CN102539204A

CN102539204A - 一种pcb切片的制作方法及pcb切片

Info

Publication number: CN102539204A
Application number: CN2011103183814A
Authority: CN
Inventors: 杨令; 郭强; 邹卫贤
Original assignee: Shenzhen Jinzhou Precision Technology Corp
Current assignee: Shenzhen Jinzhou Precision Technology Corp
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2031-10-19
Also published as: CN102539204B

Abstract

一种PCB切片的制作方法及PCB切片，所述方法包括以下步骤：A：在PCB板上取样获得样片，B：将取样的样片制作成PCB切片；所述步骤A中，在PCB板上取样获得样片是在机床上对PCB板进行钻削形成需要观察的样孔，并且通过钻床在所述PCB板上钻有所述样孔的区域边缘钻削形成连续的孔位使所述钻有样孔的区域与所述PCB板脱离形成样片。本发明由于在机床上利用钻削的方式直接在PCB板上分离样片及在样片上钻孔。避免取样过程中两次装夹所造成的定位误差，另外，通过钻削取下的样片边缘具有连续的孔位形状，使其待磨孔边平整度也较高，避免出现由于通过切片取样或使用钻石锯取样时导致应力不均产生的PCB板半边分层、缺口。

Description

一种PCB切片的制作方法及PCB切片

技术领域

本发明涉及PCB检测领域，更具体的说，涉及一种PCB切片的制作方法及PCB切片。

背景技术

电路板(PCB)品质的好坏，问题的发生与解决，制程改进的情况，都需要通过观察微切片(microsectioning)作为研究和判断的根据，而微切片做的好与坏，其还原度有多高则是判断和研究PCB质量和制程的关键因素。

现有PCB切片制作方法及检测一般包括以下六个步骤：取样、封胶、磨片、抛光、微蚀以及拍照。通过对所拍照片来观察PCB切片的孔壁，以此来判定PCB板的质量，以及制程中所存在的问题。其中，取样在PCB切片的制作过程中尤为重要，它将关系到PCB切片的好坏。现有制作方法中，PCB板首先进行钻孔步骤，在该步骤中对装夹在钻床上的PCB板进行钻孔形成待检PCB板，然后再进行取样，取样步骤主要是通过切取或利用钻石锯锯下样片，需要从钻床上取下加工好的PCB板，然后对加工好的PCB板放到取样机或其它工作平台上再进行一次装夹后才能进行，这样，在钻孔和取样切片步骤中进行了两次不同的装夹，从而导致定位存在一定的误差。

另外，由于切取和锯取样片过程中会出现应力不均的状况，使得PCB板板边容易分层、缺口以及取样切边与待检孔水平轴线不平行等问题。

此外，一般生产线为品质监视(monitoring)或出货时品管为求品质的保证等而要做多量切片，因此是在匆忙及经验不足情况下所赶出的，这样的情况下，所做切片的还原度并不高，故至多只能观察到真相的六、七成而已，有的在缺乏指导及比较情况下，切片质量较差，还原度很低，甚至连一半的实情都观察不到，通过拍照获得照片模糊、含混不清，不足以判断PCB板的质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高还原度的PCB切片制作方法及PCB切片。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种PCB切片的制作方法，包括以下步骤：

A：在PCB板上取样获得样片，

B：将取样的样片制作成PCB切片；

所述步骤A中，在PCB板上取样获得样片是在机床上对PCB板进行钻削形成需要观察的样孔，并且通过钻床在所述PCB板上钻有所述样孔的区域边缘钻削形成连续的孔位使所述钻有样孔的区域与所述PCB板脱离形成样片。

优选的，所述步骤A中，所述钻孔是通过计算机编程方式进行的。计算机编程所获得的孔位置精度较高，同时，使得待检的样孔与样片的边缘保持相同的距离，便于磨片的进程获得统一的截面。

优选的，所述步骤B包括以下步骤：B1：将取样后的样片进行封胶，B2：对封胶后形成的封胶样片进行磨片至样片上孔的截面，B3：对经过磨片后的封胶样片进行抛光。

优选的，所述步骤B1中，所述样片在经过多片串起后才进行封胶。这样，一次可以对多个样片进行封胶，从而可以提高制片的效率，既可以对不同厚度的不同规格的样片进行一次封胶制作，同时，样片之间有足够的间隔，避免了封胶过程中会产生气泡，以便胶水充分融入孔内。

优选的，所述步骤A中，在PCB板上钻削所述样孔的同时钻削了用于将所述样片串起的串孔。串孔使得样片可以串起来，并且串起来的样片较为可靠，不易发生偏斜。

优选的，所述步骤B1中，所述串起多片样片是通过废旧的钻头钢柄穿过所述样片上的串孔实现的。废旧的钻头钢柄一般可以用来串样片，其直径不仅合适于串孔的大小，而且还有效的利用废旧资源。

优选的，所述步骤A中，在PCB板上取样是在PCB生产的钻孔工艺过程中进行的。在PCB板生产的过程中进行制作的，从而避免了在质监环节和出货环节品管为保证质量而临时匆忙的进行切片制作，导致切片本身还原度不高，从而导致判定PCB板质量时产生误差。

优选的，所述PCB切片为垂直切片。垂直切片为较常用的切片，其制作方法较为简便快捷。

一种PCB切片，包括封胶体以及封装在封胶体内部的样片，所述样片的边缘是通过钻床钻削形成的连续的孔位形状。

优选的，所述封胶体内封装有多片形状、长、宽尺寸相同的样片，所述多片样片间是平行设置的。一次封装多片样片，样片可以是厚度不同的各种规格的PCB板的取样，也可以是同种规格的PCB板的取样，这样可以提高PCB切片的制片效率，同时，平行设置的样片在后期的磨片中方便一次磨多片。

本发明由于在PCB板上取样是在机床上对PCB板进行钻削用于检测观察的样孔，并在钻床上对PCB板直接进行取样，即在PCB板上钻有所述样孔的区域边缘钻削形成连续的孔位使该区域脱离PCB板形成样片。这样，PCB板无需在钻孔后在切割样片时进行第二次装夹，从而避免了两次装夹所造成的定位误差，另外，通过钻削取下的样片边缘具有连续的孔位形状，使其待磨孔边平整度也较高，从而避免出现由于通过切片取样或是钻石锯取样时导致应力不均产生的PCB板半边分层、缺口以及取样切边与待检孔水平轴线不平行等问题。

附图说明

图1是本发明实施例的进程一示意图，

图2是本发明实施例经过进程一所获得的样片的结构简图，

图3是本发明实施例的进程二中样片串起后的结构简图

图4是本发明实施例的进程三中封胶的示意图。

其中：1、PCB板；2、钻头钢柄；3、橡皮模具；7、样片；71、样孔；72、串孔；73、连续的孔位。

具体实施方式

下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

在本发明中，PCB切片的制作方法包括：步骤A，在PCB板上取样获得样片，步骤B，将取样的样片制作成PCB切片；其中，步骤A包括一个进程，步骤B包括三个进程，此外，PCB切片的检测观察包括两个进程。也就是说，取样、PCB切片的制作及PCB切片的检测观察主要包括以下六个进程：第一，在PCB板上进行取样；第二，将取样后的样片进行封胶；第三，对封胶后形成的封胶样片进行磨片至样片上孔的截面；第四，对经过磨片后的封胶样片进行抛光；第五，对经过抛光后的封胶样片的抛光面进行微蚀；第六，对微蚀后的表面进行拍照。

在以上六个进程中，其中进程一，在PCB板上取样的过程是通过计算机编程使机床执行编程命令在PCB板上钻削出待观察的样孔，并通过计算机编程钻孔程序在样孔区域的周围钻出连续的孔位，使样片从PCB板上分离出来。如图1所示，计算机钻孔程序将在PCB板1上进行三个样片的取样，在每个样片上将要执行PCB孔71的钻削，串孔72(用于进程二中穿入废旧钻头钢柄)的钻削以及一连串连续的孔位73使得样片从PCB板上分割脱落下来。这样，PCB板无需在钻孔后在切割样片时进行第二次装夹，从而避免了两次装夹所造成的定位误差，另外，通过计算机钻孔程序进行钻孔和分割取下的样片精确度较高，使其待磨孔边平整度也较高，从而避免出现由于通过切片取样或是钻石锯取样时导致应力不均产生的PCB板半边分层、缺口以及取样切边与待检孔水平轴线不平行等问题；并且，该切片制作是在PCB板生产的过程中进行制作的，从而避免了在质监环节和出货环节品管为保证质量而临时匆忙的进行切片制作，导致切片本身还原度不高，从而导致判定PCB板质量时产生误差。

当然，通过普通机床对PCB板进行钻孔取样也可以的，但是，计算机编程钻孔的方式较之普通机床而言，其钻孔的精度更高，从而在样片上形成的孔位置较为精确，从而使得样片的边缘与多个待检孔的距离保持一致，同时也使得多片样片的形状大小相差趋于更小，进而在一次磨多片的情况下使得孔截面都能保持一致。

通过本发明所述的进程一即取样步骤中，所获得的样片7的结构如图2所示，样片7上钻有并行排布的待检的样孔71、串孔72以及位于样片边缘的一连串连续的孔位73。由于连续的孔位73是通过机床连续钻削形成的，从而可以避免出现由于通过切片取样或是钻石锯取样时导致应力不均产生的PCB样片板边分层、缺口，使得样片7在取下来后受到的破坏降到最低，以使得最后制成的PCB切片能够具有尽可能高的还原度。

本发明的进程二中，经过计算机编程钻孔程序取下的样片7上设置有串孔72，可以通过钢柄或其他柱状材料穿过串孔72将多片样片7平行串起，所述多片样片7的形状、大小以及样孔71串孔72的位置均相同。以图3所示为例，利用废旧的钻头钢柄2把七块样片7进行串起，用于穿入钻头钢柄2的串孔72由计算机钻孔程序在进程一中完成，这样确保了每个样片串孔72的位置精确，在本发明实施例中，优选直径为3.170mm～3.175mm或2.000mm～2.005mm的废旧钻头钢柄来串起样片，此两种规格的钻头的直径较为适应用于串起PCB样片，需要在PCB板上钻的孔不至于过大，进而对PCB样片的质量影响较小，同时，该尺寸的钢柄具有足够的强度，使在磨片中不会产生变形。在将样片7串起来后，如图4所示，将其放入橡皮模具3内，同时灌入胶液，硬化后将成形的封胶样片从橡皮模具3内挤出，过程简单而且方便。由于橡皮模具3价格较为昂贵，而且此类橡皮模具3一般是从国外采购，因而成本比较高，目前也有较为合适的替代方案，如：(1)可以使用铝管代替橡皮模具，具体的，将串起的样片平放在一块玻璃板上，再把铝管套在样片周围，并使铝管的下缘与玻璃板密合，使胶液不致漏出，待硬化后取出成形的封胶样片即可，为了容易取出封胶样片，可使用锥形的铝管或是带有斜壁的模具；(2)用胶粉在热压模具以渐增之压力使能灌满通孔并同时进行硬化成为实体；(3)购买现成的压克力模具，将样片置入，封胶即可；(4)将胶体涂在PE纸上，使切样上的各通孔缓缓的刮过胶面，强迫胶膏挤入孔内，然后倒插入木板槽缝中，集中入烤箱，使其烤硬，也可改用绿漆填胶；(5)用竹签条直接在孔口处填胶，然后直立烤硬，最后两种因胶体很少，故磨削时间能够节省，但要保持磨面的水平，要靠功夫及手势了，但真正的好切片是由此种简单的方法做出来的。除了模具外，胶液的品质也是比较重要的因素，现有胶液中，好的胶液不仅需要从国外采购，并且价格昂贵，从而可以选用较为便宜且透明度良好、气泡少的黑色环氧树脂或二液型环氧树脂(俗称AB胶)或南宝树脂甚至绿漆也可充用，为使硬化完全，这些封胶多需烤箱进行催化使其快速反应。

以下是本发明的具体实施例，制作PCB切片的两大步骤及其检测的具体实施方式如下：

进程一：在机床的控制计算机上编程，使机床完成样片上的PCB孔71、用于穿入废旧钻头钢柄的串孔72以及样片边缘的连续的孔位73的钻削。PCB板上所取的样片的大小、形状以及其上的孔均保持一致，样片通过机床在其周围钻削连续的孔位73，以使样片能够从PCB板上脱落分割出来。

进程二：将PCB板上取下的样片73用废旧的钻头钢柄2串起来，放入橡皮模具3中，同时灌入胶液，待胶液硬化后，将成形的封胶样片取出。

进程三：将硬化后的封胶样片在高速转盘上利用砂纸的切削力将样片磨到孔的正中央，具体的，(1)先以220号粗磨到孔壁断层的两条并行线将要出现为止，注意要喷水或他种液体以减热。(2)改用600号再磨到“孔中央”的“指示线”出现。(3)改用1200号与2400号细砂纸轻磨几下，尽量小心消除切面上的伤痕，以减少抛光的时间及改正不平行的斜磨。

进程四：在转盘式毛毯另加氧化铝悬浮液当作抛光助剂，然后进行转微接触式的抛光，注意在抛光时要时常改变切样的方向，使抛光面有更均匀的效果，直到砂痕完全消失光亮为止。抛光的压力要轻，往复次数要多，效果才更好，而且油性抛光所得铜面的真相要比水性抛光更好。

进程五：将抛光面用水或稀酒精洗净及吹干后，即可进行微蚀，以找出金属的各自层面，以及结晶状况，此种微蚀看似简单，但要看到清楚细腻的真像，却很不容易，不是每次都能成功的。效果不好时只有再轻抛数次，重做微蚀，以找出真像。微蚀液配方如下：

“10cc氨水+10cc纯水+2-3滴双氧水”

混合均匀后，即可用棉花棒沾蚀液，在切片表面轻擦约2秒钟，注意铜面处发出气泡的现象，2～3秒后立即用水将蚀液冲掉，并立即用卫生纸擦干，勿使铜面继续被氧化变色，否则100x显微下会出现棕黑色及粗糙不堪的铜面，良好的微蚀将呈现鲜红铜色，且结晶及分界清楚。

进程六：将PCB切片放到立体显微镜下观察并进行拍照。

假设良好抛光表明测真正效果若为100分时，则由显微镜下看到的倒立影像，按显微镜的性能只可看到85％～95％的程度，而用拍立体显微镜拍照下来时，最好也只有80％～90％，若拍立体像片再翻照成幻灯片时，当然更要打折75％～85％了，但为求记录及沟通起见，照相是最好的方法了，此种像片价格很贵(平均每张约台币40～50元)，一定要有画面才去面影，否则实在毫无意义。拍照最难处在焦距的对准，此点困难很多，主要表现以下方面：

(1)目视焦距与摄影焦距并不完全相同，不可以目视为准，高倍时需多牺牲几张找出真正摄影焦距来，并与经验有很大的关系。

(2)曝光所需之光量＝光强度×时间，良好的像片要尽量使时间延长及减少光强度，还要加上各种滤光片后可得各种不同效果的像片，一般自动控制光量的曝光效果很难达到最好。

(3)影像表面须平整，否则倍数大时(200x以上)会出现局部清楚局部模糊现象，从拍立体片盒中拉出的夹层像片，要等上一分钟左右才能撕开，为使画面色泽良好，还需阴干透彻或烘烤后才得触摸，避免造成画面受损。

由于在进程二中将多片样片7串起，在制作成PCB切片后，在PCB切片的磨削面，将出现多片样片的截面，从而一次可以观察多片样片的待检样孔的截面的情况，提高了制片的效率。在本发明实施例中，磨削所获得的截面孔为垂直截面孔。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种PCB切片的制作方法，包括以下步骤：

A：在PCB板上取样获得样片，

B：将取样的样片制作成PCB切片；

其特征在于，所述步骤A中，在PCB板上取样获得样片是在机床上对PCB板进行钻削形成需要观察的样孔，并且通过钻床在所述PCB板上钻有所述样孔的区域边缘钻削形成连续的孔位使所述钻有样孔的区域与所述PCB板脱离形成样片。

2.如权利要求1所述的一种PCB切片的制作方法，其特征在于，所述步骤A中，所述钻孔是通过计算机编程方式进行的。

3.如权利要求1所述的一种PCB切片的制作方法，其特征在于，所述步骤B包括以下步骤：

B1：将取样后的样片进行封胶，

B2：对封胶后形成的封胶样片进行磨片至样片上孔的截面，

B3：对经过磨片后的封胶样片进行抛光。

4.如权利要求3所述的一种PCB切片的制作方法，其特征在于，所述步骤B1中，所述样片在经过多片串起后才进行封胶。

5.如权利要求4所述的一种PCB切片的制作方法，其特征在于，所述步骤A中，在PCB板上钻削所述样孔的同时钻削了用于将所述样片串起的串孔。

6.如权利要求5所述的一种PCB切片的制作方法，其特征在于，所述步骤B1中，所述串起多片样片是通过废旧的钻头钢柄穿过所述样片上的串孔实现的。

7.如权利要求1所述的一种PCB切片的制作方法，其特征在于，所述步骤A中，在PCB板上取样是在PCB生产的钻孔工艺过程中进行的。

8.如权利要求1-7任一所述的一种PCB切片的制作方法，其特征在于，所述PCB切片为垂直切片。

9.一种PCB切片，包括封胶体以及封装在封胶体内部的样片，其特征在于，所述样片的边缘是通过钻床钻削形成的连续的孔位形状。

10.如权利要求9所述的一种PCB切片，其特征在于，所述封胶体内封装有多片形状、长、宽尺寸相同的样片，所述多片样片间是平行设置的。