CN101769713B - 多层印刷电路板内层线路层铜厚的内阻检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多层印刷电路板内层线路层铜厚的内阻检测方法，该检测方法经过以下步骤：(1).确定电路板中的线路最长路径及其长度数值以及该线路的起点和终点；(2).计算线路最长路径的电阻值，记录为R理论；(3).测量不合格电路板的线路最长路径的电阻值，记录为R实际；(4).将R理论电阻值上、下分别浮动10～20％，得到理论电阻值的取值范围；(5).将R实际电阻值上、下分别浮动3～5％，得到实际电阻值的取值范围；(6).测量电路板的线路最长路径的R检测电阻值；(7).产品内层线路铜厚的确认。本发明步骤少、测试结果准确，使用该检测方法后使生产厂家避免了批次产品整体报废的经济损失，提高了检测效率，节省了原材料和人力资源。
Description
技术领域
本发明属于电路板制造技术领域，尤其是一种多层印刷电路板内层线路层铜厚的内阻检测方法。
背景技术
随着电路板制造技术的发展，电路板的层数越来越多，集成度越来越高，在制造时一般将多层电路板中的每一层进行线路图形加工后，再将多层电路板压合好以完成电路板的生产。在每批次产品加工完成后需要进行产品质量检测，其中有一项切片抽检，该抽检主要目的是为了检测内层的铜厚、各层之间是否存在空隙以及钻孔的问题，该方法的步骤是：1.操作人员从电路板中竖直切下一块切片；2.将切片截面向上放入切片模中并用胶状牙粉固定；3.打磨切片，使切片的截面与切片架上端齐平；4.将切片架放入显微镜下，观察电路板各线路层的铜箔厚度。如果各层的线路厚度符合设计要求，则认为该批产品符合要求，属于合格产品，可以出厂；如果各层线路中有一层厚度不符合要求时，生产厂家为了对客户负责，保证出厂产品的质量，一般将该批次产品全部报废。多层电路板内层出现线路层铜厚不符合要求的现象是由18μm和35μm两种内层材料混用产生的，而切片不合格的批次产品中并不是每块产品均不合格，但切片的抽检的方法是破坏性的，经过切片后的电路板也是要报废的，所以生产厂家干脆直接将切片抽检不合格的批次产品做报废处理，这样虽然节省了人工切片、固定、打磨和观察的时间，但全部报废的处理方法使生产厂家蒙受了巨大的损失，不仅降低了生产效率，浪费了材料、人力资源，还在水、电等能源方面增加了支出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种步骤少、测试结果准确，不仅能非破坏性的判断切片抽检不合格批次产品的内层线路铜厚是否合格，而且还可作为对一致性要求比较严格的产品及产品组装前后对关键内层线路层进行检测的多层印刷电路板内层线路层铜厚的内阻检测方法。
本发明采取的技术方案是：
一种多层印刷电路板内层线路层铜厚的内阻检测方法，其特征在于：该检测方法经过以下步骤：
(1).确定电路板中的线路最长路径及其长度数值以及该线路的起点和终点；
(2).计算线路最长路径的电阻值，记录为R理论；
(3).测量不合格电路板的线路最长路径的电阻值，记录为R实际；
(4).将R理论电阻值上、下分别浮动10～20％，得到理论电阻值的取值范围；
(5).将R实际电阻值上、下分别浮动3～5％，得到实际电阻值的取值范围；
(6).测量电路板的线路最长路径的R检测电阻值；
(7).产品内层线路铜厚的确认：
①当R检测的值属于理论电阻值的取值范围时，该被测电路板的内层线路铜厚符合要求；
②当R检测的值属于实际电阻值的取值范围时，该被测电路板的内层线路铜厚不符合要求。
而且，所述的步骤(1)中确定电路板中的线路最长路径的方法是：由CAD/CAM设计软件中的电路板设计线路图计算并得到电路板中线路最长路径及其长度数值。
而且，所述的线路最长路径是在选取的线路层中长度最长并与其它线路层均连接且该线路层的起点和终点均在电路板表层的线路。
而且，所述的选取的线路层是线路铜厚错误的线路层或蚀刻公差要求高的线路层。
而且，所述的步骤(2)中的R理论电阻值的计算方法是：
根据公式，
其中：ρ为材料电阻率，L为线路长度，S为线路横截面的截面积。
而且，所述的截面积S是根据CAD/CAM设计软件对电路板设计线路图的计算，线路最长路径中除去起点、终点和连接各层间的覆铜孔以后的线路路径的截面积。
本发明的优点和积极效果是：
1.本内阻检测方法具有速度快、准确性高的特点，在对18μm和35μm两种内层材料混用造成的不合格批次产品检测时，将R检测属于内阻不符合要求范围内的内层线路铜厚不合格的产品再次进行切片验证时准确率为100％，R检测属于内阻符合要求范围内的内层线路铜厚合格的产品再次进行切片验证时准确率为100％，由此可知，使用本内阻检测方法后，生产厂家避免了批次产品整体报废以及重新生产带来的经济损失。
2.本内阻检测方法充分地利用了生产厂家的生产资源，如：利用CAD/CAM软件计算产品最长路径的理论电阻值、利用电阻测试仪对有疑问或产品一致性或针对切片抽检不合格产品中最长路径的实际电阻值和待测产品的检测电阻值，不需要生产厂家增加其它设备，节约了成本，而且操作简单，对操作人员的要求低，检测效率高。
3.本内阻检测方法还可以对客户要求蚀刻精度达到5～10％的电路板(一般产品线路蚀刻公差在±20％)的内层线路层的一致性进行检测，经过该检测方法检测后合格的多层电路板在传递高频信号时干扰比较小，同时该检测方法还可以对发生信号无法调整或电流不能满足承载的产品进行检测并判断故障产生的原因。
4.本发明步骤少、测试结果准确，不仅能非破坏性的判断18μm和35μm两种内层材料混用后产生的产品的内层线路铜厚是否合格，而且还可对蚀刻公差要求比较严格的产品及产品组装前后对关键内层线路层进行检测，使用本发明后使生产厂家避免了批次产品整体报废的经济损失，还提高了检测效率，节省了原材料和人力资源，同时降低了水、电等能源方面的支出。
附图说明
图1是本发明的测量方法示意图。
图2是线路层为六层的电路板中最长线路的示意图。
图3是线路层为三层的电路板中最长线路的示意图。
图4是计算导体电阻值公式中各变量的取值位置示意图。
图5是应用实施例1中合格产品切片的截面图。
图6是应用实施例1中不合格产品切片的截面图。
图7是应用实施例2中合格产品切片的截面图。
图8是应用实施例2中不合格产品切片的截面图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
本发明中的检测方法既可以用于检测切片抽检不合格批次产品中的电路板内层线路铜厚是否符合要求，也可以用于检测某些电路板产品中蚀刻公差要求高的线路层的铜厚是否符合要求。
检测切片抽检不合格批次产品中的电路板内层线路铜厚是否符合要求的具体操作方法见如图1，该检测方法是：首先选取产品电路板5中的线路最长路径3，然后根据CAM软件计算该线路最长路径的R理论，再将电阻测试仪1的一个探头2接触线路最长路径的起点，另一个探头4接触线路最长路径的终点，通过电阻仪的读数得到抽检不合格的电路板中线路最长路径的R实际，最后将该批次中其它待测电路板中线路最长路径内阻的测量值R检测分别与上下浮动一定范围后的R理论和R实际比较以判断切片抽检不合格批次电路板的内层线路铜厚是否符合设计要求。
本内阻检测方法的具体步骤是：
(1).确定电路板中线路最长路径及其长度数值以及该线路的起点和终点；
如图2所示，该电路板产品有五层绝缘层，六层线路层，电路板中选取的线路层为第五层线路层中长度最长的一条线路3，而且该线路与其它线路层通过两个覆铜孔6分别连接且该线路的起点7和终点8分别在电路板的最上层。
如图3所示，该电路板产品有三层绝缘层，四层线路层，电路板中选取的线路层为第三层线路层中长度最长的一条线路3，而且该线路与其它线路层通过两个覆铜孔7分别连接且该线路的起点7和终点8分别在电路板的最上层。
该最长路径及其长度数值由CAM设计软件中的电路板设计图纸计算得到，该CAM设计软件是比利时Barco UCAM 7.0系列。
(2).计算该线路最长路径的电阻值，记录为R理论；
根据公式，
其中：
ρ为材料电阻率，电路板的线路层使用的是铜，所以ρ铜＝1.7×10-8，单位：欧姆·米；
L为线路长度，即线路最长路径的长度数值，单位：米；
S为线路横截面的截面积，单位：米2，S＝H×W，H和W分别代表线路截面的高度和宽度(如图4)；
该截面积S是根据CAD/CAM设计软件对电路板设计线路图的计算，线路最长路径中除去起点、终点和连接各层间的覆铜孔以后的线路路径的截面积，如图2、图3所示，截面积S是线路3的截面积。
(3).通过电阻测试仪测量该批次电路板中切片不合格的被抽检电路板的线路最长路径的电阻值，记录为R实际；
(4).将R理论电阻值上、下个浮动10～20％，得到理论电阻值的取值范围；
(5).将R实际电阻值上、下个浮动3～5％，得到实际电阻值的取值范围；
(6).测量该批次电路板中除去被切片抽检电路板以后的其它电路板的线路最长路径的R检测电阻值；
(7).产品内层线路铜厚的判断，
①当R检测的值属于理论电阻值的取值范围时，该被测电路板的内层线路铜厚符合要求；
②当R检测的值属于实际电阻值的取值范围时，该被测电路板的内层线路铜厚不符合要求。
步骤(3)和步骤(6)中测量R实际和R检测电阻值使用的是型号为GOM-801H DcMilli-Ohm Meter的电阻测试仪。
应用实施例1：
某批次六层(指线路层)电路板中选取任意一块进行切片抽检，发现内层线路铜厚不符合要求，既内层线路出现18μm和35μm两种内层材料混用的问题，如图6中的第四、五层(图中水平断续白色线为铜线路层)，该切片内层线路正常的截面如图5，通过内阻检测方法检测该批次电路板中剩余的电路板，其具体步骤是：
(1).选取第五层线路为待检测线路并确定该线路最长路径及其长度数值以及该线路的起点和终点；
根据比利时Barco UCAM 7.0系列软件计算得出该电路板的线路最长路径的长度数值L＝64.61毫米。
(2).计算该线路最长路径的电阻值，记录为R理论；
根据公式：
其中：
ρ铜＝1.7×10-8欧姆·米；
L＝64.61毫米；
S为第五层线路横截面的截面积，S＝0.0065毫米2；
计算得到：
R理论＝169.13毫欧
(3).通过电阻测试仪测量该批次电路板中切片不合格的被抽检电路板的线路最长路径的电阻值，记录为R实际＝295.47毫欧；
(4).将R理论电阻值上、下个浮动20％，得到理论电阻值的取值范围；
(5).将R实际电阻值上、下个浮动5％，得到实际电阻值的取值范围；
(6).通过电阻测试仪测量该批次电路板中除去被切片抽检电路板以后的其它电路板的线路最长路径的R检测电阻值；
(7).产品内层线路铜厚的判断，
①当R理论×(1-20％)＜R检测＜R理论×(1+20％)时，该被测电路板的内层线路铜厚符合要求；
②当R实际×(1-5％)＜R检测＜R实际×(1+5％)时，该被测电路板的内层线路铜厚不符合要求。
(8).测试结果见表1，
| 批次产品总数 | 合格产品 | 不合格产品 |
| 22025 | 21065 | 960 |
表1批次电路板内阻检测结果
(9).再次验证结果见表2，
| 数量 | 内阻检测方法的准确率 |
| 合格产品21065件 | 根据AQL标准进行抽检，合格率100％ |
| 不合格产品960件 | 切片检测，合格率100％ |
表2验证结果
应用实施例2：
某批次三层(指线路层)电路板中选取任意一块进行切片抽检，发现内层线路铜厚不符合要求，既内层线路出现18μm和35μm两种内层材料混用的问题，如图8中的第二、三层(图中水平断续白色线为铜线路层)，该切片内层线路正常的截面如图7，通过内阻检测方法检测该批次电路板中剩余的电路板，其具体步骤是：
(1).选取第三层线路为待检测线路并确定该线路最长路径及其长度数值以及该线路的起点和终点；
根据比利时Barco UCAM 7.0系列软件计算得出该电路板的线路最长路径的长度数值L＝21.73毫米。
(2).计算该线路最长路径的电阻值，记录为R理论；
根据公式：
其中：
ρ铜＝1.7×10-8欧姆·米；
L＝21.73毫米；
S为第三层线路横截面的截面积，S＝0.007毫米2；
计算得到：
R理论＝52.77毫欧
(3).通过电阻测试仪测量该批次电路板中切片不合格的被抽检电路板的线路最长路径的电阻值，记录为R实际＝115毫欧；
(4).将R理论电阻值上、下个浮动10％，得到理论电阻值的取值范围；
(5).将R实际电阻值上、下个浮动3％，得到实际电阻值的取值范围；
(6).通过电阻测试仪测量该批次电路板中除去被切片抽检电路板以后的其它电路板的线路最长路径的R检测电阻值；
(7).产品内层线路铜厚的判断，
①当R理论×(1-10％)＜R检测＜R理论×(1+10％)时，该被测电路板的内层线路铜厚符合要求；
②当R实际×(1-3％)＜R检测＜R实际×(1+3％)时，该被测电路板的内层线路铜厚不符合要求。
(8).测试结果见表3，
| 批次产品总数 | 合格产品 | 不合格产品 |
| 238976 | 225268 | 13408 |
表3批次电路板内阻检测结果
(9).再次验证结果见表4，
| 数量 | 内阻检测方法的准确率 |
| 合格产品225268件 | 根据AQL标准进行抽检，合格率100％ |
| 不合格产品13408件 | 切片检测，合格率100％ |
表4验证结果
本发明步骤少、测试结果准确，不仅能非破坏性的检测电路板内层线路铜厚是否合格，而且还可对蚀刻公差要求比较严格的产品及产品组装前后对关键内层线路层进行检测，使用本发明后使生产厂家避免了批次产品整体报废的经济损失，还提高了检测效率，节省了原材料和人力资源，同时降低了水、电等能源方面的支出。
Claims (6)
1.一种多层印刷电路板内层线路层铜厚的内阻检测方法，其特征在于：该检测方法经过以下步骤：
(1).确定电路板中的线路最长路径及其长度数值以及该线路的起点和终点；
(2).计算线路最长路径的电阻值，记录为R理论；
(3).测量不合格电路板的线路最长路径的电阻值，记录为R实际；
(4).将电阻值R理论上、下分别浮动10～20％，得到理论电阻值的取值范围；
(5).将电阻值R实际上、下分别浮动3～5％，得到实际电阻值的取值范围；
(6).测量电路板的线路最长路径的电阻值R检测；
(7).产品内层线路铜厚的确认：
①当R检测的值属于理论电阻值的取值范围时，该被测电路板的内层线路铜厚符合要求；
②当R检测的值属于实际电阻值的取值范围时，该被测电路板的内层线路铜厚不符合要求。
2.根据权利要求1所述的多层印刷电路板内层线路层铜厚的内阻检测方法，其特征在于：所述的步骤(1)中确定电路板中的线路最长路径的方法是：由CAD/CAM设计软件中的电路板设计线路图计算并得到电路板中线路最长路径及其长度数值。
3.根据权利要求1或2所述的多层印刷电路板内层线路层铜厚的内阻检测方法，其特征在于：所述的线路最长路径是在选取的线路层中长度最长并与其它线路层均连接且该线路层的起点和终点均在电路板表层的线路。
4.根据权利要求3所述的多层印刷电路板内层线路层铜厚的内阻检测方法，其特征在于：所述的选取的线路层是线路铜厚错误的线路层或蚀刻公差要求高的线路层。
5.根据权利要求1所述的多层印刷电路板内层线路层铜厚的内阻检测方法，其特征在于：所述的步骤(2)中的电阻值R理论的计算方法是：
根据公式，
其中：ρ为材料电阻率，L为线路长度，S为线路横截面的截面积。
6.根据权利要求5所述的多层印刷电路板内层线路层铜厚的内阻检测方法，其特征在于：所述的截面积S是根据CAD/CAM设计软件对电路板设计线路图的计算，线路最长路径中除去起点、终点和连接各层间的覆铜孔以后的线路路径的截面积。
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Granted publication date: 20130501 |
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