印制电路板的内层线路图形的制造方法、装置及系统与流程
未命名
07-23
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1.本发明涉及印制电路板加工技术领域,尤其涉及一种印制电路板的内层线路图形的制造方法、装置及系统。
背景技术:
2.印制电路板(printed circuit board,pcb)作为电子元器件电气相互连接的载体,是重要的电子部件。为实现良好的电气性能,pcb上元器件的布局及布线需经特殊设计。通常pcb的布线有多层设计,内层线路的尺寸和间距较外层更小,更为精细,高精度高分辨率的内层线路制造工艺是pcb加工能力提升的重点领域。
3.pcb内层线路生产是在图形转移工序,业界都是以感光干膜或感光湿膜两种方式进行图形转移,常用的加工方式有减层法(subtractive process,sp)、加成法(additive process,ap)及改良型半加成法(modified semi additive process,msap)。其中,常规pcb的内层线路一般通过sp法制作,该工艺中导电基板的铜层上会覆盖一层感光干膜作为抗蚀层,后将印有所需图形文件的菲林即胶片贴在抗蚀层上,经uv辐射后抗蚀层固化成所需的图案,撕去菲林,通过化学显影出去未暴露的抗蚀刻物质。曝光过程中铜层上感光干膜加上菲林的总厚度最小达150um,导致图像的解析度不高。同时感光干膜最小厚度为25um,刻蚀工序影响刻蚀的效率及刻蚀的精度,故无法制备得到高精密线路,无法满足高精密互连的加工需求。而加成法或改良型半加成法可以制备得到高精密线路,但是该两种方法相对于减层法,对基材和工艺流程要求很高,设备投入成本和生产成本高,产量小。所以,上述三种常规技术虽然各有优劣势,但均需要顺次经由贴膜、菲林对位、曝光、显影、蚀刻、去膜的步骤实现线路图形转移,其工序流程较多,也无法同时兼顾精度和效率。
技术实现要素:
4.本发明提供一种印制电路板的内层线路图形的制造方法、装置及系统,用以解决现有技术中pcb电路的图形转移工艺无法同时兼顾精度和效率的缺陷。
5.本发明提供一种印制电路板的内层线路图形的制造方法,包括:
6.基于导入的目标电路图形文件,确定目标内层基板的抗蚀层打印路径;
7.控制打印模组在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印,并将完成打印的目标内层基板进行固化,得到表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板;
8.控制加工模组对所述表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板依次执行对应制造工艺的后加工流程,在目标内层基板中形成对应的电路图形;
9.其中,所述目标电路图形文件至少包括的电路形状和电路宽度;所述目标内层基板为印制电路板中的任一板层,所述印制电路板中的板层与电路图形文件一一对应;所述打印模组可以在预定的气压参数作动下从打印针头挤压出打印材料,以在目标内层基板的表面上形成具有所述电路宽度的线路;所述打印针头的内径和所述电路宽度匹配。
10.根据本发明提供的一种印制电路板的内层线路图形的制造方法,所述基于导入的
目标电路图形文件,确定目标内层基板的抗蚀层打印路径,包括:
11.根据目标电路图形文件中携带的图层选项信息,按照从上到下、从左至右的原则对不同的图层进行打印路径规划,其步骤包括:
12.若所述图层选项信息为直线图层,按照从上到下、从左至右的默认原则,生成所述抗蚀层打印路径;
13.若所述图层选项信息为方形焊盘图层,在先打印外框轮廓,再对框内进行直线填充的原则的基础上,按照所述默认原则生成所述抗蚀层打印路径;
14.若所述图层选项信息为圆形焊盘图层,在先打印外圆轮廓,再对圆内进行圆环形填充的原则的基础上,按照所述默认原则生成所述抗蚀层打印路径;
15.其中,所述图层选项信息是在所述目标电路图形文件中根据所述目标内层基板所要求的图层形状确定的。
16.根据本发明提供的一种印制电路板的内层线路图形的制造方法,所述基于导入的目标电路图形文件,确定目标内层基板的抗蚀层打印路径,还包括:
17.在确定工艺选项信息为干膜法时,基于与所述目标电路图形文件中的电路形状匹配的坐标点集,确定第一抗蚀层打印路径;
18.在确定工艺选项信息为湿膜法时,基于与所述目标电路图形文件中的电路形状匹配的坐标点集的补集,确定第二抗蚀层打印路径;
19.其中,所述工艺选项信息是在所述目标电路图形文件中根据所述目标内层基板的制造工艺确定的。
20.根据本发明提供的一种印制电路板的内层线路图形的制造方法,所述控制打印模组在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印,并将完成打印的目标内层基板进行固化,得到表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板,包括:
21.在确定所述工艺选项信息为干膜法时,控制所述打印模组沿着所述第一抗蚀层打印路径在所述目标内层基板的金属表面上进行打印后固化成型,在所述目标内层基板的金属表面上形成与电路形状重合的抗蚀图形,得到具有第一抗蚀层的第一抗蚀基板;
22.在确定工艺选项信息为湿膜法时,根据所述第二抗蚀层打印路径在所述目标内层基板的基材表面上进行打印后固化成型,在所述目标内层基板上形成与电路形状互补的抗蚀图形,得到具有第二抗蚀层的第二抗蚀基板;
23.其中,所述金属表面覆盖于所述基材表面之上。
24.根据本发明提供的一种印制电路板的内层线路图形的制造方法,所述控制加工模组对所述表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板依次执行对应制造工艺的后加工流程,在目标内层基板中形成对应的电路图形,包括:
25.在确定工艺选项信息为干膜法时,将所述第一抗蚀基板的金属表面中未被所述第一抗蚀层覆盖到的金属表面进行蚀刻去除后,将所述第一抗蚀层进行化学清洗后所裸露的金属表面作为所述电路图形;
26.在确定工艺选项信息为湿膜法时,在对所述第二抗蚀基板上镀上一层金属膜后,对所述第二抗蚀层进行化学清洗,将未被清洗掉的金属膜作为所述电路图形。
27.根据本发明提供的一种印制电路板的内层线路图形的制造方法,在所述控制打印模组在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印之前,还包括:
28.进行打印前的准备操作,并对所述目标内层基板进行扫描,获取所述目标内层基板的平整度数据;
29.控制打印模组移动至目标内层基板的起始打印点,基于所述平整度数据,调整所述打印模组在竖直方向上的打印接收距离,以使得每一打印点对应的打印接收距离相同。
30.本发明还提供一种印制电路板的内层线路图形的制造装置,包括:
31.路径规划模块,用于基于导入的目标电路图形文件,确定目标内层基板的抗蚀层打印路径;
32.抗蚀层打印模块,用于控制打印模组在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印,并将完成打印的目标内层基板进行固化,得到表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板;
33.电路加工模块,用于控制加工模组对所述表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板依次执行对应制造工艺的后加工流程,在目标内层基板中形成对应的电路图形;
34.其中,所述目标电路图形文件至少包括的电路形状和电路宽度;所述目标内层基板为印制电路板中的任一板层,所述印制电路板中的板层与电路图形文件一一对应;所述打印模组可以在预定的气压参数作动下从打印针头挤压出打印材料,以在目标内层基板的表面上形成具有所述电路宽度的线路;所述打印针头的内径和所述电路宽度匹配。
35.本发明还提供一种印制电路板的内层线路图形的制造系统,包括通信连接的控制终端、打印模组和加工模组;所述控制终端用于执行所述程序时实现如上任一项所述印制电路板的内层线路图形的制造方法;
36.所述打印模组包括运动控制系统、吸附装置、测量系统、z轴控制器和打印针头;
37.所述运动控制系统,与所述控制终端连接,用于在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印,并将完成打印的目标内层基板进行固化,得到表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板;
38.吸附装置,与所述运动控制系统连接,包括用于通过真空泵使所述目标内层基板的下表面吸附在吸盘上;
39.测量系统,与所述控制终端连接,包括传感器和传感器控制器,所述传感器用于测量所述目标内层基板的平整度数据;
40.z轴控制器,与所述控制终端连接,用于控制所述打印针头与所述目标内层基板的上表面之间的打印接收距离;
41.所述打印针头,与所述z轴控制器连接,包括所述打印针头和流体控制系统,所述流体控制系统用于向所述打印针头提供预定的气压参数;
42.所述加工模组,用于对所述表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板依次执行刻蚀工艺和去膜工艺,在目标内层基板中形成对应的电路图形。
43.本发明还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述印制电路板的内层线路图形的制造方法。
44.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述印制电路板的内层线路图形的制造方法。
45.本发明还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序被处理器
执行时实现如上述任一种所述印制电路板的内层线路图形的制造方法。
46.本发明提供的印制电路板的内层线路图形的制造方法、装置及系统,基于预先设计好电路图形文件规划出的抗蚀层打印路径后,控制打印模组在对应的内层基板上打印出与电路图形文件匹配的形状和线宽的抗蚀图形,紧接着控制加工模组对抗蚀图形在内层基板上所形成的掩膜执行不同制造工艺下显影后的加工流程,以直接获得所需的电路图形。能够将所需线路图案通过挤出式3d打印直接打印在基板上,免去了菲林转印和多余抗蚀层材料的显影步骤,实现同时兼顾线路精密程度和打印效率的目的,还能降低化学废液的排放,环保性极佳。
附图说明
47.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
48.图1是本发明提供的印制电路板的内层线路图形的制造方法的流程示意图;
49.图2是本发明提供的加工流程示意图之一;
50.图3是本发明提供的加工流程示意图之二;
51.图4是本发明提供的印制电路板的内层线路图形的制造装置的结构示意图;
52.图5是本发明提供的印制电路板的内层线路图形的制造系统的结构示意图;
53.图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
54.以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他有点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变,需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特例可以相互组合。
55.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
56.本技术的说明书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施,且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类,并不限定对象的个数,例如第一对象可以是一个,也可以是多个。
57.应当理解,在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
58.术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,
但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
59.图1是本发明提供的印制电路板的内层线路图形的制造方法的流程示意图。如图1所示,本发明实施例提供的印制电路板的内层线路图形的制造方法包括:步骤101、基于导入的目标电路图形文件,确定目标内层基板的抗蚀层打印路径。
60.其中,所述目标电路图形文件至少包括的电路形状和电路宽度。所述目标内层基板为印制电路板中的任一板层,所述印制电路板中的板层与电路图形文件一一对应。
61.需要说明的是,本发明实施例提供的印制电路板的内层线路图形的制造方法的执行主体是印制电路板的内层线路图形的制造装置。
62.本发明实施例提供的印制电路板的内层线路图形的制造方法的应用场景由印制电路板的内层打印任务决定。
63.其中,打印任务包括但不限于对确定打印对象为多层结构的印制电路板中的某一板层,以及根据对应板层的内层基板目标内层基板尺寸大小和电路设计需求,将电路形状和电路宽度整合至电路图形文件中。
64.目标内层基板,是指印制电路板中当前待进行打印处理的板层,对该板层的电路设计需求体现在对应的目标电路图形文件。
65.具体地,在步骤101中,印制电路板的内层线路图形的制造装置接收到用户对目标内层基板所设置的电路图形文件,自动识别出需要打印的图案,并生成相应的抗蚀层打印路径。
66.其中,抗蚀层打印路径是根据与电路形状匹配的坐标点按照其所指示电路走向进行排序得到的坐标点序列集合,抗蚀层打印路径的起始打印点和终止打印店分别对应电路图形的起点和终点。
67.步骤102、控制打印模组在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印,并将完成打印的目标内层基板进行固化,得到表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板。
68.其中,所述打印模组可以在预定的气压参数作动下从打印针头挤压出打印材料,以在目标内层基板的表面上形成具有所述电路宽度的线路。所述打印针头的内径和所述电路宽度匹配。
69.需要说明的是,打印模组至少包括通信连接的运动控制系统和打印针头,在根据电路设计需求中携带的电路宽度选定具有对应内径大小的打印针头后,可以由运动控制系统驱动目标内层基板移动至预打印区,由在印制电路板的内层线路图形的制造装置所依托运行的电子设备中预定的气压参数进行作业,待打印材料挤出至打印针头开始稳定出料(仅换料后第一片产品需要挤出进行预打印)后,才正式开启线路打印流程。
70.其中,打印材料,为用于形成抗蚀层的浆料,其组分包括但不限于丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、聚酰亚胺等高分子树脂类材料。
71.例如,可以采用如下方式制备具有耐酸蚀的丙烯酸酯类抗蚀液材料:
72.1、将1.733g水倒入容器中,搅拌下分次加入0.579g丙烯酸乙酯与甲基丙烯酸甲酯(mol比1:2)的共聚物,搅拌5分钟;
73.2、滴加0.295g氨水(1mol/l/1.7%),缓慢滴加,5-10分钟内滴加完成,继续搅拌60分钟;
74.3、加入0.29g柠檬酸三乙酯,再搅拌0.5小时,最终获得所需的抗蚀打印材料。
75.具体地,在步骤102中,印制电路板的内层线路图形的制造装置根据与打印模组反馈的预备进度信息确定打印模组已经完成上料并准备就绪后,向打印模组发出打印指令。
76.打印模组接收并响应于打印指令,由打印模组中的运动控制系统驱动打印针头移动至目标内层基板的起始打印点后从针头处挤出抗蚀层材料,在带动目标内层基板在沿着抗蚀层打印路径所预定的轨迹运动的同时,还控制针头与基板上表面的距离,以在目标内层基板表面打印并固化,形成高精密的抗蚀图形。
77.其中,抗蚀图形的线宽可达1~500μm,线距可达1~500μm。
78.可以理解的是,在完成所有的打印任务后,印制电路板的内层线路图形的制造装置驱动运动控制系统,将打印针头移动至清洗区,以使得打印针头浸泡入清洗区溶剂中进行室温条件下的液封保存。
79.步骤103、控制加工模组对所述表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板依次执行对应制造工艺的后加工流程,在目标内层基板中形成对应的电路图形。
80.具体地,在步骤103中,印制电路板的内层线路图形的制造装置根据与打印模组反馈的打印进度信息确定打印模组已经完成打印后,向加工模组发出加工指令。
81.加工模组接收并响应于加工指令,由加工模组按照现有用户所选定的制造工艺中的常规后加工步骤进行处理,剥离掉不属于电路形状的涂层部分,以在目标内层基板中形成对应的电路图形。现有技术中,无论是采用感光湿膜或感光干膜进行内层线路转印,均存在贴膜、菲林对位、曝光、显影的步骤,工序流程多。
82.使用挤出式3d打印的方式将聚丙烯酸酯类的抗蚀层材料直接在基板表面打印出所需的线路图形,然后将材料固化,再进行后续的蚀刻(加成法为铜电镀)和去膜工序,即可直接获得所需的电路图形。
83.相较于使用挤出式3d打印金属浆量直接制作多层线路板的方案,为使金属浆料便于打印具有较好的剪切性能,浆料中必须含有相应的溶剂,因此浆料烧结后的金属导电性会低于纯金属导电性。本方案执行打印的是内层线路工艺中的抗蚀层,构成内层线路的金属仍为纯金属,因此相应的导电性能会更高。
84.因3d打印的特征尺寸可达1μm,使用该方法可以打印出的线宽1~500μm,线距1~500μm,厚度1~50μm,因此对于ic载板及类载板上所需的高精密路线也能满足产品需求。
85.此外,感光湿膜和感光干膜在曝光显影工序,均需要使用相应的化学显影液去除未固化部分,所使用的化学溶剂需要经专门处理方可排放,本技术利用3d打印技术所生成的掩膜无需曝光显影工序,大幅度生产处理成本。
86.本发明实施例基于预先设计好电路图形文件规划出的抗蚀层打印路径后,控制打印模组在对应的内层基板上打印出与电路图形文件匹配的形状和线宽的抗蚀图形,紧接着控制加工模组对抗蚀图形在内层基板上所形成的掩膜执行不同制造工艺下显影后的加工流程,以直接获得所需的电路图形。能够将所需线路图案通过挤出式3d打印直接打印在基板上,免去了菲林转印和多余抗蚀层材料的显影步骤,实现同时兼顾线路精密程度和打印效率的目的,还能降低化学废液的排放,环保性极佳。
87.在上述任一实施例的基础上,基于导入的目标电路图形文件,确定目标内层基板的抗蚀层打印路径,包括:根据目标电路图形文件中携带的图层选项信息,按照从上到下、从左至右的原则对不同的图层进行打印路径规划,其步骤包括:
88.若所述图层选项信息为直线图层,按照从上到下、从左至右的默认原则,生成所述抗蚀层打印路径。
89.若所述图层选项信息为方形焊盘图层,在先打印外框轮廓,再对框内进行直线填充的原则的基础上,按照所述默认原则生成所述抗蚀层打印路径;
90.若所述图层选项信息为圆形焊盘图层,在先打印外圆轮廓,再对圆内进行圆环形填充的原则的基础上,按照所述默认原则生成所述抗蚀层打印路径;
91.其中,所述图层选项信息是在所述目标电路图形文件中根据所述目标内层基板所要求的图层形状确定的。
92.需要说明的是,图层选项信息,是指在电路图形文件中,根据实际制造需求为目标内层基板选定的图层形状进行设置的。
93.其中,工艺选项信息可以依据形状大致分为直线图层选项、方形焊盘图层选项和圆形焊盘图层选项。
94.具体地,在步骤101中,印制电路板的内层线路图形的制造装置根据从目标电路图形文件中读取到的图层选项信息按照相对应的规则进行打印路径的规划。其中:
95.若确定图层选项信息被设置为直线图层时,则按照从上到下、从左至右的默认原则下所确定的走向排列,生成由直线线条顺次拼接构成的抗蚀层打印路径。
96.若确定图层选项信息被设置为方形焊盘图层时,首先要遵循先打印外部的方形轮廓,再对框内进行直线填充的原则,在此基础上按照从上到下、从左至右的默认原则确定路线的走向排列,生成由外框呈方形且内部线条顺次拼接构成的抗蚀层打印路径。
97.若确定图层选项信息被设置为圆形焊盘图层时,首先要遵循先打印外部的圆形轮廓,再对框内进行直线或者曲线填充的原则,在此基础上按照从上到下、从左至右的默认原则确定路线的走向排列,生成由外框呈圆形且内部线条顺次拼接构成的抗蚀层打印路径。
98.本实施例提供一种印制电路板的内层线路图形的制造方法,包括步骤:
99.s1、将目标电路图形文件进行预处理,分成直线、方形焊盘、圆形焊盘三个图层。
100.s2、将上述三个图层导入打印设备,生成目标内层基板图形的打印路径。
101.s3、通过挤出口挤出耐酸刻蚀的抗蚀层材料,沿着上述生成的打印路径打印,在基板上形成线路层。
102.s4、将打印完成的目标内层基板进行固化,完成目标内层图形的制备。
103.本实施例中,通过精密气压控制,使抗蚀材料可从精密打印针头尖端的挤出口(挤出口内径≥1um,玻璃或陶瓷材质)丝状挤出出料。
104.本实施例中,在抗蚀层打印路径指导下生成的抗蚀图形的线宽由气压、平台运动速度、精密打印针头内径三者共同决定。示例性地,以圆形焊盘的打印精度作为示例给出三组参数进行指导说明:
105.参数1:气压20psi,平台运动速度10mm/s,打印头内径10um,打印图形的直线线宽可达5~500um,圆形焊盘直径可达20~500um。
106.参数2:气压30psi,平台运动速度5mm/s,打印头内径10um,打印图形的直线线宽可达10~500um,圆形焊盘直径可达30~500um。
107.参数3:气压40psi,平台运动速度1mm/s,打印头内径10um,打印图形的直线线宽可达20~500um,圆形焊盘直径可达50~500um。
108.可见,在同一打印头内径下,气压越大且速度越慢,所形成线宽越宽。
109.本发明实施例根据图层选项信息所指示的不同图层形状,分别结合图层形状以对应的规划原则生成路径流畅的抗蚀层打印路径,以在对应的内层基板上打印出与图层形状匹配且路径最优的抗蚀图形,紧接着控制加工模组对抗蚀图形在内层基板上所形成的掩膜执行不同制造工艺下显影后的加工流程,以直接获得所需的电路图形。能够提高打印路径的规划效率,还能降低化学废液的排放,环保性极佳。
110.在上述任一实施例的基础上,基于导入的目标电路图形文件,确定目标内层基板的抗蚀层打印路径,还包括:在确定工艺选项信息为干膜法时,基于与所述目标电路图形文件中的电路形状匹配的坐标点集,确定第一抗蚀层打印路径。
111.其中,所述工艺选项信息是在所述目标电路图形文件中根据所述目标内层基板的制造工艺确定的。
112.需要说明的是,工艺选项信息,是指在电路图形文件中,根据为目标内层基板选定的制造工艺进行设置的。
113.其中,工艺选项信息可以依据制造工艺的类型归纳为干膜法选项和湿膜法选项。
114.干膜法选项可以支持减层法(subtractive process,sp),湿膜法选项可以支持加成法(additive process,ap)及改良型半加成法(modified semi additive process,msap)。
115.具体地,在步骤101中,印制电路板的内层线路图形的制造装置若从目标电路图形文件中读取到的工艺选项信息被设置为干膜法时,将与电路形状对应的坐标点集,按照其设定的走向排列,形成在干膜法制造工艺所对应的第一抗蚀层打印路径。
116.在确定工艺选项信息为湿膜法时,基于与所述目标电路图形文件中的电路形状匹配的坐标点集的补集,确定第二抗蚀层打印路径;
117.具体地,在步骤101中,印制电路板的内层线路图形的制造装置若从目标电路图形文件中读取到的工艺选项信息被设置为湿膜法时,将与电路形状对应的坐标点集的补集,按照其设定的走向排列,形成在湿膜法制造工艺所对应的第二抗蚀层打印路径。
118.本发明实施例根据工艺选项信息所指示的不同制造工艺,分别结合电路形状以对应的设计方式规划出的与制造工艺相适配的抗蚀层打印路径,以控制打印模组在对应的内层基板上打印出对应制造工艺所需的抗蚀图形后,继续按照对应制造工艺中显影后的加工流程得到电路图形。能够将所需线路图形直接打印在基板上,可以免去现有制造工艺中贴膜、菲林对位、显影工序,优化后的工艺步骤为打印固化-掩膜蚀刻-去膜3道工序,极大程度精简加工工艺。
119.在上述任一实施例的基础上,控制打印模组在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印,并将完成打印的目标内层基板进行固化,得到表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板,包括:在确定所述工艺选项信息为干膜法时,控制所述打印模组沿着所述第一抗蚀层打印路径在所述目标内层基板的金属表面上进行打印后固化成型,在所述目标内层基板的金属表面上形成与电路形状重合的抗蚀图形,得到具有第一抗蚀层的第一抗蚀基板。
120.其中,所述金属表面覆盖于所述基材表面之上。
121.具体地,在步骤102中,印制电路板的内层线路图形的制造装置若从目标电路图形
文件中读取到的工艺选项信息被设置为干膜法时,在完成路径规划后,通过打印指令将注有干膜浆料的打印针头置于表面覆有导电金属表面的目标内层基板中起始打印点的正上方,随着打印针头沿着第一抗蚀层打印路径匀速移动至终止打印点的过程,针头所持续稳定挤出的干膜浆料会随之形成与电路形状重合的抗蚀图形,并将具有该抗蚀图形的抗蚀层作为第一抗蚀层,将其固化成型后形成第一抗蚀基板。
122.在确定工艺选项信息为湿膜法时,根据所述第二抗蚀层打印路径在所述目标内层基板的基材表面上进行打印后固化成型,在所述目标内层基板上形成与电路形状互补的抗蚀图形,得到具有第二抗蚀层的第二抗蚀基板。
123.具体地,在步骤102中,印制电路板的内层线路图形的制造装置若从目标电路图形文件中读取到的工艺选项信息被设置为湿膜法时,在完成路径规划后,通过打印指令将注有湿膜浆料的打印针头置于目标内层基板中起始打印点的正上方,随着打印针头沿着第二抗蚀层打印路径匀速移动至终止打印点的过程,针头所持续稳定挤出的湿膜浆料会随之形成与电路形状互补的抗蚀图形,并将具有该抗蚀图形的抗蚀层作为第二抗蚀层,将其固化成型后形成第二抗蚀基板。
124.本发明实施例根据工艺选项信息所指示的不同制造工艺,决策控制打印模组在按照不同的抗蚀层打印路径进行3d打印时,在与制造工艺相适配的基板表面上形成相应的抗蚀图形,以利用对应制造工艺中显影后的加工流程得到电路图形。能够把高精密尺寸的抗蚀层材料直接通过3d打印方式,打印出所需图形附着在基板上形成掩膜,在提高加工效率的基础上,既可以解决减层法中干膜分辨率不高的问题,获得高精密尺寸的线路,同时还可以减少曝光、显影等工序,降低减层法的制作成本。
125.在上述任一实施例的基础上,控制加工模组对所述表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板依次执行对应制造工艺的后加工流程,在目标内层基板中形成对应的电路图形,包括:在确定工艺选项信息为干膜法时,将所述第一抗蚀基板的金属表面中未被所述第一抗蚀层覆盖到的金属表面进行蚀刻去除后,将所述第一抗蚀层进行化学清洗后所裸露的金属表面作为所述电路图形。
126.具体地,在步骤103中,印制电路板的内层线路图形的制造装置若从目标电路图形文件中读取到的工艺选项信息被设置为干膜法时,在完成抗蚀层打印后,通过加工指令控制加工模组对第一抗蚀基板进行蚀刻,去除第一抗蚀基板中未被第一抗蚀层覆盖到的金属表面,完成蚀刻流程。
127.紧接着,利用化学溶剂溶解掉第一抗蚀层,使第一抗蚀层下的金属线路裸露在基板表面,完成去膜流程后形成最终的电路图形。
128.示例性地,图2是本发明提供的加工流程示意图之一。如图2所示,本发明实施例给出一种干膜法工艺下印制电路板的内层线路图形的制造方法的具体实施方式:
129.(1)将所需的电路图形文件导入打印系统中,系统自动识别需要打印的图案,生成相应的抗蚀层打印路径。
130.(2)若工艺选项信息设置为干膜法,将干膜抗蚀材料装入料管,置于打印模组中,并准备好表面镀有铜膜的目标内层基板。
131.(3)控制针头与表面镀有铜膜的目标内层基板上表面之间的距离,通过均匀挤出的抗蚀层材料打印出高精密的第一抗蚀层。
132.(4)对第一抗蚀层进行固化,得到抗蚀层和金属导电层呈上下结构的第一抗蚀基板。
133.(5)对第一抗蚀基板进行刻蚀,仅保留被第一抗蚀层覆盖的金属导电线路。
134.(6)执行去膜工艺,第一抗蚀层从被保留下来的金属导电线路的上方剥离,即得到所需的电路图形。
135.现有成熟的干膜减层法制备内层线路图形需要经过贴膜-菲林对位-曝光-显影-蚀刻-去膜6道工序,若使用上述新方案,将所需线路图形直接打印在基板上,可以,免去贴膜、菲林对位、显影工序,优化后的工艺步骤为打印固化-蚀刻-去膜3道工序。
136.在确定工艺选项信息为湿膜法时,在对所述第二抗蚀基板上镀上一层金属膜后,对所述第二抗蚀层进行化学清洗,将未被清洗掉的金属膜作为所述电路图形。
137.具体地,在步骤103中,印制电路板的内层线路图形的制造装置若从目标电路图形文件中读取到的工艺选项信息被设置为湿膜法时,在完成抗蚀层打印后,通过加工指令控制加工模组对第二抗蚀基板进行沉铜,在第二抗蚀基板中未被第一抗蚀层覆盖到的位置镀上一层金属膜,完成沉铜流程。
138.紧接着,利用化学溶剂溶解掉第二抗蚀层,使除第二抗蚀层以外的金属线路保留在基板表面,完成去膜流程后形成最终的电路图形。
139.示例性地,图3是本发明提供的加工流程示意图之二。如图3所示,本发明实施例给出一种湿膜法工艺下印制电路板的内层线路图形的制造方法的具体实施方式:
140.(1)将所需的电路图形文件导入打印系统中,系统自动识别需要打印的图案,生成相应的抗蚀层打印路径。
141.(2)若工艺选项信息设置为湿膜法,将湿膜抗蚀材料装入料管,置于打印模组中。
142.(3)控制针头与目标内层基板上表面之间的距离,通过均匀挤出的抗蚀层材料打印出高精密的第二抗蚀层。
143.(4)对第二抗蚀层进行固化,得到仅包含抗蚀层的第二抗蚀基板。
144.(5)对第二抗蚀基板进行沉铜,使得抗蚀层和金属导电层处于同一水平面且呈互补结构。
145.(6)执行去膜工艺,将第二抗蚀层溶解掉,剩余的金属导电层即形成所需的电路图形。
146.现有成熟的湿膜加层法制备内层线路图形需要经过湿膜涂布-菲林对位-曝光-显影-铜电镀-去膜6道工序,若使用上述新方案,将所需线路图形直接打印在基板上,可以免去湿膜涂布、菲林对位、显影工序,优化后的工艺步骤为打印固化-铜电镀-去膜3道工序,工序数量减少50%。
147.本发明实施例根据工艺选项信息所指示的不同制造工艺,决策控制加工模组利用对应制造工艺中显影后的加工流程得到电路图形。能够免去了菲林转印和多余抗蚀层材料的显影步骤,减少了显影所需化学试剂的使用,降低了废液的排放,环保性佳。
148.在上述任一实施例的基础上,在所述控制打印模组在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印之前,还包括:进行打印前的准备操作,并对所述目标内层基板进行扫描,获取所述目标内层基板的平整度数据。
149.需要说明的是,还需要在打印模组中的打印针头侧边,以一定的相对位置关系布
设一个视觉测量系统。
150.其中,测量系统包括传感器和传感器控制器,传感器和传感器控制器分别与印制电路板的内层线路图形的制造装置连接,对整个目标内层基板进行快速扫描,记录基板的平整度数据。
151.传感器控制器根据印制电路板的内层线路图形的制造装置发出的指令生成传感器的扫描路线,以使得传感器在z轴的某一高度固定后,使传感器垂直于基板所处的水平面,以该平面为基准,根据扫描路线在目标内层基板的上表面遍历每一个打印点,并进行扫描,将传感器与每一个打印点之间的基准垂直距离记录为平整度数据,并存储在印制电路板的内层线路图形的制造装置的本地数据库中。
152.本发明实施例对传感器的类型不作具体限定。
153.示例性地,传感器可以为一种基于光飞行时间(time of flight)原理的测距传感器,利用调制光束的光速,以及在待测距离上往返传播的时间,求得待测距离。
154.示例性地,传感器可以为一种几何三角光学测量原理的测距传感器。
155.具体地,在步骤102之前,操作人员以打印任务为导向,在规划好抗蚀层打印路径后,印制电路板的内层线路图形的制造装置下控制打印模组中的测量系统快速扫描整个目标内层基板,记录目标内层基板的平整度数据。
156.其中,平整度数据包括每一个打印点的位置坐标信息,以及对应的基准垂直距离。
157.控制打印模组移动至目标内层基板的起始打印点,基于所述平整度数据,调整所述打印模组在竖直方向上的打印接收距离,以使得每一打印点对应的打印接收距离相同。
158.测量系统中的传感器与目标多针模组的相对位置关系。
159.具体地,印制电路板的内层线路图形的制造装置调用目标内层基板的平整度数据,利用测量系统中的传感器与打印针头的相对位置关系进行三角函数关系的位置解算,将传感器与对应打印点的距离转换为打印针头与该打印点的垂直距离,并将其作为打印接收距离,以参照平整度数据所指示的基板在当前打印点参照平面高度对其进行调整,以使得调整后,打印针头在各打印点都以同样的打印接收距离进行打印。
160.本发明实施例基于在实施打印前扫描得到的平整度数据,使打印针头在实施打印的过程中,在各打印点以同样的打印接收距离进行直写3d打印。能够消除由内层基板的不平整所引起的误差,以提高制作效率和精密度。
161.图4是本发明提供的印制电路板的内层线路图形的制造装置的结构示意图。在上述任一实施例的基础上,如图4所示,该装置包括路径规划模块410、抗蚀层打印模块420和电路加工模块430,其中:
162.路径规划模块410,用于基于导入的目标电路图形文件,确定目标内层基板的抗蚀层打印路径。
163.抗蚀层打印模块420,用于控制打印模组在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印,并将完成打印的目标内层基板进行固化,得到表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板。
164.电路加工模块430,用于控制加工模组对所述表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板依次执行对应制造工艺的后加工流程,在目标内层基板中形成对应的电路图形。
165.其中,所述目标电路图形文件至少包括的电路形状和电路宽度;所述目标内层基
板为印制电路板中的任一板层,所述印制电路板中的板层与电路图形文件一一对应;所述打印模组可以在预定的气压参数作动下从打印针头挤压出打印材料,以在目标内层基板的表面上形成具有所述电路宽度的线路;所述打印针头的内径和所述电路宽度匹配。
166.具体地,路径规划模块410、抗蚀层打印模块420和电路加工模块430顺次电连接。
167.路径规划模块410接收到用户对目标内层基板所设置的电路图形文件,自动识别出需要打印的图案,并生成相应的抗蚀层打印路径。
168.其中,抗蚀层打印路径是根据与电路形状匹配的坐标点按照其所指示电路走向进行排序得到的坐标点序列集合,抗蚀层打印路径的起始打印点和终止打印店分别对应电路图形的起点和终点。
169.抗蚀层打印模块420根据与打印模组反馈的预备进度信息确定打印模组已经完成上料并准备就绪后,向打印模组发出打印指令。
170.打印模组接收并响应于打印指令,由打印模组中的运动控制系统驱动打印针头移动至目标内层基板的起始打印点后从针头处挤出抗蚀层材料,在带动目标内层基板在沿着抗蚀层打印路径所预定的轨迹运动的同时,还控制针头与基板上表面的距离,以在目标内层基板表面打印并固化,形成高精密的抗蚀图形。
171.电路加工模块430根据与打印模组反馈的打印进度信息确定打印模组已经完成打印后,向加工模组发出加工指令。
172.加工模组接收并响应于加工指令,由加工模组按照现有用户所选定的制造工艺中的常规后加工步骤进行处理,剥离掉不属于电路形状的涂层部分,以在目标内层基板中形成对应的电路图形。
173.可选地,路径规划模块410,具体用于根据目标电路图形文件中携带的图层选项信息,按照从上到下、从左至右的原则对不同的图层进行打印路径规划,其步骤包括:
174.若所述图层选项信息为直线图层,按照从上到下、从左至右的默认原则,生成所述抗蚀层打印路径;
175.若所述图层选项信息为方形焊盘图层,在先打印外框轮廓,再对框内进行直线填充的原则的基础上,按照所述默认原则生成所述抗蚀层打印路径;
176.若所述图层选项信息为圆形焊盘图层,在先打印外圆轮廓,再对圆内进行圆环形填充的原则的基础上,按照所述默认原则生成所述抗蚀层打印路径;
177.其中,所述图层选项信息是在所述目标电路图形文件中根据所述目标内层基板所要求的图层形状确定的。
178.可选地,路径规划模块410,具体用于在确定工艺选项信息为干膜法时,基于与所述目标电路图形文件中的电路形状匹配的坐标点集,确定第一抗蚀层打印路径。
179.路径规划模块410,还具体用于在确定工艺选项信息为湿膜法时,基于与所述目标电路图形文件中的电路形状匹配的坐标点集的补集,确定第二抗蚀层打印路径。
180.其中,所述工艺选项信息是在所述目标电路图形文件中根据所述目标内层基板的制造工艺确定的。
181.可选地,抗蚀层打印模块420,还具体用于在确定所述工艺选项信息为干膜法时,控制所述打印模组沿着所述第一抗蚀层打印路径在所述目标内层基板的金属表面上进行打印后固化成型,在所述目标内层基板的金属表面上形成与电路形状重合的抗蚀图形,得
到具有第一抗蚀层的第一抗蚀基板。
182.可选地,电路加工模块430,还具体用于在确定工艺选项信息为湿膜法时,根据所述第二抗蚀层打印路径在所述目标内层基板的基材表面上进行打印后固化成型,在所述目标内层基板上形成与电路形状互补的抗蚀图形,得到具有第二抗蚀层的第二抗蚀基板。
183.其中,所述金属表面覆盖于所述基材表面之上。
184.可选地,该装置还包括扫描模块和调整模块,其中:
185.扫描模块,用于进行打印前的准备操作,并对所述目标内层基板进行扫描,获取所述目标内层基板的平整度数据。
186.调整模块,用于控制打印模组移动至目标内层基板的起始打印点,基于所述平整度数据,调整所述打印模组在竖直方向上的打印接收距离,以使得每一打印点对应的打印接收距离相同。
187.本发明实施例提供的印制电路板的内层线路图形的制造装置,用于执行本发明上述印制电路板的内层线路图形的制造方法,其实施方式与本发明提供的印制电路板的内层线路图形的制造方法的实施方式一致,且可以达到相同的有益效果,此处不再赘述。
188.本发明实施例基于预先设计好电路图形文件规划出的抗蚀层打印路径后,控制打印模组在对应的内层基板上打印出与电路图形文件匹配的形状和线宽的抗蚀图形,紧接着控制加工模组对抗蚀图形在内层基板上所形成的掩膜执行不同制造工艺下显影后的加工流程,以直接获得所需的电路图形。能够将所需线路图案通过挤出式3d打印直接打印在基板上,免去了菲林转印和多余抗蚀层材料的显影步骤,实现同时兼顾线路精密程度和打印效率的目的,还能降低化学废液的排放,环保性极佳。
189.图5是本发明提供的印制电路板的内层线路图形的制造系统的结构示意图。在上述任一实施例的基础上,如图5所示,该系统包括通信连接的控制终端510、打印模组520和加工模组530。所述控制终端510用于执行所述程序时实现印制电路板的内层线路图形的制造方法。
190.所述打印模组520包括运动控制系统、吸附装置、测量系统、z轴控制器和打印针头。
191.所述运动控制系统,与所述控制终端510连接,用于在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印,并将完成打印的目标内层基板进行固化,得到表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板。
192.吸附装置,与所述运动控制系统连接,包括用于通过真空泵使所述目标内层基板的下表面吸附在吸盘上。
193.测量系统,与所述控制终端510连接,包括传感器和传感器控制器,所述传感器用于测量所述目标内层基板的平整度数据。
194.z轴控制器,与所述控制终端510连接,用于控制所述打印针头与所述目标内层基板的上表面之间的打印接收距离。
195.所述打印针头,与所述z轴控制器连接,包括所述打印针头和流体控制系统,所述流体控制系统用于向所述打印针头提供预定的气压参数。
196.所述加工模组530,用于对对所述表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板依次执行对应制造工艺的后加工流程,在目标内层基板中形成对应的电路图形。
197.具体地,印制电路板的内层线路图形的制造系统中由控制终端510按照对应的制造工艺依次控制打印模组520和加工模组530进行作业,完成pcb内层基板的电路打印。
198.其中,打印模组520中的运动控制系统与控制终端510连接,可根据不同需求进行编程控制,驱动设备中不同部件在对应的工艺流程中执行对应的动作,以进行3d打印。
199.打印模组520中的吸附装置与运动控制系统连接,将目标内层基板的下表面放置在吸盘上,当确定目标内层基板的下表面与吸盘完全接触后开启真空电磁阀连通真空泵,使目标内层基板在吸盘的真空吸附下,提高目标基板整体表面的平整度。
200.打印模组520中的测量系统包括传感器和传感器控制器,传感器和传感器控制器分别与控制终端510连接,对整个目标内层基板进行快速扫描,记录基板平整度数据。
201.传感器控制器根据接收控制终端510的指令生成传感器的扫描路线,以使得传感器在z轴的某一高度固定后,使传感器131垂直于水平面,根据扫描路线在目标基板的上表面遍历每一个打印点,并进行扫描,将传感器与每一个打印点之间的基准垂直距离记录为平整度数据,并存储在控制终端510的本地数据库中。
202.打印模组520中的z轴控制器与打印针头连接,在z轴控制器接收到控制终端510发送的调整策略,对调节打印针头与目标内层基板的上表面的各打印点之间的打印接收距离。
203.打印模组520中的打印针头与z轴控制器连接,以驱动目标多针模组150按照预先获取的打印接收距离的调整策略,在吸附装置携带目标基板的运动过程中,遍历每一个打印点调整打印接收距离,并进行打印。
204.加工模组530则是集成多种制造工艺所设计的掩膜处理流程,以利用目标内层基板表面的掩膜分离出电路图形。
205.本发明实施例基于预先设计好电路图形文件规划出的抗蚀层打印路径后,控制打印模组在对应的内层基板上打印出与电路图形文件匹配的形状和线宽的抗蚀图形,紧接着控制加工模组对抗蚀图形在内层基板上所形成的掩膜执行不同制造工艺下显影后的加工流程,以直接获得所需的电路图形。能够将所需线路图案通过挤出式3d打印直接打印在基板上,免去了菲林转印和多余抗蚀层材料的显影步骤,实现同时兼顾线路精密程度和打印效率的目的,还能降低化学废液的排放,环保性极佳。
206.图6示例了一种电子设备的实体结构示意图,如图6所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)610、通信接口(communications interface)620、存储器(memory)630和通信总线640,其中,处理器610,通信接口620,存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令,以执行印制电路板的内层线路图形的制造方法,该方法包括:基于导入的目标电路图形文件,确定目标内层基板的抗蚀层打印路径;控制打印模组在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印,并将完成打印的目标内层基板进行固化,得到表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板;控制加工模组对所述表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板依次执行对应制造工艺的后加工流程,在目标内层基板中形成对应的电路图形;其中,所述目标电路图形文件至少包括的电路形状和电路宽度;所述目标内层基板为印制电路板中的任一板层,所述印制电路板中的板层与电路图形文件一一对应;所述打印模组可以在预定的气压参数作动下从打印针头挤压出打印材料,以在目标内层基板的表面上形成具有所述电路宽度的线路;所述打印针头的内径和所
述电路宽度匹配。
207.此外,上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(rom,read-only memory)、随机存取存储器(ram,random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
208.另一方面,本发明还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机程序,计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上,所述计算机程序被处理器执行时,计算机能够执行上述各方法所提供的印制电路板的内层线路图形的制造方法,该方法包括:基于导入的目标电路图形文件,确定目标内层基板的抗蚀层打印路径;控制打印模组在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印,并将完成打印的目标内层基板进行固化,得到表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板;控制加工模组对所述表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板依次执行对应制造工艺的后加工流程,在目标内层基板中形成对应的电路图形;其中,所述目标电路图形文件至少包括的电路形状和电路宽度;所述目标内层基板为印制电路板中的任一板层,所述印制电路板中的板层与电路图形文件一一对应;所述打印模组可以在预定的气压参数作动下从打印针头挤压出打印材料,以在目标内层基板的表面上形成具有所述电路宽度的线路;所述打印针头的内径和所述电路宽度匹配。
209.又一方面,本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的印制电路板的内层线路图形的制造方法,该方法包括:基于导入的目标电路图形文件,确定目标内层基板的抗蚀层打印路径;控制打印模组在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印,并将完成打印的目标内层基板进行固化,得到表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板;控制加工模组对所述表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板依次执行对应制造工艺的后加工流程,在目标内层基板中形成对应的电路图形;其中,所述目标电路图形文件至少包括的电路形状和电路宽度;所述目标内层基板为印制电路板中的任一板层,所述印制电路板中的板层与电路图形文件一一对应;所述打印模组可以在预定的气压参数作动下从打印针头挤压出打印材料,以在目标内层基板的表面上形成具有所述电路宽度的线路;所述打印针头的内径和所述电路宽度匹配。
210.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
211.通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该
计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如rom/ram、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
212.最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
技术特征:
1.一种印制电路板的内层线路图形的制造方法,其特征在于,包括:基于导入的目标电路图形文件,确定目标内层基板的抗蚀层打印路径;控制打印模组在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印,并将完成打印的目标内层基板进行固化,得到表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板;控制加工模组对所述表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板依次执行对应制造工艺的后加工流程,在目标内层基板中形成对应的电路图形;其中,所述目标电路图形文件至少包括的电路形状和电路宽度;所述目标内层基板为印制电路板中的任一板层,所述印制电路板中的板层与电路图形文件一一对应;所述打印模组可以在预定的气压参数作动下从打印针头挤压出打印材料,以在目标内层基板的表面上形成具有所述电路宽度的线路;所述打印针头的内径和所述电路宽度匹配。2.根据权利要求1所述的印制电路板的内层线路图形的制造方法,其特征在于,所述基于导入的目标电路图形文件,确定目标内层基板的抗蚀层打印路径,包括:根据目标电路图形文件中携带的图层选项信息,按照从上到下、从左至右的原则对不同的图层进行打印路径规划,其步骤包括:若所述图层选项信息为直线图层,按照从上到下、从左至右的默认原则,生成所述抗蚀层打印路径;若所述图层选项信息为方形焊盘图层,在先打印外框轮廓,再对框内进行直线填充的原则的基础上,按照所述默认原则生成所述抗蚀层打印路径;若所述图层选项信息为圆形焊盘图层,在先打印外圆轮廓,再对圆内进行圆环形填充的原则的基础上,按照所述默认原则生成所述抗蚀层打印路径;其中,所述图层选项信息是在所述目标电路图形文件中根据所述目标内层基板所要求的图层形状确定的。3.根据权利要求2所述的印制电路板的内层线路图形的制造方法,其特征在于,所述基于导入的目标电路图形文件,确定目标内层基板的抗蚀层打印路径,还包括:在确定工艺选项信息为干膜法时,基于与所述目标电路图形文件中的电路形状匹配的坐标点集,确定第一抗蚀层打印路径;在确定工艺选项信息为湿膜法时,基于与所述目标电路图形文件中的电路形状匹配的坐标点集的补集,确定第二抗蚀层打印路径;其中,所述工艺选项信息是在所述目标电路图形文件中根据所述目标内层基板的制造工艺确定的。4.根据权利要求3所述的印制电路板的内层线路图形的制造方法,其特征在于,所述控制打印模组在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印,并将完成打印的目标内层基板进行固化,得到表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板,包括:在确定所述工艺选项信息为干膜法时,控制所述打印模组沿着所述第一抗蚀层打印路径在所述目标内层基板的金属表面上进行打印后固化成型,在所述目标内层基板的金属表面上形成与电路形状重合的抗蚀图形,得到具有第一抗蚀层的第一抗蚀基板;在确定工艺选项信息为湿膜法时,根据所述第二抗蚀层打印路径在所述目标内层基板的基材表面上进行打印后固化成型,在所述目标内层基板上形成与电路形状互补的抗蚀图形,得到具有第二抗蚀层的第二抗蚀基板;
其中,所述金属表面覆盖于所述基材表面之上。5.根据权利要求4所述的印制电路板的内层线路图形的制造方法,其特征在于,所述控制加工模组对所述表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板依次执行对应制造工艺的后加工流程,在目标内层基板中形成对应的电路图形,包括:在确定工艺选项信息为干膜法时,将所述第一抗蚀基板的金属表面中未被所述第一抗蚀层覆盖到的金属表面进行蚀刻去除后,将所述第一抗蚀层进行化学清洗后所裸露的金属表面作为所述电路图形;在确定工艺选项信息为湿膜法时,在对所述第二抗蚀基板上镀上一层金属膜后,对所述第二抗蚀层进行化学清洗,将未被清洗掉的金属膜作为所述电路图形。6.根据权利要求1-5任一所述的印制电路板的内层线路图形的制造方法,其特征在于,在所述控制打印模组在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印之前,还包括:进行打印前的准备操作,并对所述目标内层基板进行扫描,获取所述目标内层基板的平整度数据;控制打印模组移动至目标内层基板的起始打印点,基于所述平整度数据,调整所述打印模组在竖直方向上的打印接收距离,以使得每一打印点对应的打印接收距离相同。7.一种印制电路板的内层线路图形的制造装置,其特征在于,包括:路径规划模块,用于基于导入的目标电路图形文件,确定目标内层基板的抗蚀层打印路径;抗蚀层打印模块,用于控制打印模组在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印,并将完成打印的目标内层基板进行固化,得到表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板;电路加工模块,用于控制加工模组对所述表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板依次执行对应制造工艺的后加工流程,在目标内层基板中形成对应的电路图形;其中,所述目标电路图形文件至少包括的电路形状和电路宽度;所述目标内层基板为印制电路板中的任一板层,所述印制电路板中的板层与电路图形文件一一对应;所述打印模组可以在预定的气压参数作动下从打印针头挤压出打印材料,以在目标内层基板的表面上形成具有所述电路宽度的线路;所述打印针头的内径和所述电路宽度匹配。8.一种印制电路板的内层线路图形的制造系统,其特征在于,包括通信连接的控制终端、打印模组和加工模组;所述控制终端用于执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述印制电路板的内层线路图形的制造方法;所述打印模组包括运动控制系统、吸附装置、测量系统、z轴控制器和打印针头;所述运动控制系统,与所述控制终端连接,用于在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印,并将完成打印的目标内层基板进行固化,得到表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板;吸附装置,与所述运动控制系统连接,包括用于通过真空泵使所述目标内层基板的下表面吸附在吸盘上;测量系统,与所述控制终端连接,包括传感器和传感器控制器,所述传感器用于测量所述目标内层基板的平整度数据;
z轴控制器,与所述控制终端连接,用于控制所述打印针头与所述目标内层基板的上表面之间的打印接收距离;所述打印针头,与所述z轴控制器连接,包括所述打印针头和流体控制系统,所述流体控制系统用于向所述打印针头提供预定的气压参数;所述加工模组,用于对所述表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板依次执行刻蚀工艺和去膜工艺,在目标内层基板中形成对应的电路图形。9.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述印制电路板的内层线路图形的制造方法。10.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述印制电路板的内层线路图形的制造方法。
技术总结
本发明提供一种印制电路板的内层线路图形的制造方法、装置及系统,该方法包括:基于导入的目标电路图形文件,确定目标内层基板的抗蚀层打印路径;控制打印模组在目标内层基板的空白表面沿着抗蚀层打印路径进行打印,并将完成打印的目标内层基板进行固化,得到表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板;控制加工模组对所述表面覆盖有抗蚀图形的目标内层基板依次执行对应制造工艺的后加工流程,在目标内层基板中形成对应的电路图形。本发明提供的印制电路板的内层线路图形的制造方法、装置及系统,能够将所需线路图案通过挤出式3D打印直接打印在基板上,免去了菲林转印和多余抗蚀层材料的显影步骤,实现同时兼顾线路精密程度和打印效率。率。率。
技术研发人员:楼小洁 曹航超 李赛锋
受保护的技术使用者:芯体素(杭州)科技发展有限公司
技术研发日:2023.03.31
技术公布日:2023/7/21
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