[发明专利]用激光在掩膜上开口经化学镀制造导电图案的方法、软件及设备

说明书

本发明公开了一种用激光在掩膜上开口经化学镀制造导电图案的方法、软件及设备，其方法的特征在于：把掩蔽膜覆合在工件表面上，用激光去除掩蔽膜材料得到开口，化学镀处理工件至解胶，去除掩蔽膜，进行后续的化学镀流程。软件的特征在于：是一种用于数据处理的CAM软件，可以设计或选择膜的品种和厚度；可以设计或选择激光对材料的加工路径。设备的特征在于：采用动态偏转、反射激光束的光路设计；采用边加工边吸气集尘的负压加工设计。本发明在工件上覆合掩蔽膜，直接用激光制造开口，形成化学镀掩蔽膜图案，实现图形化的化学镀覆金属生产；开口精度、质量高；制造的流程简单；适用于高精密电路、各种需要功能图案的零部件生产。

技术领域

本发明及激光加工技术领域，具体为用激光在掩膜上开口经化学镀制造导电图案的方法、软件及设备。

背景技术

当今世界，电子产品无所不在。电子产品最重要的部件之一就是电路板，它是各个元器件的间的电气连接通道，在很大程度上，决定着电子产品的电气参数和电气逻辑关系。

目前，生产电路板的过程围绕制导电图案、制金属化孔、制阻焊图案及对焊接区进行表面处理，大都采用间接的湿法完成。即先往孔壁上沉积初始导电层，再电镀用铜金属加厚孔壁导电层至需要的厚度，从而，使覆合在绝缘材料两面的铜箔，通过加在孔壁上的铜金属，即金属化孔实现电气连通。孔金属化后的在制电路板，进入图形转移工序，经过贴光敏膜、曝光、显影完成图形转移，将线路区需要保留的铜箔区域和孔用掩蔽膜遮挡，将非线路区域需要去除的铜箔裸露出来。在蚀刻工序，喷射到在制板表面上的蚀刻液与裸露的铜箔发生反应，使金属铜溶解在蚀刻液中被从在制板表面去除，而线路区和孔壁上的铜由于被掩蔽，留在了绝缘板表面，制得双面电路板。

上述过程的一个特点是要使用化学镀、电镀、显影、蚀刻、去膜等专用的化学药液，环境负担大；另外一个特点是要先在绝缘材料上覆合铜箔，经过图形转移、蚀刻等等复杂的制造过程将不需要的铜箔去除，是个减材的过程，也是个间接制造过程，流程长、精度差、材料和制造成本高。

电路板技术的一个分支，是在三维绝缘工件上制作导电图形。其中，3D-MID，即三维模塑互连器件(Three Dimensional Molded Interconnect Device)，是在注塑成型的工件的绝缘表面上，制造导电图案，形成集塑料壳体的支撑、防护等功能以及由机械实体与导电图形结合而产生的屏蔽、天线等功能于一体的电子器件。因为3D-MID既有机械功能，又有电气功能，也被称为三维机电集成器件(Three Dimensional Mechatronic IntegratedDevice)。

最近几年，增材制造技术的广泛应用，为已有的3D-MID技术开辟了新的应用机会，在增材法技术制造(Additive Manufacturing)得到机械结构件的绝缘表面上，进行3D-MID加工，就可以得到具有机械功能的各种三维机电集成器件，能将智能、通信和感知、控制功能集成在机械系统中，起到增加性能、改善装配空间和降低成本的作用。

3D-MID的制造，有减成法、加成法和半加成法等多种技术。技术的本质，是按照布局、布线图案，在绝缘材料上选择性制造导电材料层，用不同形状和性能的绝缘基材与不同图案结构的导电层相配合，去实现设计要求的电气、机械等功能。不论哪种方法，对产品的基本要求都包括：导电层电气性能良好，并且与绝缘基材有足够的附着力；导电图案的几何形状准确，与绝缘基材的相对位置准确。

塑料化学镀技术，与上游的塑料材料、药液、设备，以及塑料化学镀技术在不同领域的分支，包括在电子行业的应用，已经形成制造产业链，是现代工业中不可或缺的一种基础技术。塑料化学镀技术与电镀技术结合，可以满足3D-MID对导电层的附着力、电气性能要求。激光，一种高能量光子流，在数字化系统控制下，定位准，尺寸精细，一致性好，选择性好，可以满足3D-MID对导电图案尺寸、位置精度要求。目前，用激光加工在绝缘基材上选择被添加导电图案区域，用塑料化学镀，或塑料化学镀后再电镀在被选择的区域上沉积导电金属的“塑料化学镀+激光方法”得到了广泛应用。