CN108156759A - 印制电路板激光孔径偏小的返工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种印制电路板激光孔径偏小的返工方法，将板面划分为m个区域，在每个区域内分散测量n个孔的孔径，确定目标孔径的公差范围，将测得的m×n个孔中超过目标孔径下限的数据记为超下限孔径a，对超下限孔径a形成的集合按照目标孔径进行归类划分；计算同一目标孔径中各个孔的超下限孔径a的第一平均值b；并对板面上的超下限孔径a的孔进行第一次激光钻返工和第二次激光钻返工。本发明的印制电路板激光孔径偏小的返工方法根据第一平均值b与相应目标孔径之差，即通过评估孔径偏小的程度，对孔径偏小的孔进行返工，使其达到目标孔径的公差范围，减少报废成本，为高密度多层互联印制电路板激光小尺寸孔径返工提供依据。

Description

印制电路板激光孔径偏小的返工方法

技术领域

本发明印制电路板领域，更具体地，涉及一种印制电路板激光孔径偏小的返工方法。

背景技术

随着电子产品的升级换代，HDI高密度多层互连印制电路板内的激光孔径尺寸朝越来越小的方向演进，在量产过程中，对激光钻机设备的小孔径激光孔的稳定性提出了更高的要求，受板面洁净程度、棕化膜完整度、环境、设备等因素影响。量产过程中，孔径设计越小，实际孔径比设计值相差甚远的情况更是频繁出现，而以孔径超出下限的情况较多，影响到后续的电镀填孔，小孔径与大孔径的电镀参数无法很好兼顾，从而使HDI高密度多层互连印制电路板报废。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术HDI高密度多层互连印制电路板内孔径超出下限的缺陷，提供一种印制电路板激光孔径偏小的返工方法。

其技术方案如下：

一种印制电路板激光孔径偏小的返工方法，包括：

将印制电路板的板面划分为m个区域，在每个区域内分散测量n个孔的孔径，其中m≥2，n≥2；

确定目标孔径的公差范围，获得目标孔径下限，将测得的m×n个孔中超过目标孔径下限的数据记为超下限孔径a，将各个孔的超下限孔径a记录成一个集合；

对超下限孔径a形成的集合按照目标孔径进行归类划分；

计算同一目标孔径中各个孔的超下限孔径a的第一平均值b；

对板面进行棕化处理，根据所述第一平均值b与相应目标孔径之差，确定面铜所需厚度M，并将面铜减薄至面铜所需厚度M；

根据所述第一平均值b与相应目标孔径之差，确定第一返工参数，对板面以第一返工参数进行第一次激光钻返工，扩大孔径至相应目标孔径的公差范围内；

对超下限孔径的孔进行垂直切片确认，测量孔底距离底铜的余厚h；

计算同一目标孔径中各个孔的余厚h的第二平均值i；

根据所述第一平均值b与相应目标孔径之差，以及所述第二平均值i，确定第二返工参数，对板面以第二返工参数进行第二次激光钻返工。

通过获取m×n个孔的随机数据对板面上的各个孔的返工可行性进行判断，并以超下限孔径a作为是否返工的最终判定指标；由于需要返工的孔只需将孔径扩大而无需重新钻孔，未避免孔底击穿，进行返工时的返工参数所涉及到的激光能量不能过高，而激光能量不高无法将较厚的面铜烧蚀，因此需将面铜铜厚减薄至面铜所需厚度M，保证激光既能将面铜烧蚀，又不会将孔底击穿；而后对板面以第一返工参数进行第一次激光钻返工，对返工孔的孔径进行扩大，修整至相应目标孔径的公差范围内。为了保证孔深以及为了将孔内胶渣清除，对板面以第二返工参数进行第二次激光钻返工，在保证不击穿底铜的情况，将孔底距离底铜的余厚h去除，同时打散孔内胶渣，方便清除胶渣。

本技术方案的印制电路板激光孔径偏小的返工方法根据所述第一平均值b与相应目标孔径之差，即通过评估孔径偏小的程度，对孔径偏小的孔进行返工，使其达到目标孔径的公差范围，减少报废成本，为高密度多层互联印制电路板激光小尺寸孔径返工提供依据。

在其中一个实施例中，所述公差范围为15um。

在其中一个实施例中，通过目标孔径的公差范围，获得目标孔径的上限；当目标孔径的上限≤100um时，该目标孔径下的超下限孔径a集合中的所有孔均进行返工；当目标孔径的上限＞100um时，该目标孔径下的超下限孔径a集合中，将孔径＜目标孔径的上限(um)-100um的孔剔除不进行返工。

在其中一个实施例中，当目标孔径的上限＞100um时，将孔径＜目标孔径的上限(um)-100um所对应的孔从超下限孔径a中剔除后，再计算第一平均值b以及第二平均值i。

在其中一个实施例中，所述第一返工参数和第二次返工参数均包括激光能量参数，所述激光能量参数的值与第一平均值b和相应的目标孔径之差成正比。

在其中一个实施例中，所述第一返工参数包括第一脉宽参数，所述第二返工参数包括第二脉宽参数，所述

第一脉宽参数的值＞第二脉宽参数的值。

在其中一个实施例中，所述第二脉宽参数的值与余厚h的第二平均值i成正比。

在其中一个实施例中，第二次激光钻返工后，将孔内胶渣去除。

在其中一个实施例中，所述面铜所需厚度M的范围为3um-6um。

在其中一个实施例中，其特征在于，所述目标孔径包括70um、85um、100um、115um和130um。

附图说明

图1为本发明的印制电路板的板面划分示意图；

图2为本发明的印制电路板的局部垂直切片示意图。

附图标记说明：

10、印制电路板；11、面铜；12、底铜；13、绝缘介质层。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

一种印制电路板激光孔径偏小的返工方法，包括：

如图1和图2所示，印制电路板10包括绝缘介质层13、设于绝缘介质层顶层13的面铜11和设于绝缘介质层13底层的底铜12。将印制电路板10的板面划分为m个区域，在每个区域内分散测量n个孔的孔径，其中m≥2，n≥2；本实施方式中，将板面均分为9个区域，每个区域内分散测量5个孔的孔径数据，获得45个孔径的数据集合。

确定目标孔径的公差范围，获得目标孔径下限，所述目标孔径下限即为目标孔径减去最大公差对应的值。本实施方式为了兼顾板面上所有孔的孔径范围，将孔径超过目标孔径下限的孔扩大的同时，使正常的孔不受影响，将所述公差范围定位15um。将测得的m×n个孔即45个孔中超过目标孔径下限的数据记为超下限孔径a，将各个孔的超下限孔径a记录成一个集合；

对超下限孔径a形成的集合按照目标孔径进行归类划分；本实施方式的板面上包括五种目标孔径的孔，如表1所示的板面孔参数，所述五种目标孔径分别为：70um、85um、100um、115um、130um，上述五种目标孔径分别划分为类型1、类型2、类型3、类型4和类型5,从而上述五种类型的目标孔径的下限分别为55um、70um、85um、100um、115um。将五种目标孔径中超过相应目标孔径下限的孔径的集合作为超下限孔径a，超下限孔径a则作为是否返工的最终判定指标。

区间	类型1	类型2	类型3	类型4	类型5
						目标孔径	70um	85um	100um	115um	130um
公差范围	±15um	±15um	±15um	±15um	±15um
						上限	85um	100um	115um	130um	145um
下限	55um	70um	85um	100um	115um
						常规介厚H	50um-60um	50um-60um	60um-89um	89um-100um	89um-100um
超下限孔径a	0um-54um	0um-69um	15um-84um	30um-99um	45um-114um
						余厚h	0um-60um	0um-60um	0um-89um	0um-100um	0um-100um

表1

由于同一目标孔径的孔同时进行返工，为了保证将孔径偏下限的孔扩大的同时，正常的孔径不受影响，对所述超下限孔径a做进一步筛选。通过目标孔径的公差范围15um，获得目标孔径的上限，五种目标孔径对应的上限分别为85um、100um、115um、130um和145um；当目标孔径的上限≤100um时，该目标孔径下的超下限孔径a集合中的所有孔均进行返工；当目标孔径的上限＞100um时，该目标孔径下的超下限孔径a集合中，将孔径＜目标孔径的上限(um)-100um的孔剔除不进行返工。以类型3，目标孔径100um为例，由于目标孔径的上限＞100um，因此当实际生产过程中，实测孔径大于15um时，则进行返工，当实测孔径小于15um时，孔径太小，则不满足返工条件。

计算同一目标孔径中各个孔的超下限孔径a的第一平均值b；本实施方式中，当目标孔径的上限＞100um时，将孔径＜目标孔径的上限(um)-100um所对应的孔从超下限孔径a中剔除后，再计算第一平均值b以及第二平均值i。

对板面进行棕化处理，根据所述第一平均值b与相应目标孔径之差，确定面铜所需厚度M，并将面铜减薄至面铜所需厚度M；具体地，所述面铜所需厚度M需评估孔径偏小程度以及目标孔径结合进行确定，本实施方式中，所述面铜所需厚度M的范围为3um-6um。如表2所示的面铜所需厚度M。

表2

从表2可看出，将当前实测孔径划分为6个区间，分别与类型1、类型2、类型3、类型4和类型5的所述第一平均值b进行结合分析，当所述第一平均值b落入相应区间时，则采取相应的面铜所需厚度M。本实施方式中，当目标孔径为类型1，即目标孔径为70um时，面铜所需厚度M采用3um-5um，当目标孔径为类型2、类型3、类型4和类型5时，面铜所需厚度M采用4um-6um。在其他实施方式中，所述面铜所需厚度M还可根据区间以及类型进行细分。

根据所述第一平均值b与相应目标孔径之差，确定第一返工参数，对板面以第一返工参数进行第一次激光钻返工，扩大孔径至相应目标孔径的公差范围内。如表3所示的第一返工参数。

表3

将当前实测孔径划分为6个区间，分别与类型1、类型2、类型3、类型4和类型5的所述第一平均值b进行结合分析，具体地，根据所述第一平均值b与相应目标孔径的差值大小，确定第一返工参数。如表3所示，当所述第一平均值b落入相应区间时，则采取相应的第一返工参数。所述第一返工参数包括第一激光能量参数和第一脉宽参数，所述第一激光能量参数的值与第一平均值b和相应的目标孔径之差成正比。即当第一平均值b与相应目标孔径的差值越大时，第一激光能量参数的值越大，将超下限孔的孔径扩大至公差范围内。本实施方式中，所述第一激光能量参数的范围为4mj-9mj；所述第一脉宽参数的范围为12us*1-14us*1。

图2结合表1所示的板面孔参数，对超下限孔径的孔进行垂直切片确认，测量孔底距离底铜的余厚h；其中常规介厚H为板面上面铜11和底铜12之间的绝缘介质层13的厚度，所述余厚h的范围介于0um至常规介厚H之间。

计算同一目标孔径中各个孔的余厚h的第二平均值i；

根据所述第一平均值b与相应目标孔径之差，以及所述第二平均值i，确定第二返工参数，对板面以第二返工参数进行第二次激光钻返工。保证不击穿底铜12的情况，将孔底距离底铜的余厚h去除，同时打散孔内胶渣，方便清除胶渣。如表4所示的第二返工参数。

表4

如表4所示，将当前实测孔径划分为6个区间，分别与第二平均值i类型1、类型2、类型3、类型4和类型5的所述第一平均值b、第二平均值i进行结合分析，确定第二返工参数。如表4所示，当所述第一平均值b以及第二平均值i落入相应区间时，则采取相应的第二返工参数。所述第二返工参数包括第二激光能量参数和第二脉宽参数，所述第二激光能量参数的值与第一平均值b和相应的目标孔径之差成正比。即当第一平均值b与相应目标孔径的差值越大时，第二激光能量参数的值越大。并且，由于第二次返工的主要目的在于将余厚h去除，并将孔内胶渣打散，而无需再扩大孔径，因此，第二次返工的第二脉宽参数采用低脉宽参数，所述第二脉宽参数的值＜第一脉宽参数的值。另外，所述第二脉宽参数的值与所述第二平均值i成正比，即，当余厚h的第二平均值i越大时，若要将余厚h清除需要相对较高的第二脉宽。本实施方式中，所述第二激光能量参数的范围为4mj-9mj；所述第二脉宽参数的范围为1us*1-3us*1，具体第二返工参数详见表4。

通过获取45个孔的随机数据对板面上的各个孔的返工可行性进行判断，并以超下限孔径a作为是否返工的最终判定指标；由于需要返工的孔只需将孔径扩大而无需重新钻孔，未避免孔底击穿，进行返工时的返工参数所涉及到的激光能量不能过高，而激光能量不高无法将较厚的面铜烧蚀，因此需将面铜铜厚减薄至面铜所需厚度M，保证激光既能将面铜烧蚀，又不会将孔底击穿；而后对板面以第一返工参数进行第一次激光钻返工，对返工孔的孔径进行扩大，修整至相应目标孔径的公差范围内。为了保证孔深以及为了将孔内胶渣清除，对板面以第二返工参数进行第二次激光钻返工，在保证不击穿底铜的情况，将孔底距离底铜的余厚去除，同时打散孔内胶渣，方便清除胶渣。在第二次激光钻返工后，将孔内胶渣去除。

本实施方式采用棕化前处理的简易方式即可进行激光钻返工处理，印制电路板激光孔径偏小的返工方法根据所述第一平均值b与相应目标孔径之差，即通过评估孔径偏小的程度，以及余厚大小，对孔径偏小的孔进行返工，使其达到目标孔径的公差范围，减少报废成本，为高密度多层互联印制电路板激光小尺寸孔径返工提供依据。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对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，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种印制电路板激光孔径偏小的返工方法，其特征在于，包括：

将印制电路板的板面划分为m个区域，在每个区域内分散测量n个孔的孔径，其中m≥2，n≥2；

确定目标孔径的公差范围，获得目标孔径下限，将测得的m×n个孔中超过目标孔径下限的数据记为超下限孔径a，将各个孔的超下限孔径a记录成一个集合；

对超下限孔径a形成的集合按照目标孔径进行归类划分；

计算同一目标孔径中各个孔的超下限孔径a的第一平均值b；

对板面进行棕化处理，根据所述第一平均值b与相应目标孔径之差，确定面铜所需厚度M，并将面铜减薄至面铜所需厚度M；

根据所述第一平均值b与相应目标孔径之差，确定第一返工参数，对板面以第一返工参数进行第一次激光钻返工，扩大孔径至相应目标孔径的公差范围内；

对超下限孔径的孔进行垂直切片确认，测量孔底距离底铜的余厚h；

计算同一目标孔径中各个孔的余厚h的第二平均值i；

根据所述第一平均值b与相应目标孔径之差，以及所述第一平均值b和第二平均值i，确定第二返工参数，对板面以第二返工参数进行第二次激光钻返工，将孔底距离底铜的余厚h去除。

2.根据权利要求1所述的印制电路板激光孔径偏小的返工方法，其特征在于，所述公差范围为15um。

3.根据权利要求1所述的印制电路板激光孔径偏小的返工方法，其特征在于，通过目标孔径的公差范围，获得目标孔径的上限；当目标孔径的上限≤100um时，该目标孔径下的超下限孔径a集合中的所有孔均进行返工；当目标孔径的上限＞100um时，该目标孔径下的超下限孔径a集合中，将孔径＜目标孔径的上限(um)-100um的孔剔除不进行返工。

4.根据权利要求3所述的印制电路板激光孔径偏小的返工方法，其特征在于，当目标孔径的上限＞100um时，将孔径＜目标孔径的上限(um)-100um所对应的孔从超下限孔径a中剔除后，再计算第一平均值b以及第二平均值i。

5.根据权利要求1所述的印制电路板激光孔径偏小的返工方法，其特征在于，所述第一返工参数和第二次返工参数均包括激光能量参数，所述激光能量参数的值与第一平均值b和相应的目标孔径之差成正比。

6.根据权利要求1所述的印制电路板激光孔径偏小的返工方法，其特征在于，所述第一返工参数包括第一脉宽参数，所述第二返工参数包括第二脉宽参数，所述第一脉宽参数的值＞第二脉宽参数的值。

7.根据权利要求6所述的印制电路板激光孔径偏小的返工方法，其特征在于，所述第二脉宽参数的值与余厚h的第二平均值i成正比。

8.根据权利要求1-7任一项所述的印制电路板激光孔径偏小的返工方法，第二次激光钻返工后，将孔内胶渣去除。

9.根据权利要求8所述的印制电路板激光孔径偏小的返工方法，其特征在于，所述面铜所需厚度M的范围为3um-6um。

10.根据权利要求8所述的印制电路板激光孔径偏小的返工方法，其特征在于，其特征在于，所述目标孔径包括70um、85um、100um、115um和130um。