CN103308010A - 一种板面粗糙度检验方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板面粗糙度检验方法及装置，该方法包括以下步骤，包括成膜、挂膜和评价，主要通过液膜在板面上附着的挂膜时间，判断粗化效果是否合格；本发明结合结构简单的检验装置，不仅简单、可靠，而且检查高效迅速，在无破坏的情况下，适合工业的在线批量全检。

Description

一种板面粗糙度检验方法及装置

技术领域

本发明涉及印刷电路板技术领域，尤其是涉及一种可直接用于多层板的绝缘板的板面粗糙度检验的方法及装置。

背景技术

多层板是电子技术向高速度、多功能、大容量和便携低耗方向发展的必然产物。随着电力机车向高速度微机控制方向的发展，多层板在机车电子工业上的应用愈来愈普遍。与双面板相比，多层板有以下四个方面的优越性：1）多层板设计灵活，很容易在不同层数任何需要的地方保留铜箔，这些铜箔既可消除各关键电路之间的电耦合，也可用来屏蔽内层与外层的某些关键电路的干扰，还可以利用大面积铜箔来解决集成块散热问题；2）多层板使线路走线路径缩短，从而提高信号传输速度，将多层板内层信号线与地网设计成传输线形式，很容易控制器特性阻抗；3）多层板通过布线层数的变化，可缩小其面积，增加其电子产品的功能和容量；4）多层板还增加了保密性，可以将线路全部设计到内层，使其竞争者不易破坏其连线关系，最终提高了先进电子产品的生存期。

多层板因其密度和层数的关系，其加工制作过程难度相对单、双面板而言较大，测试比较困难，可靠性保障程度相对单、双面板而言也较低，一旦出现故障，几乎没有维修的余地，因此生产成本较高。印制电路板（PCB）多层板生产过程中会涉及一些多张半固化片的结构，这种结构的多层板层压过程中容易出现流胶大及厚度不均等问题，为解决该特殊结构问题，可以使用经过粗化出来的绝缘板进行替换部分半固化片，压板后界面结合力达到目前主流的蚀刻覆铜板的效果，不仅提高了生产效率，还降低了成本、减少了污染排放。

一般的绝缘板不能直接用于多层板生产，因为其表面非常光滑，存在界面分层的隐患，所以需要对其表面进行粗化处理，而板面粗糙度直接影响多层板的可靠性，因此在生产过程中，需要对板面粗化效果进行全面检验。

如何快速评判绝缘板的粗化效果成为粗化绝缘板能否量产的关键因素。目前现有技术中对板面粗糙度检验方法有比较法、光切法、干涉法、针描法、扫描电子显微镜（SEM）扫描法和Ra测试法等。其中比较法是将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较，主要用于车间评定表面粗糙度值较大的工件；光切法是一种利用“光切原理”测量表面粗糙度的方法，需要使用光切显微镜，又称双管显微镜，常用于测量Rz为0.5～60μm的粗糙度值，此方法不仅耗时耗力，而且效率不高；干涉法是利用光波的干涉原理测量表面粗糙度的方法，需要使用干涉显微镜，常用于测量Rz为0.8～0.025μm的粗糙度值；针描法是一种接触式测量表面粗糙度的方法，需要使用电动轮廓仪，它是通过触针与板面表面直接接触来检测的，属于点检测，比较适合实验室研究，而不适合工业化生产；SEM扫描法检测是一项破坏性试验，其耗时较长，且只能做局部检验；Ra测试法可以比较迅速无损对样品进行粗糙度测试，但该方法仅限于局部单点检验，无法评价板面的总体粗糙度。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种板面粗糙度的检验方法及检验装置，它能够在线快速有效地检验粗化后的绝缘板的板面粗糙度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种绝缘板的板面粗糙度的检验方法，包括以下步骤：

成膜步骤：

液体充分浸润所述绝缘板，所述液体在所述绝缘板的板面上形成液膜；

挂膜步骤：

将形成有所述液膜的所述绝缘板倾斜，所述液膜在重力、摩擦力、表面张力的综合作用下开始各向流动，直至所述液膜裂开；

评价步骤：

计录所述绝缘板从所述液膜形成直至所述液膜裂开的第一挂膜时间，以所述时间对照粗糙度-时间速查表来进行粗糙度的评价。

其中所述粗糙度-时间速查表的制作方法包括，

成膜步骤：

所述液体充分浸润已知板面粗糙度的绝缘板，所述液体在所述已知板面粗糙度的绝缘板的板面上形成液膜；

挂膜步骤：

将形成有所述液膜的所述已知板面粗糙度的绝缘板倾斜，所述液膜在重力、摩擦力、表面张力的综合作用下开始各向流动，直至所述液膜裂开；

统计步骤：

计录所述对照绝缘板从所述液膜形成直至所述液膜裂开的第二挂膜时间，所述已知板面粗糙度对应所述第二挂膜时间。

较佳地，所述挂膜步骤的具体操作为将所述绝缘板浸没于所述液体中。

较佳地，所述液体为水、酒精或液体油。

较佳地，所述挂膜步骤中所述绝缘板的倾斜角度为30°～60°。

一种绝缘板的板面粗糙度的检验装置，包括

液槽，用于容置液体；

升降装置，用于取放所述绝缘板；

挂膜装置，设置于所述液槽上方，用于挂靠所述绝缘板。

较佳地，所述挂膜装置包括一与水平面呈一定角度的背板。

较佳地，还包括计时装置，用于测量所述绝缘板从所述液膜形成直至所述液膜明显裂开的时间，如秒表，时间感应器。

较佳地，所述升降装置可设置为全自动、半自动或完全手动的形式。

较佳地，所述液槽底部设置有用于排放粉屑残渣的孔。

具体地，所述液槽的规格为长300～1000mm，宽100～500mm，高400～800mm。

具体地，所述液槽采用不锈钢材料制得。

本发明中板面粗糙度检验方法，主要是利用液体在一定角度下，自身重力与表面张力在不同附着物上的不同体现进行检验的；通过先在板面浸润液体，液体在所述板面上形成液膜，然后将板面形成液膜的绝缘板倾斜，液膜在重力、摩擦力、表面张力的综合作用下开始各向流动，直到所述板面上的液膜明显裂开为止，最后根据水膜在绝缘板板面上附着的挂膜时间（挂膜时间结束的标志是绝缘板板面上的水膜明显裂开，以该挂膜时间为判断依据），可以迅速的检验板面的粗糙度是否合格。本发明结合结构简单的检验装置，不仅简单、可靠，而且检查高效迅速，在无破坏的情况下，适合工业的在线批量全检。

附图说明

图1为本发明中绝缘板倾斜30°水膜挂膜时间为2秒的SEM相貌图；

图2为本发明中绝缘板倾斜30°水膜挂膜时间为3秒的SEM相貌图；

图3为本发明中绝缘板倾斜30°水膜挂膜时间为6秒的SEM相貌图；

图4为本发明中绝缘板倾斜30°水膜挂膜时间为13秒的SEM相貌图；

图5为本发明中绝缘板倾斜30°水膜挂膜时间为20秒的SEM相貌图；

图6为本发明中绝缘板倾斜30°水膜挂膜时间大于1分钟的SEM相貌图；

图7为本发明装置的结构示意图；

图8为本发明装置的另一角度结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

实施例1

一种绝缘板的板面粗糙度的检验方法，其首要前提是制作粗糙度-时间速查表，具体步骤为：

先将一块已知板面粗糙度为Rz₀的绝缘板放入装有酒精的液槽1中，使该绝缘板完全浸没在酒精中；酒精充分浸润该绝缘板后，将该绝缘板从液槽1中迅速取出，酒精在该绝缘板的板面上形成酒精膜；将板面附着有酒精膜的绝缘板挂靠在具有30°倾斜角的挂靠装置2上，同时开始计时，挂靠到具有30°倾斜角的挂靠装置2上时，酒精膜在重力、酒精膜与该绝缘板之间的摩擦力、以及酒精膜自身的张力等作用下，开始朝各个方向流动，导致酒精膜在一段时间后破裂，酒精膜明显破裂后停止计时，记录酒精膜在绝缘板板面上附着的第二挂膜时间T₀；最后，将该已知板面粗糙度Rz₀对应所记录的第二挂膜时间T₀；按上述方法测量不同的已知板面粗糙度Rz₀的绝缘板所对应的不同的第二挂膜时间T₀，将多个对应Rz₀-T₀制作成粗糙度-时间速查表。

接着是对需要检测的绝缘板的板面粗糙度进行检验，具体步骤为：

第一步，成膜步骤：将粗化处理过的绝缘板放入装有酒精的液槽1中，使该绝缘板完全浸没在酒精中，酒精充分浸润该绝缘板，将绝缘板迅速从液槽1中取出，酒精在该绝缘板的板面上形成酒精膜，附着在绝缘板的板面上；

第二步，挂膜步骤：将第一步中板面附着有酒精膜的绝缘板放在具有30°倾斜的挂靠装置2上，同时开始计时，酒精膜在重力、酒精膜与该绝缘板之间的摩擦力、以及酒精膜自身的张力等作用下，开始朝各个方向流动，导致酒精膜在一段时间后破裂，酒精膜明显破裂后停止计时，记录酒精膜在该绝缘板的板面上附着的第一挂膜时间；

第三步，评价步骤：根据第二步中记录的酒精膜在板面上附着的第一挂膜时间T₁，对照粗糙度-时间速查表来进行粗糙度的评价，判断粗化效果是否合格。

例如，若在挂靠装置2上酒精膜在绝缘板的板面上附着的第一挂膜时间小于1min，相对应的绝缘板粗糙度Rz为0.1～0.7，说明该绝缘板粗化不合格，若在挂靠装置上酒精膜在绝缘板的板面上附着的第一挂膜时间大于或等于1min，相对应的绝缘板粗糙度Rz为0.7～0.8，则说明该绝缘板粗化合格。

对应该板面粗糙度的检验方法的检验装置，如附图7和附图8所示，包括装有酒精的液槽1和挂靠装置2，挂靠装置2固定在液槽的一侧11（为了方便操作，通常为人操作的对面侧），挂靠装置2上设有与水平面呈30°的背板21，该背板21主要用来挂靠附着酒精膜的绝缘板，背板21一端与挂靠装置上的支撑件22连接，整个挂靠装置2可以置于平台上，也可以通过其支撑件22挂靠到墙体上；背板21的另一端设在液槽的槽口10上，所述背板21与液槽槽口10上的连接处端还设有一限位挡板23；其中，液槽1的规格为长300mm，宽100mm，高400mm，选用不锈钢材料制得。该检验装置还包括计时装置（图中为示）和升降装置（图中未示），计时装置选用秒表，用于测量所述绝缘板从所述液膜形成直至所述液膜明显裂开的时间；升降装置为半自动形式，设置于液槽1上方，用于取放绝缘板。

实施例2

一种绝缘板的板面粗糙度的检验方法，其首要前提是制作粗糙度-时间速查表，具体步骤为：

先将一块已知板面粗糙度为Rz₀的绝缘板放入装有水的液槽1中，使该绝缘板完全浸没在水中；水充分浸润该绝缘板后，将该绝缘板从液槽1中迅速取出，水在该绝缘板的板面上形成水膜；将板面附着有水膜的绝缘板挂靠在具有30°倾斜角的挂靠装置2上，同时开始计时，挂靠到具有30°倾斜角的挂靠装置2上时，水膜在重力、水膜与该绝缘板之间的摩擦力、以及水膜自身的张力等作用下，开始朝各个方向流动，导致水膜在一段时间后破裂，水膜明显破裂后停止计时，记录水膜在绝缘板板面上附着的第二挂膜时间T₀；最后，将该已知板面粗糙度Rz₀对应所记录的第二挂膜时间T₀；按上述方法测量不同的已知板面粗糙度Rz₀的绝缘板所对应的不同的第二挂膜时间T₀，将多个对应Rz₀-T₀制作成粗糙度-时间速查表。

接着是对需要检测的绝缘板的板面粗糙度进行检验，具体步骤为：

第一步，成膜步骤：将粗化处理过的绝缘板放入装有水的液槽1中，使该绝缘板完全浸没在水中，水充分浸润该绝缘板，将绝缘板迅速从液槽1中取出，水在该绝缘板的板面上形成水膜，附着在绝缘板的板面上；

第二步，挂膜步骤：将第一步中板面附着有水膜的绝缘板放在具有30°倾斜的挂靠装置2上，同时开始计时，水膜在重力、水膜与该绝缘板之间的摩擦力、以及水膜自身的张力等作用下，开始朝各个方向流动，导致水膜在一段时间后破裂，水膜明显破裂后停止计时，记录水膜在该绝缘板的板面上附着的第一挂膜时间；

第三步，评价步骤：根据第三步中记录的水膜在板面上附着的第一挂膜时间T₁，对照粗糙度-时间速查表来进行粗糙度的评价，判断粗化效果是否合格。

例如，若在挂靠装置2上水膜在绝缘板的板面上附着的第一挂膜时间小于1min，相对应的绝缘板粗糙度Rz为0.1～0.7，说明该绝缘板粗化不合格，若在挂靠装置上水膜在绝缘板的板面上附着的第一挂膜时间大于或等于1min，相对应的绝缘板粗糙度Rz为0.7～0.8，则说明该绝缘板粗化合格。

对应该板面粗糙度的检验方法的检验装置，如附图7和附图8所示，包括装有水的液槽1和挂靠装置2，挂靠装置2固定在液槽的一侧11（为了方便操作，通常为人操作的对面侧），挂靠装置2上设有与水平面呈45°的背板21，该背板21主要用来盛放浸有水膜的绝缘板，背板21一端与挂靠装置上的支撑件22连接，整个挂靠装置2可以置于平台上，也可以通过其支撑件22挂靠到墙体上；背板21的另一端设在液槽的槽口10上，所述背板21与液槽槽口10上的连接处端还设有一限位挡板23；其中，液槽1的规格为长600mm，宽300mm，高600mm，选用不锈钢材料制得。该检验装置还包括计时装置（图中为示）和升降装置（图中未示），计时装置选用秒表，用于测量所述绝缘板从所述液膜形成直至所述液膜明显裂开的时间；升降装置为全自动形式，设置于液槽1上方，用于取放绝缘板。

实施例3

一种绝缘板的板面粗糙度的检验方法，其首要前提是制作粗糙度-时间速查表，具体步骤为：

先将一块已知板面粗糙度为Rz₀的绝缘板放入装有植物油的液槽1中，使该绝缘板完全浸没在植物油中；植物油充分浸润该绝缘板后，将该绝缘板从液槽1中迅速取出，植物油在该绝缘板的板面上形成油膜；将板面附着有油膜的绝缘板挂靠在具有30°倾斜角的挂靠装置2上，同时开始计时，挂靠到具有30°倾斜角的挂靠装置2上时，油膜在重力、油膜与该绝缘板之间的摩擦力、以及油膜自身的张力等作用下，开始朝各个方向流动，导致油膜在一段时间后破裂，油膜明显破裂后停止计时，记录油膜在绝缘板板面上附着的第二挂膜时间T₀；最后，将该已知板面粗糙度Rz₀对应所记录的第二挂膜时间T₀；按上述方法测量不同的已知板面粗糙度Rz₀的绝缘板所对应的不同的第二挂膜时间T₀，将多个对应Rz₀-T₀制作成粗糙度-时间速查表。

接着是对需要检测的绝缘板的板面粗糙度进行检验，具体步骤为：

第一步，成膜步骤：将粗化处理过的绝缘板放入装有植物油的液槽1中，使该绝缘板完全浸没在植物油中，植物油充分浸润该绝缘板，将绝缘板迅速从液槽1中取出，植物油在该绝缘板的板面上形成油膜，附着在绝缘板的板面上；

第二步，挂膜步骤：将第一步中板面附着有油膜的绝缘板放在具有30°倾斜的挂靠装置2上，同时开始计时，油膜在重力、油膜与该绝缘板之间的摩擦力、以及油膜自身的张力等作用下，开始朝各个方向流动，导致油膜在一段时间后破裂，油膜明显破裂后停止计时，记录油膜在该绝缘板的板面上附着的第一挂膜时间；

第三步，评价步骤：根据第三步中记录的油膜在板面上附着的第一挂膜时间T₁，对照粗糙度-时间速查表来进行粗糙度的评价，判断粗化效果是否合格。

例如，若在挂靠装置2上油膜在绝缘板的板面上附着的第一挂膜时间小于1min，相对应的绝缘板粗糙度Rz为0.1～0.7，说明该绝缘板粗化不合格，若在挂靠装置上油膜在绝缘板的板面上附着的第一挂膜时间大于或等于1min，相对应的绝缘板粗糙度Rz为0.7～0.8，则说明该绝缘板粗化合格。

对应该板面粗糙度的检验方法的检验装置，如附图7和附图8所示，包括装有植物油的液槽1和挂靠装置2，挂靠装置2固定在液槽的一侧11（为了方便操作，通常为人操作的对面侧），挂靠装置2上设有与水平面呈60°的背板21，该背板21主要用来盛放浸有油膜的绝缘板，背板21一端与挂靠装置上的支撑件22连接，整个挂靠装置2可以置于平台上，也可以通过其支撑件22挂靠到墙体上；背板21的另一端设在液槽的槽口10上，所述背板21与液槽槽口10上的连接处端还设有一限位挡板23；其中，液槽1的规格为长1000mm，宽1500mm，高800mm，选用不锈钢材料制得。该检验装置还包括计时装置（图中为示）和升降装置（图中未示），计时装置选用秒表，用于测量所述绝缘板从所述液膜形成直至所述液膜明显裂开的时间；升降装置为手动形式，用于取放绝缘板。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

在液体为水时，不同倾斜角度、不同挂膜时间的绝缘板对应检测到的粗糙度如下表：

由上表结合附图1-6可知，绝缘板板面粗糙度与挂膜时间的关系。理论上，绝缘板的粗糙度越大，水膜在板面上附着的挂膜时间就越长。将粗化后的绝缘板置于30°倾斜的挂靠装置中，当挂膜时间为2s左右时，相对应的板面粗糙度Rz为0.2左右；当挂膜时间为3s左右时，相对应的板面粗糙度Rz为0.3左右；当挂膜时间为6s左右时，相对应的板面粗糙度Rz为0.4左右；当挂膜时间为13s左右时，相对应的板面粗糙度Rz为0.5左右；当挂膜时间为20s左右时，相对应的板面粗糙度Rz为0.6左右；当挂膜时间大于或等于1min时，相对应的板面粗糙度Rz为0.7左右，满足了板面粗糙度的要求。从附图6中可以看出，当挂膜时间大于或等于1min时，绝缘板板面粗化均匀到位，达到了板面的粗化要求。

Claims (10)

1.一种绝缘板的板面粗糙度的检验方法，其特征在于：包括以下步骤，

成膜步骤：

液体充分浸润所述绝缘板，所述液体在所述绝缘板的板面上形成液膜；

挂膜步骤：

将形成有所述液膜的所述绝缘板倾斜，所述液膜在重力、摩擦力、表面张力的综合作用下开始各向流动，直至所述液膜裂开；

评价步骤：

计录所述绝缘板从所述液膜形成直至所述液膜裂开的第一挂膜时间，以所述时间对照粗糙度-时间速查表来进行粗糙度的评价。

2.如权利要求1所述的绝缘板的板面粗糙度的检验方法，其特征在于：所述粗糙度-时间速查表的制作方法包括，

成膜步骤：

所述液体充分浸润已知板面粗糙度的绝缘板，所述液体在所述已知板面粗糙度的绝缘板的板面上形成液膜；

挂膜步骤：

将形成有所述液膜的所述已知板面粗糙度的绝缘板倾斜，所述液膜在重力、摩擦力、表面张力的综合作用下开始各向流动，直至所述液膜裂开；

统计步骤：

计录所述已知板面粗糙度的绝缘板从所述液膜形成直至所述液膜裂开的第二挂膜时间，所述已知板面粗糙度对应所述第二挂膜时间。

3.如权利要求1或2所述的绝缘板的板面粗糙度的检验方法，其特征在于：所述液体为水、酒精或液体油。

4.如权利要求1或2所述的绝缘板的板面粗糙度的检验方法，其特征在于：所述挂膜步骤中所述绝缘板倾斜的角度为30°～60°。

5.如权利要求1或2所述的绝缘板的板面粗糙度的检验方法，其特征在于：所述成膜步骤的具体操作为将所述绝缘板浸没于所述液体中。

6.一种绝缘板的板面粗糙度的检验装置，其特征在于：包括

液槽，用于容置液体；

升降装置，用于取放所述绝缘板；

挂膜装置，设置于所述液槽上方，用于挂靠所述绝缘板。

7.如权利要求6所述的绝缘板的板面粗糙度的检验装置，其特征在于：还包括计时装置，用于记录所述绝缘板从所述液膜形成直至所述液膜裂开的挂膜时间。

8.如权利要求6所述的绝缘板的板面粗糙度的检验装置，其特征在于：所述挂膜装置包括一与水平面呈一定角度设置的背板。

9.如权利要求6所述的绝缘板的板面粗糙度的检验装置，其特征在于：所述液槽底部设置有用于排放粉屑残渣的孔。

10.如权利要求6所述的绝缘板的板面粗糙度的检验装置，其特征在于：所述液槽的规格为长300～1000mm，宽100～500mm，高400～800mm。

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