一种PCB线路图形的双振镜双紫外激光皮秒雕刻成型方法

技术领域

本发明涉及线路板图形加工技术领域，具体涉及一种PCB线路图形的双振镜双紫外激光皮秒雕刻成型方法。

背景技术

现有线路板图形成形加工制作过程为：板面处理->上干膜(或湿膜)->菲林->曝光->显影->蚀刻->退膜，该工艺主要存在以下缺点：加工繁琐，产生的污水、药水、废水、干或湿膜残渣环保处理成本高。

鉴于此，急需一种新的PCB线路图形加工方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种PCB线路图形的双振镜双紫外激光皮秒雕刻成型方法，采用皮秒激光进行雕刻，工艺简单；且该加工工艺不曝光、不用覆干(湿)膜、不显影，节约了加工成本及环保处理成本。

为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种PCB线路图形的双振镜双紫外激光皮秒雕刻成型方法，包括如下步骤：

步骤S1，在基板的覆铜箔板整面上一层锡；

步骤S2，采用激光雕刻装置将基板按照设计线路图形信息雕刻破除线路以外的锡面；

步骤S3，在破除锡面的位置蚀刻掉相应的铜面；

步骤S4，褪锡后形成PCB线路图形。

进一步地，所述激光雕刻装置包括底座、设于所述底座且沿Y轴方向设置的Y行程轴、与所述Y行程轴滑动配合连接的工作平台、设于所述底座的支撑架、设于所述支撑架的X行程轴、与所述X行程轴滑动配合连接的Z行程轴、设于所述底座的激光发生器、用于激光光束传导的激光光路、与所述Z行程轴连接的扫描振镜和扫描场镜、及控制装置，所述激光光路将激光光速传导至扫描振镜内，所述扫描场镜与基材板相对设置，所述控制装置根据设计线路图形信息控制X行程轴、Y行程轴和Z行程轴移动，使扫描场镜与基板按照设计线路图形信息对位。

进一步地，所述Z行程轴的数量为两个，对应的，所述激光发生器、激光光路、扫描振镜、扫描场镜的数量分别为两个，其中两个激光发生器分别设于所述底座两侧，两个激光光路分别对应于Z行程轴设置并且与激光发生器一一对应，两个扫描振镜和扫描场镜与Z行程轴一一对应。

进一步地，所述激光雕刻装置还包括设于所述扫描振镜的同轴远心CCD，所述同轴远心CCD用于实时测量被雕刻板材的涨缩比，所述同轴远心CCD将检测数据发送至控制装置，所述控制装置调整设计线路图形使其与被雕刻板材涨缩比一致，并控制X行程轴、Y行程轴、Z行程轴移动，实现自动对位。

进一步地，所述激光发生器的功率为10-60W，激光频率为80-1400Khz，脉宽为10-350ps。

进一步地，所述工作平台为真空吸附平台。

进一步地，所述激光雕刻装置还包括设于所述真空吸附平台一侧的除尘装置。

进一步地，所述激光雕刻装置具有n种激光雕刻模式，n为大于等于2的整数。

进一步地，所述激光雕刻装置采用线激光雕刻模式。

进一步地，所述基板为FR4型基材板。

与现有技术相比，本发明提供的PCB线路图形的双振镜双紫外激光皮秒雕刻成型方法，有益效果在于：

一、本发明提供的PCB线路图形的双振镜双紫外激光皮秒雕刻成型方法，采用激光雕刻成型PCB线路图形，工艺简单；且该工艺不曝光、不用覆干(湿)膜、不显影，节约了加工成本及环保处理成本。

二、本发明提供的PCB线路图形的双振镜双紫外激光皮秒雕刻成型方法，激光雕刻装置采用皮秒激光，脉冲可调可设定，频率可调可设定，功率可调可设定，配合与扫描振镜同轴远心CCD，实现自动对位、自动调整设计线路图形涨缩比使其与板材一致，以保证线路的完整且不变形。本发明提供的PCB线路图形的双振镜双紫外激光皮秒雕刻成型方法，线路加工精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明提供的PCB线路图形的双振镜双紫外激光皮秒雕刻成型方法的流程示意图；

图2是本发明提供的PCB线路图形的双振镜双紫外激光皮秒雕刻成型方法中激光雕刻装置的结构示意图；

图3是图2所示的激光雕刻装置控制装置的原理框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参阅图1，是本发明提供的PCB线路图形的双振镜双紫外激光皮秒雕刻成型方法的流程示意图。本发明提供的PCB线路图形的双振镜双紫外激光皮秒雕刻成型方法，包括如下步骤：

步骤S1，在基板的覆铜箔板整面上一层锡；

步骤S2，采用激光雕刻装置将基板按照设计线路图形信息破除线路以外的锡面；

步骤S3，在破除锡面的位置蚀刻掉相应的铜面；

步骤S4，褪锡后形成PCB线路图形。

采用本发明的线路成型方法，免去了现有技术中的曝光、覆干(湿)膜、显影工艺，成型工艺简单；且该工艺减少了污水、药水、废水、干或湿膜残渣等污染物，不仅节约了用药成本，同时也降低了环保处理成本。

本发明提供的PCB线路图形的双振镜双紫外激光皮秒雕刻成型方法，主要采用激光雕刻装置对基材板进行加工实现。请结合参阅图2，是本发明提供的PCB线路图形的双振镜双紫外激光皮秒雕刻成型方法中激光雕刻装置的结构示意图。本发明中的激光雕刻装置包括底座1、设于底座1的Y行程轴2、与Y行程轴滑动配合连接的工作平台3、设于底座1的支撑架4、设于支撑架4的X行程轴5、与X行程轴滑动配合连接的Z行程轴6、设于底座的激光发生器7、用于激光光束传导的激光光路8、与Z行程轴6连接的扫描振镜9和扫描场镜10、控制装置11。

其中，工作平台3用于放置并固定待加工的基板。本实施例中，Y行程轴2固定于底座1上，工作平台3沿Y行程轴2的延伸方向往复滑动。具体的，Y行程轴2与工作平台3通过导轨和滑块配合滑动连接。

为了方便基板固定，本实施例中，工作平台3采用真空吸附平台，通过负压的方式吸附基板，操作简单，可提高工作效率。

X行程轴5位于Y行程轴1上方，且两者的延伸方向垂直。Z行程轴6与X行程轴5滑动连接，使Z行程轴6可沿X方向滑动，两者通过导轨与滑块配合的连接方式滑动连接。

本实施例中，Z行程轴6的数量为两个，间隔设于X行程轴上，两个Z行程轴6的间距可调整，可实现在工作时同时对线路图形的不同区域进行激光雕刻，提高工作效率。

与Z行程轴6的数量相对应，激光发生器7、激光光路8、扫描振镜9、扫描场镜10的数量分别为两个，其中，两个激光发生器7分别设于底座1两侧，两个激光光路8分别对应于Z行程轴6设置并且与激光发生器8一一对应，两个扫描振镜9和扫描场镜10与Z行程轴6一一对应。

本实施例中，激光发生器7为紫外激光皮秒发生器，其功率为10-60W，激光频率为80-1400Khz，脉宽为10-350ps。且功率、激光频率、脉宽可调可设定，以满足不同型号的线路板加工要求。

本发明中，激光雕刻装置具有n中激光雕刻模式，其中n为大于等于2的整数，如常用的：点阵雕刻模式、线雕刻模式，也可以根据用户要求自行设计。本实施例中，采用线激光雕刻模式。

激光光路8有若干个透镜组成，激光发生器7产生的激光经透镜形成的光路后传导至扫描振镜9，激光光路8的结构可采用现有技术的设计。

本实施例中，扫描振镜9和扫描场镜10与Z行程轴6连接，且扫描场镜10与基板相对设置，通过扫描场镜10的激光直接作用于基板表面的锡层。

控制装置11根据设计线路图形信息控制X行程轴、Y行程轴和Z行程轴移动，使扫描场镜与基板按照设计线路图形信息对位，使激光对需要破除的锡面进行雕刻。请结合参阅图3，是图2所示的激光雕刻装置控制装置的原理框图。控制装置11包括数据储存单元111，用于储存设计线路图形信息，以及激光发生器的工作参数信息；还包括处理单元112，用于根据基板位置调取设计线路图形中相应部位的图像信息；还包括控制单元113，用于根据控制指令控制X行程轴、Y行程轴和Z行程轴移动，使扫描场镜对位后进行激光雕刻；同时也用于根据实际要求调整激光发生器的工作参数；还包括显示单元114，用于对设定参数和工作参数信息进行显示，优选地，显示单位114为触控显示屏，通过显示单元可实现工作参数设定，如激光发生器的工作参数。

为了提高线路图形成型的精确度，本发明中，激光雕刻装置还包括设于扫描振镜9的同轴远心CCD 12，同轴远心CCD 12用于实时测量被雕刻板材的涨缩比，并将检测数据发送至控制装置11，控制装置11调整设计线路图形使其与被雕刻板材涨缩比一致，并控制X行程轴、Y行程轴、Z行程轴移动，实现自动对位。与前述激光雕刻装置的结构相对应，本实施例中，同轴远心CCD 12的数量为两个，与扫描振镜9一一对应。

需要说明的是，在线路图形成型工艺中，同轴远心CCD还用于对加工线路图形进行扫描，以检测线路图形质量。其检测要点包括：铜面是否受损、成型线路图形与设计线路图形是否一致，线路图形边缘是否哦平滑无锯齿。当检测出质量问题后，定义为不合格品，由控制装置11控制机械手等装置将不合格产品取出。

本实施例中，激光雕刻装置还包括设于真空吸附平台一侧的除尘装置13，用于对激光雕刻过程中产生的碎屑进行除尘。本发明的线路图形成型工艺除尘方法简单有效。

本发明中，优选地，基板采用FR4型基材板，具有耐燃性能、机械性能、抗冲击性能、电气性能优，工作温度高等优点。

与现有技术相比，本发明提供的PCB线路图形的双振镜双紫外激光皮秒雕刻成型方法，有益效果在于：

一、本发明提供的PCB线路图形的双振镜双紫外激光皮秒雕刻成型方法，采用激光雕刻成型PCB线路图形，工艺简单；且该工艺不曝光、不用覆干(湿)膜、不显影，节约了加工成本及环保处理成本。

二、本发明提供的PCB线路图形的双振镜双紫外激光皮秒雕刻成型方法，激光雕刻装置采用皮秒激光，脉冲可调可设定，频率可调可设定，功率可调可设定，配合与扫描振镜同轴远心CCD，实现自动对位、自动调整设计线路图形涨缩比使其与板材一致，以保证线路的完整且不变形。本发明提供的PCB线路图形的双振镜双紫外激光皮秒雕刻成型方法，线路加工精度高。

以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本发明的保护范围之内。