線路板激光填孔機(jī)及線路板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種線路板激光填孔機(jī)，其包括機(jī)架及在機(jī)架上設(shè)置的控制系統(tǒng)、激光系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)、位置檢測(cè)裝置、位置調(diào)節(jié)裝置及鋪粉裝置；激光系統(tǒng)發(fā)射的激光依次經(jīng)光路傳輸系統(tǒng)及掃描系統(tǒng)投射到線路板基板上并在線路板基板上進(jìn)行二維掃描，完成打孔和填孔操作。該線路板激光填孔機(jī)針對(duì)多層結(jié)構(gòu)的線路板基板，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的線路板孔金屬化電鍍工藝，達(dá)到線路板在激光打孔后直接燒結(jié)粉末進(jìn)行填孔從而實(shí)現(xiàn)線路板之間導(dǎo)電的效果，可以顯著提高多層電路板的加工效率，且成本低、無污染。此外，本發(fā)明還涉及一種線路板的制作方法。
【專利說明】線路板激光填孔機(jī)及線路板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及線路板制作領(lǐng)域，尤其是涉及一種線路板激光填孔機(jī)及使用該激光填孔機(jī)的線路板的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)、4G手機(jī)及3D電視等技術(shù)的不斷發(fā)展，多層印制線路板的需求在急劇上升。多層印制線路板是通過多個(gè)單層線路板壓合而成，而單層線路板之間的電連接常通過金屬化孔的連接來實(shí)現(xiàn)，因此金屬化孔的導(dǎo)電性尤為重要。
[0003]傳統(tǒng)的使孔壁上的不導(dǎo)電部分，如樹脂和玻纖進(jìn)行金屬化，達(dá)到足夠的導(dǎo)電和焊接的孔壁性能所采用的方法是孔電鍍方法，即往鉆孔完成的線路板的孔上進(jìn)行孔壁的金屬化電鍍?？纂婂児ば驎r(shí)間長(zhǎng)、效率低下、成本高，而且會(huì)有不同程度的缺陷，更加重要的是存在嚴(yán)重污染，包括金屬污染和有機(jī)污染等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種能提高多層印制線路板加工效率且不會(huì)造成污染的線路板激光填孔機(jī)及使用該激光填孔機(jī)的線路板的制作方法。
[0005]一種線路板激光填孔機(jī)，包括機(jī)架及在所述機(jī)架上設(shè)置的控制系統(tǒng)、激光系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)、位置檢測(cè)裝置及位置調(diào)節(jié)裝置；所述機(jī)架上設(shè)有用于承載并固定待加工的線路板基板的工作臺(tái)；所述控制系統(tǒng)控制所述激光系統(tǒng)、所述掃描系統(tǒng)、所述位置檢測(cè)裝置及所述位置調(diào)節(jié)裝置；所述激光系統(tǒng)發(fā)射的激光傳輸至所述掃描系統(tǒng)，所述掃描系統(tǒng)包括振鏡及f-θ掃描鏡，所述激光經(jīng)所述振鏡掃描后通過所述f-θ掃描鏡矯正垂直投射到所述線路板基板上并在所述線路板基板.上進(jìn)行二維掃描；所述位置檢測(cè)裝置用于檢測(cè)所述線路板基板在所述機(jī)架上的位置信息，并將所述位置信息發(fā)送至所述控制系統(tǒng)；所述位置調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)所述工作臺(tái)在所述機(jī)架上的位置。
[0006]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述激光系統(tǒng)包括用于發(fā)射激光的激光器、用于隔絕光路中的后向反射光并保護(hù)激光器的光隔離器、用于調(diào)節(jié)所述激光能量及光束直徑的激光控制器及用于進(jìn)一步調(diào)節(jié)所述激光光束直徑的光闌，所述激光器發(fā)射的激光依次通過所述光隔離器、所述激光控制器及所述光闌后進(jìn)入所述掃描系統(tǒng)。
[0007]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述線路板激光填孔機(jī)還包括設(shè)在所述激光系統(tǒng)與所述掃描系統(tǒng)之間的光路傳輸系統(tǒng)，所述光路傳輸系統(tǒng)由至少一片反射鏡組成，所述激光系統(tǒng)發(fā)射的激光經(jīng)所述光路傳輸系統(tǒng)傳輸至所述掃描系統(tǒng)。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述線路板激光填孔機(jī)還包括鋪粉裝置，所述鋪粉裝置用于向激光打孔后的所述線路板基板上鋪設(shè)金屬粉，孔內(nèi)的所述金屬粉經(jīng)所述激光熔融而粘接在所述線路板基板的孔內(nèi)。
[0009]一種線路板的制作方法，使用上述任一實(shí)施例所述的線路板激光填孔機(jī)，所述制作方法包括如下步驟:[0010]輸入待加工區(qū)域的打孔及填孔位置信息；
[0011]將待加工的線路板基板固定在所述工作臺(tái)上；
[0012]獲取所述線路板基板的位置信息，判斷所述待加工區(qū)域是否位于所述線路板基板以內(nèi)，如果是，進(jìn)行后續(xù)步驟；如果否，調(diào)節(jié)所述工作臺(tái)使所述待加工區(qū)域位于所述線路板基板以內(nèi)并進(jìn)行后續(xù)步驟；
[0013]建立所述待加工區(qū)域的打孔位置信息及所述線路板基板的位置信息之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在所述線路板基板的預(yù)設(shè)的打孔位置進(jìn)行激光打孔；
[0014]向所述線路板基板上鋪設(shè)預(yù)設(shè)厚度的金屬粉；
[0015]在激光打孔后的所述線路板基板的孔位置進(jìn)行激光填孔，所述金屬粉通過所述激光熔融后粘接在所述孔的孔壁上形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述制作方法還包括在激光打孔之前將所述待加工區(qū)域分成多個(gè)子加工區(qū)域，再依次對(duì)每個(gè)所述子加工區(qū)域進(jìn)行激光打孔和激光填孔處理的步驟。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述制作方法還包括在鋪設(shè)金屬粉之前對(duì)所述線路板基板的加工環(huán)境進(jìn)行抽真空處理的步驟。
[0018]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述孔的孔徑不同，所述在線路板基板的預(yù)設(shè)的打孔位置進(jìn)行激光打孔包括如下步驟:按照所述孔的孔徑對(duì)將要打的孔進(jìn)行分類處理，再依次對(duì)每一類的孔進(jìn)行激光打孔。
[0019]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述激光打孔及所述激光填孔過程中還包括對(duì)每一個(gè)孔進(jìn)行多次激光打孔或激光填孔處理的過程。
.[0020]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在激光打孔后的所述線路板基板的孔位置進(jìn)行激光填孔是在所述孔內(nèi)填滿金屬直至所述金屬的高度高于所述線路板基板的板面為止。
[0021]上述線路板激光填孔機(jī)針對(duì)多層結(jié)構(gòu)的線路板基板，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的線路板孔金屬化電鍍工藝，達(dá)到線路板在激光打孔后直接燒結(jié)粉末進(jìn)行填孔從而實(shí)現(xiàn)線路板之間導(dǎo)電的效果，可以顯著提高多層電路板的加工效率，且成本低、無污染。
[0022]上述線路板的制作方法使用該激光填孔機(jī)，直接在該激光填孔機(jī)上即可實(shí)現(xiàn)激光打孔和激光填孔操作，制作效率較高，且不具有污染性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為一實(shí)施方式的線路板激光填孔機(jī)的模塊示意圖；
[0024]圖2為圖1線路板激光填孔機(jī)的機(jī)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為圖1線路板激光填孔機(jī)的原理示意圖；
[0026]圖4為一實(shí)施方式的線路板的制作方法流程圖；
[0027]圖5為實(shí)施例部分待加工區(qū)域的劃分示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。[0029]需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。
[0030]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0031]請(qǐng)結(jié)合圖1、圖2和圖3，一實(shí)施方式的線路板激光填孔機(jī)100包括機(jī)架110、位置調(diào)節(jié)裝置120、控制系統(tǒng)130、激光系統(tǒng)140、光路傳輸系統(tǒng)150、掃描系統(tǒng)160、位置檢測(cè)裝置170及鋪粉裝置180。
[0032]如圖2所示，機(jī)架110包括基座112以及設(shè)在基座112上的龍門結(jié)構(gòu)114。基座112呈長(zhǎng)方體形狀，其上設(shè)有用于承載待加工的線路板基板200的工作臺(tái)111。龍門結(jié)構(gòu)114架設(shè)在基座112上。龍門結(jié)構(gòu)114包括設(shè)在基座112上的柱腳113及架設(shè)在兩柱腳113上的橫梁115。在本實(shí)施方式中，橫梁115上設(shè)有平行于柱腳113的第一導(dǎo)軌117。
[0033]如圖2所示，位置調(diào)節(jié)裝置120用于調(diào)節(jié)工作臺(tái)111在基座112上的位置。在本實(shí)施方式中，位置調(diào)節(jié)裝置120包括第二導(dǎo)軌122、工作臺(tái)底架124及第三導(dǎo)軌126。第二導(dǎo)軌122設(shè)在基座112上。工作臺(tái)底架124設(shè)在第二導(dǎo)軌122上。第三導(dǎo)軌126設(shè)在工作臺(tái)底架124上。工作臺(tái)111設(shè)在第三導(dǎo)軌126上。第二導(dǎo)軌122與龍門結(jié)構(gòu)114中間空隙的平面垂直設(shè)置，第三導(dǎo)軌126與第二導(dǎo)軌122垂直設(shè)置，從而工作臺(tái)可穿過該龍門結(jié)構(gòu)114，并可在基座112平面內(nèi)作二維運(yùn)動(dòng)。
[0034]控制系統(tǒng)130控制激光系統(tǒng)140發(fā)射激光。請(qǐng)結(jié)合圖2和圖3，在本實(shí)施方式中，激光系統(tǒng)140包括用于發(fā)射激光的激光器142、光隔離器144、用于調(diào)節(jié)激光能量及光束直徑的激光控制器146及用 于進(jìn)一步調(diào)節(jié)激光光束直徑的光闌148。激光器142用于發(fā)射激光，可以為常用的YAG激光器或C02激光器等。激光器142的數(shù)量可以為I個(gè)，也可以為多個(gè)，多個(gè)激光器142協(xié)同配合可以提高激光加工的效率。光隔離器144用于隔絕光路中的后向反射光，防止后向反射光進(jìn)入激光器142，從而保證激光輸出的能量穩(wěn)定性并保護(hù)激光器142。光闌148呈圓盤狀，其上設(shè)有多個(gè)不同孔徑的通孔(圖中未標(biāo)示)。激光器142發(fā)射的激光經(jīng)激光控制器146調(diào)節(jié)后進(jìn)入光闌可以得到光束直徑的激光，該光束直徑與預(yù)設(shè)的打孔或填孔的孔徑匹配。
[0035]光路傳輸系統(tǒng)150由至少一片反射鏡152組成。在本實(shí)施方式中，光路傳輸系統(tǒng)150包括四片反射鏡152。四片反射鏡152配合將激光器142發(fā)射的激光傳輸至掃描系統(tǒng)160?？梢岳斫?，在其他實(shí)施方式中，反射鏡152的數(shù)量不限于四片，并且在其他實(shí)施方式中，該線路板激光填孔機(jī)100還可以不設(shè)置光路傳輸系統(tǒng)150，通過調(diào)節(jié)激光器142的投射方向，激光器142發(fā)射的激光可直接投射至掃描系統(tǒng)160。
[0036]掃描系統(tǒng)160包括兩個(gè)振鏡162。兩振鏡162可以實(shí)現(xiàn)激光在二維平面的掃描。由于激光在經(jīng)過振鏡反射后，激光與工作臺(tái)111的臺(tái)面可能呈現(xiàn)非垂直狀態(tài)，影響產(chǎn)品的加工，因此，在本實(shí)施方式中，掃描系統(tǒng)160還包括一f-θ掃描鏡164。f-θ掃描鏡164位于振鏡162與工作臺(tái)111之間，用于矯正激光的投射方向，使激光垂直投射到工作臺(tái)111上的線路板基板200上。掃描系統(tǒng)160設(shè)在橫梁115的第一導(dǎo)軌117上，并可沿第一導(dǎo)軌117滑動(dòng)。
[0037]位置檢測(cè)系統(tǒng)170包括CXD圖像傳感器172及厚度檢測(cè)裝置(圖未示)。CXD圖像傳感器172、厚度檢測(cè)裝置及掃描系統(tǒng)一起設(shè)在橫梁115的第一導(dǎo)軌117上，并可沿第一導(dǎo)軌117滑動(dòng)。CXD圖像傳感器172與工作臺(tái)111配合用于獲取線路板基板200的位置信息。線路板基板200上設(shè)有用于CXD圖像傳感器172檢測(cè)的標(biāo)記點(diǎn)(mark點(diǎn))，如對(duì)于長(zhǎng)方體形狀的線路板基板200，標(biāo)記點(diǎn)可以設(shè)在線路板基板200的四個(gè)頂點(diǎn)位置或者兩個(gè)對(duì)角位置，CXD圖像傳感器172獲取該標(biāo)記點(diǎn)的位置信息。厚度檢測(cè)裝置用于檢測(cè)線路板基板200的厚度信息。位置檢測(cè)系統(tǒng)170將獲取的位置信息及厚度信息發(fā)送至控制系統(tǒng)130，控制系統(tǒng)130根據(jù)該位置信息及厚度信息建立待加工區(qū)域與線路板基板200的位置匹配關(guān)系后控制位置調(diào)節(jié)裝置120調(diào)節(jié)工作臺(tái)111的位置，使工作臺(tái)111上的線路板基板200與控制系統(tǒng)130中讀入的待加工區(qū)域匹配。可以理解，在其他實(shí)施方式中，位置檢測(cè)系統(tǒng)170可以不包括厚度檢測(cè)裝置，線路板基板200的厚度信息可以直接輸入控制系統(tǒng)130。
[0038]鋪粉裝置180用于在打孔后的線路板基板200的表面鋪設(shè)一層厚度均勻的金屬粉，如銅粉、銀粉等金屬粉。金屬粉經(jīng)激光熔融從而可以粘接到線路板基板200的孔壁上形成電連接各單層線路板的導(dǎo)電層?？梢岳斫?，在其他實(shí)施方式中，該線路板激光填孔及100可以沒有鋪粉裝置180，直接人工鋪粉即可。
[0039]此外，在本實(shí)施方式中，該線路板激光填孔機(jī)100還包括基板吸附系統(tǒng)190。基板吸附系統(tǒng)190包括吸附裝置和抽真空裝置(圖未示)。吸附裝置設(shè)在工作臺(tái)111的表面，并與抽真空裝置相連，通過抽真空系統(tǒng)抽真空而將線路板基板200吸附固定在工作臺(tái)111表面。此外，如在線路板制作過程中需要真空環(huán)境，抽真空裝置還可以用于工作室的抽真空，也可以由其他抽真空裝置實(shí)現(xiàn)工作室的抽真空。
[0040]進(jìn)一步，在本實(shí)施方式中，該線路板激光填孔機(jī)100還包括收粉裝置(圖未示)。收粉裝置用于在填孔結(jié)束后從制作好的線路板上回收殘留的金屬粉，以節(jié)省原料，降低產(chǎn)品的成本。.
[0041]上述線路板激光填孔機(jī)100針對(duì)多層結(jié)構(gòu)的線路板基板，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的線路板孔金屬化電鍍工藝，達(dá)到線路板基板200在激光打孔后直接燒結(jié)粉末進(jìn)行填孔從而實(shí)現(xiàn)線路板之間導(dǎo)電的效果，可以顯著提高多層電路板的加工效率，且成本低、無污染。
[0042]進(jìn)一步，本實(shí)施方式還提供了一種線路板的制作方法，該制作方法使用上述線路板激光填孔機(jī)，如圖4所示，該制作方法包括如下步驟:
[0043]步驟S410:輸入待加工區(qū)域的打孔和填孔位置信息。
[0044]工作時(shí)，控制系統(tǒng)首先讀入加入文件，得到關(guān)于待加工區(qū)域的打孔和填孔位置信息，形成二維的孔位置點(diǎn)陣圖。
[0045]步驟S420:將待加工的線路板基板固定在工作臺(tái)上。
[0046]抽真空裝置抽真空，通過設(shè)置在工作臺(tái)上的吸附裝置將待加工的線路板基板吸附固定在工作臺(tái)。
[0047]步驟S430:獲取線路板基板的位置信息及厚度信息，判斷待加工區(qū)域是否位于線路板基板以內(nèi)，如果是，進(jìn)行后續(xù)步驟；如果否，調(diào)節(jié)工作臺(tái)使待加工區(qū)域位于線路板基板以內(nèi)并進(jìn)行后續(xù)步驟。
[0048]線路板基板上設(shè)有用于位置檢測(cè)裝置檢測(cè)的mark點(diǎn)，位置檢測(cè)裝置獲取線路板基板的位置信息，并將該位置信息發(fā)送至控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)判斷待加工區(qū)域是否位于線路板基板以內(nèi)，如果是，進(jìn)行后續(xù)步驟；如果否，調(diào)節(jié)工作臺(tái)使待加工區(qū)域位于線路板基板以內(nèi)并進(jìn)行后續(xù)步驟。
[0049]步驟S440:建立待加工區(qū)域的打孔位置信息及線路板基板的位置信息之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在線路板基板的預(yù)設(shè)的打孔位置進(jìn)行激光打孔。
[0050]具體在本實(shí)施方式中，控制系統(tǒng)130讀入含有打孔位置坐標(biāo)信息的加工文件，并建立線路板基板200上mark點(diǎn)與機(jī)器坐標(biāo)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將兩者的對(duì)應(yīng)關(guān)系附到加工文件上，完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。
[0051]由于f-θ掃描鏡的入射角角度不能過小，且振鏡旋轉(zhuǎn)角度的限制，使得兩個(gè)振鏡的掃描范圍有限，若該掃描范圍比待加工的線路板基板的面積小，需要將線路板基板劃分成多個(gè)子加工區(qū)域，再依次對(duì)每個(gè)子加工區(qū)域進(jìn)行加工，即依次對(duì)每個(gè)子加工區(qū)域進(jìn)行激光打孔和激光填孔操作。
[0052]具體的線路板基板在打孔過程中，可能孔的孔徑不同，因此，在本實(shí)施方式中，在打孔之前，先根據(jù)孔的孔徑對(duì)孔進(jìn)行分類，如按照大孔、中孔、小孔等進(jìn)行分類，再依次對(duì)每一類的孔進(jìn)行激光打孔，如可以先對(duì)大孔進(jìn)行激光打孔，再依次對(duì)中孔和小孔進(jìn)行激光打孔等。此外，具體操作時(shí)，一個(gè)孔的加工很難做到一次打孔便可達(dá)到理想狀態(tài)，因此，需要對(duì)每一個(gè)孔進(jìn)行多次激光打孔處理，后續(xù)激光填孔過程同理。
[0053]步驟S450:向激光打孔結(jié)束后的線路板基板上鋪設(shè)預(yù)設(shè)厚度的金屬粉。
[0054]為防止在加工過程中金屬粉氧化，在本實(shí)施方式中，在向線路板基板上鋪設(shè)預(yù)設(shè)厚度的金屬粉之前，還包括使用抽真空裝置對(duì)線路板基板的加工環(huán)境進(jìn)行抽真空的步驟。
[0055]步驟S460:在激光打孔后的線路板基板的孔位置進(jìn)行激光填孔，金屬粉通過激光熔融后粘接在孔的孔壁上形成 導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
[0056]在本實(shí)施方式中，在激光打孔后的線路板基板的孔位置進(jìn)行激光填孔是在孔內(nèi)填滿金屬直至金屬的高度高于線路板基板的板面為止，優(yōu)選的，略高于板面即可。
[0057]進(jìn)一步，在本實(shí)施方式中，當(dāng)線路板線路全部形成后，該制作方法還包括使用回收裝置回收殘留的金屬粉的步驟，以節(jié)省原料，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
[0058]通常在加工過程中，會(huì)需要打出不同內(nèi)徑的孔，因此，在激光打孔和激光填孔操作過程中，可以分步對(duì)這些不同內(nèi)徑的孔進(jìn)行加工，如可以按照大中小孔的順序分別進(jìn)行多次掃描。進(jìn)一步，對(duì)于每個(gè)孔，在激光打孔過程中也可以進(jìn)行多次加工，如第一次進(jìn)行鉆雛形、第二進(jìn)行鉆整形、第三次進(jìn)行清根修飾等。
[0059]上述線路板的制作方法使用該激光填孔機(jī)，直接在該激光填孔機(jī)上即可實(shí)現(xiàn)激光打孔和激光填孔操作，制作效率較高，且不具有污染性。
[0060]以下為具體實(shí)施例部分:
[0061 ] 機(jī)器:激光器米用功率為400W,波長(zhǎng)為1064nm的YAG激光器(或米用波長(zhǎng)為10.6μπι的二氧化碳CO2激光器)；工作臺(tái)臺(tái)面大小580mmX740mm;在可靠加工范圍內(nèi)，可加工厚度0.2-0.8mm的板，直徑從50 μ m-150 μ m分布的孔；鋪設(shè)金屬粉層厚度為30 μ m-50 μ m。
[0062]待加工板材:270mm X 320mm X 0.5mm的三層壓合板；層間未導(dǎo)通；絕緣材料為PP ;板上四角有mark點(diǎn)。板材加工需求:需加工的范圍距離板材每邊10mm，即250mmX300mmX0.5mm ;將頂面層和中間層導(dǎo)通；導(dǎo)通孔直徑為100 μ m和150 μ m兩種。
[0063]讀入加工文件，獲取需加工孔位的位置坐標(biāo)，形成點(diǎn)陣圖。將線路板放置于工作臺(tái)中央位置，打開工作臺(tái)的真空吸附裝置，通過閥門的控制，使吸附范圍略小于板材面積，距離板材每邊約10_。并進(jìn)行加工室內(nèi)的真空抽取。開動(dòng)機(jī)器,打開(XD圖像傳感器光源，使用CCD掃描板面，獲取mark點(diǎn)的位置，建立板面四個(gè)mark點(diǎn)與機(jī)器坐標(biāo)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將兩者的對(duì)應(yīng)關(guān)系附到加工文件上，即完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。打開機(jī)器厚度檢測(cè)裝置，獲取線路板頂層表面離工作臺(tái)面高度，即線路板厚度。
[0064]由于振鏡掃描角度、f-θ掃描鏡大小與角度等的限制，機(jī)器每次能掃描的小區(qū)域面積為50mmX 50mm，而板材需加工范圍為250mmX 300mm，因此將待加工區(qū)域500分成30塊子加工區(qū)域510，如圖5。采用步進(jìn)的方式，加工順序按照?qǐng)D5中虛線方向從I到30。即加工完區(qū)域I后，工作臺(tái)沿-X方向運(yùn)動(dòng)50mm運(yùn)動(dòng)到2區(qū)域，繼續(xù)進(jìn)行加工，如此直到加工完左側(cè)6個(gè)子加工區(qū)域510后，工作臺(tái)沿-Y方向運(yùn)動(dòng)50mm運(yùn)動(dòng)到7區(qū)域，繼續(xù)加工，如此循環(huán)直到加工完整個(gè)板面。在子加工區(qū)域510加工過程中，如碰到孔位在線上的情況，此處采用先經(jīng)過先加工的原則，即第一次碰到這種類型的孔就先加工，后續(xù)再次運(yùn)動(dòng)到此孔位置時(shí)則不進(jìn)行加工。
[0065]通常鉆同一個(gè)孔時(shí)，需進(jìn)行多次加工，此處采用三次，分別實(shí)現(xiàn)鉆雛形、整形、清根三個(gè)目的，以獲得合格的孔壁質(zhì)量；當(dāng)然同一個(gè)孔的熔粉填孔也可多次，不過此處采用一次燒結(jié)即達(dá)到了理想的效果。加工每塊小區(qū)域時(shí)，根據(jù)孔徑的大小，需要選擇不同的激光能量、孔徑大小及占空比。板上存在IOOym和150 μ m兩種孔徑的孔，故先選擇合適的激光參數(shù)分三次加工150 μ m的孔。激光到達(dá)振鏡后，振鏡按照轉(zhuǎn)化后的150 μ m孔坐標(biāo)進(jìn)行掃描。完成后，調(diào)整激光參數(shù)分三次加工100 μ m的孔。如此便完成一塊小區(qū)域的鉆孔加工。按預(yù)定順序循環(huán)完小區(qū)域即完成板面鉆孔加工。完成鉆孔后通過鋪粉裝置進(jìn)行金屬粉的鋪設(shè)，本實(shí)施例在線路板基板上均勻鋪設(shè)的金屬粉層采用銅粉，粉層厚度為50 μ m。跟鉆孔同理，熔粉填孔同樣需要分階段進(jìn)行，先選擇合適的激光參數(shù)進(jìn)行150 μ m孔徑的一次熔粉填孔。然后重新鋪設(shè)粉層，選擇合適.的激光參數(shù)進(jìn)行100 μ m孔徑的一次熔粉填孔。燒結(jié)時(shí)，直到填孔的高度略高于板面，如10 μ m,即停止。按照加工順序，完成所有小區(qū)域的熔粉填孔即完成板面的填孔加工。最后收粉裝置回收未加工的粉末，循環(huán)利用。
[0066]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種線路板激光填孔機(jī)，其特征在于，包括機(jī)架及在所述機(jī)架上設(shè)置的控制系統(tǒng)、激光系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)、位置檢測(cè)裝置及位置調(diào)節(jié)裝置；所述機(jī)架上設(shè)有用于承載并固定待加工的線路板基板的工作臺(tái)；所述控制系統(tǒng)控制所述激光系統(tǒng)、所述掃描系統(tǒng)、所述位置檢測(cè)裝置及所述位置調(diào)節(jié)裝置；所述激光系統(tǒng)發(fā)射的激光傳輸至所述掃描系統(tǒng)，所述掃描系統(tǒng)包括振鏡及f-θ掃描鏡，所述激光經(jīng)所述振鏡掃描后通過所述f-θ掃描鏡矯正垂直投射到所述線路板基板上并在所述線路板基板上進(jìn)行二維掃描；所述位置檢測(cè)裝置用于檢測(cè)所述線路板基板在所述機(jī)架上的位置信息，并將所述位置信息發(fā)送至所述控制系統(tǒng)；所述位置調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)所述工作臺(tái)在所述機(jī)架上的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的線路板激光填孔機(jī)，其特征在于，所述激光系統(tǒng)包括用于發(fā)射激光的激光器、用于隔絕光路中的后向反射光并保護(hù)激光器的光隔離器、用于調(diào)節(jié)所述激光能量及光束直徑的激光控制器及用于進(jìn)一步調(diào)節(jié)所述激光光束直徑的光闌，所述激光器發(fā)射的激光依次通過所述光隔離器、所述激光控制器及所述光闌后進(jìn)入所述掃描系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的線路板激光填孔機(jī)，其特征在于，還包括設(shè)在所述激光系統(tǒng)與所述掃描系統(tǒng)之間的光路傳輸系統(tǒng)，所述光路傳輸系統(tǒng)由至少一片反射鏡組成，所述激光系統(tǒng)發(fā)射的激光經(jīng)所述光路傳輸系統(tǒng)傳輸至所述掃描系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求1所述的線路板激光填孔機(jī)，其特征在于，還包括鋪粉裝置，所述鋪粉裝置用于向激光打孔后的所述線路板基板上鋪設(shè)金屬粉，孔內(nèi)的所述金屬粉經(jīng)所述激光熔融而粘接在所述線路板基板的孔內(nèi)。
5.一種線路板的制作方法，其特征在于，使用上述如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的線路板激光填孔機(jī)，所述制作方法包括如下步驟: 輸入待加工區(qū)域的打孔及填孔位置信息； 將待加工的線路板基板固定在所述工作臺(tái)上；. 獲取所述線路板基板的位置信息，判斷所述待加工區(qū)域是否位于所述線路板基板以內(nèi)，如果是，進(jìn)行后續(xù)步驟；如果否，調(diào)節(jié)所述工作臺(tái)使所述待加工區(qū)域位于所述線路板基板以內(nèi)并進(jìn)行后續(xù)步驟； 建立所述待加工區(qū)域的打孔位置信息及所述線路板基板的位置信息之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在所述線路板基板的預(yù)設(shè)的打孔位置進(jìn)行激光打孔； 向所述線路板基板上鋪設(shè)預(yù)設(shè)厚度的金屬粉； 在激光打孔后的所述線路板基板的孔位置進(jìn)行激光填孔，所述金屬粉通過所述激光熔融后粘接在所述孔的孔壁上形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的線路板的制作方法，其特征在于，還包括在激光打孔之前將所述待加工區(qū)域分成多個(gè)子加工區(qū)域，再依次對(duì)每個(gè)所述子加工區(qū)域進(jìn)行激光打孔和激光填孔處理的步驟。
7.如權(quán)利要求5所述的線路板的制作方法，其特征在于，還包括在鋪設(shè)金屬粉之前對(duì)所述線路板基板的加工環(huán)境進(jìn)行抽真空處理的步驟。
8.如權(quán)利要求5所述的線路板的制作方法，其特征在于，所述孔的孔徑不同，所述在線路板基板的預(yù)設(shè)的打孔位置進(jìn)行激光打孔包括如下步驟:按照所述孔的孔徑對(duì)將要打的孔進(jìn)行分類處理，再依次對(duì)每一類的孔進(jìn)行激光打孔。
9.如權(quán)利要求5或8所述的線路板的制作方法，其特征在于，所述激光打孔及所述激光填孔過程中還包括對(duì)每一個(gè)孔進(jìn)行多次激光打孔或激光填孔處理的過程。
10.如權(quán)利要求5所述的線路板的制作方法，其特征在于，所述在激光打孔后的所述線路板基板的孔位置進(jìn)行激光填孔是在所述孔內(nèi)填滿金屬直至所述金屬的高度高于所述線路板基板 的板面為止。
【文檔編號(hào)】C23C24/10GK103436882SQ201310390390
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】宋福民, 陳百?gòu)?qiáng), 李寧, 陳楚技, 翟學(xué)濤, 楊朝輝, 高云峰 申請(qǐng)人:深圳市大族激光科技股份有限公司, 深圳市大族數(shù)控科技有限公司