一种基于激光凹槽加工工艺的印刷电路板制作设备的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于激光凹槽加工工艺的印刷电路板制作设备，包括机架、传送机构、提升机构和激光装置；机架从下到上依次开设有传送槽、烧蚀室和检测室；机架包括左机架和右机架；左机架和右机架左右对称设置；左机架和右机架下部开设有传送槽；传送机构横向设置在传送槽内；左机架和右机架的前侧壁之间的间隙和后侧壁之间的间隙内设置有一对竖直方向的提升机构；激光装置位于烧蚀室左右外侧壁上；激光装置包括左激光装置和右激光装置；左激光装置安装在左机架的左侧壁上；右激光装置安装在右机架的右侧壁上。本发明可对基材两面加工，快速方便，且基材能通过传送机构、提升机构从下而上依次进行烧蚀、检测，减少了设备成本，提高了工作效率。
【专利说明】
一种基于激光凹槽加工工艺的印刷电路板制作设备
技术领域
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[0001]本发明涉及印刷电路板的加工技术领域，具体而言，涉及一种基于激光凹槽加工工艺的印刷电路板制作设备。
【背景技术】
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[0002]随着高密度封装基板的快速发展，要求元器件中芯片面积与封装面积相应减小，提高封装效率成为必然。要满足印制电路板轻、薄、短、小、结构灵活的特点，减小基板上的线宽/线距，制作更加精细的线路成为一种选择。在常规线路制作中，侧蚀、流程长、污水处理困难等一直是无法解决的问题，过大的侧蚀不仅影响线路的美观，严重者甚至不能满足线路传输中对于高频高速信号完整性的传导要求。流程长不仅增大制作过程中故障发生的几率，也增大了制作的成本。制作工艺中产生的污水种类多，处理成本大，也污染环境，进而影响印制电路板产业的快速发展。
[0003]目前，制作精细线路的方法主要有三种:减成法、半加成法和加成法。减成法是使用最普遍的线路制作方法，它是先用光化学法或丝网漏印法或电镀法在覆铜板的铜表面转移形成电路图形，再用化学腐蚀的方法将形成电路之外多余的铜层部分蚀刻掉，留下所需要的电路图形。但减成法在精细线路制作时侧蚀现象最严重，容易发生线路短路、断路等问题，铜箔也浪费严重。半加成法采用的是通过图形电镀在较薄的铜层上加厚线路，并用化学蚀刻方法将非线路部分的薄铜蚀刻去除。此方法制作的精细线路侧蚀较小，线路横截面基本呈矩形。但当前超薄铜箔由于成本较高，应用还不普遍，若采用普通覆铜板减铜制作超薄铜箔，很难保证整板减薄的均匀一致性。图形电镀时，对于50μπι以下线宽的精细线路，保证线路解像度的抗蚀薄干膜很难同时在电镀线耐酸碱，干膜溶解及渗镀现象较易发生。陈苑明等人(电镀与精蚀，2012，VO1.34，N0.7:5-9)指出，半加成法制作精细线路应选择5μm以下的超薄铜箔。若采用减铜处理，5μπι以下厚度较难控制，可能导致铜种子层被剥离，后续镀铜层与基材的结合力较差。加成法是采用化学镀铜沉积在感光材料上，直接形成电路图形与孔金属化层。在多层电路的制作中，镀铜厚度与孔金属化所持续的时间有差异，容易引发孔金属化问题，铜层与基材的结合力也很难得到保证。由于加成法对基材的特殊要求，制作成本也很高，暂时还未得到广泛应用。
[0004]在印制电路板的制造中，导通孔的制作成败直接影响电气连接的性能。数控钻孔与激光钻孔广泛应用于微孔制作中。数控钻孔能钻所有材料的孔，但当孔径小于250μπι，钻孔成本呈指数级增长，不适宜大批量的微孔生产;C02激光钻孔可加工50μπι以上的孔径，生产效率高，但C02激光仅适用于树脂介质层，对于50μηι?75μηι之间的微孔，较难控制，钻孔后介质材料残膜或碳化物残留物较多;UV激光可加工25μπι直径的小孔，成型的孔内干净无碳化，制作25μπι?125μπι之间的孔成本不大，但采用UV激光制作大孔径钻孔成本呈指数级增长。
[0005]为提供一种制作流程简单、操作实施容易、制作成本可控，同时能够提高产品品质及生产效率的，基于激光凹槽加工工艺的印制电路板制作方法，申请号为CN201410339246.1的发明专利申请公开了一种基于激光凹槽加工工艺的印制电路板制作方法，该发明首先对基材一面采用UV激光进行烧蚀，逐次加工出精细线路凹槽和层间互连微孔凹槽;再对层间互连微孔凹槽填塞导电油墨并固化；当基材另一面精细线路凹槽加工完，对基材两面同时进行黑孔化，完成凹槽电镀铜，再进行印制电路板后续制作过程。该发明能够避免常规精细线路制作中盲孔填铜后板面铜层偏厚的问题，采用微孔和细线凹槽的一次性加工，可以节省掉常规线路制作中曝光、显影、蚀刻等流程，避免线路加成的夹膜问题及蚀刻时的侧蚀问题，简化了生产工序，减少了工艺生产废水的产生，降低了制作成本。
【发明内容】
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[0006]现有技术中，一种基于激光凹槽加工工艺的印制电路板制作方法中，如何使UV激光切割机对基材的两面进行快速切割，以制作出精细线路凹槽。
[0007]为达到上述目的，本发明提供了一种基于激光凹槽加工工艺的印刷电路板制作设备，包括基材50、机架10、传送机构20、提升机构30和激光装置40;机架1从下到上依次开设有传送槽101、烧蚀室102和检测室103;机架10包括左机架12和右机架11;左机架12和右机架11有间隙的左右对称设置;左机架12和右机架11均包括上支架112和底座111;上支架112固定在底座111的上端面上；
[0008]左机架12和右机架11下部开设有横向贯穿的传送槽101;传送机构20横向设置在传送槽101内；传送机构20包括支撑座21、传动轴24、传送带22和基材安装架23;所述传送带22设置为从左到右传送;所述支撑座21成对设置;所述支撑座21之间枢接有传动轴24;所述机架本体11左右两侧各设置有一对支撑座21;所述传动轴24上固定有传送齿轮组25;所述传送带22通过左右一对传送齿轮组25安装在传动轴24上;基材安装架23纵向固定在传送带22上;基材50竖直插设在基材安装架23内；
[0009]左机架12和右机架11的前侧壁之间的间隙和后侧壁之间的间隙内设置有竖直方向的提升机构30;提升机构30包括一对提升传送带311;提升传送带311安装在一对上下提升传送轴上;上方的提升传送轴横向枢接在左机架12和右机架11的上支架112相对的左右侧壁上;下方的提升传送轴横向枢接在左机架12和右机架11的底座111相对的左右侧壁上；提升传送轴包括提升中心轴313和固定在提升中心轴313的提升齿轮组314;所述提升传送轴311上均匀固定有一块水平设置的提升块312和一对前后设置的夹紧板315;
[0010]激光装置40位于烧蚀室102的左右外侧壁上;烧蚀室102左右侧壁上开设有激光窗1111;激光装置40包括左激光装置42和右激光装置41;左激光装置42安装在左机架12的左侧壁上；右激光装置41安装在右机架11的右侧壁上；左激光装置42和右激光装置41左右对称设置;左激光装置42和右激光装置41结构相同；右激光装置41包括垂直向滑动的垂直机构411、纵向滑动的纵向机构412和水平向左固定在纵向机构412上的激光头413 ；烧蚀室102左右侧壁上开设有一对竖直设置的滑槽110;垂直机构411水平插设在滑槽110内；
[0011]检测室103内设置有检测光源;检测室103左右侧壁上开设有检测观察窗1112。
[0012]作为上述技术方案的优选，垂直机构411由一对竖直支架和固定在竖直支架上的横支架组成;垂直机构411横支架开设有水平纵向设置的纵向滑槽4151;纵向滑槽4151左右内侧壁之间枢接有第二丝杠415;竖直支架下端成型有滑块;前侧的滑槽110上下内侧壁之间枢接有第一丝杠413;前侧的滑槽110上下内侧壁之间固定有导杆414;垂直机构411前侧的竖直支架下端的滑块螺接在丝杠413上;垂直机构411后侧的竖直支架下端的滑块插设在导杆414上;纵向机构412通过下端的滑块螺接在第二丝杠415上。
[0013]作为上述技术方案的优选，基材安装架23为开设有安装槽的长方体;基材安装架23四个角被切除;基材安装架23前后两端的中心开设矩形槽。
[0014]作为上述技术方案的优选，左机架12和右机架11的间隙大于一对夹紧板315左右两侧的距离。
[0015]作为上述技术方案的优选，一对夹紧板315的间隙与基材50的厚度相同。
[0016]作为上述技术方案的优选，夹紧板315和提升块312之间的距离小于基材50的高度。
[0017]作为上述技术方案的优选，在提升机构30向上运行时，夹紧板315位于提升块312的上游。
[0018]作为上述技术方案的优选，基材安装架23的安装槽的宽度与基材50的厚度相同。
[0019]本发明的有益效果在于:基材通过左右激光装置对两面加工，快速方便，以制作出精细线路凹槽，且基材能通过传送机构、提升机构从下而上依次进行烧蚀、检测，减少了设备成本，提高了工作效率。
【附图说明】
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[0020]图1为本发明的正视的结构示意图；
[0021]图2为本发明的右侧视的结构示意图；
[0022]图3为本发明的图1中A-A的剖面结构示意图；
[0023]图4为本发明的俯视的结构示意图；
[0024]图5为本发明的图1中B-B的剖面结构示意图；
[0025]图6为本发明的基材安装架的俯视的结构示意图；
[0026]图中，1、机架；11、传送槽;12、烧蚀室;103、检测室；11、右机架;110、滑槽;111、底座；1111、激光窗；1112、检测观察窗；112、上支架；12、左机架;20、传送机构；21、支撑座；
22、传送带；23、基材安装架;24、传动轴；25、传送齿轮组;30、提升机构；311、提升传送带；312、提升块;313、提升中心轴；314、提升齿轮组;315、夹紧板;40、激光装置;41、右激光装置;411、垂直机构;412、纵向机构;413、激光头;414、导杆;415、第二丝杠;4151、纵向滑槽；42、左激光装置;50、基材。
【具体实施方式】
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[0027]如图1所示，为达到上述目的，本发明提供了一种基于激光凹槽加工工艺的印刷电路板制作设备，包括基材50、机架10、传送机构20、提升机构30和激光装置40;机架10从下到上依次开设有传送槽101、烧蚀室102和检测室103;机架10包括左机架12和右机架11;左机架12和右机架11有间隙的左右对称设置；左机架12和右机架11均包括上支架112和底座111;上支架112固定在底座111的上端面上；
[0028]左机架12和右机架11下部开设有横向贯穿的传送槽101;传送机构20横向设置在传送槽101内；传送机构20包括支撑座21、传动轴24、传送带22和基材安装架23;所述传送带22设置为从左到右传送;所述支撑座21成对设置;所述支撑座21之间枢接有传动轴24;所述机架本体11左右两侧各设置有一对支撑座21;所述传动轴24上固定有传送齿轮组25;所述传送带22通过左右一对传送齿轮组25安装在传动轴24上;基材安装架23纵向固定在传送带22上;基材50竖直插设在基材安装架23内；
[0029]左机架12和右机架11的前侧壁之间的间隙和后侧壁之间的间隙内设置有竖直方向的提升机构30;提升机构30包括一对提升传送带311;提升传送带311安装在一对上下提升传送轴上;上方的提升传送轴横向枢接在左机架12和右机架11的上支架112相对的左右侧壁上;下方的提升传送轴横向枢接在左机架12和右机架11的底座111相对的左右侧壁上；提升传送轴包括提升中心轴313和固定在提升中心轴313的提升齿轮组314;所述提升传送轴311上均匀固定有一块水平设置的提升块312和一对前后设置的夹紧板315;
[0030]激光装置40位于烧蚀室102的左右外侧壁上;烧蚀室102左右侧壁上开设有激光窗1111;激光装置40包括左激光装置42和右激光装置41;左激光装置42安装在左机架12的左侧壁上；右激光装置41安装在右机架11的右侧壁上；左激光装置42和右激光装置41左右对称设置;左激光装置42和右激光装置41结构相同；右激光装置41包括垂直向滑动的垂直机构411、纵向滑动的纵向机构412和水平向左固定在纵向机构412上的激光头413 ；烧蚀室102左右侧壁上开设有一对竖直设置的滑槽110;垂直机构411水平插设在滑槽110内；
[0031]检测室103内设置有检测光源;检测室103左右侧壁上开设有检测观察窗1112。
[0032]垂直机构411由一对竖直支架和固定在竖直支架上的横支架组成;垂直机构411横支架开设有水平纵向设置的纵向滑槽4151;纵向滑槽4151左右内侧壁之间枢接有第二丝杠415;竖直支架下端成型有滑块;前侧的滑槽110上下内侧壁之间枢接有第一丝杠413;前侧的滑槽110上下内侧壁之间固定有导杆414;垂直机构411前侧的竖直支架下端的滑块螺接在丝杠413上；垂直机构411后侧的竖直支架下端的滑块插设在导杆414上;纵向机构412通过下端的滑块螺接在第二丝杠415上。
[0033]基材安装架23为开设有安装槽的长方体;基材安装架23四个角被切除;基材安装架23前后两端的中心开设矩形槽。
[0034]左机架12和右机架11的间隙大于一对夹紧板315左右两侧的距离。
[0035]一对夹紧板315的间隙与基材50的厚度相同。
[0036]夹紧板315和提升块312之间的距离小于基材50的高度。
[0037]在提升机构30向上运行时，夹紧板315位于提升块312的上游。
[0038]基材安装架23的安装槽的宽度与基材50的厚度相同。
[0039]具体操作时，本发明所述基于激光凹槽加工工艺的印刷电路板制作设备的工作流程如下:
[0040]第一步，传送带22由步进电机(未画出)驱动从左相右传送，工作人员把基材50插设在的传送带22上的基材安装架23中，传送带22带着基材50达到提升机构30处。
[0041 ]第二步，提升机构30由步进电机(未画出)驱动从下往上传送，成对的提升机构30借助其上的提升块312和夹紧板315同时托着基材50向上运动达到烧蚀室102，激光装置40和右激光装置41同时对基材50纵向和垂直方向进行烧蚀。
[0042]第三步，基材50烧蚀完成后，提升机构30由步进电机(未画出)再次驱动从下往上传送，基材50到达设计有检测光源的检测室103，基材50工作人员通过检测观察窗1112观察判断基材50是否合格。第四步，提升机构30由步进电机(未画出)再次驱动从下往上传送把基材50送出检测室到达上支架112处，工作人员根据第三步观察结果对基材进行归置。
[0043]以上就是一块基材50的整个加工制造过程，后续基材50连续不断地进行以上步骤来完成加工。
[0044]以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种基于激光凹槽加工工艺的印刷电路板制作设备，其特征在于:制作设备包括基材(50)、机架(10)、传送机构(20)、提升机构(30)和激光装置(40);机架(10)从下到上依次开设有传送槽(101)、烧蚀室(102)和检测室(103);机架(10)包括左机架(12)和右机架(II);左机架(12)和右机架(11)有间隙的左右对称设置;左机架(12)和右机架(11)均包括上支架(112)和底座(111);上支架(112)固定在底座(111)的上端面上； 左机架(12)和右机架(11)下部开设有横向贯穿的传送槽(101);传送机构(20)横向设置在传送槽(101)内；传送机构(20)包括支撑座(21)、传动轴(24)、传送带(22)和基材安装架(23);所述传送带(22)设置为从左到右传送;所述支撑座(21)成对设置;所述支撑座(21)之间枢接有传动轴(24);所述机架本体(11)左右两侧各设置有一对支撑座(21);所述传动轴(24)上固定有传送齿轮组(25);所述传送带(22)通过左右一对传送齿轮组(25)安装在传动轴(24)上;基材安装架(23)纵向固定在传送带(22)上;基材(50)竖直插设在基材安装架(23)内; 左机架(12)和右机架(11)的前侧壁之间的间隙和后侧壁之间的间隙内设置有竖直方向的提升机构(30);提升机构(30)包括一对提升传送带(311);提升传送带(311)安装在一对上下提升传送轴上；上方的提升传送轴横向枢接在左机架(12)和右机架(11)的上支架(112)相对的左右侧壁上;下方的提升传送轴横向枢接在左机架(12)和右机架(I I)的底座(III)相对的左右侧壁上;提升传送轴包括提升中心轴(313)和固定在提升中心轴(313)的提升齿轮组(314);所述提升传送轴(311)上均匀固定有一块水平设置的提升块(312)和一对前后设置的夹紧板(315); 激光装置(40)位于烧蚀室(102)的左右外侧壁上;烧蚀室(102)左右侧壁上开设有激光窗(1111);激光装置(40)包括左激光装置(42)和右激光装置(41);左激光装置(42)安装在左机架(12)的左侧壁上；右激光装置(41)安装在右机架(11)的右侧壁上；左激光装置(42)和右激光装置(41)左右对称设置；左激光装置(42)和右激光装置(41)结构相同；右激光装置(41)包括垂直向滑动的垂直机构(411)、纵向滑动的纵向机构(412)和水平向左固定在纵向机构(412)上的激光头(413);烧蚀室(102)左右侧壁上开设有一对竖直设置的滑槽(110);垂直机构(411)水平插设在滑槽(110)内； 检测室(103)内设置有检测光源;检测室(103)左右侧壁上开设有检测观察窗(1112)。2.根据权利要求1所述的一种基于激光凹槽加工工艺的印刷电路板制作设备，其特征在于:垂直机构(411)由一对竖直支架和固定在竖直支架上的横支架组成；垂直机构(411)横支架开设有水平纵向设置的纵向滑槽(4151);纵向滑槽(4151)左右内侧壁之间枢接有第二丝杠(415);竖直支架下端成型有滑块;前侧的滑槽(110)上下内侧壁之间枢接有第一丝杠(413);前侧的滑槽(110)上下内侧壁之间固定有导杆(414);垂直机构(411)前侧的竖直支架下端的滑块螺接在丝杠(413)上;垂直机构(411)后侧的竖直支架下端的滑块插设在导杆(414)上;纵向机构(412)通过下端的滑块螺接在第二丝杠(415)上。3.根据权利要求1所述的一种基于激光凹槽加工工艺的印刷电路板制作设备，其特征在于:基材安装架(23)为开设有安装槽的长方体;基材安装架(23)四个角被切除;基材安装架(23)前后两端的中心开设矩形槽。4.根据权利要求1所述的一种基于激光凹槽加工工艺的印刷电路板制作设备，其特征在于:左机架(12)和右机架(11)的间隙大于一对夹紧板(315)左右两侧的距离。5.根据权利要求1所述的一种基于激光凹槽加工工艺的印刷电路板制作设备，其特征在于:一对夹紧板(315)的间隙与基材(50)的厚度相同。6.根据权利要求1所述的一种基于激光凹槽加工工艺的印刷电路板制作设备，其特征在于:夹紧板(315)和提升块(312)之间的距离小于基材(50)的高度。7.根据权利要求1所述的一种基于激光凹槽加工工艺的印刷电路板制作设备，其特征在于:在提升机构(30)向上运行时，夹紧板(315)位于提升块(312)的上游。8.根据权利要求3所述的一种基于激光凹槽加工工艺的印刷电路板制作设备，其特征在于:基材安装架(23)的安装槽的宽度与基材(50)的厚度相同。
【文档编号】H05K3/00GK105898996SQ201610409428
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】付淑珍
【申请人】佛山市联智新创科技有限公司