CN108282959A - 一种板材层组微通孔加工方法 - Google Patents

一种板材层组微通孔加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种板材层组微通孔加工方法，包括机械钻孔步骤、UV镭射步骤、沉铜步骤、电镀步骤、填孔步骤和增层压合步骤。本发明的加工方法通过UV钻微通孔代替叠盲孔，微通孔经沉铜‑电镀‑填孔工艺后，形成铜柱，可避免叠盲孔底部拉裂缺陷，提高产品的可靠性。

Description

一种板材层组微通孔加工方法
方法领域
本发明涉及高密度PCB制造领域，尤其涉及一种板材层组微通孔加工方法。
背景方法
在高密度PCB制造领域，通过盲孔堆叠，实现不同层之间形成电气连接，由于CO2镭射机只能用来加工单一介质，无法钻穿铜面，每压合一次后，需要使用镭射钻一次盲孔，再通过沉铜、电镀、填孔达到互联；当高密度PCB为4层板时，需钻3次孔才能形成任意层互联，当高密度PCB为6层板时，需钻5次孔才能形成任意层互联；目前，Anylayer HDI通过盲孔堆叠实现任意层互连，加工过程盲孔孔底可能残留胶渣，或者盲孔底部异物污染，在装配过程中板材应力释放，盲孔底部基铜与电镀铜层之间出现分离。以10层Anylayer产品为例：第一次压合后成为4层板，L0407盲孔加工时，由于镭射钻孔属于高斯光，盲孔下孔径小于上孔径，07层盲孔下孔径与L05层盲孔下孔径堆叠，此处接触面积小。在装配过程中，板材受热应力释放时，应力主要集中在此处。参照图3，产品容易产生缺陷。
发明内容
为了克服现有方法的不足，本发明的目的在于提供一种板材层组微通孔加工方法，该加工方法通过UV钻微通孔代替叠盲孔，微通孔经沉铜-电镀-填孔工艺后，形成铜柱，可避免叠盲孔底部拉裂缺陷，提高产品的可靠性。
本发明的目的采用如下方法方案实现：
一种板材层组微通孔加工方法，包括，
机械钻孔步骤：板材层组开料叠加后，进行机械钻孔，在板材层组的边角钻出定位孔；
UV镭射步骤：以定位孔为靶标，设定UV钻通孔参数，将聚焦点聚集在板材层组上，以螺旋向外的路径加工出微通孔；
沉铜步骤：使微通孔的孔壁导通，在微通孔的孔壁表面沉积一层铜层；
电镀步骤：利用复杂波形脉冲整流机，在微通孔内形成搭桥，微通孔的两端形成两个盲孔；
填孔步骤：将微通孔两端形成的盲孔完全填满铜，并且微通孔的孔口表面平整形成铜柱，实现一次成孔电气连接；
增层压合步骤：将板材层组压合后，即可。这也为实现新的层间电气连接提供基础。
进一步地，机械钻孔步骤中，定位孔的孔径为3.175mm。
进一步地，板材层组包括N块板材，N＝2n，n为自然数。
进一步地，当板材层组为2层板时，UV钻通孔参数中，能量为30KHZ，频率为5W，聚焦点为板材层组的板面，叠刀量为50％，枪数为10。
进一步地，当板材层组为4层板时，UV钻通孔参数中，能量为30KHZ，频率为5W，聚焦点为板材层组的板面和板底，叠刀量为50％，枪数为15。
进一步地，当板材层组为6层板时，UV钻通孔参数中，能量为40KHZ，频率为5W，聚焦点为板材层组的板面、板中和板底，叠刀量为60％，枪数为20。
进一步地，当板材层组为8层板时，UV钻通孔参数中，能量为40KHZ，频率为5W，聚焦点为板材层组的板面、两层板中和板底，叠刀量为60％，枪数为30。
进一步地，UV镭射步骤中，微通孔的孔径为50-100μm。
进一步地，UV镭射步骤与沉铜步骤之间还包括光学扫描步骤，光学扫描步骤具体为，微通孔加工后，自动光学扫描检查孔型，检查有无多孔、少孔或孔型不良。
进一步地，沉铜步骤中，铜层的厚度为0.2-0.8μm。
相比现有方法，本发明的有益效果在于：
本发明的板材层组微通孔加工方法，该加工方法通过UV钻微通孔代替叠盲孔，微通孔经沉铜-电镀-填孔工艺后，形成铜柱，其是利用UV光对对玻纤、树脂、铜箔混合加工的特点，一次成孔，当PCB板压合成为4层板时，采用UV钻微通孔，再通过沉铜、电镀、填孔，实现1，2，3，4层电气连接，当PCB板压合成6层板时，采用UV钻钻微通孔，再通过沉铜、电镀、填孔，实现1，2，3，4，5，6层电气连接，依次类推，可避免叠盲孔底部拉裂缺陷，提高产品的可靠性。
附图说明
图1为现有方法的盲孔热应力释放示意图；
图2为现有方法的另一盲孔热应力释放示意图；
图3为现有方法的产品缺陷图；
图4为4层板的机械钻孔步骤示意图；
图5为4层板的UV镭射步骤示意图；
图6为4层板的填孔步骤后板材层组示意图；
图7为4层板的增层压合步骤示意图；
图8为本发明的微通孔示意图；
图9为本发明UV镭射步骤后的板材层示意图；
图10为本发明填孔后的板材层示意图。
图中：1、定位孔；2、微通孔；3、板材层组。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各方法特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种板材层组微通孔加工方法，包括，
机械钻孔步骤：板材层组开料叠加后，进行机械钻孔，在板材层组的边角钻出定位孔；
UV镭射步骤：以定位孔为靶标，设定UV钻通孔参数，将聚焦点聚集在板材层组上，以螺旋向外的路径加工出微通孔；
沉铜步骤：使微通孔的孔壁导通，在微通孔的孔壁表面沉积一层铜层；
电镀步骤：利用复杂波形脉冲整流机，在微通孔内形成搭桥，微通孔的两端形成两个盲孔；
填孔步骤：将微通孔两端形成的盲孔完全填满铜，并且微通孔的孔口表面平整形成铜柱，实现一次成孔电气连接；
增层压合步骤：将板材层组压合后，即可。
作为进一步地实施方式，机械钻孔步骤中，定位孔的孔径为3.175mm。
作为进一步地实施方式，板材层组包括N块板材，N＝2n，n为自然数。
作为进一步地实施方式，当板材层组为2层板时，UV钻通孔参数中，能量为30KHZ，频率为5W，聚焦点为板材层组的板面，叠刀量为50％，枪数为10。
作为进一步地实施方式，当板材层组为4层板时，UV钻通孔参数中，能量为30KHZ，频率为5W，聚焦点为板材层组的板面和板底，叠刀量为50％，枪数为15。
作为进一步地实施方式，当板材层组为6层板时，UV钻通孔参数中，能量为40KHZ，频率为5W，聚焦点为板材层组的板面、板中和板底，叠刀量为60％，枪数为20。
作为进一步地实施方式，当板材层组为8层板时，UV钻通孔参数中，能量为40KHZ，频率为5W，聚焦点为板材层组的板面、两层板中和板底，叠刀量为60％，枪数为30。
作为进一步地实施方式，UV镭射步骤中，微通孔的孔径为50-100μm。
作为进一步地实施方式，UV镭射步骤与沉铜步骤之间还包括光学扫描步骤，光学扫描步骤具体为，微通孔加工后，自动光学扫描检查孔型，检查有无多孔、少孔或孔型不良。
作为进一步地实施方式，沉铜步骤中，铜层的厚度为0.2-0.8μm。
实施例1：
一种板材层组微通孔加工方法，包括，
机械钻孔步骤：板材层组开料叠加后，进行机械钻孔，在板材层组的边角钻出定位孔，定位孔的孔径为3.175mm；
UV镭射步骤：以定位孔为靶标，设定UV钻通孔参数，将聚焦点聚集在板材层组上，以螺旋向外的路径加工出微通孔，微通孔的孔径为50μm；
光学扫描步骤：微通孔加工后，自动光学扫描检查孔型，检查有无多孔、少孔或孔型不良；
沉铜步骤：使微通孔的孔壁导通，在微通孔的孔壁表面沉积一层铜层，铜层的厚度为0.3μm；
电镀步骤：利用复杂波形脉冲整流机，在微通孔内形成搭桥，微通孔的两端形成两个盲孔；
填孔步骤：将微通孔两端形成的盲孔完全填满铜，并且微通孔的孔口表面平整形成铜柱，实现一次成孔电气连接；
增层压合步骤：将板材层组压合后，即可。
板材层组为2层板，UV钻通孔参数中，能量为30KHZ，频率为5W，聚焦点为板材层组的板面，叠刀量为50％，枪数为10。
实施例2：
参照图4-7，一种板材层组微通孔加工方法，包括，
机械钻孔步骤：板材层组开料叠加后，进行机械钻孔，在板材层组的边角钻出定位孔1，定位孔1的孔径为3.175mm；
UV镭射步骤：以定位孔1为靶标，设定UV钻通孔参数，将聚焦点聚集在板材层组上，以螺旋向外的路径加工出微通孔，微通孔2的孔径为70μm；
光学扫描步骤：微通孔2加工后，自动光学扫描检查孔型，检查有无多孔、少孔或孔型不良；
沉铜步骤：使微通孔的孔壁导通，在微通孔的孔壁表面沉积一层铜层，铜层的厚度为0.4μm；
电镀步骤：利用复杂波形脉冲整流机，在微通孔内形成搭桥，微通孔的两端形成两个盲孔；
填孔步骤：将微通孔两端形成的盲孔完全填满铜，并且微通孔的孔口表面平整形成铜柱，实现一次成孔电气连接；
增层压合步骤：将板材层组3压合后，即可。
板材层组为4层板，UV钻通孔参数中，能量为30KHZ，频率为5W，聚焦点为板材层组的板面和板底，叠刀量为50％，枪数为15。
实施例3：
一种板材层组微通孔加工方法，包括，
机械钻孔步骤：板材层组开料叠加后，进行机械钻孔，在板材层组的边角钻出定位孔，定位孔的孔径为3.175mm；
UV镭射步骤：以定位孔为靶标，设定UV钻通孔参数，将聚焦点聚集在板材层组上，以螺旋向外的路径加工出微通孔，微通孔的孔径为90μm；
光学扫描步骤：微通孔加工后，自动光学扫描检查孔型，检查有无多孔、少孔或孔型不良；
沉铜步骤：使微通孔的孔壁导通，在微通孔的孔壁表面沉积一层铜层，铜层的厚度为0.7μm；
电镀步骤：利用复杂波形脉冲整流机，在微通孔内形成搭桥，微通孔的两端形成两个盲孔；
填孔步骤：将微通孔两端形成的盲孔完全填满铜，并且微通孔的孔口表面平整形成铜柱，实现一次成孔电气连接；
增层压合步骤：将板材层组压合后，即可。
板材层组为6层板，UV钻通孔参数中，能量为40KHZ，频率为5W，聚焦点为板材层组的板面、板中和板底，叠刀量为60％，枪数为20。
实施例4：
一种板材层组微通孔加工方法，包括，
机械钻孔步骤：板材层组开料叠加后，进行机械钻孔，在板材层组的边角钻出定位孔，定位孔的孔径为3.175mm；
UV镭射步骤：以定位孔为靶标，设定UV钻通孔参数，将聚焦点聚集在板材层组上，以螺旋向外的路径加工出微通孔，微通孔的孔径为50μm；
光学扫描步骤：微通孔加工后，自动光学扫描检查孔型，检查有无多孔、少孔或孔型不良；
沉铜步骤：使微通孔的孔壁导通，在微通孔的孔壁表面沉积一层铜层，铜层的厚度为0.4μm；
电镀步骤：利用复杂波形脉冲整流机，在微通孔内形成搭桥，微通孔的两端形成两个盲孔；
填孔步骤：将微通孔两端形成的盲孔完全填满铜，并且微通孔的孔口表面平整形成铜柱，实现一次成孔电气连接；
增层压合步骤：将板材层组压合后，即可。
板材层组为8层板，UV钻通孔参数中，能量为40KHZ，频率为5W，聚焦点为板材层组的板面、两层板中和板底，叠刀量为60％，枪数为30。
参照图8-10，本发明的板材层组微通孔加工方法，该加工方法通过UV钻微通孔代替叠盲孔，微通孔经沉铜-电镀-填孔工艺后，形成铜柱，其是利用UV光对对玻纤、树脂、铜箔混合加工的特点，一次成孔，当PCB板压合成为4层板时，采用UV钻微通孔，再通过沉铜、电镀、填孔，实现1，2，3，4层电气连接，当PCB板压合成6层板时，采用UV钻钻微通孔，再通过沉铜、电镀、填孔，实现1，2，3，4，5，6层电气连接，依次类推，可避免叠盲孔底部拉裂缺陷，提高产品的可靠性，同时也可提高孔加工效率，例如：10层的叠盲孔需钻9个盲孔，而微通孔只需钻1个。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的方法人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种板材层组微通孔加工方法，其特征在于包括，
机械钻孔步骤：板材层组开料叠加后，进行机械钻孔，在板材层组的边角钻出定位孔；
UV镭射步骤：以定位孔为靶标，设定UV钻通孔参数，将聚焦点聚集在板材层组上，以螺旋向外的路径加工出微通孔；
沉铜步骤：使微通孔的孔壁导通，在微通孔的孔壁表面沉积一层铜层；
电镀步骤：利用复杂波形脉冲整流机，在微通孔内形成搭桥，微通孔的两端形成两个盲孔；
填孔步骤：将微通孔两端形成的盲孔完全填满铜，并且微通孔的孔口表面平整形成铜柱，实现一次成孔电气连接；
增层压合步骤：将板材层组压合后，即可。
2.如权利要求1所述的板材层组微通孔加工方法，其特征在于，机械钻孔步骤中，定位孔的孔径为3.175mm。
3.如权利要求1所述的板材层组微通孔加工方法，其特征在于，板材层组包括N块板材，N＝2n，n为自然数。
4.如权利要求3所述的板材层组微通孔加工方法，其特征在于，当板材层组为2层板时，UV钻通孔参数中，能量为30KHZ，频率为5W，聚焦点为板材层组的板面，叠刀量为50％，枪数为10。
5.如权利要求3所述的板材层组微通孔加工方法，其特征在于，当板材层组为4层板时，UV钻通孔参数中，能量为30KHZ，频率为5W，聚焦点为板材层组的板面和板底，叠刀量为50％，枪数为15。
6.如权利要求3所述的板材层组微通孔加工方法，其特征在于，当板材层组为6层板时，UV钻通孔参数中，能量为40KHZ，频率为5W，聚焦点为板材层组的板面、板中和板底，叠刀量为60％，枪数为20。
7.如权利要求3所述的板材层组微通孔加工方法，其特征在于，当板材层组为8层板时，UV钻通孔参数中，能量为40KHZ，频率为5W，聚焦点为板材层组的板面、两层板中和板底，叠刀量为60％，枪数为30。
8.如权利要求1所述的板材层组微通孔加工方法，其特征在于，UV镭射步骤中，微通孔的孔径为50-100μm。
9.如权利要求1所述的板材层组微通孔加工方法，其特征在于，UV镭射步骤与沉铜步骤之间还包括光学扫描步骤，光学扫描步骤具体为，微通孔加工后，自动光学扫描检查孔型，检查有无多孔、少孔或孔型不良。
10.如权利要求1所述的板材层组微通孔加工方法，其特征在于，沉铜步骤中，铜层的厚度为0.2-0.8μm。
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