板表面标出缺陷大致位置;上板覆透明膜后,放在激光器的视觉***下可以透过透明PET膜直接看到缺陷,然后通过激光器的视觉***和软件***来定位修补区域的坐标数据和激光烧蚀路径。由于线路板的缺陷都是随机发生的,本发明的方法还可用于随机位置的精密线路曲线修补,是一种廉价高效的高精密线路修补方法。
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)
1.一种采用导电浆料进行线路修补的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将待修补电路板的电路面朝上置于多孔平台上;
2)将树脂膜覆盖在待修补的电路板表面;
3)通过真空***抽气,使树脂膜紧密覆盖在待修补的电路板电路表面;
4)通过激光设备的视觉***和软件***来定位待修补区域的坐标数据和激光烧蚀路径;
5)根据激光烧蚀路径烧蚀除掉待修补区域的电路板电路表面的树脂膜,形成待修补图形槽;
6)在待修补图形槽内和槽周边涂覆修补材料;
7)预固化图形槽内和槽周边的修补材料;
8)停止抽气、撕去树脂膜,完全固化修补材料完成电路修补。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤2)的树脂膜的厚度与线路厚度相同,所述树脂膜为透明或不透明树脂膜,优选为透明树脂膜;更优选地,所述树脂膜为PET、PI材质的透明树脂膜。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述的树脂膜为一面有胶层的mylar膜。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤4)中得到的激光烧蚀路径覆盖的图形面积比待修补区域大10%~20%。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤5)中采用激光烧蚀,所用激光的光斑直径为20μm以下,精度为15μm以下。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤6)中的修补材料为导电浆料,所述导电浆料由可挥发性溶剂、粘结树脂、导电粉体和添加剂组成。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述可挥发性溶剂的沸点低于200℃,优选自乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚、丙醇一种或者几种的混合物;优选地,所述粘结树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂、马来树脂中的任一种。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述导电粉体选自银、铜、锡、金、镍或其合金中的至少任一种;优选的,所述导电粉体的粒径小于10μm。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤7)中预固化工艺选自激光、红外加热或热风加热,预固化温度为100℃~120℃,时间为15min~30min。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤8)中完全固化的固化温度为160℃,时间为30min~60min。
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