專利名稱：環(huán)形焊盤的激光噴射修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光噴射修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
電子元器件通常通過表面貼裝技術(shù)或插裝技術(shù)組裝于印制電路板表面，在電子組裝過程中或完成后，通常要進(jìn)行相應(yīng)的外觀及電氣信號的檢測，如果發(fā)現(xiàn)個別器件失效，通常需要通過局部加熱的方法使器件與環(huán)形焊盤相連處的焊料熔化，并移除失效器件，重新放置和焊接新的元器件，以完成電子組件修復(fù)過程。但在失效器件的移除過程中，有可能會對環(huán)形焊盤造成損傷，特別是對于插裝元器件在移除過程中，元器件的引腳容易劃傷環(huán)形焊盤，或者使部分環(huán)形焊盤與電路板剝離或脫落。如果環(huán)形焊盤受到損傷，使其無法完成電 件的報(bào)廢。因此，開發(fā)針對連接插裝元器件的環(huán)形焊盤進(jìn)行修補(bǔ)的方法具有重要意義。而目前電路板上元器件的密度日益提高，環(huán)形焊盤與其他電路或元器件的間隙越來越小，如果采用化學(xué)方法或手工補(bǔ)焊方法修復(fù)受損環(huán)形焊盤時，還要避免對臨近的環(huán)形焊盤、元器件造成損傷，確保不影響其他元器件的工作和功能，操作難度非常大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有修復(fù)方法對環(huán)形焊盤進(jìn)行修復(fù)過程中存在環(huán)形焊盤劃傷和環(huán)形焊盤從電路板上脫落的問題，以及對臨近的焊盤、元器件及電路板造成損傷的問題，而提出環(huán)形焊盤的激光噴射修復(fù)方法。本發(fā)明中的環(huán)形焊盤的激光噴射修復(fù)方法按以下步驟進(jìn)行一、采用濺射、蒸鍍或化學(xué)氣相沉積方法在透明基板表面，制備一層厚度為
O.OlmnTlmm的材質(zhì)與待修復(fù)焊盤材質(zhì)相同的金屬薄膜,其中金屬薄膜材料為Au、Cu、Ag、Ni或Co，透明基板為石英；二、將帶有待修復(fù)環(huán)形焊盤的印制電路板放置在鍍有金屬薄膜的透明基板的下方，透明基板表面上的金屬薄膜到待修復(fù)焊盤上表面的距離為lmnT5mm，待修復(fù)環(huán)形焊盤的外徑為lmnT5mm，其周圍用耐熱保護(hù)膜遮擋；三、啟動激光器發(fā)出單個脈沖的激光束，并使激光束的焦斑到透明基板與金屬薄膜之間界面的距離為OmnTlOmm,激光束焦斑直徑為O. lmnT2mm,其能量分布形式為高斯能量分布形式，激光器脈沖功率為100W 9000W，激光器單個脈沖時間為100ns 10ms，其中，激光器為YAG激光器、CO2激光器或準(zhǔn)分子激光器；四、金屬薄膜在激光束的作用下氣化并以扇面分布形式向印制電路板上待修復(fù)的環(huán)形焊盤噴射，其形成的氣態(tài)金屬顆粒及液態(tài)金屬顆粒與待修復(fù)環(huán)形焊盤接觸后，在其上冷卻并凝固，其中，如果金屬薄膜不易氧化，噴射過程在普通艙體內(nèi)進(jìn)行，如果金屬薄膜易氧化，則噴射過程在惰性氣體艙內(nèi)進(jìn)行；五、重復(fù)步驟三及步驟四3次 10次，即完成環(huán)形焊盤的修復(fù)過程。
本發(fā)明包括以下優(yōu)點(diǎn)I、可以根據(jù)待修復(fù)環(huán)形焊盤的成分及厚度選擇濺射、蒸鍍、化學(xué)氣相沉積等方法制作不同成分及厚度的金屬薄膜，進(jìn)行修復(fù)，具有很好的靈活性。2、采用非接觸式修復(fù)環(huán)形焊盤的方法，可以最大程度上避免對待修復(fù)環(huán)形焊盤周圍的器件及電路元件的影響，也以避免常規(guī)修復(fù)過程中，引起環(huán)形焊盤劃傷和脫落。3、可以根據(jù)修復(fù)的效果，對環(huán)形焊盤重復(fù)進(jìn)行修復(fù)，直到達(dá)到預(yù)期的修復(fù)效果，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。4、激光束能量分布形式采用高斯能量分布形式，確保金屬薄膜氣、液化后以扇面 分布形式向印制電路板表面上的待修復(fù)環(huán)形焊盤表面噴射，修復(fù)效果好。


圖I是激光噴射修復(fù)環(huán)形焊盤的裝置的示意圖，圖中，I為高斯能量分布的激光束，2為聚焦透鏡，3為透明基板，4為金屬薄膜，5為已修復(fù)環(huán)形焊盤，6為待修復(fù)環(huán)形焊盤，7為印制電路板，8為氣態(tài)及液態(tài)金屬顆粒。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式中的環(huán)形焊盤的激光噴射修復(fù)方法按以下步驟進(jìn)行一、采用濺射、蒸鍍或化學(xué)氣相沉積方法在透明基板表面，制備一層厚度為
O.OlmnTlmm的材質(zhì)與待修復(fù)焊盤材質(zhì)相同的金屬薄膜,其中金屬薄膜材料為Au、Cu、Ag、Ni或Co，透明基板為石英；二、將帶有待修復(fù)環(huán)形焊盤的印制電路板放置在鍍有金屬薄膜的透明基板的下方，透明基板表面上的金屬薄膜到待修復(fù)焊盤上表面的距離為lmnT5mm，待修復(fù)環(huán)形焊盤的外徑為lmnT5mm，其周圍用耐熱保護(hù)膜遮擋；三、啟動激光器發(fā)出單個脈沖的激光束，并使激光束的焦斑到透明基板與金屬薄膜之間界面的距離為OmnTlOmm,激光束焦斑直徑為O. lmnT2mm,其能量分布形式為高斯能量分布形式，激光器脈沖功率為100W 9000W，激光器單個脈沖時間為100ns 10ms，其中，激光器為YAG激光器、CO2激光器或準(zhǔn)分子激光器；四、金屬薄膜在激光束的作用下氣化并以扇面分布形式向印制電路板上待修復(fù)的環(huán)形焊盤噴射，其形成的氣態(tài)金屬顆粒及液態(tài)金屬顆粒與待修復(fù)環(huán)形焊盤接觸后，在其上冷卻并凝固，其中，如果金屬薄膜不易氧化，噴射過程在普通艙體內(nèi)進(jìn)行，如果金屬薄膜易氧化，則噴射過程在惰性氣體艙內(nèi)進(jìn)行；五、重復(fù)步驟三及步驟四3次 10次，即完成環(huán)形焊盤的修復(fù)過程。本發(fā)明包括以下優(yōu)點(diǎn)I、可以根據(jù)待修復(fù)環(huán)形焊盤的成分及厚度選擇濺射、蒸鍍、化學(xué)氣相沉積等方法制作不同成分及厚度的金屬薄膜，進(jìn)行修復(fù)，具有很好的靈活性。2、采用非接觸式修復(fù)環(huán)形焊盤的方法，可以最大程度上避免對待修復(fù)環(huán)形焊盤周圍的器件及電路元件的影響，也以避免常規(guī)修復(fù)過程中，引起環(huán)形焊盤劃傷和脫落。3、可以根據(jù)修復(fù)的效果，對環(huán)形焊盤重復(fù)進(jìn)行修復(fù)，直到達(dá)到預(yù)期的修復(fù)效果，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。4、激光束能量分布形式采用高斯能量分布形式，確保金屬薄膜氣、液化后以扇面分布形式向印制電路板表面上的待修復(fù)環(huán)形焊盤表面噴射，修復(fù)效果好。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中采用濺射、蒸鍍或化學(xué)氣相沉積方法在透明基板表面，制備一層厚度為O. 05mnT0. 5mm的材質(zhì)與待修復(fù)焊盤材質(zhì)相同的金屬薄膜。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中采用濺射、蒸鍍或化學(xué)氣相沉積方法在透明基板表面，制備一層厚度為O. Imm的材質(zhì)與待修復(fù)焊盤材質(zhì)相同的金屬薄膜。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是步驟二中透明基板表面上的金屬薄膜到待修復(fù)焊盤上表面的距離為2mnT4mm，待修復(fù)環(huán)形焊盤的外徑為2mnT4mm。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是步驟二中透明基板表面上的金屬薄膜到待修復(fù)焊盤上表面的距離為3mm，待修復(fù)環(huán)形焊盤的外徑為3mm。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟三中激光束的焦斑到透明基板與金屬薄膜之間界面的距離為lmnT9mm，激光束焦斑直徑為
O.5mnTl. 5mm。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟三中激光束的焦斑到透明基板與金屬薄膜之間界面的距離為5mm，激光束焦斑直徑為1mm。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七之一不同的是步驟三中激光器脈沖功率為200W 5000W，激光器激光器單個脈沖時間為200ns 5ms。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至七之一相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七之一不同的是步驟三中激光器脈沖功率為2000W，激光器加熱時間為1ms。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至七之一相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至九之一不同的是步驟五中重復(fù)步驟三及步驟四5次I次，即完成環(huán)形焊盤的修復(fù)過程。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至九之一相同。為了驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一環(huán)形焊盤的激光噴射修復(fù)方法按以下步驟進(jìn)行—、米用灘射方法在尺寸為0丨01.Gmmdmm的石英基板上鍛制一層厚度為O. Imm的Au薄膜；二、將帶有待修復(fù)環(huán)形焊盤的印制電路板放置在鍍有Au薄膜的石英基板的下方，石英基板表面上的Au薄膜到待修復(fù)焊盤上表面的距離為3mm，待修復(fù)環(huán)形焊盤的外徑為3mm,其周圍用耐熱保護(hù)膜遮擋；
三、啟動YAG激光器發(fā)出激光束并使激光束的焦斑到石英基板與Au薄膜之間界面的距離為5_，激光束焦斑直徑為1_，其能量分布形式為高斯能量分布形式，激光器脈沖功率為2000W，激光器單個脈沖時間為Ims ；
四、在普通艙體內(nèi)Au薄膜在激光束的作用下氣化并以扇面分布形式向印制電路板上待修復(fù)的環(huán)形焊盤噴射，其形成的氣態(tài)Au顆粒及液態(tài)Au顆粒與待修復(fù)環(huán)形焊盤接觸后，在其上冷卻并凝固；五、重復(fù)步驟三及步驟四8次，即完成環(huán)形焊盤的修復(fù)過程。采用實(shí)驗(yàn)一中的方法修復(fù)印制電路板上的環(huán)形焊盤，沒有引起環(huán)形焊盤劃傷和脫落，也沒有對待修復(fù)環(huán)形焊盤周圍的焊盤、元器件及電路板造成損傷，達(dá)到預(yù)計(jì)效果。
權(quán)利要求
1.環(huán)形焊盤的激光噴射修復(fù)方法，其特征在于它是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的 一、采用濺射、蒸鍍或化學(xué)氣相沉積方法在透明基板表面，制備一層厚度為O.OlmnTlmm的材質(zhì)與待修復(fù)焊盤材質(zhì)相同的金屬薄膜，其中金屬薄膜材料為Au、Cu、Ag、Ni或Co,透明基板為石英； 二、將帶有待修復(fù)環(huán)形焊盤的印制電路板放置在鍍有金屬薄膜的透明基板的下方，透明基板表面上的金屬薄膜到待修復(fù)焊盤上表面的距離為lmnT5mm，待修復(fù)環(huán)形焊盤的外徑為lmnT5mm,其周圍用耐熱保護(hù)膜遮擋； 三、啟動激光器發(fā)出單個脈沖的激光束，并使激光束的焦斑到透明基板與金屬薄膜之間界面的距離為OmnTlOmm,激光束焦斑直徑為O. lmnT2mm，其能量分布形式為高斯能量分布形式，激光器脈沖功率為IOOW 9000W，激光器單個脈沖時間為100ns 10ms，其中，激光器為YAG激光器、CO2激光器或準(zhǔn)分子激光器； 四、金屬薄膜在激光束的作用下氣化并以扇面分布形式向印制電路板上待修復(fù)的環(huán)形焊盤噴射，其形成的氣態(tài)金屬顆粒及液態(tài)金屬顆粒與待修復(fù)環(huán)形焊盤接觸后，在其上冷卻并凝固，其中，如果金屬薄膜不易氧化，噴射過程在普通艙體內(nèi)進(jìn)行，如果金屬薄膜易氧化，則噴射過程在惰性氣體艙內(nèi)進(jìn)行； 五、重復(fù)步驟三及步驟四3次 10次，即完成環(huán)形焊盤的修復(fù)過程。
2.如權(quán)利要求I所述的激光噴射修復(fù)方法，其特征在于步驟一中采用濺射、蒸鍍或化學(xué)氣相沉積方法在透明基板表面，制備一層厚度為O. 05mnT0. 5mm的材質(zhì)與待修復(fù)焊盤材質(zhì)相同的金屬薄膜。
3.如權(quán)利要求I所述的激光噴射修復(fù)方法，其特征在于步驟一中采用濺射、蒸鍍或化學(xué)氣相沉積方法在透明基板表面，制備一層厚度為O. Imm的材質(zhì)與待修復(fù)焊盤材質(zhì)相同的金屬薄膜。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的激光噴射修復(fù)方法，其特征在于步驟二中透明基板表面上的金屬薄膜到待修復(fù)焊盤上表面的距離為2mnT4mm，待修復(fù)環(huán)形焊盤的外徑為2mnT4mm0
5.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的激光噴射修復(fù)方法，其特征在于步驟二中透明基板表面上的金屬薄膜到待修復(fù)焊盤上表面的距離為3mm，待修復(fù)環(huán)形焊盤的外徑為3mm。
6.如權(quán)利要求4所述的激光噴射修復(fù)方法，其特征在于步驟三中激光束的焦斑到透明基板與金屬薄膜之間界面的距離為lmnT9mm，激光束焦斑直徑為O. 5mnTl. 5mm。
7.如權(quán)利要求4所述的激光噴射修復(fù)方法，其特征在于步驟三中激光束的焦斑到透明基板與金屬薄膜之間界面的距離為5mm，激光束焦斑直徑為1mm。
8.如權(quán)利要求6所述的激光噴射修復(fù)方法，其特征在于步驟三中激光器脈沖功率為200W 5000W，激光器激光器單個脈沖時間為200ns 5ms。
9.如權(quán)利要求6所述的激光噴射修復(fù)方法，其特征在于步驟三中激光器脈沖功率為2000W，激光器激光器單個脈沖時間為1ms。
10.如權(quán)利要求8所述的激光噴射修復(fù)方法，其特征在于步驟三中重復(fù)步驟三及步驟四5次I次，即完成環(huán)形焊盤的修復(fù)過程。
全文摘要
環(huán)形焊盤的激光噴射修復(fù)方法，它涉及激光噴射修復(fù)方法，本發(fā)明要解決現(xiàn)有修復(fù)方法對環(huán)形焊盤進(jìn)行修復(fù)過程中存在環(huán)形焊盤劃傷和環(huán)形焊盤從電路板上脫落問題，以及對臨近的焊盤、元器件及電路板造成損傷問題。本發(fā)明中環(huán)形焊盤的激光噴射修復(fù)方法按以下步驟進(jìn)行一、采用濺射、蒸鍍或化學(xué)氣相沉積方法在透明基板表面制備一層金屬薄膜；二、將待修復(fù)環(huán)形焊盤放置在鍍有金屬薄膜的透明基板的下方；三、啟動激光器發(fā)出高斯能量分布的激光束對透明基板與金屬薄膜之間界面進(jìn)行照射；四、金屬薄膜在激光束的作用下氣化后向待修復(fù)的環(huán)形焊盤噴射并在其上冷卻并凝固；五、重復(fù)步驟三及步驟四多次，即完成環(huán)形焊盤的修復(fù)過程。本發(fā)明適用于電子工程領(lǐng)域。
文檔編號C23C26/02GK102943268SQ201210508619
公開日2013年2月27日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者劉威, 王春青, 田艷紅, 安榮 , 杭春進(jìn) 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)