CN101878678A

CN101878678A - 用于在印刷电路板中钻孔的改进系统和方法

Info

Publication number: CN101878678A
Application number: CN2008801179948A
Authority: CN
Inventors: 肖恩·马修·雷德芬; 詹姆士·约瑟夫·米勒; 保罗·罗纳德·圣约翰
Original assignee: Tri Star Laminates Inc
Current assignee: Tri Star Laminates Inc
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2010-11-03
Also published as: EP2191701B1; EP2191701A1; US20130059138A1; WO2009045932A8; US8323798B2; US20150072121A1; WO2009045932A1; JP2010540260A; US20090214308A1; US8802237B2

Abstract

本发明提供了一种用于对印刷电路板进行钻孔的包括聚合物材料的钻孔盖板。该钻孔盖板适于与宽范围的直径(包括一般可用钻头直径)一起使用。该钻孔盖板包括粘性环氧树脂，除了别的以外，该粘性环氧树脂被配置成抗钻孔偏离、抗机械损坏、并破碎成粉末，以使得钻孔盖板可增加钻孔精确性、保护电路板不受损坏、使钻孔毛头最少，并且可以解决诸如飞跳、巢状屑团等问题。

Description

用于在印刷电路板中钻孔的改进系统和方法

相关申请的交叉参考

本专利申请要求于2007年9月28日提交的名称为“COATEDENTRY BOARD”的美国临时申请60/976,264的优先权，其全部内容通过引用特别结合于此。

技术领域

本申请所公开的内容主要涉及印刷电路板的制造，更具体地，涉及用于在印刷电路板中钻孔的钻孔盖板(entry sheet)。

背景技术

出于各种目的(包括为了容纳部件引线、不同层的印刷电路板(PCB)的互连等)在诸如PCB的电互连系统中进行钻孔。在PCB中进行钻孔涉及多种问题。钻孔毛头(entry burrs)(为了在PCB中形成孔而被移除的废弃物)由于滚落至孔的圆筒中会在孔中形成缺陷，诸如，气孔和孔隙。钻孔还会导致损坏PCB叠层的顶表面，例如，当钻孔机器的压脚碰撞PCB时，从而损坏PCB的顶表面。钻孔精确性也是钻孔过程中要考虑的因素。例如，理想地，PCB叠层顶部的孔与PCB叠层底部的对应孔是对准的。由于各种原因(包括，例如由于在进入PCB顶表面时钻轴相对于钻孔轴线的不精确定位)，顶部孔和底部孔不能对准。在进入PCB叠层的顶部时钻针的位置会影响叠层底部孔的定位。钻头越靠近顶部孔的中心进入PCB叠层，对应的底部孔的位置越好。此外，在某些情形下钻轴可能从其正确的位置偏离，从而不利地影响底部孔的位置，并且降低钻孔精确性。

为了解决一些前述的钻孔问题，典型地在PCB上提供盖板(entry board)作为中间层，钻轴在对PCB的各种层进行钻孔之前先穿过该中间层。然而，一些盖板仅对特定钻头直径是有效的。其他的盖板也未能对与钻孔相关联的主要问题提供满意的解决方法。例如，尽管某些盖板通常改进了钻孔精确性，但孔的质量和定位却要从更进一步改进的精确性中获益。本申请提供了改进的系统和方法，例如，通过使钻孔毛头最少、保护PCB免受损害、和/或改善钻孔精确性等(但不限于此)来尝试有效地解决这些问题以及其它问题。

发明内容

在一个实施例中，公开了一种用于对电路板进行钻孔的钻孔盖板，该钻孔盖板包括：衬底层，具有约6密耳(mil)或更小的厚度；以及钻孔盖板部件，被设置在衬底层上，其中，钻孔盖板部件具有约6密耳或更小的厚度。

在另一实施例中，一种用于对电路板进行钻孔的钻孔盖板包括钻孔盖板部件，该钻孔盖板部件被构造成与约6.7mm或更小范围内的钻头直径一起使用，其中钻孔盖板部件包括粘合剂。

根据一实施例，用于对电路板进行钻孔的方法包括：设置具有12密耳或更小厚度的钻孔盖板，其中设置钻孔盖板进一步包括将包含粘性环氧树脂且具有约6密耳或更小厚度的钻孔盖板部件设置在具有约6密耳或更小厚度的衬底层上；以及相继对该钻孔盖板和电路板进行钻孔，以在电路板中形成孔。

在又一实施例中，一种用于对电路板进行钻孔的钻孔盖板的制造方法包括：设置衬底层；通过将包含按重量计算约占55％至95％的双酚A/二缩水甘油基环氧树脂的聚合物材料与固化剂相混合而形成钻孔盖板部件；以及在衬底上设置钻孔盖板部件。

在一个实施例中，一种用于对电路板进行钻孔的钻孔盖板包括钻孔盖板部件，其中，该钻孔盖板部件具有约3密耳至6密耳的厚度。

在一个实施例中，一种用于对电路板进行钻孔的钻孔盖板包括钻孔盖板部件和具有约为1密耳至6密耳厚度的衬底部件，其中，该钻孔盖板具有约4密耳至12密耳的厚度。

在另一实施例中，一种用于对电路板进行钻孔的钻孔盖板包括钻孔盖板部件，其中，粘合剂构成钻孔盖板部件的基本部分。

附图说明

下面将参照以下概述的附图来描述这些和其他特征。提供这些附图和相关联的描述是为了说明本发明的一个或多个优选实施例，而并不用以限制本发明的范围。

图1示出了将钻孔机器设置为对覆盖有改进的钻孔盖板的印刷电路板进行钻孔的系统。

图2描绘了改进的钻孔盖板的一个实施例。

图3A是改进的钻孔盖板的另一非限制实施例。

图3B是改进的钻孔盖板的另一非限制实施例。

图3C是改进的钻孔盖板的另一非限制实施例。

图3D是改进的钻孔盖板的另一非限制实施例。

图4A示出了设置在印刷电路板的叠层上的钻孔盖板。

图4B示出了在散布图中提供的真实位置直径(TPD)和线性测量精确测量结果。

图4C示出了计算真实位置半径(TPR)的一种方法。

图5A是示出了将改进的钻孔盖板的性能与其他普通可用盖板的性能相比较的钻头参数和测试钻头运行的精确性测量的表格。

图5B是比较地示出了图5A的精确性测量结果的曲线图。

图6是示出了将改进的钻孔盖板的性能与其他盖板相比较的钻头参数和测试钻头运行的精确测量结果的表格。

图7A是示出了将钻孔盖板的性能与铝盖板相比较的钻头参数和测试钻头运行的精确测量结果的表格。

图7B是比较地示出了钻孔盖板和铝盖板的精确性性能的曲线图。

具体实施方式

在描述与用在印刷电路板钻孔应用中的方法、系统和材料相关的本发明的各种实施例时，本文将参考附图的图1至图7，其中相同的标号表示相似的特征。

A.非限制实施例的总的描述

如在本专利申请中所使用的术语“印刷电路板”、“PCB”或“电互连系统”是可互换的、广义的，包括(但不限于)任何或所有的系统，这些系统提供(除了别的以外)对电气部件(electrical element)的机械支持、与这些电气部件的电连接以及这些电气部件之间的电连接，等等。PCB包括这样的系统，所述系统通常包括用于支持电气部件的基础平台(例如，绝缘材料的薄板)以及与电气部件互连的诸如导电通路、表面、可焊接的附件等导体。PCB可以利用宽范围的技术以支持电气部件(例如，通孔、表面安装、混用技术、安装在一个侧面或两个侧面上的部件，等)并且可包括宽范围的单层或多层结构(例如，单面的、双面的、多层的、柔性的、刚-柔性的、带状线等)。这些术语广泛地描述在制造工艺的任何阶段的PCB，例如包括构造成叠层结构以由钻孔机器进行钻孔的多重PCB。

如本文中所使用的，“电子元件”广泛地限定能够处理电的任何器件并且包括这样的系统，所述系统包括(例如)数字、模拟、模拟-数字、射频、微波等电路并且包括诸如(但不限于)电气器件、电子器件、电子电路、电气元件、集成电路、混合系统等等的宽范围的电性系统。

如本文中所使用的，“钻孔盖板”是在其一般意义中使用的广义术语，并且包括(但不限于)，例如为了便于在PCB中钻孔，而在钻孔应用过程中设置在印刷电路板的顶部上、底部处、和/或叠层内的部件。在钻孔工艺过程中，通常在一个或多个PCB上设置钻孔盖板，(除了别的以外)用以保护PCB、钻孔机器和/或其子部件免受钻孔工艺引起的各种类型的损坏、用以使钻孔毛头最少、用以增加在PCB中钻孔的精确性等。在钻轴对PCB进行钻孔之前，钻孔盖板适合于首先接受为在PCB中形成孔而穿透PCB的钻轴、钻孔机器的部件。钻孔盖板可包括一个钻孔盖板层或两个或多个钻孔盖板层。在多钻孔盖板层配置中，使用各种堆叠技术，诸如(例如)粘合、“浇注成箔”(“cast to foil”)工艺、溅射、电镀、碾压、喷涂等，可以将一钻孔盖板层设置在另一钻孔盖板层上以形成两个钻孔盖板层的叠层。

如本文中所使用的，“钻孔盖板层”泛指盖板子部件，其通常由处理成薄层或诸如片(sheet)、膜、薄片(foil)等形状的材料形成。“钻孔盖板层”是广义地限定的，包括很多种钻孔盖板层结构，诸如衬底、板、涂层、粘合剂、导电板、芯体、外壳、润滑剂、掩模、保护层等，但不限于此。在某些实施例中，钻孔盖板层可以是基本上独立的、不同的层。宽范围的材料可被用于制造钻孔盖板层，包括(但不限于)陶瓷、流体(例如，润滑剂和溶剂)、金属、其他工程材料(诸如添加剂和填料)、聚合物、木材或其他自然产品、上述的和/或其他材料的结合等。

如本文中所使用的，“衬底层”广义地限定了由相对刚性的材料制成的任意的钻孔盖板层。该衬底层包括宽范围的相对刚性的材料，包括(作为非限制性的实例)纸张、棉织物、石棉、陶瓷材料、钼、塑料、玻璃、各种形式(诸如织物和连续玻璃纤维薄毡)的玻璃、其他有机物质、以上材料的结合、以上材料中的一种或多种与其他材料的结合等。

如本文中所使用的“粘合剂”或“粘性材料”泛指具有结合或粘结特点的组分和/或材料，还包括可成形为薄片或层的粘性材料，该粘性材料通常用于粘附和/或层叠多层系统(诸如电路板、PCB、电互连系统、盖板、钻孔盖板、出口板(exit board)等)的各种子结构。“粘合剂”和“粘性材料”包括用于粘结各种多层系统子结构(诸如(例如)绝缘层和/或导电层、衬底、板、表层、涂层、掩模、或多层系统的其他子部件)的材料。粘合剂包括宽范围的材料，包括诸如(但不限于)环氧树脂类、丙烯酸类、聚酰亚胺、改良聚酯、丁缩醛酚醛塑料、其他类型的树脂等等聚合物材料。如本文中所描述的，粘合剂可用作钻孔盖板中的钻孔盖板层并且可用于减少钻孔毛头、保护PCB、和/或增加PCB的钻孔精确性。在某些实施例中，粘合剂是环氧树脂类。

如在本申请中所使用的，“钻孔轴线”通常是指穿过即将钻在PCB上的孔的中心的虚构直线。随着钻轴向前穿过钻孔盖板和/或PCB，期望钻轴保持其位置沿着该钻孔轴线，从而钻轴能够在精确的位置形成孔。术语“钻头偏离”、“钻轴偏离”、“横向偏离”或“不在适当位置”通常表示钻轴沿任何方向的任何不期望的偏离，所述偏离是离开了沿着钻孔轴线的直线线路，该偏离典型地导致了(除了别的以外)钻轴在不精确的位置钻孔和/或导致PCB中的缺陷。如在本文中所使用的，术语“钻孔”和“钻孔应用”是在其一般意义中使用的广义术语，包括(但不限于)在PCB或PCB的叠层中形成孔或通道的工艺。

如本文中所使用的术语“粉末”泛指任何材料，包括为了制造减小尺寸的钻孔盖板和/或PCB而使用的材料，例如，是指干燥粉状的材料。粉末在尺寸上可足够小以使得使用(例如)钻孔真空吸尘器能够容易地从钻孔系统抽出该粉末。

如本文中所使用的，“环氧树脂”泛指(例如，当进行固化时)能够硬化或者变得更加坚固的热固性环氧化物聚合物材料。环氧树脂广义地限定了多组分环氧系统(包括两组分环氧系统)，其中，通过使第一组分与包含固化剂的第二组分结合来使包括环氧树脂的第一组分固化成更加坚固的状态。此外，如本文中所使用的“环氧树脂”还广义地限定了单个组分系统，其中包含环氧树脂的溶液能够固化，而无需将该溶液与包含固化剂的另一溶液混合。通常地，“环氧树脂”、“环氧树脂类”、“环氧材料”泛指包含已部分地、基本地或完全地固化的环氧树脂的聚合物材料。

如本文中所使用的“正在固化”、“固化的”或“使…固化”广义地限定了通过使诸如环氧树脂类聚合物与固化剂结合，或者通过使聚合物依据其他固化过程(诸如加热、加压、辐射等)来聚合、韧化和/或硬化聚合物材料的过程。“固化剂”或“固化材料”广义地限定了添加到聚合物材料中以促进或控制固化过程的物质或物质的混合物。固化剂可包括非固化物质。聚合物材料可以是非固化的、部分固化的(其中，硬化过程已开始但是不完全)或完全固化的(其中聚合物材料中的环氧树脂已基本上或完全地硬化)。

优选地，利用如本文所公开的钻孔盖板的钻孔应用可表明一个或多个下述特点：改进的通孔或盲孔质量(例如，减小的粗糙度)、少到没有毛头，改进的钻孔精确性、延长的钻头寿命、降低的钻孔温度、增加一次钻孔的PCB数量的改进能力、以及钻头穿过PCB的改进的能力(由于增加的PCB的厚度和/或包含更高T_g材料的更多磨料电路板组分的厚度，钻头穿过这样的PCB通常变得更加困难)。

B.非限制实施例的详细公开

图1示出了钻孔系统1的一个实施例，其中钻孔机器4被构造成穿过钻孔盖板和至少一个诸如印刷电路板(PCB)14的电互连系统进行钻孔。用改进的钻孔盖板10覆盖PCB 14，该钻孔盖板被构造成减少或消除与PCB 14中的钻孔相关联的几个问题，诸如(例如)疤痕、巢状屑团、飞跳(flier)、毛头等。钻孔机器4包括旋转的钻轴6以实施钻孔，还可包括压脚8(例如)以将改进的钻孔盖板10和/或PCB 14固定在位。在改进的钻孔盖板10设于PCB 14上方且压脚8将PCB 14固定在位的情况下，钻轴6向前相继穿过聚合物盖板10和PCB 14从而在PCB 14中形成孔。

如在图1中所示的，改进的钻孔盖板10被构造成与广范围钻头直径(包括所有一般可用的钻头直径)的钻孔一起使用。在一个实施例中，改进的钻孔盖板10被构造成与测得约6.7毫米(mm)或更小的钻头直径一起使用。在较佳实施例中，改进的钻孔盖板10被构造成与在约0.10mm至6.7mm范围内的钻头直径一起使用。在其他实施例中，改进的钻孔盖板10可与包括远小于0.10mm和远大于6.7mm钻头直径的不同钻头直径一起使用。当要钻出具有0.25mm或更小直径的孔时，因为(连同其他原因一起)一般盖板经常会损坏尺寸更小的钻轴，所以一些PCB操作者不使用这种一般盖板。有利地，改进的钻孔盖板10足够薄，从而改进的钻孔盖板10可用于0.25mm或更小的钻头直径，从而能使改进的钻孔盖板10向以那些钻头直径进行钻孔的PCB提供包括保护PCB不受损坏、使钻孔毛头最小、增加钻出的孔的精确性等等的益处。

在较佳实施例中，改进的钻孔盖板10被构造成具有约12密耳(1密耳＝1/1000英寸)或更小的厚度。在某些较佳实施例中，改进的钻孔盖板10具有约3密耳至12密耳范围的厚度。具有薄至3密耳的改进钻孔盖板10允许钻孔盖板10(连同其他益处一起)与更小的钻头直径一起使用。在其他布置中，改进的钻孔盖板10具有在约3密耳至10密耳范围内的厚度，该范围包括3密耳至8密耳、3密耳至6密耳、4密耳至12密耳、4密耳至10密耳、4密耳至8密耳、4密耳至6密耳等。在另一些实施例中，改进的钻孔盖板10具有大于12密耳的厚度，诸如(例如)13密耳、14密耳、15密耳等。

图2示出构造为设置在PCB 14上的图1钻孔盖板10的一个实施例。如在图2中所示的，改进的钻孔盖板10包括一个钻孔盖板层，即，改进的钻孔盖板部件16。在一个实施例中，钻孔盖板10仅包括该改进的钻孔盖板部件16。在其他较佳实施例中，使用包括基本上独立、不同层的改进的钻孔盖板部件16的钻孔盖板10。在其他实施例中，钻孔盖板10包括改进的钻孔盖板部件16和其他的钻孔盖板层。图1的钻孔盖板10可被构造成包括由粘性材料(包括粘性环氧树脂类)制成的钻孔盖板部件16。在一些实施例中，钻孔盖板部件16被构造成使得粘性材料形成钻孔盖板部件16的基本部分。优选地，将钻孔盖板部件16构造成具有约6密耳或更小的厚度。在其他实施例中，钻孔盖板部件16具有在约3密耳至6密耳范围(包括3密耳至4密耳、3密耳至5密耳、4密耳至6密耳、4密耳至5密耳)内的厚度。在其他实施例中，钻孔盖板部件16可具有远小于3密耳和/或远大于6密耳的厚度，包括(但不限于)1密耳、2密耳、7密耳、8密耳等。

仍参照图2，优选地，将改进的钻孔盖板部件16构造成与宽范围钻头直径(包括所有一般可用的钻头直径)的钻孔一起使用。在一个实施例中，改进的钻孔盖板部件16被构造成与测得约6.7mm或更小钻头直径一起使用。在另一实施例中，改进的钻孔盖板部件16被构造成与约0.10mm至6.7mm范围内的钻头直径一起使用。在其他实施例中，改进的钻孔盖板部件16可以包括远小于0.10mm和远大于6.7mm钻头直径的不同钻头直径一起使用。

如将结合几个实施例进一步讨论的，改进的钻孔盖板部件16提供若干优点，包括(但不限于)(例如)通过用作将PCB 14与钻孔机器4隔开的保护中间层来保护PCB 14的顶表面。在一个实施例中，改进的钻孔盖板部件16被构造成是足够坚固的，以保护PCB14免受机械损坏，所述机械损坏包括由钻孔机器4或压脚8施加在PCB 14上的压力或应力引起的损坏。改进的钻孔盖板部件16可被构造成易于与PCB 14的顶表面相符，从而改进的钻孔盖板部件16使钻孔毛头最少，使得随着钻轴6穿透PCB 14以在其中产生孔而形成的位于钻孔边缘处的向外弹出的碎片材料最少。在另一实施例中，有利地，改进的钻孔盖板部件16包括有色材料，包括亮绿色材料，在钻孔之前、在钻孔过程中和在钻孔之后，提供较好的视觉效果。

如将在本文中进一步讨论的，通过(除了别的以外)使钻轴6能够保持在从PCB 14的入口侧至出口侧的钻出的孔的位置，图2的改进的钻孔盖板部件16还增加了钻孔精确性。构造成改进了钻孔机器4的钻孔精确性的改进钻孔盖板部件16能使钻孔机器4对具有增加的叠层高度的PCB进行钻孔。随着高径比(PCB厚度与钻出的孔的直径的比率)的增加，钻孔精确性一般会下降。钻孔盖板部件16(其增加了钻孔精确性，如将进一步讨论的)有利地允许增加的高径比，其允许以减小的钻头直径对具有增加层数的增加得更厚的PCB进行钻孔。

现参阅图3A，公开了钻孔盖板10的一个较佳实施例，其中钻孔盖板10包括两个钻孔盖板层，即，改进的钻孔盖板部件16和可选的衬底层18。如在图3A中所示，改进的钻孔盖板部件16设置在衬底层18上。在一个实施例中，衬底层18设置在PCB 14上并且改进的钻孔盖板部件16设置在衬底层18上。包括改进的钻孔盖板部件16和衬底层18的钻孔盖板10设置在PCB 14上，并且钻轴6相继穿过钻孔盖板10和PCB 14进行钻孔以在PCB 14中产生孔。

如在图3A中所示，较佳实施例中的衬底层18被构造成具有小于约6密耳的厚度。在较佳实施例中，衬底层18可包括在1密耳至6密耳范围(包括1密耳至4密耳、1密耳至3密耳、1密耳至2密耳、2密耳至6密耳、2密耳至5密耳、2密耳至4密耳等)内的厚度。在其他实施例中，衬底层18具有远小于1密耳和/或远大于6密耳(包括7密耳、8密耳、9密耳等)的厚度。因此，包括设置在衬底层18上的钻孔盖板部件16的钻孔盖板10被构造成具有约12密耳(1密耳＝1/1000英寸)或更少的厚度。在某些较佳实施例中，钻孔盖板10具有在约4密耳至12密耳范围内的厚度。在其他设置中，钻孔盖板10具有约4密耳至10密耳范围(包括4密耳至8密耳、4密耳至6密耳、5密耳至12密耳、5密耳至10密耳、5密耳至8密耳、5密耳至7密耳等)内的厚度。在另一些实施例中，改进的钻孔盖板10具有大于12密耳的厚度，诸如(例如)13密耳、14密耳、15密耳等。

在一个实施例中，衬底层18足够薄，以致于不妨碍钻轴6穿过改进的钻孔盖板10或PCB 14的前进。有利地，衬底层18被构造成是较薄的，以使得当钻轴6前进穿过钻孔盖板10时，衬底层18不会在钻轴6的尖部处、在其附近或在其周围形成巢状屑团(birdnest)。在较佳实施例中，衬底层18被构造成与测得约6.7mm或更小的钻头直径一起使用。在另一实施例中，衬底层18被构造成与在约0.10mm至6.7mm范围内的钻头直径一起使用。在其他实施例中，衬底层18可与包括远小于0.10mm和/或远大于6.7mm的钻头直径的不同钻头直径一起使用。

如在图3A中所示，衬底层18可以包括相对刚性的材料，诸如(例如)金属。在较佳实施例中，衬底层18包括铝。在一个实施例中，衬底层18包括其他材料，包括(但不限于)纸张、棉织物、石棉片、陶瓷材料、钼、其他类型的塑料、玻璃、各种形式(诸如织物和连续玻璃纤维薄毡)的玻璃等。衬底层18也可包括粟米纸(corn paper)、豆纸、或其他有机物质。在一个实施例中，衬底层18包括如下材料中的一种或多种：高密度纤维板；中密度纤维板；金属；金属合金；纸张；三聚氰胺；任意的纤维垫；塑料；粗纸板；碎料板；酚醛塑料(phenolic)；以纸张、织物或玻璃纤维加强的酚醛塑料、实心酚醛树脂板、酚醛树脂层压板。另外，通过包含诸如衬底层18的稳定部件，钻孔盖板10具有增强的总体稳定性和硬度，这引起改善的处理特性和在毛头和扭曲或弯曲方面的减少。本领域的技术人员将理解，这些特性将有益于钻孔工艺。

多种其他材料或材料的混合物可用于制造衬底层18。在某些设置中，衬底层18包括阻燃剂(FR)预浸料(pregreg)，诸如(但不限于)FR-2(浸入了酚醛树脂的纤维素纸)、FR-3(浸入了环氧树脂的棉纸)、FR-4(浸入了玻璃织物的环氧树脂)、FR-5(浸入了环氧树脂的玻璃织物)等。例如在上面指明的美国临时申请第60/976,264号的第8页中，可以发现如在本文中所描述的可以使用和构造的衬底层18的多个非限制性实施例，通过引用将其全部内容结合在本文中。

继续参照图3A，钻孔盖板10包括衬底层18，该衬底层被构造成使得对PCB 14进行钻孔的过程中钻孔毛头出现得最少。在一些实施例中，衬底层18被构造成向钻孔盖板部件16提供结构支持。衬底层18可构造成在钻孔过程中保护PCB 14的顶表面不被(例如)钻孔机器4或钻孔机器4的部件(诸如钻孔脚8)损坏。在一些实施例中，衬底层18包括相对刚性的材料，以足以防止钻孔机器4碰撞PCB 14的一个或多个层。

仍参照图3A，可以使用各种技术制造钻孔盖板部件16和衬底层18，在一些较佳实施例中衬底层18是可选的。在一种设置中，首先设置衬底层18。钻孔盖板部件16设置在衬底层18上以形成钻孔盖板10。钻孔盖板10设置在PCB上，钻孔机器14相继钻通钻孔盖板10和PCB 14以在PCB中产生孔。

在一个实施例中，设置衬底层18包括选择合适材料(诸如铝)以形成衬底层18。设置钻孔盖板部件16包括选择合适的钻孔盖板部件材料(包含如本文中所述的诸如环氧树脂的聚合物材料)，以及处理该合适的钻孔盖板部件材料，以形成钻孔盖板部件16。处理合适的钻孔盖板部件材料可包括部分地、基本地或完全地固化包含环氧树脂的聚合物材料。在一个实施例中，包含环氧树脂的聚合物材料通过诸如胺的固化剂进行固化。设置钻孔盖板部件16还包括设置粘性材料，该粘性材料包括通过固化聚合物材料(诸如环氧树脂)而制成的粘性材料。在一个实施例中，将钻孔盖板部件16设置在衬底层18上包括将钻孔盖板部件16形成在衬底层18上(例如，将钻孔盖板部件16涂敷、沉积和/或放置在衬底层18上)。将钻孔盖板部件16设置在衬底层18上包括用盘-盘工艺将钻孔盖板部件16涂敷(例如喷涂(使用空气喷涂或无电喷涂))在衬底层18上。在另一配置中，例如用传送工艺(conveyor process)将钻孔盖板部件16辊涂到衬底层18上。

仍参考图3A，钻孔盖板部件16可被设置在衬底层18上并使用粘合层(未示出)粘附至衬底层18。在一个实施例中，使用“浇注成箔”(cast to foil)工艺形成钻孔盖板部件16和衬底层18，其中在衬底层18上施用聚合物材料(包括处于流体形式的)，然后对聚合物材料和衬底层18进行加热，导致在衬底层18上形成钻孔盖板部件16的薄膜。在其他实施例中，例如，通过从铜阴极喷溅合适的衬底材料将适合的衬底材料沉积在钻孔盖板部件16上。在另一些实施例中，使用电镀工艺将钻孔盖板部件16设置在衬底层18上(将衬底层18沉积在钻孔盖板部件16上)。在其他实施例中，在真空室中对诸如铝的合适的衬底材料进行蒸发，将蒸汽沉积在钻孔盖板部件16上，从而将钻孔盖板部件16设置在衬底层18上。在另一些实施例中，可使用诸如幕式淋涂法、叉涂法(crotchcoating)、冲模涂布(slot-die coating)等的其他技术将钻孔盖板部件16设置在衬底层18上。

在较佳实施例中，形成钻孔盖板10包括：例如当钻孔盖板10穿过生产线时，例如通过使钻孔盖板部件16和衬底层18穿过一个或多个辐射射束或辐射室来基本地或完全地固化钻孔盖板10。根据其他实施例，形成钻孔盖板10包括部分地固化钻孔盖板部件16和衬底层18的叠层。例如在上面指明的美国临时申请第60/976,264号中的第9页可以找到可以如本文所述那样使用和构造的改进钻孔盖板部件16的制造方法的其他非限制性实施例，通过引用将其全部内容结合在本文中。

现在参阅图3B，公开了包括两个或多个钻孔盖板层的钻孔盖板10的另一实施例。如在图3B中所示，改进的钻孔盖板10包括可选的顶部涂层20、钻孔盖板部件16、可选的粘合层22、以及衬底层18。可选的顶部涂层20可被构造成用于减少(除了别的以外)在钻孔过程中从钻孔盖板部件16的顶表面向外射出(project)的任何表面材料，包括(例如)由于钻孔盖板10的钻孔盖板部件16和/或其他钻孔盖板层的不足固化而在钻孔盖板部件16中出现的任何不完整性。可选的顶部涂层20可进一步被构造成用于提高所述改进钻孔盖板部件16的外观。在一些实施例中，可选的顶部涂层20可在改进的钻孔盖板10上提供保护表面，从而在与对PCB进行钻孔相关的处理的过程(诸如在传送钻孔盖板部件16的过程中)中使改进的钻孔盖板10遭受的损坏最小。

如这里结合图3A所讨论的，可利用各种技术(包括喷涂、辊涂、幕式淋涂法、叉涂法、冲模涂布等)以将钻孔盖板部件16与衬底层18相结合。在其他实施例中，如在图3B中所述，可选的粘合层22可用于将钻孔盖板部件16粘附至衬底层18。该可选的粘性层22被构造成与包含粘性材料的钻孔盖板部件16不同之处在于，该可选的粘合层22被构造成层叠或粘附钻孔盖板10的钻孔盖板层。在一些实施例中，可选的粘合层22在厚度上比钻孔盖板部件16薄得多。可选的粘合层22可包括各种粘性材料，包括(但不限于)丙烯酸材料、聚酰亚胺、环氧树脂类、酚醛塑料等。可以在上面指明的美国临时申请第60/976,264号中找到包含可以如本文所述那样使用和构造的可选层的改进钻孔盖板部件16的非限制性实施例，通过引用将其全部内容结合在本文中。

尽管图1至图3B示出了在特定配置中的钻孔盖板10，但在其他配置中钻孔盖板10可设置在PCB 14上。通过非限制性的实例，图3C示出了包括两个或多个钻孔盖板层的钻孔盖板10。尽管图3C示出了包括设置在另一钻孔盖板部件16上的一个改进钻孔盖板部件16的钻孔盖板10，但普通技术人员可以理解，钻孔盖板10可以包括设置在一个或多个其他类型钻孔盖板层上的钻孔盖板部件16。在其他实施例中，钻孔盖板10可以包括设置在钻孔盖板部件16上的两个或多个钻孔盖板层。根据在图3D中示出的一个实施例，钻孔盖板10包括设置在可选的衬底层18上的改进的钻孔盖板部件16，该可选的衬底层18进一步设置在另一钻孔盖板部件16上。在另一实施例中，钻孔盖板部件16可以包括两个或多个衬底层18。在其他实施例中，改进的钻孔盖板10可以包括其他的可选的层，包括(但不限于)涂层、粘合剂、润滑剂、衬底、溶剂、其他类型叠层等等。在另一些其他实施例中，钻孔盖板10可以包括散置在整个钻孔盖板10的其他可选的层之中的一个或多个钻孔盖板部件16。

C.材料

如结合图1至图3D所公开的，改进的钻孔盖板10至少包括改进的钻孔盖板部件16。改进的钻孔盖板部件16可以包括宽范围的材料，诸如(但不限于)陶瓷、流体、金属、聚合物、木材、等等。改进的钻孔盖板部件16可以包含其他材料，诸如填料、添加剂、催化剂、纤维、半导体等等。在较佳实施例中，改进的钻孔盖板部件16包含诸如(例如)环氧树脂类的聚合物材料。如将在本文中讨论的，包含环氧树脂类(诸如粘性环氧树脂类)的改进的钻孔盖板部件16提供了多个优点。

优选地，根据具体应用，优选钻孔盖板部件16包含显示了一个或多个如下特征的材料：不阻碍钻轴6：防止或减少巢状屑团；抗机械损坏；形成改进钻孔精确性的轴衬(bushing)；抗钻轴6的横向偏离(lateral deflection)；容易操作；稳定(例如，在产品的使用寿命期间基本上不退化)。

在较佳实施例中，钻孔盖板部件16有利地包括包含聚合物材料或粘性材料的材料，该材料被构造成当钻轴6向前穿过钻孔盖板10和/或PCB 14时，抑制钻轴6在偏离钻孔轴线的方向上的不期望的偏离，从而增加钻孔精确性。在一般的可用盖板中，钻轴6例如在沿着穿过要被钻出的孔的中心的轴线进入盖板的顶表面之后且停止在一个期望的位置中之前，钻轴6典型地进行多个旋转，例如，一个、两个、三个或更多个旋转。随着钻轴6向前穿过钻孔盖板部件16和/或PCB 14，而在钻轴6完全定位在要被钻出的孔的中心处或该中心附近之前的前几个旋转过程中所产生的、由钻轴6周围的钻孔盖板材料构成的轴衬(圆柱形衬里)是不完整的，并且不能有效地抑制钻轴6沿钻孔轴线的横向移动，这会引起钻头转轴6的横向偏离。由此有利地，钻孔盖板部件16包含这样的材料(包含诸如环氧树脂的聚合物材料)，该材料足够牢固以使得钻轴6与钻孔盖板部件16刚一接触或接触之后很快将钻头转轴6保持在沿钻孔轴线的位置，该材料形成了能够将钻轴6限制在沿着期望的轴线(穿过要钻的孔的中心)的适当位置、该材料使得任何横向偏离最小化或消除任何横向偏离并增加钻孔精确性。

根据本文公开的一个实施例，改进的钻孔盖板部件16包含这样的材料(包含诸如环氧树脂聚合物材料或粘合剂)，该材料足够抵抗由钻孔机器4和/或钻孔脚8引起的机械的和其他类型的损坏(诸如刮痕、凹痕等)。在一个实施例中，改进的钻孔盖板部件16还被构造成抵抗由钻孔系统1中妨碍钻孔过程的碎片、任何物质引起的损坏。“碎片”或“废弃物质”广义地限定了存在于钻孔系统1中的妨碍钻孔过程的物质，其包括(例如)尘粒、随着在其中形成孔而被移除的钻孔盖板和/或PCB材料等。碎片会导致在一般盖板的顶表面或其他部分的机械损坏，其会使钻轴6位置偏离，导致钻轴6在不准确的位置钻孔或损坏现存的孔或PCB 14的其他部分。在其他情况中，碎片引起可致飞跳(flier)的大量的孔缺陷，这是一个常见的问题，其中即使只在几个孔(例如，50,000个孔中的几个)中存在缺陷仍能致使整个PCB不能工作。改进的钻孔盖板部件16有利地被构造成抵抗各种类型损坏(包括机械损坏)，从而使由这种损坏引起的钻轴6的不期望的偏离最小化。

在一些实施例中，改进的钻孔盖板部件16有利地被构造成容易减少钻孔过程中的粉末。在一个实施例中，钻孔盖板部件16包含包括粘合剂和/或聚合物材料(诸如环氧树脂类)的材料，其容易地减少钻孔过程中的粉末，由此使称为巢状屑团的常见问题消除或最小化。随着钻轴6向前穿过盖板而钻孔盖板材料未能完全地破碎成粉末时出现巢状屑团，并且废弃物质堆积在钻轴6的尖端周围，妨碍了钻轴6穿过盖板或PCB 14的各个层的前进。

在一些情形中，由钻孔过程产生的热量影响一些一般可用的盖板(例如，盖板的熔化部分)的化学性质，使得盖板未能有效地碎成粉末。在其他情形中，除非钻轴6达到不期望的高温(该高温有可能损坏电路板的部件)，否则一些钻孔盖板不能破碎成粉末。而且，随着钻轴6进一步向前穿过盖板或PCB 14的层，堆积在钻头转轴6的尖端处的废弃物质的尺寸继续在尺寸上增加，因此加重巢状屑团(堆积在钻头转轴6上或周围的废弃物质)妨碍钻孔操作和/或精确性的程度。有时，由堆积的废弃物质造成的阻碍使得钻头转轴6折断、向系统引入不期望的碎片、需要更频繁的和更昂贵的钻轴替换、以及潜在地实质上损坏PCB。废弃物质还会使钻头转轴6偏离其位置，降低在PCB 14中形成孔的精确性和/或损坏PCB 14。

改进的钻孔盖板部件16较佳地包括包含粘性材料的材料，在钻孔过程中该材料容易地变成粉末从而使得与巢状屑团相关联的问题(包括但不限于钻孔偏离、钻头转轴损坏等)可以最小化或被避免。在一些实施例中，钻孔盖板部件16包括包含聚合物材料的材料，该材料用于当钻轴6向前穿过钻孔盖板部件16时变成粉末。在另一实施例中，钻孔盖板部件16在与钻轴6接触时变成粉末。例如通过与钻孔机器4相关联的真空机构，可有效地清除变成粉末的钻孔盖板部件16。在一个实施例中，钻孔盖板部件16较佳地包括具有热特性的材料(包含聚合物材料)，以使得钻孔盖板部件16可承受由钻孔过程产生的热。在一些实施例中，钻孔盖板部件16甚至在钻头的热量下就能容易地破碎成粉末，而不会熔化、渗出或移动，从而使钻轴6周围形成的废弃物质最少或被消除。在其他实施例中，钻孔盖板部件16包括包含环氧树脂类的聚合物材料，该材料在一般钻孔温度下碎成粉末。

在较佳实施例中，钻孔盖板部件16包括粘性材料或聚合物材料，包括(但不限于)环氧树脂类。在一些实施例中，钻孔盖板部件16包括粘性材料，包括为不同目的(除了便于对PCB钻孔以外)而典型配置的粘合剂(粘附PCB的各种层、钻孔盖板、背板等等)。基于诸如结合强度、空间稳定性、热阻、电特性等的粘合剂特性，典型地选择粘合剂来结合PCB的各个内部层和外部层。使粘合剂理想用于粘附叠层的这些特性中的一些特性也使粘合剂在新的应用中很好地发挥作用——作为用作钻孔盖板的钻孔盖板层的实质不同和独立的层。在一个实施例中，钻孔盖板部件16包括用于例如通过使钻孔毛头最少、增加精确性、保护PCB 14不受损坏等而促进钻孔工艺的粘性材料。钻孔盖板10和钻孔盖板部件16可包括用于多种目的(除将钻孔盖板10的层结合在一起)的粘性材料。在其他配置中，改进的钻孔盖板部件16包括用作由刚性材料制成的衬底(诸如图3A中的衬底层18)上的涂层的粘合剂。诸如丙烯酸树脂、聚酰亚胺、环氧树脂类、改性聚酯、丁缩醛酚醛等粘合剂适合用作钻孔盖板部件16。在其他实施例中，钻孔盖板部件16包括可购买的产品(例如，Daubert的Doubond 17092，18973，19102，19109，19112，19116)。

钻孔盖板部件16还可以包括从热固性或热塑性族树脂中选出的树脂，例如，制作成片形的。钻孔盖板部件16可以包括热塑性材料，诸如聚酯、聚酰亚胺、聚醚胺、聚碳酸酯、三乙酸纤维素、以上材料的两种或多种的结合、或以上材料的两种或多种与其他材料的结合。在一个实施例中，钻孔盖板部件16包括聚酯族的热塑性聚合物树脂，包括(但不限于)聚对苯二甲酸乙二醇酯，其有时被称作为迈拉(Mylar)，包括SDI的平滑迈拉。

在一些实施例中，钻孔盖板部件16包括一种或多种(例如)形成为薄层的热固性材料，诸如固化的环氧树脂、酚醛树脂、胺基树脂、聚乙烯醇缩乙醛类等等。在较佳实施例中，钻孔盖板部件16包括环氧树脂类。环氧树脂类可为双酚A/表氯醇类型的。在一个实施例中，较佳的环氧树脂类包括(但不限于)双组分室温固化环氧树脂类、聚酰亚胺固化的环氧树脂类、双组分双酚A环氧树脂类、以及双酚A环氧树脂类的二环氧甘油醚(diglycidyl ether)。更进一步地，环氧树脂类可包括环氧树脂基和固化剂，诸如胺、聚胺、酰胺、聚酰胺、环脂化合物(cycrloaliphatic)作用剂、其他合适的作用剂等。

根据一个实施例，钻孔盖板部件16包括其他固化的和非固化的材料。在另一些实施例中，钻孔盖板部件16包括醚，包括(例如)缩水甘油醚、烷基缩水甘油醚(例如，CAS# 68609-97-2)等等。钻孔盖板部件16也可包括其他材料，包括(但不限于)诸如碳酸钙(例如，CAS# 1317-65-3)的碳酸盐、专用环氧树脂类、二氧化钛(例如，CAS# 13463-67-7)、诸如黄色颜料的着色剂(CAS#51274-00-1)等。在其他一实施例中，钻孔盖板部件16包括三乙烯四胺(例如，CAS# 112-24-3)。另外，钻孔盖板部件16可以包括诸如壬酚的酚(例如，CAS# 84852-15-3)。可以在上面指明的美国临时申请第60/976,264号中的第8页找到如本文所描述的的那样可使用和配置的钻孔盖板部件16的其他非限制性实施例，通过引用将所述美国临时申请全部内容结合在本文中。

在一些特定实施例中，通过结合环氧树脂、实质上由聚酸胺-胺(polyamidoamine)组成的固化剂、以及实质上由碳酸钙、三乙撑四胺、多乙撑多胺、二氧化钛、缩水甘油醚以及壬酚组成的第三组材料来制成包括钻孔盖板部件16的钻孔盖板10。环氧树脂可以是双酚A/表氯醇类型的。

在一些实施例中，改进的钻孔盖板部件16包括双组分的聚合物材料，其中第一溶液与第二溶液相混合(combine，化合)以形成钻孔盖板部件16。第一溶液可包括与第二溶液混合的环氧树脂(包括粘性环氧树脂)，从而第二溶液使得第一溶液中存在的环氧树脂固化，从而形成钻孔盖板部件16。在一个实施例中，双组分的聚合物材料包括等体积的第一溶液和第二溶液。在其他情况中，具有不同体积的第一溶液和第二溶液相混合以形成钻孔盖板部件16。在一些实施例中，第二溶液包括固化剂，该固化剂用于使第一溶液中存在的环氧树脂固化。在其他情况中，第二溶液包括实质上由脂族胺和聚酰胺-胺组成的固化剂。在某些较佳实施例中，第一溶液包括环氧树脂(例如，CAS#，25068-38-6)。在一个实施例中，将第一溶液和第二溶液相混合部分地固化了第一溶液中存在的环氧树脂。在另一情形中，将第一溶液和第二溶液相混合完全固化了第一溶液中存在的环氧树脂。环氧树脂可包括钻孔盖板部件16的第一溶液的材料块。

在其他实施例中，第一溶液包括双酚A/表氯醇环氧树脂，按重量计算包括约55％～95％，包括按重量计算约85％～95％、约80％～90％、约55％～85％、约55％～75％、约55％～65％、约65％～85％、约65％～95％、约65％～75％、约75％～90％等。在一个实施例中，第一溶液包括按重量计算约55％～90％(包括按重量计算约60％～70％)的双酚A/表氯醇环氧树脂。在一些实施例中，第一溶液包括另一环氧树脂，包括(例如)专用环氧树脂。在一个实施例中，第一溶液包括按重量计算约80％～95％(包括重量百分比约80％～90％和/或重量百分比约85％～95％)的双酚A/表氯醇环氧树脂，并且包括按重量计算约5％～15％的另一环氧树脂。

在其他实施例中，第一溶液包括一种或多种醚，包括按重量计算约1％～20％(包括按重量计算约1％～10％和约1％～5％)的缩水甘油醚，。适合的缩水甘油醚包括烷基缩水甘油醚(例如，CAS#68609-97-2或C12-C14烷基化合物)。在钻孔盖板部件16的第一溶液中还可包括添加剂。在一些实施例中，第一溶液包括相对低的重量份额(例如，近似约1％～2％或约1％～5％)的诸如着色剂和一些盐的添加剂。然而，在又一些实施例中，在第一溶液中存在的盐(诸如碳酸钙)的量按重量计算可以占约25％～45％(包括按重量计算约25％～40％、约25％～35％、约30％～40％等)。在一种布置中，第一溶液包括按重量计算少于2％的二氧化钛和/或按重量计算少于2％的黄色颜料。例如在上面指明的美国临时申请第60/976,264号中的第8页可以找到可以如本文所描述的那样使用和构造改进的钻孔盖板部件16的其他非限制性实施例，通过引用将其全部内容结合在本文中。

根据一个实施例，通过将包括环氧树脂的第一溶液与第二溶液混合(例如)以固化第一溶液中存在的环氧树脂来形成钻孔盖板部件16，从而形成钻孔盖板部件16。在一些实施例中，第一溶液与第二溶液相混合，第二溶液包括固化剂以充分固化第一溶液中存在的该树脂(包括环氧树脂)。可用第二溶液形成钻孔盖板部件16，第二溶液包括诸如胺、聚胺、酰胺、聚酰胺、环脂化合物作用剂、其他合适的聚合剂等等的固化剂。在一些实施例中，第二溶液包括诸如(但不限于)多乙烯多胺、聚酰胺-胺、三乙烯四胺等材料。

在一些实施例中，第二溶液包括固化材料，其中胺形成材料块。在一个实施例中，第二溶液包括按重量计算约50％～88％(包括按重量计算约50％～70％、约50％～75％、约84％～88％、约55％～75％、约55％～65％、约55％～60％、约65％～85％、约75％～85％等)的诸如(例如)聚酰胺-胺的胺。在另一实施例中，第二溶液可包括按重量计算大于80％的胺。在其他实施例中，第二溶液可包括按重量计算约50-70％(包括重量百分比约50-60％和重量百分比约60％～70％)的聚酰胺-胺。在另一配置中，第二溶液包括按重量计算小于约10％的多乙撑多胺。

此外，第二溶液可以包括提供在粘性材料中的按重量计算约为84％～88％的胺。在一些实施例中，第二溶液包括约25％～45％(包括按重量计算约25％～35％和约35％～45％)的一种或多种碳酸盐(包括碳酸钙)。诸如(但不限于)壬酚和/或三乙烯四胺的其他材料可包括在第二溶液中。在一个实施例中，第二溶液包括低浓度的壬酚和/或三乙烯四胺，例如按重量计算大约1％～16％。在又一些实施例中，第二溶液包括按重量计算少于10％的三乙烯四胺和按重量计算约12％～16％的壬酚。

D.实例1至实例7：测试钻头运行

下面给出了改进的钻孔盖板部件16和其他一般使用的钻孔盖板设置在不同测试环境中的不同PCB配置上，并且以实际的设定值相继对钻孔盖板和PCB钻孔，以确定各种钻孔盖板的性能的各种实施例。在下面的实例1至实例7中描述了测试钻头参数和性能测量值。在实例1至实例6中，使用如本申请中所描述的包括钻孔盖板部件16和衬底层18的改进的钻孔盖板10。钻孔盖板部件16包括由聚合物材料(包含双酚A/表氯醇环氧树脂)形成的环氧粘合剂。衬底层18包括铝。在实例7中，使用包括由迈拉材料形成的钻孔盖板部件16的改进的钻孔盖板10。

性能评价方法

实例1至实例7中所使用的测量各种钻孔盖板的性能(包括量化孔配准精确性和与对印刷电路板进行钻孔相关联的公差范围)的四种不同方法包括加工能力指数(C_pk)、真位置直径(TPD)、真位置半径(TPR)以及线性测量。

C_pk，即6-∑兼容统计学工具，测量加工能力，在规格界限或公差范围内产品产量的加工能力。C_pk基于收集的测试数据预测系统或加工的性能，并且结合考虑非中心数据分布的影响来指示加工能力。可使用下式计算加工的C_pk：

(i) - - - C_{pk} = \min [\frac{USL - \hat{μ}}{3 \times \hat{σ}}, \frac{\hat{μ} - LSL}{3 \times \hat{σ}}]

其中，USL和LSL限定了上限和下限公差范围，

是估计的加工平均数(mean of the process)、以及

是估计的加工可变量。加工能力是通常用于证明特定PCB钻孔工艺或PCB钻孔机器系统合格的确认技术。C_pk测量钻孔机器相对于加工可变量趋向其规格度(specification level)的接近程度，因此，C_pk越大则钻孔机器越不可能在公差范围之外钻孔。典型地，在包括对印刷电路板进行钻孔的制造工艺中，较佳地是C_pk为1.33或更高。

实例1至实例7的目的之一是为了显示，通过使钻孔机器比其他钻孔盖板更接近其工作能力而操作，对使用了改进的钻孔盖板部件16的印刷电路板进行钻孔改善了钻孔工艺。在实例1和其他实例中，均进行了仔细的考虑以维持稳定不变的钻孔环境，以确保由被测试的钻孔盖板做出的对加工能力的贡献被满意地归功于钻孔盖板，而不是归功于诸如钻孔机器控制、切削工具配置、抓握设置、钻轴的精度等。接受试验的C_pk分析经常需要指示标称(nominal)目标点周围的分散度的散布图，标称目标点是理想精确孔的位置。改进的钻孔盖板10构造成提供约0.91～2.93范围(包括1.0～2.8、1.0～2.7、1.8～2.6、1.5～2.5、1.7～2.3等)内的C_pk值。

TPD描绘了由数据占用的区域的实际直径。图4B示出了圈79，其示出了散布图上的各种直径的TPD值。TPR与TPD相关并且描绘了由该数据所占据的该区域的实际半径，是TPD的二分之一。在实例1至实例7中，如在图4C中所示，通过确定钻出的孔82的中心83与标称孔81的中心84之间的距离，而计算TPR，标称孔81是理想的准确孔的位置。在实例1至实例7中，TPR以英寸为单位。在钻孔系统中期望较低的TPR，因为对于一个钻出的孔来说，TPR越低，钻出的孔82的中心83与标称孔81的中心84越近，这表示钻出的孔82更准确的定位。改进的钻孔盖板10被构造成将TPR值设置在约0.00106英寸至0.00690英寸(包括0.00110～0.00680、0.00120～0.00600、0.00125～0.00500等)的范围内。通过将标称孔81的中心84校准为直角坐标系(X轴和Y轴)上的点(0，0)、确定钻出的孔82的中心83的位置(x，y)、并且使用下式计算这两个中心之间的距离85，可计算出标称孔81的中心84与钻出的孔82的中心83之间的距离。

(ii) TPR = \sqrt{x^{2} + y^{2}}

线性测量描绘了X轴和Y轴的误差量，其图形在图4B中作为矩形78示出。线性测量越小表示钻出的孔的定位越准确。因为孔的钻孔数据形成了环形图案，因此以线性方式分析精确性测量比其他径向测量更受限。然而，提供了实例4的线性测量数据。在上面指明的美国临时申请第60/976,264号中的第5～6页以及附录A和附录B中，可以找到可以如本文所描述的使用和构造与改进的钻孔盖板部件16相关的精确性测量的其他非限制性讨论，例如通过引用将其全部内容结合在本文中。

实例1

图4A示出了面板11，在实例1中在该面板上进行钻孔以确定改进的钻孔盖板部件16对钻孔精确性的影响，并比较改进的钻孔盖板部件16与其他钻孔盖板的性能。面板11包括：钻孔盖板68；以及PCB叠层和背板80，其中叠层PCB具有第一介电层60和第二介电层61，每个介电层60和介电层61均是在其每个表面上具有导电层70的双面叠层，导电层70具有1盎司铜材料。如本文进一步要描述的，设置四个不同的钻孔盖板作为钻孔盖板68来对面板11进行钻孔。

为了提供在产品中钻孔的真实表示，选择了第一介电层60和第二介电层61、导电层70、背板80。因此，将钻孔盖板68覆盖在PCB的叠层上，相继对钻孔盖板68和PCB叠层进行钻孔提供了关于在实际应用中使用时每一个钻孔盖板68如何发挥作用的信息。第一介电层60和第二介电层61中的每一个包括0.059英寸厚度，双面的ISOLA FR-4叠层。在图4A中，0.093英寸的LCOA Tek板被用作背板80。

仍参照图4A，对面板11进行钻孔，其中使用四种不同类型的钻孔盖板作为钻孔盖板68：(1)0.012英寸LCOA EO+，由美国叠层公司(LCOA，Laminated Company of America)制造并出售的钻孔盖板，其具有堆叠在纤维素芯两侧的铝；(2)0.007英寸实心铝钻孔盖板(3303合金-H19硬度)；(3)0.014英寸加润滑油的钻孔(LE)盖板，由三菱气化股份有限公司(Mitsubishi Gas ChemicalCompany，Inc)制造并出售的钻孔盖板，具有润滑层和铝片；以及(4)包括钻孔盖板部件16和衬底层18的0.009英寸钻孔盖板部件16。在实例1中改进的钻孔盖板部件16包括设置在0.003英寸衬底层18上的0.006英寸的钻孔盖板部件16。为了使变化最小，使用相同的Excellon Concept I单轴机器对四个钻孔盖板中的每一个进行钻孔。如在实例1中所使用的Excellon Concept I钻孔机器的钻头参数如下：0.0135英寸钻头直径；0.220英寸槽钻长度；钻速110,000rpm(钻数/分)；进刀量88ipm(每分钟英寸数)；退回800ipm；以及最大采样数2020。

在稳定不变的测试环境中测量实例1中的四个钻孔盖板中每一个的性能，以使由测试参数(诸如，照明方法、照相机分辨率、光学质量、放大倍数、用于识别钻出的孔的实际边界的算法等)中的差异引起的不期望的精确性测量变化最小化。在具有ITRAN观察系统(ITRAN Vision System)的Excellon Concept I上获得四个钻孔盖板的每一个的精确性测量。使用两个0.0453”直径的孔将观察系统与面板11上形成的钻孔图案对准。为了增加从观察系统获得的结果的可靠性，将四个面板11(每一个包括四个钻孔盖板中的一个)输送穿过高压气喷以移除残留在孔中的任何碎片。在分析钻孔数据之前，允许面板11与观察系统稳定48小时。在实例1中，根据在面板11的顶部测量钻出的孔的位置来确定钻出的孔位置的实际位置。为了对钻出的孔进行测量，Excellon Concept I在面板11顶上投射光，并使用算法，识别孔的圆周周围的96个点以确定最适合的圆。

对于实例1中的钻孔测试，图5A示出了面板11的配置、钻孔机器参数、以及精确性测量。图5A示出了对于+/-0.0015英寸公差范围的C_pk和TPR值(以英寸为单位)，其等价于约0.00212英寸TPR。如图5A中和图5B中的相关图表中所示，与LOCA EO+、铝、以及LE片钻孔盖板的C_pk值1.59、2.3以及2.8相比，通过改进的钻孔盖板部件16钻出的在面板11上形成的孔的位置在C_pk值为2.93处最精确。

实例2

在实例2中，改进的钻孔盖板部件16和LE片钻孔盖板设置在PCB面板上，并且对钻孔盖板和PCB面板相继钻孔。图6中与实例2相关联的列示出了PCB的配置、钻孔机器的钻头参数、以及由实例2的测试钻孔运行产生的精确性测量。进行实例2中的钻孔，以将0.009英寸厚度钻孔盖板部件16的性能(包含精确性测量)与0.014英寸厚度LE片钻孔盖板相比较。实例2中的改进的钻孔盖板部件16包括设置在0.003英寸的衬底层18上的0.006英寸的钻孔盖板部件16，该衬底层18包括铝。钻孔盖板设置在厚0.1100英寸、1高-26层的PCB叠层(具有FR-406介电层和1/2盎司外部铜导电层以及2盎司内部铜层)上。

每个改进的钻孔盖板部件16和LE片钻孔盖板设置在由出口板支持的PCB叠层上。改进的钻孔盖板部件16连同0.095英寸厚的SlickBack背板一起测试，LE片钻孔盖板连同0.096英寸厚的STARboard背板一起测试。在实例2中使用Excellon Century 2001钻孔机器对PCB叠层进行钻孔，该钻孔机器具有如下参数：0.0098英寸的钻头直径；0.185英寸的槽钻长度；钻速125,000rpm；进刀量114ipm；退回600ipm；以及最大采样数2200。对于+/-0.002英寸的线性公差，从PCB叠层的底部进行实例2中的精确性测量。如在图6中与实例2相关联的数据的行中所看到的，LE片钻孔盖板产生C_pk为0.56和TPR为0.00355的结果，而改进的钻孔盖板部件16以C_pk为0.91和TPR为0.00276获得了增加的精确性。

实例3

仍参照图6，进行一组精确性测量，以比较改进的钻孔盖板部件16与使用不同的PCB叠层配置的LE片钻孔盖板的性能。与在实例2中一样，在实例3中改进的钻孔盖板部件16包括设置在0.003英寸的衬底层18上的0.006英寸的钻孔盖板部件16，衬底层18包括铝。在实例3中，钻孔盖板设置在0.098英寸厚1高-18层的PCB叠层(具有FR-406介电层和1/2盎司外部铜导电层以及1盎司内部铜导电层)上。

每个改进的钻孔盖板部件16和LE片钻孔盖板设置在由出口板支持的PCB叠层上，改进的钻孔盖板部件16连同SlickBack背板(厚0.096英寸)一起测试，LE片钻孔盖板连同STARboard背板(厚0.095英寸)一起测试。使用Excellon Century 2001钻孔机器对PCB进行钻孔，该钻孔机器具有如下钻孔参数：0.0079英寸的钻头直径；0.118英寸的槽钻长度；钻速125,000rpm；进刀量55ipm；退回700ipm；以及最大采样数1500。如可在图6中与实例3相关联的行中所看到的，LE片钻孔盖板产生C_pk为0.53和TPR为0.00310的结果。改进的钻孔盖板部件16获得了C_pk为0.92和TPR为0.00226的更精确性的测量。实例3示出了对于+/-0.002英寸公差值的C_pk和TPR值。

改进的钻孔盖板部件

LE片

实例4

如在图6中所示，实例4示出了改进的钻孔盖板部件16与0.007英寸厚的铝钻孔盖板相比较的性能。实例4中改进的钻孔盖板部件16包括设置在0.003英寸衬底层18上的0.006英寸的钻孔盖板部件16，衬底层18包括铝。钻孔盖板设置在厚0.098英寸、1高-18层的PCB叠层(具有FR-406介电层和1/2盎司外部铜导电层以及1盎司内部铜导电层)上。

每个改进的钻孔盖板部件16和LE片钻孔盖板设置在由出口板支持的PCB叠层上。改进的钻孔盖板部件16连同SlickBack背板(厚0.096英寸)一起测试，LCOA EO+板连同厚0.095英寸的STARboard背板一起测试。使用Excellon Century 2001钻孔机器对PCB进行钻孔，该钻孔机器具有如下钻孔参数：0.0079英寸的钻头直径；0.118英寸的槽钻；钻速125,000rpm；进刀量55ipm；退回700ipm；以及最大采样数1500。如可在图6中与实例4相关联的行中所看到的，相比于LE片钻孔盖板(C_pk为1.36和TPR为0.00291)，改进的钻孔盖板部件16以C_pk为1.76和TPR为0.00160获得了增加的精确性。

实例5

在实例5中，改进的钻孔盖板部件16和0.007英寸的铝钻孔盖板设置在厚0.062英寸1高-2层的PCB叠层(具有FR-408介电层和1盎司外部铜层)上。在实例5中每个PCB由Spectrum Gold出口板支持。使用Hitcahi Union Tool钻孔机器对实例5中每个PCB进行钻孔，该钻孔机器具有下列钻孔参数：0.0079英寸的钻头直径；0.118英寸的槽钻；钻速120,000rpm；进刀量79ipm；退回500ipm；以及最大采样数2000。如在图6中所示，改进的钻孔盖板部件16产生C_pk为1.66和TPR为0.00150的结果。比较起来，铝钻孔盖板获得了C_pk为1.11和TPR为0.00244的较差的精度测量。

实例6

在实例6中，改进的钻孔盖板部件16和0.007英寸的铝钻孔盖板设置在厚0.093英寸，1高-2层的PCB叠层(具有FR-4介电层和1盎司外部铜层)上。在实例6中每个PCB由SlickBack出口板(厚0.096英寸)支持。使用Hitcahi钻孔机器对实例6中每个PCB进行钻孔，该钻孔机器具有下列钻孔参数：0.0098英寸的钻头直径；0.187英寸的槽钻；钻速125,000rpm；进刀量87ipm；退回700ipm；以及最大采样数2020。

每个改进的钻孔盖板部件16和铝钻孔盖板覆盖在PCB上，并且相继对钻孔盖板和PCB进行钻孔，六个钻孔盖板10和6个铝钻孔盖板中的每一个均设置在不同的PCB上，并且相继对钻孔盖板和PCB进行钻孔以评定钻孔盖板的性能(假设+/-0.002英寸的上限TPR公差范围)。如在图7A中所示，当与铝钻孔盖板(对于钻头运行a、b、c、d、e、和f来说，C_pk为1.00、0.75、1.18、0.67、0.67和0.52)相比较时，在实例6中运行的6钻头中的每一个的C_pk值高于改进的钻孔盖板部件16(对于钻头运行a、b、c、d、e、和f来说，C_pk为2.61、1.47、1.94、1.56、1.83和1.03)。此外，如图7A的表中和图7B中的对应图表所示，对于钻头运行a、b、c、d、e、和f来说，每个钻头运行具有以英寸为单位的0.00128、0.00167、0.00145、0.00156、0.00142、和0.00182TPR值，在+/-0.002英寸的上限TPR公差范围之下，改进的钻孔盖板部件16很好地发挥作用。如图7A中所示，铝钻孔盖板发挥的作用相对较差，并且除了第一个钻头运行以外的所有钻头运行都超出了+/-0.002英寸的上限TPR公差范围，产生对于钻头运行a、b、c、d、e、和f的TPR值为0.002、0.00216、0.00209、0.00243、0.00290、和0.00294。

实例7

在实施例7中，图3B的改进的钻孔盖板部件16(包括钻孔盖板部件16)设置在具有两层的厚0.059英寸的双面板的面板上，该板具有FR-4叠层和0.51盎司外部铜层。在实施例7中，改进的钻孔盖板部件16包括厚4密耳的钻孔盖板部件16(具有诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯的聚酯族的热塑性聚合物树脂，更具体地，包含迈拉的材料)。使用具有如下参数的60300135钻头Tulon对面板进行钻孔：0.0135英寸的钻头直径；0.118英寸的槽钻；钻速110,000rpm；进刀量88ipm；退回800ipm；以及最大采样数2000。包括钻孔盖板部件16的改进的钻孔盖板部件16的产生C_pk为3.54、TPR为0.00063的结果。

如在本文中各种实施例中所描述的改进的钻孔盖板10提供了显著的改进，包括(但不限于)与其他一般可用的钻孔盖板相比在定位精确性和抗损坏上的改进。在评价了从上面的测试获得的所有数据之后，还可进一步得出结论，改进的钻孔盖板部件16提供了有助于(除了其他之外)减小钻孔毛头的高度的益处。涂敷的盖板材料可提高处理窗口并允许更好的整体结果，这会有助于减少碎片量并降低PCB制造的成本。

也可合并本文所描述的各种实施例以提供其他实施例。在上述参考的本申请要求其优先权的临时申请中描述了利用改进的钻孔盖板部件16的相关方法、装置和系统，所述临时申请为2007年9月28日提交的名称为“COATED ENTRY SHEET”的第60/976,264号美国临时申请，其全部内容通过引用特别合并于此。虽然上面列出的申请已通过合并而作为如之前在这个申请中所描述的特定主题的参考，但申请人旨在完全公开上述申请以便通过引用而将其合并在本申请中，因为在这些通过引用而合并的申请中任何或所有的公开内容均可与在本发明中所描述的实施例结合或合并。

尽管前述描述已经示出、描述和指出了本文所公开的实施例的基本的新颖特征，但应当理解，在没有背离本发明的精神和范围的前提下，本领域的普通技术人员可以以所示装置的细节(及其使用)的形式进行各种省略、替换或变化。因此，本发明的范围不应当限于前述的讨论，而应当由所附的权利要求限定。

Claims

1.一种用于对电路板进行钻孔的钻孔盖板，所述钻孔盖板包括：

衬底层，具有约6密耳或更小的厚度；以及

钻孔盖板部件，被设置在所述衬底层上，其中，所述钻孔盖板部件具有约6密耳或更小的厚度。

2.根据权利要求1所述的钻孔盖板，其中，所述钻孔盖板具有在约4密耳至12密耳范围内的厚度。

3.根据权利要求1所述的钻孔盖板，其中，所述衬底层具有在约1密耳至6密耳范围内的厚度。

4.根据权利要求1所述的钻孔盖板，其中，所述钻孔盖板部件具有在约3密耳至6密耳范围内的厚度。

5.根据权利要求1所述的钻孔盖板，其中，所述钻孔盖板被构造成与约0.10mm至6.7mm范围内的钻头直径一起使用。

6.根据权利要求1所述的钻孔盖板，其中，所述钻孔盖板部件包括粘合剂。

7.根据权利要求1所述的钻孔盖板，其中，所述钻孔盖板部件包括环氧树脂。

8.根据权利要求7所述的钻孔盖板，其中，所述环氧树脂是双酚A/表氯醇类型的。

9.根据权利要求1所述的钻孔盖板，其中，所述衬底层包括高密度纤维板、中密度纤维板、金属、金属合金、纸张、三聚氰胺、任意的纤维垫、塑料、粗纸板、碎料板、酚醛塑料、以纸张、织物或玻璃纤维加强的酚醛塑料、实心酚醛树脂板、或酚醛树脂层压板。

10.一种用于对电路板进行钻孔的钻孔盖板，所述钻孔盖板包括：

钻孔盖板部件，被构造成与约6.7mm或更小范围内的钻头直径一起使用，其中，所述钻孔盖板部件包括粘合剂。

11.根据权利要求10所述的钻孔盖板，其中，所述钻孔盖板具有在约3密耳至6密耳范围内的厚度。

12.根据权利要求10所述的钻孔盖板，其中，所述钻孔盖板进一步包括具有厚度为约6密耳或更小的衬底层。

13.根据权利要求12所述的钻孔盖板，其中，所述衬底层包括高密度纤维板、中密度纤维板、金属、金属合金、纸张、三聚氰胺、任意的纤维垫、塑料、粗纸板、碎料板、酚醛塑料、以纸张、织物或玻璃纤维加强的酚醛塑料、实心酚醛树脂板、或酚醛树脂层压板。

14.根据权利要求10所述的钻孔盖板，其中，所述粘合剂是环氧树脂。

15.根据权利要求14所述的钻孔盖板，其中，所述环氧树脂是双酚A/表氯醇类型的。

16.根据权利要求10所述的钻孔盖板，其中，所述钻孔盖板被构造为破碎成粉末。

17.根据权利要求10所述的钻孔盖板，其中，所述钻孔盖板部件被构造成抗机械损坏。

18.根据权利要求10所述的钻孔盖板，其中，所述钻孔盖板部件被构造成抑制用于在所述电路板中进行钻孔的钻轴的横向偏离。

19.一种用于对电路板进行钻孔的方法，所述方法包括：

设置具有约12密耳或更小厚度的钻孔盖板，其中，设置所述钻孔盖板进一步包括将包含粘性环氧树脂且具有约6密耳或更小厚度的钻孔盖板部件设置在具有约6密耳或更小厚度的衬底层上；以及

对所述钻孔盖板和所述电路板相继地进行钻孔，以在所述电路板中形成孔。

20.根据权利要求19所述的钻孔盖板，进一步包括设置厚度在约1密耳至6密耳范围内的所述衬底层。

21.根据权利要求19所述的钻孔盖板，进一步包括设置厚度约在3密耳至6密耳范围内的所述钻孔盖板部件。

22.根据权利要求19所述的钻孔盖板，进一步包括设置被构造成与约0.10mm至6.7mm范围内的钻头直径一起使用的所述钻孔盖板。

23.根据权利要求19所述的方法，其中，所述粘性环氧树脂包括双酚A/二缩水甘油基环氧树脂。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述粘性环氧树脂包括碳酸钙、三乙撑四胺、多乙撑多胺、二氧化钛、缩水甘油醚、或壬酚。

25.根据权利要求19所述的方法，其中，所述衬底层包括铝。

26.一种用于对电路板进行钻孔的钻孔盖板的制造方法，所述方法包括：

设置衬底层；

通过将包含按重量计算约占55％至95％的双酚A/二缩水甘油基环氧树脂的聚合物材料与固化剂相混合，形成钻孔盖板部件；以及

将所述钻孔盖板部件设置在所述衬底上。

27.根据权利要求26所述的方法，其中，将所述钻孔盖板部件设置在所述衬底上包括将所述钻孔盖板部件喷涂、辊涂、幕式淋涂、叉涂、冲模涂布在所述衬底上。

28.根据权利要求26所述的方法，进一步包括使用包含聚酰胺-胺的固化剂。

29.根据权利要求28所述的方法，进一步包括使用固化剂，所述固化剂包括约50％至88％重量百分比的聚酰胺-胺。

30.根据权利要求26所述的方法，进一步包括使用包含碳酸钙、三乙撑四胺、多乙撑多胺、二氧化钛、缩水甘油醚、或壬酚的固化剂。

31.根据权利要求26所述的方法，其中，所述衬底层包括高密度纤维板、中密度纤维板、金属、金属合金、纸张、三聚氰胺、任意的纤维垫、塑料、粗纸板、碎料板、酚醛塑料、以纸张、织物或玻璃纤维加强的酚醛塑料、实心酚醛树脂板、或酚醛树脂层压板。

32.根据权利要求26所述的方法，其中，所述方法进一步包括基本上固化所述钻孔盖板部件和所述衬底层。