一种PCB防焊层的制作方法与流程

文档序号:16132445发布日期:2018-12-01 00:28阅读:1481来源:国知局

本发明属于印制电路板生产技术领域,涉及一种印制电路板防焊层的制作方法,具体地说涉及一种利用激光镭射工艺制作pcb防焊层的方法。

背景技术

防焊漆或防焊油墨是一种以环氧树脂或感光树脂为主要成分的保护涂层,其涂布于印制电路板表面形成电路板的永久保护层。防焊层起到的作用主要包括:(1)防止导体线路之间因潮气、化学品等导致的不同程度短路;(2)防止在生产及装配元件过程中因操作不良造成的开路;(3)防止导体部分位置沾锡;(4)使印制电路板与各种温湿度、酸碱环境绝缘,保证印制电路板的良好电气功能。

传统pcb防焊层一般通过如下工艺步骤制备:防焊前处理、整版丝印或喷涂油墨(低压喷涂、静电喷涂、幕帘喷涂)、预烘烤、曝光、显影、后烤等,但是上述制作工艺存在流程及时间长、显影废水影响环境、防焊对位曝光精度不足等问题。防焊数字喷墨打印技术可一定程度上解决上述技术问题,其仅需三个步骤:防焊前处理、喷印油墨和后烤,这种方法制作流程较短,无显影废水,但是目前防焊数字喷墨打印技术的油墨、设备价格昂贵,且制作效率低,难以大规模推广,另外,数字喷墨打印所采用的油墨流动性大,在粗糙的铜面有轻微渗油现象,导致防焊开窗解析度不高。



技术实现要素:

为此,本发明所要解决的技术问题在于传统防焊层的制作工艺流程长、效率低、对位曝光精度不佳、成本高、开窗解析度不足,从而提出一种流程简化、生产效率高、可精确对位、生产成本低廉、解析度高的pcb防焊层的制作方法。

为解决上述技术问题,本发明的技术方案为:

本发明提供一种pcb防焊层的制作方法,其包括如下步骤:

s1、制作防焊开窗层资料,所述开窗层的图形资料为交叠的圆形;

s2、防焊前处理;

s3、pcb板面覆盖防焊油墨;

s4、烘烤;

s5、激光镭射pcb防焊开窗;

s6、防焊后处理。

作为优选,所述开窗层的图形资料包括外周图形和设置于外周图形内部的中间图形,所述外周图形由第一交叠圆形组成,所述第一交叠圆形中,每个圆形的直径为0.1-0.25mm,相邻交叠的圆形圆心间距为0.05-0.1mm。

作为优选,所述中间图形由第二交叠圆形组成,所述第二交叠圆形中,每个圆形的直径为0.16-0.25mm,相邻交叠的圆形圆心间距为0.065-0.1mm。

作为优选,所述步骤s5中所述激光镭射包括顺次进行的外周图形镭射和中间图形镭射。

作为优选,所述激光镭射采用双组激光头co2镭射机进行,一组激光头用于加工外周图形,另一组激光头用于加工中间图形,每组激光头数量根据需要设计为至少一个。

作为优选,所述外周图形镭射时的激光功率为1-2mj,脉宽为1-2μs,光罩为1.6-2.0mm。

作为优选,所述中间图形镭射时的激光功率为2.5-4mj,脉宽为3-5μs,光罩为2.2-3.0mm。

作为优选,经所述步骤s5激光镭射处理得到的图形直径较防焊开窗图形预设尺寸小25-100μm。

作为优选,所述防焊前处理为将待防焊的pcb板经火山灰或超粗化处理,所述防焊后处理为采用喷砂清洗镭射后的pcb板面,喷砂压力为10psi。

作为优选,所述步骤s4所述的烘烤具体为,在150℃下烘烤55-75min。

作为优选,所述步骤s3所述pcb板面覆盖防焊油墨具体为,可以通过丝印、喷涂或喷墨打印的方式,将防焊油墨覆盖在待防焊的pcb板面上。

作为优选,所述丝印是使用如目数为51t的丝网网版,通过刮刀印刷的方式,将油墨从网版上丝印至pcb板面。

作为优选,所述喷涂是采用静电或低压喷涂设备将油墨喷涂在pcb板面上。

作为优选,所述喷墨打印是采用防焊数字喷印机将油墨喷印在pcb板面上。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:

本发明所述的pcb防焊层的制作方法,其包括制作防焊开窗层资料、前处理、pcb板面覆盖防焊油墨、烘烤、激光镭射pcb防焊开窗和防焊后处理的步骤,该方法无需曝光、显影,节省了生产设备的物料成本,且激光镭射加工对位精度高,提高了产品质量,无显影废水,防止了污染环境,并且该方法适用性广,可使用所有类型油墨、所有尺寸及形状的焊垫窗制作,还解决了传统防焊数字喷墨打印技术所存在的渗油墨、解析度不高的问题。

所述制作方法采用缩小防焊开窗图形面积及分步镭射的工艺,避免了激光镭射制作过程中激光束烧伤防焊开窗图形外的油墨层,分步镭射首先制作外周开窗图形然后制作中间图形,提高了制作效率,防止了油墨残留。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据本发明的具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中

图1是本发明实施例所述述pcb防焊层的制作方法中外周图形资料的示意图;

图2是本发明实施例所述述pcb防焊层的制作方法中中间图形资料的示意图;

图3是本发明实施例所述pcb防焊层的制作方法中镭射前pcb结构示意图;

图4是本发明实施例所述pcb防焊层的制作方法中开窗资料示意图;

图5是本发明实施例所述pcb防焊层的制作方法中镭射外周图形后示意图;

图6是本发明实施例所述pcb防焊层的制作方法中镭射中间图形后示意图;

图7是本发明实施例2所述制作方法中去除部分外周图形和中间图形后示意图;

图8是本发明实施例2所述制作方法中去除外周图形后示意图。

图中附图标记表示为:1-第一油墨层;2-第一铜层;3-半固化片层;4-第二铜层;5-第二油墨层;6-防焊开窗层;61-外周图形;62-中间图形;7-空隙。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种pcb防焊层的制作方法,其包括如下步骤:

s1、制作防焊开窗层资料,利用工程软件genesis2000制作防焊开窗层图形资料,所述防焊开窗层的图形由外周图形61和设置于外周图形61内部的中间图形62组成,所述外周图形61、中间图形62均由交叠的圆形组成,其中,外周图形61由第一交叠圆形(部分重叠的圆形)组成,如图1所示,第一交叠圆形中,每个圆形的直径为0.1mm,相邻两个圆形的圆心间距为0.05mm。中间图形62由第二交叠圆形(部分重叠的圆形)组成如图2所示,所述第二交叠圆形中,每个圆形的直径为0.16mm,相邻两个圆形的圆心间距为0.065mm。

s2、防焊前处理,采用火山灰对pcb板表面进行磨板处理。

s3、整板覆盖油墨,利用丝网印刷技术或喷涂技术整板覆盖一层油墨,其中丝网印刷技术可采用丝网挡点印刷技术或丝网图形印刷技术,喷涂技术可采用静电喷涂技术、低压喷涂技术或幕帘喷涂技术,也可采用数字喷墨打印机在需要覆盖油墨的地方喷印油墨,其中油墨可根据不同的工艺选用感光型油墨、热固型油墨或uv固化型油墨。

s4、烘烤,将覆盖有油墨的pcb板在150℃下烘烤75min。

s5、激光镭射pcb防焊开窗,采用两步法进行激光镭射加工,首先加工外周图形61,即第一交叠圆形加工,先将烘烤后的pcb板置于一组激光头下,在1mj的功率、1μs的脉宽和1.6mm的光罩下进行激光镭射加工,通过机械手将外周图形加工完成的pcb板运输至另一组激光头下方,在3mj的功率、3μs的脉宽和2.2mm的光罩下对中间图形62进行激光镭射加工,这种加工参数的设定(外周图形61加工过程中低能量、低脉宽,中间图形62加工时高能量、高脉宽),使得在加工外周图形61时避免镭射光烧伤防焊开窗图形以外的区域,加工中间图形62时孔数少(能量大,可加工范围大,孔数即少),故加工效率更高。激光镭射加工前pcb板的截面图形如图3所示,所述pcb由下至上包括第一油墨层1、第一铜层2、半固化片层3、第二铜层4和第二油墨层5,预设的防焊开窗层6为于第一油墨层1和第二油墨层2中的待去除部分,如图4所示,所述阻焊开窗层包括外周图形61和中间图形62,所述外周图形61与保留的油墨层之间具有空隙7,所述镭射处理后得到的开窗图形与预设的防焊开窗图形相比,单边尺寸小了25μm,即空隙的宽度尺寸为25μm。激光镭射处理通过具有两组激光头的co2激光机进行,激光头的数量根据实际生产需求设定,镭射时首先用一组激光头加工外周图形61,去除外周油墨、露出铜层,然后用另一组激光头加工中间图形62,去除中间油墨、露出铜层,如图5-6所示。

s6、防焊后处理,将采用喷砂处理激光镭射后的pcb板面,露出干净的铜面,喷砂压力为10psi。

实施例2

本实施例提供一种pcb防焊层的制作方法,其包括如下步骤:

s1、制作防焊开窗层资料,利用工程软件genesis2000制作防焊开窗层图形资料,所述防焊开窗层的图形由外周图形61和设置于外周图形61内部的中间图形62组成,所述外周图形61、中间图形62均由交叠的圆形组成,其中,外周图形61由第一交叠圆形(部分重叠的圆形)组成,如图1所示,第一交叠圆形中,每个圆形的直径为0.25mm,相邻两个圆形的圆心间距为0.1mm。中间图形62由第二交叠圆形(部分重叠的圆形)组成如图2所示,所述第二交叠圆形中,每个圆形的直径为0.25mm,相邻两个圆形的圆心间距为0.1mm。

s2、防焊前处理,采用火山灰对pcb板表面进行磨板处理。

s3、整板覆盖油墨,利用丝网印刷技术或喷涂技术整板覆盖一层油墨,其中丝网印刷技术可采用丝网挡点印刷技术或丝网图形印刷技术,喷涂技术可采用静电喷涂技术、低压喷涂技术或幕帘喷涂技术,也可采用数字喷墨打印机在需要覆盖油墨的地方喷印油墨,其中油墨可根据不同的工艺选用感光型油墨、热固型油墨或uv固化型油墨。

s4、烘烤,将覆盖有油墨的pcb板在150℃下烘烤55min。

s5、激光镭射pcb防焊开窗,采用两步法进行激光镭射加工,首先加工外周图形61,即第一交叠圆形加工,先将烘烤后的pcb板置于一组激光头下,在2mj的功率、2μs的脉宽和2.0mm的光罩下进行激光镭射加工,通过机械手将外周图形加工完成的pcb板运输至另一组激光头下方,在3mj的功率、3μs的脉宽和3.0mm的光罩下对中间图形62进行激光镭射加工,这种加工参数的设定(外周图形611加工过程中低能量、低脉宽,中间图形62加工时高能量、高脉宽),使得在加工外周图形61时避免镭射光烧伤防焊开窗图形以外的区域,加工中间图形62时孔数少(能量大,可加工范围大,孔数即少),故加工效率高。激光镭射加工前pcb板的截面图形如图3所示,所述pcb由下至上包括第一油墨层1、第一铜层2、半固化片层3、第二铜层4和第二油墨层5,预设的防焊开窗层6为于第一油墨层1和第二油墨层2中的待去除部分,如图4所示,所述阻焊开窗层包括外周图形61和中间图形62,所述外周图形61与保留的油墨层之间具有空隙7,所述镭射处理后得到的开窗图形与预设的防焊开窗图形相比,单边尺寸缩小了100μm,即空隙的宽度尺寸为100μm。激光镭射处理通过具有两组激光头的co2激光机进行,激光头的数量根据实际生产需求设定,镭射时首先用一组激光头加工外周图形61,去除外周油墨、露出铜层,然后用另一组激光头加工中间图形62,去除中间油墨、露出铜层,,如图5-6所示。

或者作为可变换实施方式,如图7-8所示,首先激光镭射去除部分外周图形61和中间图形62,本实施例中,首先去除了一半油墨厚度的外周图形61和中间图形62,然后再依次激光镭射去除外周图形61和中间图形62。

s6、防焊后处理,将采用喷砂处理激光镭射后的pcb板面,露出干净的铜面,喷砂压力为10psi。

实施例3

本实施例提供一种pcb防焊层的制作方法,其包括如下步骤:

s1、制作防焊开窗层资料,利用工程软件genesis2000制作防焊开窗层图形资料,所述防焊开窗层的图形由外周图形61和设置于外周图形61内部的中间图形62组成,所述外周图形61、中间图形62均由交叠的圆形组成,其中,外周图形61由第一交叠圆形(部分重叠的圆形)组成,如图1所示,第一交叠圆形中,每个圆形的直径为0.18mm,相邻两个圆形的圆心间距为0.075mm。中间图形62由第二交叠圆形(部分重叠的圆形)组成如图2所示,所述第二交叠圆形中,每个圆形的直径为0.22mm,相邻两个圆形的圆心间距为0.085mm。

s2、防焊前处理,采用火山灰对pcb板表面进行磨板处理。

s3、整板覆盖油墨,利用丝网印刷技术或喷涂技术整板覆盖一层油墨,其中丝网印刷技术可采用丝网挡点印刷技术或丝网图形印刷技术,喷涂技术可采用静电喷涂技术、低压喷涂技术或幕帘喷涂技术,也可采用数字喷墨打印机在需要覆盖油墨的地方喷印油墨,其中油墨可根据不同的工艺选用感光型油墨、热固型油墨或uv固化型油墨。

s4、烘烤,将覆盖有油墨的pcb板在150℃下烘烤60min。

s5、激光镭射pcb防焊开窗,采用两步法进行激光镭射加工,首先加工外周图形61,即第一交叠圆形加工,先将烘烤后的pcb板置于一组激光头下,在1.5mj的功率、1.4μs的脉宽和1.8mm的光罩下进行激光镭射加工,通过机械手将外周图形加工完成的pcb板运输至另一组激光头下方,在3.5mj的功率、4μs的脉宽和2.5mm的光罩下对中间图形62进行激光镭射加工,这种加工参数的设定(外周图形611加工过程中低能量、低脉宽,中间图形62加工时高能量、高脉宽),使得在加工外周图形61时避免镭射光烧伤防焊开窗图形以外的区域,加工中间图形62时孔数少(能量大,可加工范围大,孔数即少),故加工效率高。激光镭射加工前pcb板的截面图形如图3所示,所述pcb由下至上包括第一油墨层1、第一铜层2、半固化片层3、第二铜层4和第二油墨层5,预设的防焊开窗层6为于第一油墨层1和第二油墨层2中的待去除部分,如图4所示,所述阻焊开窗层包括外周图形61和中间图形62,所述外周图形61与保留的油墨层之间具有空隙7,所述镭射处理后得到的开窗图形与预设的防焊开窗图形相比,单边尺寸缩小了50μm,即空隙的宽度尺寸为50μm。激光镭射处理通过具有两组激光头的co2激光机进行,激光头的数量根据实际生产需求设定,镭射时首先用一组激光头加工外周图形61,去除外周油墨、露出铜层,然后用另一组激光头加工中间图形62,去除中间油墨、露出铜层,,如图5-6所示。

s6、防焊后处理,将采用喷砂处理激光镭射后的pcb板面,露出干净的铜面,喷砂压力为10psi。

显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

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