CN105472911B - 一种层压定位及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种层压定位及检测方法，以提高电路板层压时的定位精度。本发明提供的层压定位及检测方法，包括：在内层芯板上加工层压定位孔，所述层压定位孔包括：位于所述内层芯板的周边区域的圆销定位孔，和位于所述内层芯板的中央区域的铆钉定位孔；对多个所述内层芯板进行叠板，在叠板过程中，在多个所述内层芯板的圆销定位孔中塞入圆销，在多个所述内层芯板的铆钉定位孔中塞入铆钉，实现对多个所述内层芯板的叠板定位。

Description

一种层压定位及检测方法

技术领域

本发明涉及电路板技术领域，具体涉及一种层压定位及检测方法。

背景技术

在高多层电路板的制作过程中，层压是必不可少的一个制作流程，而内层芯板间的对位精度又是层压最重要的一个技术衡量指标，内层对位精度的好坏直接影响着一个工厂的电路板加工制作能力。

随着高密度封装的兴起，大尺寸高多层的电路板的BGA(Ball Grid Array，球栅阵列结构)也有着高密度的要求，一般来说，大尺寸板件宽度方向拼板尺寸为20英寸(inch)或者24inch，长度方向拼板尺寸大于26inch，而BGA区域的孔间距(pitch)一般小于等于0.5毫米(mm)，孔线间距小于5密尔(mil)，这对于业界8mil的技术水平来说是一个挑战。

目前常规的大尺寸电路板板件层压定位方式为：纯铆钉或纯PIN钉，由于板件尺寸较大，操作上往往无法兼顾BGA区域的对位。虽然板边有对位科邦，但往往受到涨缩的影响，板中心的对位情况难以判定，板件尺寸越大，就越不能准确分辨板内的实际偏移情况。对于大尺寸板件来说，压合之前的制造成本占比约在20％，如能改善定位及检验方式，可以减少层压偏位造成的损失或者能及时检测出问题并根据报废情况补投板件，避免延误货期。

发明内容

本发明实施例提供一种层压定位及检测方法，以提高电路板层压时的定位精度。

本发明提供一种层压定位及检测方法，包括：在内层芯板上加工层压定位孔，所述层压定位孔包括：位于所述内层芯板的周边区域的圆销定位孔，和位于所述内层芯板的中央区域的铆钉定位孔；对多个所述内层芯板进行叠板，在叠板过程中，在多个所述内层芯板的圆销定位孔中塞入圆销，在多个所述内层芯板的铆钉定位孔中塞入铆钉，实现对多个所述内层芯板的叠板定位。

由上可见，本发明实施例技术方案中，针对电路板层压，在采用圆销定位孔进行定位的同时，采用铆钉定位孔进行辅助定位，可以有效提高电路板层压时的定位精度；并且，铆钉定位孔位于内层芯板的中央区域，因此，特别可以提高中央区域的定位精度，例如特别有助于提高中央的BGA区域的定位精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的层压定位及检测方法的流程图；

图2是本发明实施例中层压定位孔的示意图；

图3是本发明实施例中对位科邦的示意图；

图4是本发明实施例中板内同心圆结构的示意图；

图5是本发明实施例中板边同心圆结构的示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种层压定位及检测方法，以提高电路板层压时的定位精度。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。

实施例一、

请参考图1，本发明实施例提供一种层压定位及检测方法，可包括：

110、在内层芯板上加工层压定位孔，层压定位孔包括：位于内层芯板的周边区域的圆销定位孔，和位于内层芯板的中央区域的铆钉定位孔。

电路板加工中，层压步骤之前通常包括以下步骤：下料→内图前处理→内图曝光→内层蚀刻→内图检验→内层钻靶→棕化→层压。其中，从下料到内图检验步骤，用于实现对内层芯板的内层图形制作。在内层钻靶步骤中，需要加工出层压定位孔，以便在后续的层压步骤中用于定位。现有技术中，通常只加工一种结构的定位孔用于层压定位，定位精度不高。

如图2所示，本发明实施例中，同时加工两种结构的层压定位孔，包括：位于内层芯板210的周边区域的圆销定位孔201，和位于内层芯板210的中央区域的铆钉定位孔202。具体加工中，优选采用同一种钻靶设备加工上述的两种定位孔，以减少设备间产生的误差。

需要说明的是，后续叠板压合步骤中，需要在各层内层芯板210之间设置绝缘介质层，起层间介质和粘结作用；因而，优选在本步骤中，同时在各层绝缘介质层上对应于内层芯板210上定位孔的位置，也分别加工出相同的圆销定位孔201，和铆钉定位孔202。其中，所说的绝缘介质层优选采用半固化片。

请参考图2，优选实施例中，可以在内层芯板210的每一条长边的边缘分布3-5个圆销定位孔201；在内层芯板的中央区域分布4个铆钉定位孔202。本发明实施例方法，优选适用于设计有BGA的电路板，则，可使4个铆钉定位孔202环绕内层芯板上的BGA区域分布，以提高对BGA区域的定位精度；并且，铆钉定位孔202越靠近BGA区域，BGA区域越被限制在更小的范围内偏移，越能改善BGA区域的对位精度。

对于圆销定位孔201：

优选将圆销定位孔210的直径控制在4.0-5.0毫米之间；并控制圆销定位孔201的直径比圆销的直径大1～4密尔，以避免后续套入工具板时损伤定位孔又不至于内层芯板偏移空间较大使定位效果能力变差。

对于铆钉定位孔202：

一般来说，较大电路板板件的板边和板内都会设计一些孔作为螺丝孔，以固定板件，其中，板内孔的数量一般会大于4个，板内孔的直径一般大于6毫米。本发明实施例中，可以利用该板内孔的设计结构，将铆钉定位孔202加工在所设计的板内孔的位置；等后续叠板压合完毕，铆钉定位孔202完成其功能后，再利用较大的钻头对铆钉定位孔202钻孔，加工出所需要的板内孔。通过这样的设计，使得本发明采用的铆钉定位孔202不占用电路板的线路空间，不影响电路板的功能实现。考虑到流胶等的问题，本发明实施例中优选铆钉处板内孔的直径大于6毫米，以避免影响铆钉孔的质量。

铆钉的结构通常包括一个钉体和位于钉体一端的帽体，且帽体的直径大于钉体的直径。本发明实施例中，优选采用帽体直径介于3.6-4.5毫米之间，钉体直径介于1.0-4.0毫米之间的铆钉。铆钉的长度，以选择比压合后的电路板的厚度小0.5-1.0毫米为宜。并且，本发明优选实施例中，控制铆钉定位孔202的直径比铆钉的钉体的直径大0-2密尔，以使铆钉定位孔202与铆钉较好的配合。

需要指出的是，上述的各种尺寸限定只是本发明的一种优选实施方式，并不用于限制本发明，在其他实施方式，也可以选择其它合适的尺寸设计。

120、对多个内层芯板进行叠板，在叠板过程中，在多个内层芯板的圆销定位孔中塞入圆销，在所述内层芯板的铆钉定位孔中塞入铆钉，实现对多个内层芯板的叠板定位。

本步骤中，对多个内层芯板210进行叠板，将多层内层芯板层叠成所需要的结构并利用铆钉和圆销进行固定，以便后续进行压合。本发明一些实施例中，圆销定位按如下方式：圆销被置于下方的工作台面上，多个内层芯板210从上往下放置，使销钉定位孔201套在圆销上，完成圆销定位；换句话说，是把圆销从多个内层芯板210的底层塞入圆销定位孔201。铆钉定位优选按如下方式：将一部分铆钉预先置于多个内层芯板210的下方，使这一部分铆钉210从多个内层芯板210的底层塞入铆钉定位孔202，最后，再将另一部分铆钉从多个内层芯板210的顶层塞入铆钉定位孔202；从而形成正反两种塞入方式。以四个铆钉定位孔为例，可将位于一条对角线上的两个铆钉定位孔202按照从底层塞入的方式塞入铆钉，将另一条对角线上的两个铆钉定位孔202按照从顶层塞入的方式塞入铆钉。需要说明的是，本发明实施例中的铆钉只是用于固定板件中央区域例如BGA区域，因此，不必铆合。

叠板完成后，对完成叠板定位的多个内层芯板210进行压合，即制得所需要的多层电路板；在压合完成后，可去除圆销和铆钉。例如，可通过钻孔的方式将铆钉或圆销钻掉。

需要说明的是，本发明实施例技术方案，优选适用于较大的板件，例如可适用于宽度为20-24英寸，长度大于26英寸的内层芯板；且可用于内层芯板上BGA区域中的孔间距小于或等于0.5毫米，孔线间距小于或等于5密尔的情况。

本发明一些实施例中，还可以通过在内层芯板上加工对位科邦，实现对多个内层芯板的对位检测。本发明一些实施例中，可在多个内层芯板上加工两种对位科邦，如图3所示，包括：板内同心圆结构310和板边同心圆结构320，其中，板内同心圆结构310优选以铆钉定位孔202为中心，以避免占用板内的线路空间。下面分别进行说明。

板内同心圆结构310：

如图4所示，板内同心圆结构310可包括在每个内层芯板210上加工的圆环，圆环的宽度为6密尔(公差可控制在正负0.5或0.3密尔以内)，图中，中心的圆表示铆钉的帽体，可按以下尺寸设计控制各层圆环，控制第一层内层芯板210上的圆环的内半径比铆钉的帽体的半径大0.1-0.5毫米，控制以下每一层内层芯板210上的圆环的内半径比上一层内层芯板210上的圆环的外半径大2密尔(公差可控制在正负0.5或0.3密尔以内)。

所需要的板内同心圆结构310的数量可依据多层电路板包括的内层芯板的数量来确定。一般的，每8-10层内层芯板，可设计一个板内同心圆结构310，例如按10层计算，若第1层内层芯板上的同心圆圆环外直径为4mm，则整个板内同心圆结构的外直径约为8mm；考虑到此板内控的孔径大于6mm，加上周围的无铜区，如此设计并不会对客户板件造成影响。当内层芯板的层数大于10，可以从4个铆钉定位孔排布，设计多个板内同心圆结构，以34层为例，可分别对应于以下四组内层芯板，L2～L11，L12～L21，L22～L31，L25～L34，分别设计四个板内同心圆结构。由于铆钉孔一般设计数量为4个，当内层芯板的层数超过42层时，每个铆钉孔处的板内同心圆结构也可以用于11-14层内层芯板，具体依需求而定，可灵活调整。

在检测过程中，如果发现同心圆交错或者相切，就可据此判定层间错位较大，因为BGA区域小，胀缩造成的偏差基本可忽略，所以同心圆错位主要为内层芯板图形的错位情况。

板边同心圆结构320：

如图5所示，板边同心圆结构320可包括在每个内层芯板210上加工的圆环，圆环的宽度为7密尔(公差可控制在正负0.5或0.3密尔以内)，可按以下尺寸设计控制各层圆环，控制第一层内层芯板上的圆环的直径为1-2毫米，以下每一层内层芯板上的圆环的内半径比上一层内层芯板上的圆环的外半径大3密尔(公差可控制在正负0.5或0.3密尔以内)。其中，第一层内层芯板上的圆环也可以用一个圆形代替。

在检测过程中，可以以同心圆的相切或相交判定芯板错位是否符合要求。

由上可见，本发明实施例中，使用板内同心圆结构与板边同心圆结构共同检验压合后电路板件不同区域内层芯板的的实际偏移情况，整板同心圆结构数量可大于等于5个。

本发明实施例中，通过实验板验证，采用本发明实施例技术方案，板边对位精度可以控制为2-3mil，板内中央区域例如BGA区域的对位精度可以控制在1-2mil，从而，对于大尺寸板件的制作大为有利。同时，板边板内的检测工具(对位科邦)也有利于我们根据错位情况及时做出调整。

由上可见，本发明实施例提供了一种层压定位及检测方法，该方法针对电路板层压，在采用圆销定位孔进行定位的同时，采用铆钉定位孔进行辅助定位，可以有效提高电路板层压时的定位精度；并且，铆钉定位孔位于内层芯板的中央区域，因此，特别可以提高中央区域的定位精度，例如特别有助于提高中央的BGA区域的定位精度。

本发明实施例方法用于层压定位与检测使用，尤其有利于大尺寸板件的层压定位和检测，检测方法应用也不局限于板件压合及压合次数。对应于板件类型方面，本发明实施例方法可应用于高对位精度要求的IC测试板、大背板、服务器等板件的加工领域，可以使板件BGA区域对位精度更高，同时也能够在层压后快速检验板件的对位效果。本发明实施例方法可以用于BGA pitch小于等于0.5mm的高精密度板件制作，并且能够提升目前大背板在层压工序的良品率，提高社会效益和经济效益。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

以上对本发明实施例所提供的层压定位及检测方法进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员，依据本发明的思想，在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种层压定位及检测方法，其特征在于，包括：

在内层芯板上加工层压定位孔，所述层压定位孔包括：位于所述内层芯板的周边区域的圆销定位孔，和位于所述内层芯板的中央区域的铆钉定位孔；

对多个所述内层芯板进行叠板，在叠板过程中，在多个所述内层芯板的圆销定位孔中塞入圆销，在多个所述内层芯板的铆钉定位孔中塞入铆钉，实现对多个所述内层芯板的叠板定位；

所述对多个所述内层芯板进行叠板之前，还包括：

在多个所述内层芯板上分别加工对位科邦，所述对位科邦包括板内同心圆结构和板边同心圆结构，其中，所述板内同心圆结构以铆钉定位孔为中心。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述内层芯板的每一条长边的边缘分布3-5个所述圆销定位孔；

所述内层芯板的中央区域分布4个所述铆钉定位孔，且所述4个所述铆钉定位孔环绕所述内层芯板上的球栅阵列结构BGA区域。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述圆销的直径介于4.0-5.0毫米之间，所述圆销定位孔的直径比所述圆销的直径大1-4密尔；

所述铆钉的钉体的直径介于1.0-4.0毫米之间，帽体的直径介于3.6-4.5毫米之间，所述铆钉定位孔的直径比所述铆钉的钉体的直径大0-2密尔。

4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于，所述在多个所述内层芯板的铆钉定位孔中塞入铆钉包括：

将一部分铆钉从所述多个内层芯板的底层塞入铆钉定位孔，将另一部分铆钉从所述多个内层芯板的顶层塞入铆钉定位孔。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述板内同心圆结构包括在每个内层芯板上加工的圆环，圆环的宽度为6密尔，其中，第一层内层芯板上的圆环的内半径比所述铆钉的帽体的半径大0.1-0.5毫米，以下每一层内层芯板上的圆环的内半径比上一层内层芯板上的圆环的外半径大2密尔。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述板边同心圆结构包括在每个内层芯板上加工的圆环，圆环的宽度为7密尔，其中，第一层内层芯板上的圆环的直径为1-2毫米，以下每一层内层芯板上的圆环的内半径比上一层内层芯板上的圆环的外半径大3密尔。

7.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于，所述在内层芯板上加工层压定位孔之前，还包括：

对所述内层芯板进行内层图形制作。

8.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于，还包括：

对完成叠板定位的多个所述内层芯板进行压合，并在压合完成后，去除所述圆销和所述铆钉。

9.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，

所述内层芯板的宽度为20-24英寸，长度大于26英寸；

所述内层芯板上BGA区域中的孔间距小于或等于0.5毫米，孔线间距小于或等于5密尔。