【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于線路板加工，尤其涉及一種線路板孔銅金屬熱處理方法及金屬熱處理設備。
技術介紹
1、隨著人工智能a?i的發展，人工智能與算力服務器線路板、汽車雷達高頻板需求劇增，但是算力線路板與汽車雷達板在工作過程中發熱量巨大，盲孔孔底結合力備受考驗，遠非一般盲孔線路板能比，即使盲孔孔底沒有銅碳合金，電鍍晶界面完美無缺，在線路板高溫工作中，也會發生孔銅(導電銅柱)斷裂，這與電鍍銅的致密性等很多因素相關；另由于電鍍銅的性能實際是達不到ai高速運算性能要求的，只是當下沒有更好的辦法獲得更好的電鍍銅匹配算力電氣性能要求(例如電容、電阻、電感、孔銅柔韌性、孔銅致密性等)，而對孔銅進行金屬熱處理則可很好的改善其柔韌性，同時提高其與導電銅層的連接性能，但目前線路板上絕緣層的耐高溫性能不佳，這就使得在對孔銅進行金屬熱處理時會破壞線路板的本體結構。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題，本專利技術的目的之一在于提供一種可在線路板上僅對導電銅柱加熱(線路板極小區域的局部加熱)以進行金屬熱處理的線路板孔銅金屬熱處理方法。
2、為了實現上述目的，本專利技術的技術方案如下：一種線路板孔銅金屬熱處理方法，線路板具有至少兩層導電銅層，且相鄰兩個導電銅層之間夾設有絕緣層，線路板上具有孔，所述孔內設置導電銅柱，所述導電銅柱穿越所述絕緣層并與所述絕緣層兩側的導電銅層電連接，采用激光束對所述導電銅柱加熱以進行金屬熱處理，且所述激光束對所述導電銅柱加熱時，所述導電銅柱側壁處的熱場溫度低于導電銅柱的材料熔點溫度
3、上述技術方案的有益效果在于：如此可利用激光束來單獨對線路板上極其局部區域的導電銅柱加熱以對導電銅柱進行金屬熱處理，其可在不破壞線路板結構的前提條件下改善導電銅柱的金屬特性，其是能改善導電銅柱的柔韌性和致密性等機械可靠性能以及高頻高速電信號傳輸性能，從而提高線路板的熱穩定性和電信號傳輸性能。
4、上述技術方案中所述孔為盲孔，所述孔貫穿所述絕緣層；或所述孔為通孔。
5、上述技術方案的有益效果在于：如此使得導電銅柱能與所有的導電銅層接觸以實現電連接。
6、上述技術方案中所述導電銅柱金屬熱處理時的熱場熱傳遞至所述絕緣層，且所述絕緣層的溫度低于所述絕緣層與導電銅層和/或導電銅柱物理分層溫度。
7、上述技術方案的有益效果在于：如此使得導電銅柱在進行金屬熱處理時，不會對絕緣層靠近導電銅柱的位置造成損傷，從而避免在導電銅柱金屬熱處理時導致線路板絕緣層與導電層物理分層，導致線路板失效而報廢。所述的物理分層是指絕緣層與導電層之間存在空隙，或者裂縫(裂縫兩側材料之間喪失了物理粘合結合力，即使看不出有空隙存在)。
8、上述技術方案中所述孔為盲孔時，所述激光束向所述導電銅柱對應所述孔的孔口端發射以對所述導電銅柱加熱，和/或向所述孔孔底端對應的所述導電銅層發射以對所述導電銅層加熱，并由熱量傳導至對所述導電銅柱加熱。
9、上述技術方案的有益效果在于：如此可根據實際需要選擇導電銅柱的熱場溫度梯度分布的方向，或采用兩束激光束來對導電銅柱的兩端同時進行加熱獲得更快的激光金屬熱處理效率和均勻性，所述兩束激光可以是一臺激光器輸出進行激光光束分束或者偏轉到不同光路獲得，也可以是不同激光器發出來的激光束
10、上述技術方案中所述金屬熱處理包括激光退火、激光正火、激光淬火、激光調質、激光摻雜和激光熔覆中的至少一項。
11、所述激光退火、激光正火、激光淬火、激光調質請參見金屬熱處理的退火、正火、淬火、調質的概念，不同之處在于加熱方式，本專利技術采用激光加熱方式。
12、所述激光摻雜則是在基材材料表面設置其他材料(可以是固態或液態或氣態)，在激光加熱作用下，所述其他材料原子摻雜到基材材料中去的方法。本專利技術基材是銅材，被摻雜材料可以是其他金屬或者非金屬，讓所述導電銅柱可以獲得期待的機械性能與電連接與傳輸性能。
13、所述激光熔覆則是在基材材料表面設置其他材料，一般是金屬材料，在激光加熱作用下，所述其他材料原子熔覆在基材材料表面，實現對基材的保護。
14、上述技術方案的有益效果在于：如此使得導電銅柱可在激光束的加熱下根據需要靈活的進行金屬熱處理。
15、上述技術方案中所述激光束對所述導電銅柱加熱的方式在空間維度上為定點沖擊加熱、掃描運動加熱或二者的組合。
16、上述技術方案的有益效果在于：如此可在根據激光束的功率大小、脈寬長度、激光波長等激光參數來靈活的對導電銅柱進行加熱，采用定點沖擊加熱時，導電銅柱的熱場溫度梯度分布更為明顯，而采用掃描運動加熱時，導電銅柱的熱場溫度分布相對較為均勻。
17、上述技術方案中所述激光束對所述導電銅柱加熱的方式在時間維度上為持續加熱或者間斷加熱。
18、上述技術方案的有益效果在于：如此可根據激光束的功率大小、脈寬長度、激光波長等激光參數來靈活的對導電銅柱進行加熱，當激光束功率較低時，可進行持續加熱，而激光束的功率較高時，可進行間斷加熱，但其目的都是為了使得導電銅柱能被加熱，但溫度又不至于導致線路板的絕緣層被破壞。另外，持續加熱方式可以獲得短時間且較高的金屬熱處理溫度；間斷加熱獲得熱場溫度持續一定熱處理溫度或者加大激光加熱間隔時間，獲得一定程度的高低溫循環效果(導電銅柱熱量會被絕緣材料兩側導電層傳導散熱)，獲得更好的金屬熱處理品質，而不傷及絕緣材料以及絕緣材料與導電材料的粘合強度。
19、上述技術方案中所述激光束施加熱場的投影光斑場強分布為高斯場強分布、平頂高斯場強分布、平頂場強分布、環形場強分布和多邊形場強分布中的至少一種。
20、上述技術方案的有益效果在于：如此可根據激光束特性和導電銅柱的加熱溫度需要來靈活的選用激光束的類型。
21、上述技術方案中所述激光束為復合激光束。
22、所述復合激光束，可以是不同波長、或者不同脈寬、或者不同激光功率、或者不同激光脈沖重復頻率、或者不同光束發散角、或者不同光束橫向場強分布等激光束的合束，最終形成合束激光束對線路板導電銅柱進行金屬熱處理。
23、上述技術方案的有益效果在于：采用復合激光束對導電銅柱進行金屬熱處理，可以獲得更好的熱處理效果。
24、本專利技術的目的之二在于提供一種可對線路板上的導電銅柱進行金屬熱處理的線路板孔銅金屬熱處理設備。
25、為了實現上述目的，本專利技術的技術方案如下：一種線路板孔銅金屬熱處理設備，其用以執行如上所述的線路板孔銅金屬熱處理方法，包括激光器、振鏡掃描與平場聚焦裝置和載物臺，所述線路板置于所述載物臺上，所述激光器和振鏡掃描與平場聚焦裝置相連，所述激光器用以發出所述激光束，且所述激光束經所述振鏡掃描與平場聚焦裝置處理后射向至所述線路板以對所述導電銅柱進行加熱。
26、上述技術方案的有益效果在于：如此使得激光器所發出的激光束能由振鏡掃描與平場聚焦裝置處理射向至載物臺上的線路板，以有針對性的對線路板上的導電銅柱進行金屬熱處本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種線路板孔銅金屬熱處理方法，線路板(1)具有至少兩層導電銅層(11)，且相鄰兩層導電銅層(11)之間夾設有絕緣層(12)，線路板(1)上具有孔(13)，所述孔(13)內設置導電銅柱，所述導電銅柱(14)穿越所述絕緣層(12)并與所述絕緣層(12)兩側的導電銅層(11)電連接，其特征在于，采用激光束(2)對所述導電銅柱(14)加熱以進行金屬熱處理，且所述激光束(2)對所述導電銅柱(14)加熱時，所述導電銅柱(14)側壁處的熱場溫度低于導電銅柱(14)的材料熔點溫度。
2.根據權利要求1所述的線路板孔銅金屬熱處理方法，其特征在于，所述孔(13)為盲孔，所述孔(13)貫穿所述絕緣層(12)；或所述孔(13)為通孔。
3.根據權利要求1所述的線路板孔銅金屬熱處理方法，其特征在于，所述導電銅柱(14)金屬熱處理時的熱場傳遞至所述絕緣層(12)，且所述絕緣層(12)的溫度低于所述絕緣層(12)與導電銅層(11)和/或導電銅柱(14)物理分層溫度。
4.根據權利要求2所述的線路板孔銅金屬熱處理方法，其特征在于，所述孔(13)為盲孔時，所述激光束(2)向
5.根據權利要求1所述的線路板孔銅金屬熱處理方法，其特征在于，所述金屬熱處理包括激光退火、激光正火、激光淬火、激光調質、激光摻雜和激光熔覆中的至少一項。
6.根據權利要求1所述的線路板孔銅金屬熱處理方法，其特征在于，所述激光束(2)對所述導電銅柱(14)加熱的方式在空間維度上為定點沖擊加熱、掃描運動加熱或二者的組合。
7.根據權利要求1所述的線路板孔銅金屬熱處理方法，其特征在于，所述激光束(2)對所述導電銅柱(14)加熱的方式在時間維度上為持續加熱或者間斷加熱。
8.根據權利要求1所述的線路板孔銅金屬熱處理方法，其特征在于，所述激光束(2)施加熱場的投影光斑場強分布為高斯場強分布、平頂高斯場強分布、平頂場強分布、環形場強分布和多邊形場強分布中的至少一種。
9.根據權利要求1所述的線路板孔銅金屬熱處理方法，其特征在于，所述激光束(2)為復合激光束。
10.一種線路板孔銅金屬熱處理設備，其用以執行如權利要求1-9任一項所述的線路板孔銅金屬熱處理方法，其特征在于，包括激光器(100)、振鏡掃描與平場聚焦裝置(200)和載物臺(300)，所述線路板(1)置于所述載物臺(300)上，所述激光器(100)和振鏡掃描與平場聚焦裝置(200)相連，所述激光器(100)用以發出所述激光束(2)，且所述激光束(2)經所述振鏡掃描與平場聚焦裝置(200)處理后射向至所述線路板(1)以對所述導電銅柱(14)進行加熱。
11.根據權利要求10所述的線路板孔銅金屬熱處理設備，其特征在于，還包括在線電測模塊(400)，其用以對金屬熱處理后的所述導電銅柱(14)與導電銅層(11)的電連接進行電性能測試。
12.根據權利要求11所述的線路板孔銅金屬熱處理設備，其特征在于，所述電性測試是對所述導電銅柱(14)的電流、電壓、電容、電阻和電感中至少一項進行測試。
...【技術特征摘要】
1.一種線路板孔銅金屬熱處理方法，線路板(1)具有至少兩層導電銅層(11)，且相鄰兩層導電銅層(11)之間夾設有絕緣層(12)，線路板(1)上具有孔(13)，所述孔(13)內設置導電銅柱，所述導電銅柱(14)穿越所述絕緣層(12)并與所述絕緣層(12)兩側的導電銅層(11)電連接，其特征在于，采用激光束(2)對所述導電銅柱(14)加熱以進行金屬熱處理，且所述激光束(2)對所述導電銅柱(14)加熱時，所述導電銅柱(14)側壁處的熱場溫度低于導電銅柱(14)的材料熔點溫度。
2.根據權利要求1所述的線路板孔銅金屬熱處理方法，其特征在于，所述孔(13)為盲孔，所述孔(13)貫穿所述絕緣層(12)；或所述孔(13)為通孔。
3.根據權利要求1所述的線路板孔銅金屬熱處理方法，其特征在于，所述導電銅柱(14)金屬熱處理時的熱場傳遞至所述絕緣層(12)，且所述絕緣層(12)的溫度低于所述絕緣層(12)與導電銅層(11)和/或導電銅柱(14)物理分層溫度。
4.根據權利要求2所述的線路板孔銅金屬熱處理方法，其特征在于，所述孔(13)為盲孔時，所述激光束(2)向所述導電銅柱(14)對應所述孔(13)的孔口端發射以對所述導電銅柱(14)加熱，和/或向所述孔(13)孔底端對應的所述導電銅層(11)發射以對所述導電銅層(11)加熱，并由熱量傳導至對所述導電銅柱(14)加熱。
5.根據權利要求1所述的線路板孔銅金屬熱處理方法，其特征在于，所述金屬熱處理包括激光退火、激光正火、激光淬火、激光調質、激光摻雜和激光熔覆中的至少一項。
6.根據權利要求1所述的線路板孔銅金屬熱處...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張立國，
申請(專利權)人：武漢銥科賽科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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