CN101795535A - 可选择性油墨塞孔并易研磨的塞孔机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造印刷电路的设备，尤其是用于将油墨塞入印刷电路板指定位置孔的塞孔机。一种可选择性油墨塞孔并易研磨的塞孔机，包括网版、油墨供应系统、底座，其特征在于，还包括油墨喷头和抽真空部件，油墨喷头下端面为平面，油墨喷头内设置有油墨管道和抽真空管道；所述油墨管道一端为与油墨供应系统连接的油墨进口，另一端为至少一个油墨喷出口；所述抽真空管道一端为与抽真空设备连接的抽真空接口，另一端为至少一个真空吸气口；所述真空吸气口位于所述油墨喷出口同侧。本发明塞孔机能够在保证塞孔效率的基础上提高塞孔良率，并能够减少孔口塞孔油墨残留，降低研磨力度，简化作业流程。

Description

可选择性油墨塞孔并易研磨的塞孔机

技术领域

本发明涉及一种用于制造印刷电路的设备，尤其是用于将油墨塞入印刷电路板指定位置孔的塞孔机。

背景技术

在生产制造PCB(Printed Circuit Board印刷电路板)过程中，有些PCB需进行油墨塞孔，例如LD孔(Laser Drill激光钻孔)或镀通孔，以便在原孔空洞处形成支撑，镀上铜，提高焊盘接触面积及平整性，增强焊接可靠性。如图1，PCB板1设置有多个焊接盘2，图中为BGA(Ball Grid Array球门阵列)焊接盘，焊接盘是芯片与PCB贴装接触的地方。焊接盘2由板孔11引出，板孔11上无法直接焊接，因为板孔11的存在使焊接面与周围孔较为临近，容易发生焊接短路，如果在板孔11上印锡膏会从从板孔11漏掉。生产中，先将板孔11用油墨填平，镀上铜，再将焊接盘由板孔11引出直接做在板孔11上。

现有的油墨塞孔设备主要包括丝网印刷塞孔和真空印刷塞孔两种。附图中均以一块版上仅有一个孔为例，或便于PCB板制作时，用油墨将其覆盖，减少焊接短路。

如图2，采用丝网印刷塞孔设备作业，首先将PCB板1放到工作台面的底座4上指定位置，底座4上有镂空孔41对准PCB板1的板孔11，将预先处理的丝网网版5(需塞孔处丝网网版存在网版孔51可漏油墨，其余处用乳剂覆盖防止油墨渗透)覆盖到PCB板1上，网版孔51要对准PCB板1的板孔11，再在丝网网版5上倾倒一定量油墨，用刮刀3刮油墨，让油墨从网版孔51渗到PCB板1需要塞堵的板孔11内，最后上抬丝网网版5取下PCB板1，再上下一片板子循环操作。此种方式堵孔效率较高，但存在良率低(堵孔良率低一方面是指填充不饱满；二是填充夹带气泡，后续油墨烤干过程中气泡膨胀破裂)的问题，特别是随PCB板的纵横比(板厚与孔直径比)升高，良率明显下降。而且PCB板的下板面渗油墨量较多，给后续的研磨增加了很大困难。

如图3，真空印刷塞孔作业，先将需要塞孔的PCB板1放到真空舱8内固定，抽真空，再用油墨喷头9从PCB板1上端贴紧板面，一边喷油墨，一边向下移动，油墨就从板孔11的一侧挤入板孔11内，油墨喷头9与PCB版相对方向设置有油墨仓91，与油墨喷头9配合防止油墨失压并起支撑作用，最后打开真空舱8取出PCB板1，放到另一处，将板面沾染的多余油墨刮除，再取下一片PCB板循环操作。的此种方式堵孔良率较高，对高纵横比的板子也适用，但存在以下问题：工作效率低；板面沾染油墨，耗用油墨量大；塞孔时，其他镀通孔不能钻出，造成作业流程加长，制作难度也加大，线路成形良率降低。

可见，现有的塞孔设备存在的丝网印刷塞孔效率高但良率低，真空印刷塞孔良率高但效率低的矛盾。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可选择性油墨塞孔并易研磨的塞孔机，这种塞孔机能够在保证塞孔效率的基础上提高塞孔良率，并能够减少孔口塞孔油墨残留，降低研磨力度，简化作业流程。

本发明是这样实现的：一种可选择性油墨塞孔并易研磨的塞孔机，包括网版、油墨供应系统，还包括油墨喷头和抽真空部件，油墨喷头下端面为平面，油墨喷头内设置有油墨管道和抽真空管道；

油墨管道一端为与油墨供应系统连接的油墨进口，另一端为至少一个油墨喷出口；

抽真空管道一端为与抽真空设备连接的抽真空接口，另一端为至少一个真空吸气口；

所述真空吸气口位于所述油墨喷出口同侧。

所述网版为双层，上层为硬质材料，即薄铝板、薄铁板或薄树脂板，下层为软质材料。

所述油墨喷头表面贴敷具有一定弹性并且摩擦系数小的耐磨层，耐磨层材料为3-8mm厚、硬度在60-90HD的铁氟龙。

所述网版下层软质材料为聚乙烯(PE)贴膜、对苯二甲酸乙二醇酯(PET)贴膜或者直接涂覆乳剂。

所述底座为无孔软垫，材质为普通橡胶或硅橡胶。

所述油墨喷头内油墨管道中部还设置有油墨缓冲腔。

所述油墨喷头内抽真空管道下部靠近真空吸气口位置还设置有真空腔。

本发明中油墨喷头作用类似原丝网印刷的刮刀，只是将油墨从刮刀侧面刮压挤入孔內变成从刮刀內部喷压注入孔內，同上在刮刀內部配以抽真空部件。

本发明中油墨缓冲腔一是便于排布多个油墨喷出口，起到集散作用；二是保证油墨腔內油墨压力均匀，不会因为某个油墨喷出口喷出较多导致局部失压，能够得到及时的油墨补充；三是便于控制印刷宽度，即便于随板子尺寸作印刷宽度调整。

真空腔的作用一是便于排布多个抽真空吸气口；二是保证抽真空腔内真空度均匀，不会因为某个吸气孔漏气真空度下降较多；三是便于控制抽真空宽度，即便于随板子尺寸作抽真空宽度调整。

双层网版上层为硬质材料，一是减少尺寸胀缩，二是利用其刚性，对板面各处压强保持一致，防止漏气及油墨渗漏；三是减少喷头在网版表面移动时的阻力，喷头表面需要贴上铁氟龙层(即Teflon，又称为铁富龙、特富龙、特氟龙、特氟隆等)之类摩擦系数小的材料，减少摩擦；硬质表面也要光滑，减少摩擦。

双层网版下层为软质材料，一是起到相当于密封圈的作用，当喷头下压时，能够与板面有较好的密着，控制抽真空漏气量及接着塞孔时油墨渗到板面的量；二是保证喷头与网版上表面的密着。

本发明具有以下有益效果：

本发明可以用于选择性塞堵镭射孔(Laser Drill)即用X射线(X-Ray)加工孔；可以让HDI(High Density InterconnectionTechnology)次外层实现蚀刻后塞孔，增加HDI板流程的选择性。

本发明与丝网印刷相比，印刷由刮刀刮压式改成了油墨喷头主动喷射油墨，并且喷头下端面兼具刮刀作用；也需要网版，但为双层网版，适应新的刮刀以及减少孔口残留油墨；需要底座，但改为无需开镂空孔的软垫，无镂空孔可以阻止油墨塞满孔内还要继续渗出。本发明比现丝网印刷塞孔油墨残留孔口少，降低研磨去除孔口凸起油墨难度

本发明与真空印刷相比，不需要体积很大的真空腔，抽真空的空间从数亿立方毫米(常见的真空舱容积5亿立方毫米左右)收缩到数个很小的孔，不足1立方毫米，体积缩小上亿倍，大大减少抽真空的动力，抽真空的速度也大大增加，生产效率大大提升，由原来真空印刷4到6分钟1片，提高到1分钟左右生产一片，并且节省油墨。

本发明可以像丝网印刷一样选择性塞孔，不需要对不塞堵孔分开钻，增加钻孔成本，而且造成制作流程加长，增加品质变异。流程对比如下：

非选择性塞孔主要流程(真空印刷)：一次钻孔→除胶渣→化学铜→电镀铜→前处理→压膜→对片曝光→显影→图形渡孔→剥膜→塞孔→烘烤→研磨→再次钻非塞孔→除胶渣→化学铜→电镀铜。

选择性塞孔主要流程(丝网印刷及本发明)：一次性钻孔→除胶渣→化学铜→电镀铜→塞孔→烘烤→研磨→除胶渣→化学铜→电镀铜。

真空印刷虽然解除了丝网不能塞高纵横比的板子，但带来了两次钻孔孔位相差问题，且流程长，物耗高。

本发明可以塞堵粘度高的油墨，进一步提升塞孔的良品率；另外，如果可以使用铜膏，利用铜膏的一部分导电性，降低塞孔孔孔铜要求，可以降低塞孔前电镀，从而降低电镀表铜厚度，盖帽电镀前省去除胶渣及化学铜流程，不但降低电镀表铜厚度，对后续的蚀刻线路成形帮助极大，而且相比现真空印刷会省去两次除胶渣、两次化学铜流程，对成本的节约作用极大。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1a带有焊接盘的PCB板结构示意图，图1b为焊接盘的结构示意图，图1c为做在孔上的焊接盘剖面示意图；

图2a为现有的丝网印刷塞孔各部分示意图，图2b为丝网印刷塞孔工作状态示意图；

图3a为现有的真空印刷塞孔各部分示意图，图3b为真空印刷塞孔工作状态示意图；

图4为本发明可选择性油墨塞孔并易研磨的塞孔机的结构示意图；

图5为本发明可选择性油墨塞孔并易研磨的塞孔机工作状态图；

图中：1PCB板，2焊盘，11板孔，3刮刀，4底座，41镂空孔，5网版，51网版孔，6油墨管道，7抽真空管道，61油墨进口，62油墨喷出口，63油墨缓冲腔，71抽真空接口，72真空吸气口，73真空腔，8真空舱，9油墨喷头，91油墨仓，10油墨，12工作台。

具体实施方式

如图4，图5，一种可选择性油墨塞孔并易研磨的塞孔机，包括网版5、油墨供应系统(各种塞孔机必备部分，因此图中省略)，还包括油墨喷头9和抽真空部件(市售抽真空设备，图中省略)，油墨喷头9下端面为平面，此平面能够辅助刮除多余油墨，油墨喷头9内设置有油墨管道6和抽真空管道7。油墨管道6一端为与油墨供应系统连接的油墨进口61，另一端为三个油墨喷出口62，油墨管道6中部还设置有油墨缓冲腔63。抽真空管道7一端为与抽真空设备连接的抽真空接口71，另一端为一个真空吸气口72，真空吸气口72位于油墨喷出口62同侧，抽真空管道7下部靠近真空吸气口72位置还设置有真空腔73。

网版5为双层，上层为薄铝板、薄铁板或薄树脂板，下层为聚乙烯(PE)贴膜、对苯二甲酸乙二醇酯(PET)贴膜或者直接涂覆乳剂。底座4为无孔软垫，材质为普通橡胶或硅橡胶。油墨喷头9表面贴敷具有一定弹性并且摩擦系数小的耐磨层，耐磨层材料为3-8mm厚、硬度在60-90HD的铁氟龙。

如图5，本发明可选择性油墨塞孔并易研磨的塞孔机使用时，底座4(无孔软垫)放在工作台12上，PCB板1放置在底座4上，PCB板1上放置有网版5，网版孔51对准板孔11，油墨喷头9沿着图中箭头方向A向运动，真空吸气口72先通过网版孔51和板孔11，将板孔11内抽真空，接着油墨喷出口62通过网版孔51和板孔11，将油墨塞入板孔11。

Claims (8)

1.一种可选择性油墨塞孔并易研磨的塞孔机，包括网版、油墨供应系统、底座，其特征在于，还包括油墨喷头和抽真空部件，油墨喷头下端面为平面，油墨喷头内设置有油墨管道和抽真空管道；

所述油墨管道一端为与油墨供应系统连接的油墨进口，另一端为至少一个油墨喷出口；

所述抽真空管道一端为与抽真空设备连接的抽真空接口，另一端为至少一个真空吸气口；

所述真空吸气口位于所述油墨喷出口同侧。

2.如权利要求1所述的可选择性油墨塞孔并易研磨的塞孔机，其特征在于，所述网版为双层，上层为硬质材料，即薄铝板、薄铁板或薄树脂板，下层为软质材料。

3.如权利要求1所述的可选择性油墨塞孔并易研磨的塞孔机，其特征在于，所述底座为无孔软垫，材质为普通橡胶或硅橡胶。

4.如权利要求2所述的可选择性油墨塞孔并易研磨的塞孔机，其特征在于，所述网版下层软质材料为聚乙烯贴膜、对苯二甲酸乙二醇酯贴膜或者直接涂覆乳剂。

5.如权利要求2所述的可选择性油墨塞孔并易研磨的塞孔机，其特征在于，所述油墨喷头表面贴敷具有一定弹性并且摩擦系数小的耐磨层。

6.如权利要求5所述的可选择性油墨塞孔并易研磨的塞孔机，其特征在于，所述耐磨层为3-8mm厚、硬度在60-90HD的铁氟龙。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的可选择性油墨塞孔并易研磨的塞孔机，其特征在于，所述油墨喷头内油墨管道中部还设置有油墨缓冲腔。

8.如权利要求7所述的可选择性油墨塞孔并易研磨的塞孔机，其特征在于，所述油墨喷头内抽真空管道下部靠近真空吸气口位置还设置有真空腔。

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