[發明專利]激光熔覆打印機及線路板的制作方法

有效

• 申請號: 201310390392.2
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103433619A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 陳百強;宋福民;王星;翟學濤;楊朝輝;高云峰
• 申請（專利權）人: 深圳市大族激光科技股份有限公司;深圳市大族數控科技有限公司
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/06;B23K26/42;H05K3/12
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

技術領域

本發明涉及線路板制作領域，尤其涉及一種用線路板線路制作的激光熔覆打印機及使用該打印機的線路板的制作方法。

背景技術

隨著科學技術的發展，電子產品的小型化和高集成度發展對印制線路板（PCB）的制作提出前所未有的高要求。雖然目前PCB板制作的相關技術得到了迅猛發展，例如CO₂激光鉆孔技術和LDI激光直接成像技術等的發展都給PCB行業注進了新的動力。但傳統的PCB制作工序紛繁復雜，包括開料、前處理、影像轉移、銅面粗化、蝕刻、鉆孔、沉銅、電鍍、壓合、綠油、成型等。由于復雜的工序導致了整個過程需要大量的人力物力財力，使得PCB的制作成本偏高，而且電鍍、粗化等工序的存在使得制作過程具有污染性。加上多層印制線路板的需求量增加，PCB制作流程需要不斷循環，提升了廢品率的同時也加重了成本和污染。

發明內容

基于此，有必要提供一種制作工序相對簡單、成本較低且不具有污染性的用于PCB線路制作的激光熔覆打印機及使用該打印機的線路板的制作方法。

一種激光熔覆打印機，包括工作臺、位置檢測系統、激光系統、掃描系統、位置調節裝置及控制系統；所述控制系統綜合控制所述位置檢測系統、所述激光系統、所述掃描系統及所述位置調節裝置；所述工作臺用于承載并固定待加工的線路板基板；所述位置檢測系統檢測所述線路板基板的位置及厚度信息并將所述位置及厚度信息發送至所述控制系統；所述激光系統發射的激光傳輸至所述掃描系統；所述掃描系統包括旋轉棱鏡及f-θ掃描鏡組，所述激光經所述旋轉棱鏡反射后通過所述f-θ掃描鏡組投射到所述線路板基板的預設位置上作線性掃描；所述位置調節裝置用于控制所述工作臺在所述工作臺平面內沿垂直于所述激光掃描路徑的方向運動、在所述工作臺平面內旋轉運動或沿垂直于所述工作臺平面的方向運動。

在其中一個實施例中，所述位置檢測系統包括CCD圖像傳感器及厚度檢測裝置，所述位置檢測系統與所述工作臺配合獲取所述線路板基板的位置信息，所述厚度檢測裝置檢測所述線路板基板的厚度信息并發送至所述控制系統。

在其中一個實施例中，所述激光系統包括用于發射激光的激光器、用于隔絕光路中的后向反射光并保護激光器的光隔離器以及用于調節所述激光的能量和光束直徑的激光控制器，所述激光器發射的激光依次通過所述光隔離器及所述激光控制器。

在其中一個實施例中，所述激光熔覆打印機還包括設在所述激光系統與所述掃描系統之間的光路傳輸系統，所述光路傳輸系統由至少一片反射鏡組成，所述激光系統發射的激光經所述光路傳輸系統傳輸至所述掃描系統。

在其中一個實施例中，所述激光熔覆打印機還包括用于向所述線路板基板上鋪設預設厚度的金屬粉的鋪粉裝置。

在其中一個實施例中，所述激光熔覆打印機還包括吸附裝置和抽真空裝置，所述吸附裝置設在所述工作臺上并與所述抽真空裝置相連用于吸附所述線路板基板。

一種線路板的制作方法，其特征在于，使用上述任一實施例所述的激光熔覆打印機，所述制作方法包括如下步驟：

所述控制系統獲知待加工區域，并對所述待加工區域進行柵格化處理，將所述待加工區域分割成多個矩形的子加工區域；

將待加工的線路板基板固定在所述工作臺上；

所述控制系統獲知所述線路板基板所在的位置信息，并判斷所述待加工區域是否位于所述線路板基板以內，如果是，進行后續步驟；如果否，調節所述工作臺使所述待加工區域位于所述線路板基板以內并進行后續步驟；

獲取所述線路板基板的厚度信息，所述控制系統通過所述運動機構調節所述工作臺的高度使線路板基板的表面與待加工區域的加工基準面重合；

向所述線路板基板上鋪設預設厚度的金屬粉；

所述激光系統根據線路板基板及所述金屬粉的材料和厚度選擇發射激光的能量及激光光束直徑，所述激光系統發射的激光經掃描系統投射在所述線路板基板表面進行一維的所述子加工區域的掃描，所述金屬粉通過所述激光熔融后粘接在所述線路板基板上形成線路板線路；

控制所述工作臺在所述工作臺平面內沿垂直于所述激光掃描路徑的方向運動，從而實現對所述線路板基板的二維平面掃描，得到鋪設有導電線路的所述線路板。

在其中一個實施例中，所述矩形的子加工區域的長度等于所述待加工區域的寬度，所有所述矩形的子加工區域的寬度之和等于所述待加工區域的長度。

在其中一個實施例中，所述制作方法還包括在激光掃描之前控制所述工作臺旋轉預設角度以使所述激光掃描路徑與所述線路板基板的長度方向垂直的步驟。