一种精细线路的制备/修复方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及电路板修复的技术领域，更具体地，涉及一种精细线路的制备/修复方法及系统，包括以下步骤：S10.通过第一CCD视觉系统定位或识别线路板的开路缺陷位置；S20.选用空间光调制器，将激光加工系统发出的激光束调制为弧形激光束；S30.将步骤S20中调制得到的弧形激光束聚焦于牺牲层实现供体靶材转移沉积在步骤S10中的开路缺陷位置；步骤S20中，按以下步骤进行：S21.激光加工系统加工得到原始光束；S22.选用空间光调制器中的轴棱锥透镜，通过调节轴棱锥透镜图案的底部和顶部之间的相位差进行光场调制；S23.通过调整在空间调制器上加载的轴棱锥透镜图案的位置，将激光束调制成弧形激光束。本发明专利技术可以实现大接收间隙下较高的修复效率和修复精度，可满足精细线路的修复要求或精细线路的制备要求。求或精细线路的制备要求。求或精细线路的制备要求。

【技术实现步骤摘要】
一种精细线路的制备/修复方法及系统


[0001]本专利技术涉及电路板修复的
，更具体地，涉及一种精细线路的制备/修复方法及系统。

技术介绍

[0002]印刷电路板(Printed Circuit Board、PCB)是组装电子产品、各电子元器件用的基板，是在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印刷板。PCB广泛应用于通讯电子、消费电子、计算机、汽车电子、工业控制、医疗器械、国防及航空航天等领域，是现代电子信息产品中不可或缺的电子元器件。电子设备采用印制板后，同类印制板具有一致性，可减小人工接线的差错，并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测，保证了电子设备的质量，提高了劳动生产率、降低了成本，并便于维修。随着电子产品朝着小型化、数字化发展，印制电路板也朝着高密度，高精度，细孔径，细导线，细间距，高可靠，多层化，高速传输，轻量，薄型方向发展，对精细线路的制备及修复提出了更高的要求。
[0003]中国专利CN113556934A公开了一种精细线路的制备/修复方法及装置，CCD相机对待修补印刷电路板连续拍照得到两幅或多幅图像，将两幅或多幅图像进行合成融合，滤除单个图像中的模糊部分，保留清晰部分，合成得到清晰的图像，可对任意形貌的产品进行3D检测；基于短路缺陷图案，空间光调制器调制得到短路目标形状激光束，基于断路缺陷图案，空间光调制器调制得到断路目标形状激光束，实现连续高效准确地修补任意形状的电路短路和电路断路问题。上述方案虽可实现任意形貌的断路缺陷和短路缺陷的修复，但其修复效率和修复精度无法满足精细线路的修复、且上述方案无法适用于大接收间隙情形下电路的制备。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种精细线路的制备/修复方法及系统，较高的修复效率和修复精度可满足精细线路的修复要求，且可适用于大接收间隙情形下电路的制备。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]提供一种精细线路的制备/修复方法，包括以下步骤：
[0007]S10.通过第一CCD视觉系统定位或识别：线路板的开路缺陷位置或线路的位置；
[0008]S20.选用空间光调制器，将激光加工系统发出的激光束调制为弧形激光束；在空间光调制的过程中实时进行整形观测；
[0009]S30.将步骤S20中调制得到的弧形激光束聚焦于牺牲层实现供体靶材转移沉积在步骤S10中所述的开路缺陷位置或线路的位置，完成开路缺陷修复、或完成线路的制备；
[0010]步骤S20中，弧形激光束按以下步骤调制得到：
[0011]S21.激光加工系统加工得到原始光束，原始光束为高斯光束；
[0012]S22.选用空间光调制器SLM中的轴棱锥透镜，通过调节轴棱锥透镜图案的底部和
顶部之间的相位差进行光场调制；
[0013]S23.通过调整在空间调制器上加载的轴棱锥透镜图案的位置，将激光束调制成弧形激光束。
[0014]本专利技术的精细线路的制备/修复方法，通过空间光调制器调制得到弧形光束，利用弧形激光束用于线路制备或线路修复，可避免高斯光束激光诱导供体靶材膜制备微电路存在的中空现象，具较高的修复效率和修复精度，还可适用于大接收间隙情形下的线路制备或线路修复。
[0015]优选地，步骤S22中，按以下步骤进行：
[0016]通过软件加载灰度图像到SLM上，0
‑
255每个灰度值对应一个相位值；通过一个平面矫正掩膜来补偿SLM的缺陷，一个光栅有效的将光束衍射到一级衍射和一个轴透镜组成的合并相位掩膜；将合并相位掩模加载到SLM，将激光束分为衍射光束和0阶光束，然后通过物理方法借助轴透镜后面的光阑挡住衍射光束，只通过一阶衍射光束；通过调整轴透镜中Top level/pi rad(
‑
100
‑
0)来调整环形光束的直径；通过对相位图加载到液晶面的位置进行移动获得目标整形光束。
[0017]优选地，步骤S23中，所述弧形激光束的弧度为0πrad～2πrad，所述弧形激光束沿着弧形激光束开口的方向扫描转移或沿着弧形激光束开口的反方向扫描。
[0018]优选地，步骤S23中，所述弧形激光束的弧度为πrad～5/3πrad之间，所述弧形激光束沿着弧形激光束开口的方向扫描或沿着弧形激光束开口的反方向扫描。当所述弧形激光束沿着弧形激光束开口的方向扫描时，可实现120μm的大接收间隙；当弧形激光束沿着弧形激光束开口的反方向扫描时，可实现90μm的大接收间隙。
[0019]优选地，步骤S20中，激光加工系统采用纳秒激光器发射波长为532nm的绿光高斯激光束。
[0020]优选地，所述激光脉冲能量为0.5μJ～12μJ，扫描速度为1mm/s～7mm/s。
[0021]优选地，步骤S30中，弧形激光束转移沉积的次数为3次～10次。
[0022]优选地，步骤S30中，所述牺牲层为制备在透明约束层面向接收基底表面的单一金属膜或复合金属膜，所述约束层连接于第二三维移动平台。
[0023]本专利技术还提供了一种用于精细线路的制备系统，包括计算机控制系统、激光加工系统、第一CCD视觉系统和用于修补断路时将修补材料转移至物镜下方的转移模块：
[0024]所述激光加工系统包括顺序设置的激光器、第五反射镜、衰减器、1/2波片、扩束镜、第一反射镜、第二反射镜、空间光调制器、光路调节模块及物镜：所述激光器产生激光束，所述激光束经第五反射镜、衰减器、1/2波片将激光束调整为水平偏振状态，后激光束入射至扩束镜中进行扩束准直；经准直的激光束顺序经第一反射镜和第二反射镜反射后进入空间光调制器调制得到目标光光束形状，目标光光束经光路调节模块聚焦、准直、再聚焦后经物镜用于加工，所述激光器连接于计算机控制系统；其中，所述空间光调制器和激光器连接于控制器，进入空间光调制器的入射光与反射光的夹角小于15度；所述空间光调制器连接于计算机控制系统，所述目标激光束为弧形激光束；
[0025]所述第一CCD视觉系统包括第一CCD相机、第一极化分光棱镜，从工件表面反射的反射光线经物镜和第二极化分光棱镜到达并经第一极化分光棱镜反射至第一CCD相机中进行成像，所述第一CCD相机连接于计算机控制系统；
[0026]还包括用于观测接收间隙的第二CCD视觉系统以及用于整形观测的光束分析仪，第二CCD视觉系统包括第二CCD相机及照明光源，所述第二CCD相机及照明光源均安装于第一三维移动平台。
[0027]本专利技术的用于精细线路的制备系统，通过空间光调制器调制得到弧形光束，利用弧形激光束用于线路制备或线路修复，可避免高斯光束激光诱导供体靶材膜制备微电路存在的中空现象，具较高的修复效率和修复精度，还可适用于大接收间隙情形下的线路制备或线路修复。
[0028]优选地，所述光路调节模块包括顺序设置的第三反射镜、第一透镜、第四反射镜、第二透镜、第二极化分光棱镜，目标光光束经第三反射镜反射至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种精细线路的制备/修复方法，其特征在于，包括以下步骤：S10.通过第一CCD视觉系统定位或识别：线路板的开路缺陷位置或线路的位置；S20.选用空间光调制器，将激光加工系统发出的激光束调制为弧形激光束；在空间光调制的过程中实时进行整形观测；S30.将步骤S20中调制得到的弧形激光束聚焦于牺牲层实现供体靶材转移沉积在步骤S10中所述的开路缺陷位置或线路的位置，完成开路缺陷修复、或完成线路的制备；步骤S20中，弧形激光束按以下步骤调制得到：S21.激光加工系统加工得到原始光束，原始光束为高斯光束；S22.选用空间光调制器SLM中的轴棱锥透镜，通过调节轴棱锥透镜图案的底部和顶部之间的相位差进行光场调制；S23.通过调整在空间调制器上加载的轴棱锥透镜图案的位置，将激光束调制成弧形激光束。2.根据权利要求1所述的精细线路的制备/修复方法，其特征在于，步骤S22中，按以下步骤进行：通过软件加载灰度图像到SLM上，0
‑
255每个灰度值对应一个相位值；通过一个平面矫正掩膜来补偿SLM的缺陷，一个光栅有效的将光束衍射到一级衍射和一个轴透镜组成的合并相位掩膜；将合并相位掩模加载到SLM，将激光束分为衍射光束和0阶光束，然后通过物理方法借助轴透镜后面的光阑挡住衍射光束，只通过一阶衍射光束；通过调整轴透镜中Top level/pi rad(
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100
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0)来调整环形光束的直径；通过对相位图加载到液晶面的位置进行移动获得目标整形光束。3.根据权利要求1所述的精细线路的制备/修复方法，其特征在于，步骤S23中，所述弧形激光束的弧度为0πrad～2πrad，所述弧形激光束沿着弧形激光束开口的方向扫描转移或沿着弧形激光束开口的反方向扫描。4.根据权利要求3所述的精细线路的制备/修复方法，其特征在于，步骤S23中，所述弧形激光束的弧度为πrad～5/3πrad之间，所述弧形激光束沿着弧形激光束开口的方向扫描或沿着弧形激光束开口的反方向扫描。5.根据权利要求1所述的精细线路的制备/修复方法，其特征在于，步骤S20中，激光加工系统采用纳秒激光器发射波长为532nm的绿光高斯激光束。6.根据权利要求5所述的精细线路的制备/修复方法，其特征在于，所述激光脉冲能量为0.5μJ～12μJ，扫描速度为1mm/s～7mm/s，弧形激光束转移沉积的次数为3次～10次。7.根据权利要求1所述的精细线路的制备/修复方法，其特征在于，步骤S30中，所述牺牲层为制备在透明约束层面向接收基底表面的单一金属膜或复合金属膜，所述约束层连接于第二三维移动平台。8.一种用于精细线路的制备系统，其特征在于，包括计算机控制系统(1)、激光加工系统(2)、第一CCD视觉系统(3)和用于修补断路时将修补材料转移至物镜(210)下方的转移模块(4)：所述激...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢小柱，黄亚军，崔佳琪，胡伟，任庆磊，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：