CN104858465A

CN104858465A - 背钻加工方法和背钻加工装置

Info

Publication number: CN104858465A
Application number: CN201510084947.XA
Authority: CN
Inventors: 荒木裕次郎; 结城彻; 时永胜典
Original assignee: Via Mechanics Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2015-08-26
Also published as: US9655251B2; KR20150099443A; TW201605315A; US20150245494A1

Abstract

本发明涉及背钻加工方法和背钻加工装置。本发明的目的在于提供一种即使在针对存在各层的厚度、板厚的偏差的多层印刷布线板使基准深度检测区域与电路形成区域分开的情况下也能够确保背钻加工的深度精度的背钻加工方法和背钻加工装置。本发明的特征在于，求取形成在基准深度检测区域的基准深度检测层的深度，并且针对背钻加工部的多层印刷布线板整体的厚度用所述钻孔器进行钻孔至相当于所述基准深度检测区域的所述基准深度检测层的深度与多层印刷布线板整体的厚度的比率的量的深度。

Description

背钻加工方法和背钻加工装置

技术领域

本发明涉及多层印刷布线板用的背钻加工方法和背钻加工装置。

背景技术

为了安装多层印刷布线板的LSI（大规模集成电路）等的电子部件，形成贯通孔来作为用于与处于内层的规定的布线层连接的端子并对其实施导电电镀。可是，由于该贯通孔的电镀部比作为目的的距离长，所以，如果不使其过长的部分（以下称为短柱（stub））变短，则存在产生阻抗不匹配、信号延迟、波形变钝这样的问题。

因此，需要在电镀之后用直径比上述贯通孔的直径稍大的钻孔器除去成为短柱的电镀层的背钻加工。在背钻加工中，如何能够除掉多余的短柱是重要的，在此成为问题的是背钻加工的深度的控制。

历来，为了实现高精度的深度控制，例如如专利文献1所公开的那样，存在以下的技术：预先在多层印刷布线板内的背钻加工部的近旁形成基准深度检测用的内部导体层，在背钻加工的实施之前通过对上述基准深度检测层进行钻孔来测定基准深度，并基于该基准深度来进行背钻加工的深度控制。

在该现有技术中，形成有基准深度检测层的多层印刷布线板的区域（以下，称为基准深度检测区域）需要尽量设置在背钻加工部的近旁，但是，由于该基准深度检测区域对本来的电路形成没有用处，所以如果可能的话，优选设置在远离背钻加工部的基板外缘区域。

可是，通常交替地加热压缩树脂层和导体布线层来形成多层印刷布线板，因此，如图4所示，有基板中央部比基板外缘区域厚并且伴随着基板厚度的变化而内部布线层的位置也产生偏差的情况。再有，图4是夸大示出了该偏差的状态的剖面图。

因此，在使基准深度检测区域与处于基板中央部等的电路形成区域分开的情况下，有在基准深度检测区域得到的内部布线层的基准深度没有用处而在处于基板中央部等的电路形成区域的背钻加工的深度精度不能确保的问题。

另一方面，在专利文献2中，公开了以下的技术：事先求取加工位置的板厚并对其乘以规定的比率来计算钻孔深度，由此，即使存在多层印刷布线板中的各层的厚度、板厚的偏差，也确保深度精度。

可是，在该专利文献2中，特别是关于背钻加工的情况，完全没有提及何时如何求取规定的比率即比率计算环境和比率使用环境的关系是怎样的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009–4585号公报；

专利文献2：日本特开平3–3009号公报。

发明内容

发明要解决的课题

因此，本发明的目的在于提供一种即使在针对存在各层的厚度、板厚的偏差的多层印刷布线板使基准深度检测区域与电路形成区域分开的情况下也能够确保背钻加工的深度精度的背钻加工方法和背钻加工装置。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，在方案1所记载的背钻加工方法中，通过用钻孔器进行钻孔来除去存在于在载置于工作台的多层印刷布线板形成的贯通孔的短柱，所述背钻加工方法的特征在于，使用基准深度检测区域被分配并且在与在其中电连接于短柱的内部布线层相同位次的层形成有基准深度检测层的多层印刷布线板，所述背钻加工方法具备：第一步骤，在所述基准深度检测区域中求取多层印刷布线板整体的厚度和该基准深度检测层的深度；第二步骤，使所述钻孔器相对于多层印刷布线板相对移动到需要短柱除去的贯通孔（以下，称为背钻加工部。）；以及第三步骤，针对所述背钻加工部的多层印刷布线板整体的厚度用所述钻孔器进行钻孔加工至相当于所述基准深度检测区域的所述基准深度检测层的深度与多层印刷布线板整体的厚度的比率的量的深度。

此外，在方案2所记载的背钻加工方法中，其特征在于，在方案1所记载的背钻加工方法中，所述基准深度检测区域存在多处，在所述第三步骤中，基于从与背钻加工部最近的所述基准深度检测区域得到的数值数据来计算加工深度。

此外，在方案3所记载的背钻加工方法中，其特征在于，在方案1所记载的背钻加工方法中，所述基准深度检测区域被设置在多层印刷布线板的外缘。

此外，在方案4所记载的背钻加工方法中，其特征在于，在方案1所记载的背钻加工方法中，使所述钻孔器具有导电性，在所述第一和第三步骤中，通过所述钻孔器与粘贴在所述多层印刷布线板之上的导电性片材接触来检测所述多层印刷布线板的上表面位置。

此外，在方案5所记载的背钻加工装置中，用钻孔器通过钻孔来除去存在于在载置于工作台的多层印刷布线板形成的贯通孔的短柱，所述背钻加工装置的特征在于，使用基准深度检测区域被分配并且在与在其中电连接于短柱的内部布线层相同位次的层形成有基准深度检测层的多层印刷布线板，所述背钻加工装置具备：第一控制部，在所述基准深度检测区域中求取多层印刷布线板整体的厚度和该基准深度检测层的深度；第二控制部，使所述钻孔器相对于多层印刷布线板相对移动到背钻加工部；以及第三控制部，针对所述背钻加工部的多层印刷布线板整体的厚度用所述钻孔器进行钻孔加工至相当于所述基准深度检测区域的所述基准深度检测层的深度与多层印刷布线板整体的厚度的比率的量的深度。

此外，在方案6所记载的背钻加工装置中，其特征在于，在方案5所记载的背钻加工装置中，所述基准深度检测区域存在多处，所述第三控制部基于从与背钻加工部最近的所述基准深度检测区域得到的数值数据来计算加工深度。

此外，在方案7所记载的背钻加工装置中，其特征在于，在方案5所记载的背钻加工装置中，所述基准深度检测区域被设置在多层印刷布线板的外缘。

此外，在方案8所记载的背钻加工装置中，其特征在于，在方案5所记载的背钻加工装置中，所述钻孔器具有导电性，所述第一和第三控制部通过所述钻孔器与粘贴在所述多层印刷布线板之上的导电性片材接触来检测所述多层印刷布线板的上表面位置。

发明效果

根据本发明，即使在针对存在各层的厚度、板厚的偏差的多层印刷布线板使基准深度检测区域与电路形成区域分开的情况下也能够确保背钻加工的深度精度。

附图说明

图1是用于说明本发明的实施例1的工作的流程图。

图2是用于说明本发明的实施例1的工作的概略图。

图3是成为本发明的实施例1的背钻加工装置的结构图。

图4是多层印刷布线板的剖面图。

具体实施方式

实施例

以下，使用附图，对本发明的实施方式进行说明。

实施例1

图2是用于说明本发明的实施例1的工作的概略图。在图2中，1是多层印刷布线板，11是载置有多层印刷布线板1的工作台，2是设置在用于形成电路的电路形成区域1A的贯通孔即需要除去短柱的贯通孔（背钻加工部），3是形成于贯通孔2的壁的电镀层，4是与电镀层3电连接的内部布线层，5是要进行背钻加工的短柱。6是形成在不是用于本来的电路形成用的区域的基准深度检测区域1B内的基准深度检测层，该基准深度检测层6位于与内部布线层4相同位次的层。通常，基准深度检测区域1B被设置在多层印刷布线板1的外缘的多处。7是在基准深度检测区域1B的附近形成的基准深度检测用贯通孔，通过在其内部形成的电镀层8与基准深度检测层6电连接。9是对多层印刷布线板1进行钻孔的钻孔器，为至少表面具有导电性的一般的钻孔器。10是与基准深度检测用贯通孔7的上部接触来进行电连接的接触件，30是用于对接触件10与钻孔器9之间施加电压来检测钻孔器9到达基准深度检测层6的导通检测部。

20是进行装置整体的控制的整体控制部，在此分别设置有：工作台11的上表面位置的高度检测用的工作台高度检测控制部21、基准深度检测用的基准深度检测控制部22、用于进行背钻加工的背钻加工控制部23。该整体控制部20还包括工作台高度检测控制部21、基准深度检测控制部22和背钻加工控制部23以外的控制部，通过程序控制的处理装置来实现。

图3是成为本发明的实施例1的背钻加工装置的结构图。在图3中，与图2相同的附图标记的部分意味着相同的部分或相同的功能。12是用于使钻孔器9旋转的主轴，13是沿垂直方向驱动主轴12的垂直方向驱动部，14是相对地沿X和Y方向驱动工作台11和主轴12的水平方向驱动部。在此的水平方向驱动部14为了说明的方便而以一个来表示，但是，实际上被设置在X和Y方向的每一个上。垂直方向驱动部13和水平方向驱动部14通过图1的工作台高度检测控制部21、基准深度检测控制部22和背钻加工控制部23来控制。

在主轴12的顶端侧经由省略图示的气缸卡合有压力脚15。该压力脚15能够在主轴12降下的情况下一起移动到中途，在此之后独立于主轴12在垂直方向上移动。在压力脚15的下端保持有用于按压多层印刷布线板1的上表面的衬套16。

17是与主轴12连结的位置检测器。在使主轴12和压力脚15一起降下的情况下，该位置检测器17与主轴12一起降下，对衬套16到达工作台11或多层印刷布线板1的上表面位置而仅压力脚15不能再降下而主轴12和压力脚15在垂直方向上彼此偏离的时候进行检测，输出检测信号。

图3的背钻加工装置如以下那样进行工作。图1是用于说明该工作的流程图。

首先，工作台高度检测控制部21进行以下的控制。

工作台高度检测控制部21将工作台11的上表面逻辑地分割为矩阵状，识别多个格子存在的地方。首先，在多层印刷布线板1未载置在工作台11的状态下，通过工作台11与主轴12的相对移动，在工作台11的一个格子上钻孔器9以面对的方式进行位置对准，之后，使主轴12和压力脚15一起降下。当衬套16到达工作台11的上表面位置时，仅压力脚15停止，此时，从位置检测器17向整体控制部20输出检测信号。此时的垂直方向驱动部13中的进给位置信息作为工作台11的上表面位置的高度数据L存储在工作台高度检测控制部21中。

工作台高度检测控制部21对工作台11的多个格子的每一个重复上述工作，存储每一个的高度数据L。

接着，基准深度检测控制部22进行以下的控制。

通过工作台11与主轴12的相对移动来进行多层印刷布线板1与钻孔器9的相对移动，将钻孔器9以与一个基准深度检测区域1B面对的方式进行位置对准，之后，使主轴12和压力脚15一起降下。当衬套16到达多层印刷布线板1的上表面位置时，与上述的情况同样地，仅压力脚15停止，此时，从位置检测器17向整体控制部20输出检测信号。基准深度检测控制部22根据此时的垂直方向驱动部13中的进给位置信息与先前存储的从基准深度检测区域1B所属的格子得到的工作台11的高度数据L（例如，周围4处的平均）的差分来求取基准深度检测区域1B的基板整体厚度数据HB，并存储在基准深度检测控制部22中。

然后，在压力脚15停止之后还进一步使主轴12降下，使钻孔器9朝向基准深度检测层6进行钻孔。当钻孔器9到达基准深度检测层6时，由于从导通检测部30向基准深度检测控制部22输出检测信号，所以，在此，基准深度检测控制部22根据该时间点的主轴12的进给量而取得基准深度检测层6的深度数据hb，并存储在基准深度检测控制部22中。

基准深度检测控制部22对多个基准深度检测区域1B的每一个重复上述工作，并存储由每一个得到的基板整体厚度数据HB和深度数据hb。

接着，背钻加工控制部23进行以下的控制。

通过工作台11与主轴12的相对移动而使钻孔器9从在求取了基准深度检测层6的深度的基准深度检测区域1B的位置移动到在电路形成区域1A的位置，以与需要背钻加工的贯通孔2面对的方式进行位置对准，之后，使主轴12和压力脚15一起降下。当衬套16与处于贯通孔2的最上部的外部导体层31接触时，从位置检测器17向整体控制部20输出检测信号。背钻加工控制部23以此为时机如以下那样计算背钻加工的深度数据ha。

能够从工作台高度检测控制部21读出在背钻加工部所属的格子测定的工作台11的高度数据L并且根据此时的垂直方向驱动部13中的进给位置信息来求取背钻加工部的基板整体厚度数据HA，因此，从基准深度检测控制部22读出在与背钻加工部最近的基准深度检测区域1B得到的基板整体厚度数据HB和深度数据hb，针对背钻加工部的基板整体厚度数据HA求取相当于基准深度检测区域1B的基准深度检测层的深度数据hb与基板整体厚度数据HB的比率（hb÷HB）的量的深度数据ha（HA×hb÷HB）。

背钻加工控制部23能够根据垂直方向驱动部13中的进给量来识别现在的钻孔器9的顶端的深度，因此，以在背钻加工部所属的格子测定的工作台11的高度数据L为基准对贯通孔2以深度数据ha的量进行钻孔器9的垂直方向进给，从而进行背钻加工。

若不存在背钻加工部的话，结束对该多层印刷基板的背钻加工。在进行另外的多层印刷板的背钻加工的情况下，重复上述步骤，但是，由于不需要频繁地进行工作台11的高度检测步骤，所以，在第2个之后的多层印刷板的情况下能够省略该工作台11的高度检测步骤。工作台11的高度检测步骤通常只要能够按每几日至几个月进行即可。

在上述中，说明了基准深度检测层6为一个的情况。可是，实际上，由于与需要背钻加工的贯通孔2连接的内部布线层4有多个，所以，基准深度检测层6也对应于每一个而形成相同数目。

因此，基准深度检测控制部22存储基准深度检测层6的每一个的深度数据hb，背钻加工控制部23从基准深度检测控制部22读出与要加工的短柱5连接的内部布线层4所对应的深度数据hb来求取深度数据ha，从而进行背钻加工。

即使在多层印刷布线板1中伴随着基板厚度的变化而在内部布线层的位置方面产生偏差，内部布线层4的深度也被视为与整体厚度相似。

因此，根据以上的实施例，使用基准深度检测区域1B中的基准深度检测层6的深度与整体厚度的比率来估计电路形成区域1A中的内部布线层4的深度，因此，能够尽量除去短柱5，直到内部布线层4的附近。

此外，在本实施例中，在求取上述比率时和使用该比率的背钻加工时，多层印刷布线板1、钻孔控制机构、特别是钻孔器不发生改变而在相同的环境下进行每一个的工作，因此，更加提高背钻加工的精度。

此外，在以上的实施例中，事先在工作台11的多个格子位置测定上表面位置的高度，在背钻加工时使用从靠近背钻加工部的格子得到的工作台11的高度数据L，因此，由工作台11的高度的偏差造成的影响变小，能够更提高精度。

此外，在以上的实施例中，事先在多层印刷布线板1形成多个基准深度检测区域1B，使用从靠近背钻加工部的基准深度检测区域1B得到的测定数据来估计电路形成区域1A中的内部布线层4的深度，因此，能够更提高精度。

此外，在以上的实施例中，背钻加工控制部23在背钻加工时使用事先在工作台高度检测控制部21中存储的工作台11的高度数据L、事先在基准深度检测控制部22中存储的基准深度检测区域1B的基板整体厚度数据HB和基准深度检测层的深度数据hb来一举计算出深度数据ha，但是，例如也可以使用下述的方法。

即，基准深度检测控制部22事先求取基准深度检测区域1B的基准深度检测层的深度数据hb与基板整体厚度数据HB的比率（hb÷HB）并进行存储。然后，背钻加工控制部23可以从基准深度检测控制部22读出上述比率并乘以背钻加工部的基板整体厚度数据HA，由此，计算深度数据ha（HA×hb÷HB）。

此外，在以上的实施例中，将基准深度检测区域1B设置在多层印刷布线板1的外缘，但是，显而易见的是，即使基准深度检测区域1B处于其他的地方，也能够应用本发明。

此外，在以上的实施例中，忽视形成在多层印刷布线板1的最上位面、最下位面的连接盘（land）的厚度而作为与多层印刷布线板1为整体的结构来处理。可是，在与多层印刷布线板整体相比不能忽视连接盘的厚度那样的情况下，只要减去该厚度来作为多层印刷布线板整体的厚度即可。

实施例2

在以上的实施例1中，为了检测在电路形成区域1A、基准深度检测区域1B中的多层印刷布线板1的上表面位置，使用机构地检测主轴12和压力脚15在垂直方向上彼此偏离的时候的位置检测器17的输出，但是，也可以如以下那样进行电检测，从而更提高精度。

在事先在多层印刷布线板1之上粘贴薄的导电性片材并且使具有导电性的钻孔器9降下与导电性片材接触时，如日本特开2001–341052号公开的那样经由导电性片材来检测在用于旋转钻孔器9的主轴12内的转子轴产生的轴电压，或者如日本特开2012–101309号公开的那样在主轴12侧检测轴电压的变化。

在该实施例2的情况下，当基准深度检测区域1B和基准深度检测用贯通孔7的部分均被上述导电性片材覆盖而连接时，由于在基准深度检测层6的检测时，在钻孔器9到达基准深度检测层6之前，由导通检测部30检测到导通，所以需要将基准深度检测用贯通孔7的部分的导电性片材打穿或者在该部分的周围设置缝隙来将该部分电分离。

此外，在该实施例2的情况下，在与多层印刷布线板整体相比不能忽视导电性片材的厚度那样的情况下，只要减去该厚度来作为多层印刷布线板整体的厚度即可。

附图标记的说明

1：多层印刷布线板、1A：电路形成区域、1B：基准深度检测区域

2：贯通孔、3、8：电镀层、4：内部布线层、5：短柱、6：基准深度检测层

7：基准深度检测用贯通孔、9：钻孔器、10：接触件、11：工作台

12：主轴、13：垂直方向驱动部、14：水平方向驱动部

15：压力脚、16：衬套、17：位置检测器、20：整体控制部

21：工作台高度检测控制部、22：基准深度检测控制部

23：背钻加工控制部、30：导通检测部、31~33：外部导体层。

Claims

1.一种背钻加工方法，通过用钻孔器进行钻孔来除去存在于在载置于工作台的多层印刷布线板形成的贯通孔的短柱，所述背钻加工方法的特征在于，

使用基准深度检测区域被分配并且在与在其中电连接于短柱的内部布线层相同位次的层形成有基准深度检测层的多层印刷布线板，所述背钻加工方法具备：

第一步骤，在所述基准深度检测区域中求取多层印刷布线板整体的厚度和该基准深度检测层的深度；

第二步骤，使所述钻孔器相对于多层印刷布线板相对移动到背钻加工部；以及

第三步骤，针对所述背钻加工部的多层印刷布线板整体的厚度用所述钻孔器进行钻孔加工至相当于所述基准深度检测区域的所述基准深度检测层的深度与多层印刷布线板整体的厚度的比率的量的深度。

2.根据权利要求1所述的背钻加工方法，其特征在于，所述基准深度检测区域存在多处，在所述第三步骤中，基于从与背钻加工部最近的所述基准深度检测区域得到的数值数据来计算加工深度。

3.根据权利要求1所述的背钻加工方法，其特征在于，所述基准深度检测区域被设置在多层印刷布线板的外缘。

4.根据要求要求1所述的背钻加工方法，其特征在于，使所述钻孔器具有导电性，在所述第一和第三步骤中，通过所述钻孔器与粘贴在所述多层印刷布线板之上的导电性片材接触来检测所述多层印刷布线板的上表面位置。

5.一种背钻加工装置，用钻孔器通过钻孔来除去存在于在载置于工作台的多层印刷布线板形成的贯通孔的短柱，所述背钻加工装置的特征在于，

使用基准深度检测区域被分配并且在与在其中电连接于短柱的内部布线层相同位次的层形成有基准深度检测层的多层印刷布线板，所述背钻加工装置具备：

第一控制部，在所述基准深度检测区域中求取多层印刷布线板整体的厚度和该基准深度检测层的深度；

第二控制部，使所述钻孔器相对于多层印刷布线板相对移动到背钻加工部；以及

第三控制部，针对所述背钻加工部的多层印刷布线板整体的厚度用所述钻孔器进行钻孔加工至相当于所述基准深度检测区域的所述基准深度检测层的深度与多层印刷布线板整体的厚度的比率的量的深度。

6.根据权利要求5所述的背钻加工装置，其特征在于，所述基准深度检测区域存在多处，所述第三控制部基于从与背钻加工部最近的所述基准深度检测区域得到的数值数据来计算加工深度。

7.根据权利要求5所述的背钻加工装置，其特征在于，所述基准深度检测区域被设置在多层印刷布线板的外缘。

8.根据权利要求5所述的背钻加工装置，其特征在于，所述钻孔器具有导电性，所述第一和第三控制部通过所述钻孔器与粘贴在所述多层印刷布线板之上的导电性片材接触来检测所述多层印刷布线板的上表面位置。