修复印刷电路迹线的方法和设备技术

本申请涉及修复印刷电路迹线的方法和设备。一种用于材料沉积的方法包含提供具有相对的第一和第二表面的透明施体衬底及形成于所述第二表面上的施体膜。所述施体膜具有厚度δ和热扩散率α且通过热扩散时间τ＝(δ2/4α)来表征。所述施体衬底定位成接近受体衬底，其中所述第二表面面朝所述受体衬底。具有不多于所述施体膜的所述热扩散时间的两倍的脉冲持续时间的激光辐射的脉冲经引导以穿过所述施体衬底的所述第一表面，且撞击在所述施体膜上以诱发熔融材料的液滴从所述施体膜喷射到所述受体衬底上。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 相关申请案的夺叉参考 本申请案主张2013年12月15日申请的美国临时专利申请案61/916, 233的权益。 本申请案还是2010年2月7日申请的PCT专利申请案PCT/IL2010/000106的在国家阶段 中的2011年7月26日申请的美国专利申请案13/146, 200的接续部分。所有这些相关申 请案以引用的方式并入本文中。
本专利技术大体上涉及激光诱发材料转移，且特定来说，涉及用于修复电路迹线中的 开放金属缺陷的方法和设备。
技术介绍
在激光直写（LDW)技术中，使用激光束以通过受控的材料烧蚀或沉积来产生具有 空间上解析的三维结构的图案化表面。激光诱发向前转移（LIFT)是可在表面上沉积微图 案中应用的LDW技术。 在LIFT中，激光光子提供用以从施体膜朝向受体衬底弹射少量材料的驱动力。通 常，激光束与施体膜的内侧相互作用，所述施体膜被涂覆到非吸收载体衬底上。换句话说， 入射的激光束传播穿过透明载体，之后光子被膜的内表面吸收。在一定能量阈值以上，材料 从施体膜朝向衬底的表面喷射，在此项技术中已知的LIFT系统中，所述衬底一般放置成紧 密接近或甚至接触施体膜。所施加的激光能量可变化，以便控制在所辐射的膜体积内产生 的向前推进力。内格尔（Nagel)和李朋特（Lippert)在辛格（Singh)等人在纳米材料：用 激光进行处理和特征化中出版（编辑（Wiley-VCH Verlag GmbH&Co. KGaA, 2012)，255页到 316页）的"用于加工装置的激光诱发向前转移（Laser-Induced Forward Transfer for the Fabrication of Devices)"中的微加工中的LIFT的原理和应用提供有用的调查。 此项技术中已知使用LIFT来修复电路。举例来说，其揭示内容以引用的方式并入 本文中的PCT国际公开案WO 2010/100635描述了修复电路的系统和方法，其中使用激光来 预处理电路衬底上形成的导体的导体修复区域。以一种方式将激光束应用于施体衬底，使 得施体衬底的一部分从施体衬底脱离且转移到预定导体位置。
技术实现思路
下文描述的本专利技术的实施例提供用于LIFT的改进的方法和系统，其尤其用于（但 非独占地）修复例如印刷电路板等衬底上的金属迹线。 根据本专利技术的实施例，因此提供一种材料沉积的方法，其包含提供具有相对的第 一和第二表面的透明施体衬底及形成于所述第二表面上的施体膜，所述施体膜具有厚度S 和热扩散率α且通过热扩散时间τ = (δ2/4α)来表征。施体衬底定位成接近受体衬底， 其中第二表面面朝所述受体衬底。具有不多于施体膜的热扩散时间的两倍的脉冲持续时间 的激光辐射脉冲经引导以穿过施体衬底的第一表面，且撞击在所述施体膜上以诱发熔融材 料的液滴从施体膜喷射到受体衬底上。 在一些实施例中，所述施体膜包含金属。在典型实施例中，δ < 1 μ m，且激光脉冲 的脉冲持续时间小于5ns，或优选小于2ns。 另外或替代地，引导脉冲包含以经选择以促进将液滴粘附到受体衬底的第一脉冲 能量引导所述激光辐射的第一脉冲，进而在受体衬底上形成初始金属层，紧接着以大于所 述第一脉冲能量的第二脉冲能量引导所述激光辐射的第二脉冲，使得所述液滴在所述初始 金属层上积累所述金属。 在所揭示的实施例中，受体衬底是印刷电路板，且引导所述脉冲包含诱发所述金 属的沉积以便修复所述印刷电路板上的导电迹线中的缺陷。 通常，脉冲持续时间小于或等于施体膜的热扩散时间。 在所揭示的实施例中，引导所述脉冲包含集中所述激光辐射以用至少是施体膜的 厚度S的十倍的束斑大小撞击在所述施体膜上。 根据本专利技术的实施例，还提供一种材料沉积的方法，其包含提供具有相对的第一 和第二表面的透明施体衬底及形成于所述第二表面上的施体膜，所述施体膜包含金属。施 体衬底定位成接近受体衬底，其中第二表面面朝所述受体衬底，且其中在施体膜与受体衬 底之间具有至少0.1 mm的间隙。激光辐射的脉冲经引导以穿过施体衬底的第一表面，且撞 击在所述施体膜上以便诱发金属的熔融液滴从施体膜穿过所述间隙喷射到所述受体衬底 上。 在一些实施例中，在激光辐射的所述脉冲撞击在所述施体膜上时，在所述施体膜 与所述受体衬底之间的所述间隙为至少〇. 2_，或甚至0. 5_。 根据本专利技术的实施例，另外提供一种电路修复的方法，其包含识别印刷电路板上 的导电迹线中的缺陷。激光束经引导以预处理所述印刷电路板上的所述缺陷的部位。在预 处理所述部位之后，具有相对的第一和第二表面的透明施体衬底及形成于所述第二表面上 的包含金属的施体膜定位成接近所述缺陷的所述部位，其中所述第二表面面朝所述印刷电 路板。激光辐射的脉冲经引导以穿过施体衬底的第一表面，且撞击在所述施体膜上以诱发 熔融液滴从施体膜喷射到所述印刷电路板上的所述缺陷部位上，进而修复所述缺陷。 在一些实施例中，引导所述激光束包含通过从所述部位进行激光烧蚀来移除金 属。在所揭示的实施例中，在所述缺陷包含所述导电迹线中的裂口时，移除金属包含在所述 裂口邻近处将所述导电迹线的边缘预成形。在一个实施例中，将所述边缘预成形包含烧蚀 所述导电迹线以便致使所述导电迹线的所述边缘朝向所述裂口倾斜，有可能通过在所述导 电迹线中形成阶梯状斜坡。 另外或替代地，将所述边缘预成形可包含烧蚀所述导电迹线中的沟槽以便增强所 述液滴到所述导电迹线的粘附。 在一些实施例中，引导所述激光辐射的所述脉冲包含在所述导电迹线上沉积所述 熔融液滴以便在所述预成形边缘上方延伸且延伸超过所述预成形边缘。另外或替代地，引 导所述激光辐射的所述脉冲包含在所述导电迹线上沉积所述熔融液滴以便在所述缺陷部 位内形成与所述导电迹线的轮廓相符的补片。 在其它实施例中，引导所述激光束包含在所述印刷电路板的衬底上扫描所述激光 束以便在所述部位附近将所述衬底粗糙化，进而促进将所述液滴粘附到所述衬底。在一个 实施例中，扫描所述激光束包含在所述衬底中形成井图案，其中所述井的所述图案可为非 直线的。 在所揭示的实施例中，引导所述激光束包含使用所述激光束在所述部位附近从所 述导电迹线烧蚀氧化物层，以便促进将所述液滴粘附到所述导电迹线。 另外或替代地，修复所述缺陷包含在所述导电迹线中形成补片，且所述方法包含 在修复所述缺陷之后引导所述激光束对所述补片进行后处理。 根据本专利技术的实施例，进一步提供一种电路修复的方法，其包含识别印刷电路板 上的导电迹线中的缺陷的部位。具有相对的第一和第二表面的透明施体衬底及形成于所述 第二表面上的包含金属的施体膜定位成接近所述印刷电路板，其中所述第二表面面朝所述 印刷电路板。激光辐射的第一脉冲经引导以穿过施体衬底的第一表面，且撞击在所述施体 膜上以诱发第一熔融液滴从施体膜喷射到所述印刷电路板上的所述缺陷的所述部位上。所 述第一脉冲具有经选择以促进所述液滴粘附到所述印刷电路板的衬底的第一脉冲能量，进 而在所述衬底上在所述部位处形成初始金属层。处于大于所述第一脉冲能量的第二脉冲 能量的所述激光辐射的第二脉冲经引导以穿过所述施体衬底的所述第一表面，且撞击在所 述施体膜上以诱发第二熔融液滴从所述施体膜喷射到所述初始金属层上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于材料沉积的方法，其包括：提供具有相对的第一和第二表面的透明施体衬底及形成于所述第二表面上的施体膜，所述施体膜具有厚度δ和热扩散率α且通过热扩散时间τ＝(δ2/4α)来表征；将所述施体衬底定位成接近受体衬底，其中所述第二表面面朝所述受体衬底；及引导具有不多于所述施体膜的所述热扩散时间的两倍的脉冲持续时间的激光辐射的脉冲穿过所述施体衬底的所述第一表面，且撞击在所述施体膜上以诱发熔融材料的液滴从所述施体膜喷射到所述受体衬底上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M·泽诺，Z·科特勒，S·纳吉德，
申请(专利权)人：奥宝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL