CN106028651A - 一种 pcb 上bga位置的背钻孔制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种 PCB 上BGA位置的背钻孔制作方法。本发明通过优化背钻孔的工艺，可有效避免背钻孔加工时由于温度过高而导致孔壁出现碎屑粘连的问题，防止背钻孔发生接触不良、短路等问题，提高背钻孔加工的精度，进而有效改善所制得的PCB的品质。
Description
技术领域
本发明线路板机械加工技术领域，具体涉及一种 PCB 上BGA位置的背钻孔制作方法。
背景技术
PCB（印制线路板）上的BGA区域设有阵列的金属化孔，为实现BGA区域的屏蔽效果，需要除去孔内的一部分金属层。现有技术中，采用线路蚀刻以后连续两次钻重复钻或直接锣的方法 ；该方法会使得孔口披锋严重，而且连续两次钻孔会造成孔口的焊环脱落，严重影响 PCB 成品率和性能。此外，钻孔时产生的高温容易使碎屑与金属层粘连，不但容易导致钻孔深度难以掌握，更容易导致钻孔后孔内残留金属层接触不良或短路。此外，钻孔时的高温还容易导致PCB尺寸变形、影响定位。
发明内容
有鉴于此，本发明公开一种降低钻孔温度对钻孔工艺不良影响的背钻孔方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：一种 PCB 上BGA位置的背钻孔制作方法，包括步骤 ：
S1.对线路板基板进行开料、贴干膜、内层棕化及压板处理后，对其进行第一次钻孔 ；
S2.全板沉铜电镀，并对沉铜电镀后的步骤S1所述经压板处理的压合板进行外层图形转移，以及图形电镀铜及锡 ；
S3.在BGA位置的孔上进行背钻；
S4.对背钻以后的板进行碱性蚀刻处理 ；
S5.将步骤S4所得PCB板进行退锡处理，将退锡处理后的PCB板通过飞针测试仪进行检测，检测合格，制得成品；
所述步骤S3中，首先背钻BGA位置上外侧的孔，再依次背钻BGA位置中心的孔。
BGA位置上的孔一般为阵列状排列，先背钻边缘（外侧）的孔，可以使BGA区域的温度均衡，避免板上温度不均而发生变形影响定位精度。而BGA位置边缘的孔热量散发交款，后钻中心位置的孔可以避免BGA区域温度过高、碎屑粘连在孔壁。
进一步的，所述的步骤S1第一次钻孔孔径为 0.4-0.5mm 直径的孔，主轴钻速110krpm-170krpm，控制孔径粗细10-15µm。
进一步的，所述的步骤 S2为全板加板电镀，在孔内做上一层金属层，厚度为 0.25µm-10µm，使其加板电镀以后孔铜厚度为3-10 µm。
更进一步的，所述的步骤S2图形电镀的电镀孔铜厚 20-50µm ；电镀锡使用 3.0-4.3ASD 的电流密度，电镀 8-11min，锡厚控制3-6µm。
更进一步的，所述的步骤S3进行背钻时，先在机台上垫上一块酚醛或纤维板，使用同一个定位资料，先锣出一个平台，深度 0.3-1.6mm，将板放在平台上，控制主轴的下钻速度 0.2-0.8m/min ；主轴钻速为20krpm-180krpm。
优选的，所述步骤S4通过飞针测试仪进行检测时为四线飞针检测，通过测试孔内的铜开短路，使用通断测试来判定背钻孔的开路情况；开路判定合格，做切片分析分析背钻的深度是否合格，要求控制深度的公差为±0.075mm 到 ±0.1mm。
本发明对钻孔参数的设计，可以确保钻孔后孔壁的光洁度，提高PCB品质。
优选的，所述S3在BGA位置的孔上进行背钻孔钱，还包括对孔内灌注保护液；所述保护液其原料按重量计包括α-萘酚2份、茚三酮3份、二氢月桂烯醇29份和3份的EDTA二钠以及90份的乙酸乙酯。
所述α-萘酚，又名甲萘酚，1-萘酚。有难闻的苯酚气味。 微溶于水，易溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿，溶于氢氧化钠溶液。用于合成染料及其中间体，还用于合成香料及其它有机合成工业，可选用任一种市售产品实现。所述茚三酮是一种用于检测氨或者一级胺和二级胺的试剂。当与这些游离胺反应时，能够产生深蓝色或者紫色的物质，叫做Ruhemann紫。茚三酮常用来检测指纹，这是由于指纹表面所蜕落的蛋白质和肽中含有的赖氨酸残基，其上的一级胺被茚三酮检测，本发明中可选用市售产品实现。二氢月桂烯醇主要从二氢月桂烯(自蒎烯的加氢产物蒎烷裂解生成)在酸催化下和水、甲酸加成而得，为市售产品。发明人在研究中发现，钻孔时对孔内灌入适量的α-萘酚、茚三酮，可有效印制金属碎屑与孔内软化的非金属区粘连，二氢月桂烯醇和EDTA二钠更能避免碎屑聚集成团融化、附着在孔壁的金属层上，确保孔壁的光滑度。
本发明通过优化背钻孔的工艺，可有效避免背钻孔加工时由于温度过高而导致孔壁出现碎屑粘连的问题，防止背钻孔发生接触不良、短路等问题，提高背钻孔加工的精度，进而有效改善所制得的PCB的品质。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1
本实施例提供一种 PCB 上BGA位置的背钻孔制作方法，包括步骤 ：
S1.对线路板基板进行开料、贴干膜、内层棕化及压板处理后，对其进行第一次钻孔 ；
S2.全板沉铜电镀，并对沉铜电镀后的步骤S1所述经压板处理的压合板进行外层图形转移，以及图形电镀铜及锡 ；
S3.在BGA位置的孔上进行背钻；
S4.对背钻以后的板进行碱性蚀刻处理 ；
S5.将步骤S4所得PCB板进行退锡处理，将退锡处理后的PCB板通过飞针测试仪进行检测，检测合格，制得成品；
所述步骤S3中，首先背钻BGA位置上外侧的孔，再依次背钻BGA位置中心的孔。
优选的，所述S3在BGA位置的孔上进行背钻孔钱，还包括对孔内灌注保护液；所述保护液其原料按重量计包括α-萘酚2份、茚三酮3份、二氢月桂烯醇29份和3份的EDTA二钠以及90份的乙酸乙酯。
本实施例未详细说明的，均可选用任一种现有技术实现。
实施例2
本实施例提供一种 PCB 上BGA位置的背钻孔制作方法，包括步骤 ：
S1.对线路板基板进行开料、贴干膜、内层棕化及压板处理后，对其进行第一次钻孔 ；
S2.全板沉铜电镀，并对沉铜电镀后的步骤S1所述经压板处理的压合板进行外层图形转移，以及图形电镀铜及锡 ；
S3.在BGA位置的孔上进行背钻；
S4.对背钻以后的板进行碱性蚀刻处理 ；
S5.将步骤S4所得PCB板进行退锡处理，将退锡处理后的PCB板通过飞针测试仪进行检测，检测合格，制得成品；
所述步骤S3中，首先背钻BGA位置上外侧的孔，再依次背钻BGA位置中心的孔。
进一步的，所述的步骤S1第一次钻孔孔径为 0. 5mm 直径的孔，主轴钻速160krpm，控制孔径粗细12µm。
进一步的，所述的步骤 S2为全板加板电镀，在孔内做上一层金属层，厚度为 5µm，使其加板电镀以后孔铜厚度为7µm。
更进一步的，所述的步骤S2图形电镀的电镀孔铜厚30m ；电镀锡使用 3.0-4.3ASD 的电流密度，电镀 8-11min，锡厚控制5µm。
更进一步的，所述的步骤S3进行背钻时，先在机台上垫上一块酚醛或纤维板，使用同一个定位资料，先锣出一个平台，深度 0.5mm，将板放在平台上，控制主轴的下钻速度 0.3m/min ；主轴钻速为150krpm。
优选的，所述步骤S4通过飞针测试仪进行检测时为四线飞针检测，通过测试孔内的铜开短路，使用通断测试来判定背钻孔的开路情况；开路判定合格，做切片分析分析背钻的深度是否合格，要求控制深度的公差为±0.075mm 到 ±0.1mm。
优选的，所述S3在BGA位置的孔上进行背钻孔钱，还包括对孔内灌注保护液；所述保护液其原料按重量计包括α-萘酚2份、茚三酮3份、二氢月桂烯醇29份和3份的EDTA二钠以及90份的乙酸乙酯。
实施例3
本实施例提供一种 PCB 上BGA位置的背钻孔制作方法，包括步骤 ：
S1.对线路板基板进行开料、贴干膜、内层棕化及压板处理后，对其进行第一次钻孔 ；
S2.全板沉铜电镀，并对沉铜电镀后的步骤S1所述经压板处理的压合板进行外层图形转移，以及图形电镀铜及锡 ；
S3.在BGA位置的孔上进行背钻；
S4.对背钻以后的板进行碱性蚀刻处理 ；
S5.将步骤S4所得PCB板进行退锡处理，将退锡处理后的PCB板通过飞针测试仪进行检测，检测合格，制得成品；
所述步骤S3中，首先背钻BGA位置上外侧的孔，再依次背钻BGA位置中心的孔。
进一步的，所述的步骤S1第一次钻孔孔径为 0.5mm 直径的孔，主轴钻速170krpm，控制孔径粗细15µm。
进一步的，所述的步骤 S2为全板加板电镀，在孔内做上一层金属层，厚度为10µm，使其加板电镀以后孔铜厚度为10 µm。
更进一步的，所述的步骤S2图形电镀的电镀孔铜厚50µm ；电镀锡使用 4.3ASD 的电流密度，电镀 11min，锡厚控制6µm。
更进一步的，所述的步骤S3进行背钻时，先在机台上垫上一块酚醛或纤维板，使用同一个定位资料，先锣出一个平台，深度 1.6mm，将板放在平台上，控制主轴的下钻速度 0.8m/min ；主轴钻速为180krpm。
优选的，所述步骤S4通过飞针测试仪进行检测时为四线飞针检测，通过测试孔内的铜开短路，使用通断测试来判定背钻孔的开路情况；开路判定合格，做切片分析分析背钻的深度是否合格，要求控制深度的公差为±0.075mm 到 ±0.1mm。
优选的，所述S3在BGA位置的孔上进行背钻孔钱，还包括对孔内灌注保护液；所述保护液其原料按重量计包括α-萘酚2份、茚三酮3份、二氢月桂烯醇29份和3份的EDTA二钠以及90份的乙酸乙酯。
实施例4
本实施例提供一种 PCB 上BGA位置的背钻孔制作方法，包括步骤 ：
S1.对线路板基板进行开料、贴干膜、内层棕化及压板处理后，对其进行第一次钻孔 ；
S2.全板沉铜电镀，并对沉铜电镀后的步骤S1所述经压板处理的压合板进行外层图形转移，以及图形电镀铜及锡 ；
S3.在BGA位置的孔上进行背钻；
S4.对背钻以后的板进行碱性蚀刻处理 ；
S5.将步骤S4所得PCB板进行退锡处理，将退锡处理后的PCB板通过飞针测试仪进行检测，检测合格，制得成品；
所述步骤S3中，首先背钻BGA位置上外侧的孔，再依次背钻BGA位置中心的孔。
进一步的，所述的步骤S1第一次钻孔孔径为 0.4mm 直径的孔，主轴钻速110krpm，控制孔径粗细10。
进一步的，所述的步骤 S2为全板加板电镀，在孔内做上一层金属层，厚度为 0.25µm，使其加板电镀以后孔铜厚度为3。
更进一步的，所述的步骤S2图形电镀的电镀孔铜厚 20 ；电镀锡使用 3.0ASD 的电流密度，电镀 8min，锡厚控制3µm。
更进一步的，所述的步骤S3进行背钻时，先在机台上垫上一块酚醛，使用同一个定位资料，先锣出一个平台，深度 0.3mm，将板放在平台上，控制主轴的下钻速度 0.2m/min ；主轴钻速为20krpm。
优选的，所述步骤S4通过飞针测试仪进行检测时为四线飞针检测，通过测试孔内的铜开短路，使用通断测试来判定背钻孔的开路情况；开路判定合格，做切片分析分析背钻的深度是否合格，要求控制深度的公差为±0.075mm 到 ±0.1mm。
优选的，所述S3在BGA位置的孔上进行背钻孔钱，还包括对孔内灌注保护液；所述保护液其原料按重量计包括α-萘酚2份和3份的EDTA二钠以及90份的乙酸乙酯。
实施例5
本实施例提供一种 PCB 上BGA位置的背钻孔制作方法，包括步骤 ：
S1.对线路板基板进行开料、贴干膜、内层棕化及压板处理后，对其进行第一次钻孔 ；
S2.全板沉铜电镀，并对沉铜电镀后的步骤S1所述经压板处理的压合板进行外层图形转移，以及图形电镀铜及锡 ；
S3.在BGA位置的孔上进行背钻；
S4.对背钻以后的板进行碱性蚀刻处理 ；
S5.将步骤S4所得PCB板进行退锡处理，将退锡处理后的PCB板通过飞针测试仪进行检测，检测合格，制得成品；
所述步骤S3中，首先背钻BGA位置上外侧的孔，再依次背钻BGA位置中心的孔。
进一步的，所述的步骤S1第一次钻孔孔径为 0.5mm 直径的孔，主轴钻速170krpm，控制孔径粗细15µm。
进一步的，所述的步骤 S2为全板加板电镀，在孔内做上一层金属层，厚度为10µm，使其加板电镀以后孔铜厚度为10 µm。
更进一步的，所述的步骤S2图形电镀的电镀孔铜厚50µm ；电镀锡使用 4.3ASD 的电流密度，电镀 11min，锡厚控制6µm。
更进一步的，所述的步骤S3进行背钻时，先在机台上垫上一块酚醛或纤维板，使用同一个定位资料，先锣出一个平台，深度 1.6mm，将板放在平台上，控制主轴的下钻速度 0.8m/min ；主轴钻速为180krpm。
优选的，所述步骤S4通过飞针测试仪进行检测时为四线飞针检测，通过测试孔内的铜开短路，使用通断测试来判定背钻孔的开路情况；开路判定合格，做切片分析分析背钻的深度是否合格，要求控制深度的公差为±0.075mm 到 ±0.1mm。
优选的，所述S3在BGA位置的孔上进行背钻孔钱，还包括对孔内灌注保护液；所述保护液其原料按重量计包括茚三酮3份、二氢月桂烯醇29份以及90份的乙酸乙酯。
测试孔壁金属区和非金属区的动摩擦系数，其结果如下表。
| 实验组 | 金属区摩擦系数 | 非金属区摩擦系数 | 外观 |
| 实施例1 | 0.18 | 0.25 | 孔壁表面光滑，无明显突起 |
| 实施例2 | 0.16 | 0.20 | 孔壁表面光滑，无明显突起 |
| 实施例3 | 0.15 | 0.21 | 孔壁表面光滑，无明显突起 |
| 实施例4 | 2.38 | 3.35 | 孔壁表面有凸粒 |
| 实施例5 | 3.91 | 3.22 | 孔壁表面有凸粒 |
以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种 PCB 上BGA位置的背钻孔制作方法，包括步骤 ：
S1.对线路板基板进行开料、贴干膜、内层棕化及压板处理后，对其进行第一次钻孔 ；
S2.全板沉铜电镀，并对沉铜电镀后的步骤S1所述经压板处理的压合板进行外层图形转移，以及图形电镀铜及锡
；
S3.在BGA位置的孔上进行背钻；
S4.对背钻以后的板进行碱性蚀刻处理 ；
S5.将步骤S4所得PCB板进行退锡处理，将退锡处理后的PCB板通过飞针测试仪进行检测，检测合格，制得成品；
所述步骤S3中，首先背钻BGA位置上外侧的孔，再依次背钻BGA位置中心的孔。
2.如权利要求 1 所述的方法，其特征是 ：所述的步骤S1第一次钻孔孔径为 0.4-0.5mm 直径的孔，主轴钻速110krpm-170krpm，控制孔径粗细10-15µm。
3.如权利要求 2 所述的 PCB 背钻孔制作方法，其特征是 ：所述的步骤 S2为全板加板电镀，在孔内做上一层金属层，厚度为 0.25µm-10µm，使其加板电镀以后孔铜厚度为3-10 µm。
4.如权利要求 2 所述的方法，其特征是 ：所述的步骤S2图形电镀的电镀孔铜厚 20-50µm ；电镀锡使用 3.0-4.3ASD 的电流密度，电镀 8-11min，锡厚控制3-6µm。
5.如权利要求 3 或者 4 所述的方法，其特征是 ：所述的步骤S3进行背钻时，先在机台上垫上一块酚醛或纤维板，使用同一个定位资料，先锣出一个平台，深度
0.3-1.6mm，将板放在平台上，控制主轴的下钻速度 0.2-0.8m/min ；主轴钻速为20krpm-180krpm。
6.如权利要求 5 所述的方法，其特征是 ：所述步骤S4通过飞针测试仪进行检测时为四线飞针检测，通过测试孔内的铜开短路，使用通断测试来判定背钻孔的开路情况；开路判定合格，做切片分析分析背钻的深度是否合格，要求控制深度的公差为±0.075mm 到 ±0.1mm。
7.如权利要求 1 所述的方法，其特征是 ：所述S3在BGA位置的孔上进行背钻孔钱，还包括对孔内灌注保护液；所述保护液其原料按重量计包括α-萘酚2份、茚三酮3份、二氢月桂烯醇29份和3份的EDTA二钠以及90份的乙酸乙酯。
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| GR01 | Patent grant | ||
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