CN108410262B - 辅助背钻制作的专用油墨及pcb的背钻方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种辅助背钻制作的专用油墨及PCB的背钻方法，所述专用油墨主要由丙二醇甲醚醋酸酯、浮石粉以及水溶性树脂组成，其中丙二醇甲醚醋酸酯质量百分数为20‑25％；浮石粉质量百分数为50‑60％，水溶性树脂质量百分数为20‑25％。PCB的背钻方法包括以下步骤：1)将若干芯板按序层叠压合形成基板，基板上钻设通孔后电镀；2)提供所述的专用油墨对通孔进行塞孔，烘烤并磨平通孔两端板面；3)提供钻机，于通孔一侧同轴心线对准通孔背钻预设深度；4)采用喷淋液高压喷淋背钻孔，去除孔内的树脂残留，使得通孔畅通。本发明可成功的解决高厚径铜丝/铜碎的塞孔问题。

Description

辅助背钻制作的专用油墨及PCB的背钻方法
技术领域
本发明涉及电路板(Printed Circuit Board，PCB)上背钻的方法。
背景技术
目前行业内的背钻STUB精度控制仍是一个普遍性的技术难题，STUB即电路板钻孔电镀后，再通过背钻钻电镀孔(钻孔孔径大于电镀孔孔径)，电镀孔钻设一定深度后，背钻孔壁底端到不钻穿层的留铜长度即为STUB，目前，STUB精度控制主要依赖于钻孔设备的精度提升及板厚均匀性控制，当前采用的背钻技术实际是控深钻孔技术，采用构建钻孔零位高度，然后设定一定的钻深值完成背钻，当板厚出现波动时，无法实现精准的背钻留铜控制，此外，在背钻时，目前高厚径比背钻铜丝/铜碎塞孔问题是业内难以攻克的问题，如图1所示，一基板由若干芯板压合形成，基板主要填充有树脂与玻纤，基板内含有内层铜101，基板上开设有电镀孔102，基板通过电镀在基板表面与电镀孔102孔壁上形成有镀层103，对电镀孔102背钻时，因为钻刀下落时的挤压，电镀孔102内排尘排屑不充分时，电镀孔102孔壁上掉落的铜丝铜碎104会被挤压到电镀孔钻孔后的余孔段内，造成电镀孔余孔段因铜丝铜碎104塞孔，在高板厚、小孔径的情况下越发明显；同时，现有的背钻技术不能精确控制背钻孔深至目标图层105的距离。
发明内容
鉴于以上所述，本发明有必要提供一种辅助背钻制作的专用油墨及利用该专用油墨可以实现背钻精准的留铜高度控制的PCB的背钻方法。
一种辅助背钻制作的专用油墨，主要由丙二醇甲醚醋酸酯、浮石粉以及水溶性树脂组成，其中，丙二醇甲醚醋酸酯质量百分数为20-25％；浮石粉质量百分数为50-60％，水溶性树脂质量百分数为20-25％。
进一步地，所述浮石粉目数要求≥3000目，颗粒级别＜5μm。
进一步地，所述水溶性树脂选用聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸的盐类。
一种PCB的背钻方法，包括以下步骤：1)将若干芯板按序层叠压合形成基板，基板上钻设通孔后电镀；2)提供权利要求1至3任一项所述的专用油墨对通孔进行塞孔，烘烤并磨平通孔两端板面；3)提供钻机，于通孔一侧同轴心线对准通孔背钻预设深度；4)采用喷淋液高压喷淋背钻孔，去除孔内的树脂残留，使得通孔畅通。
进一步地，步骤4)中，所述喷淋液采用弱碱性/弱酸性溶液。
进一步地，步骤1)中，提供若干芯板，芯板制作内层图形，选择与钻孔深度相对应的芯板上设置扭力波动感应区。
进一步地，步骤3)中，在钻孔机安装主轴扭力感应装置；钻机背钻时，钻头钻至扭力波动感应区时，主轴扭力感应装置探测到对应的波动信号，停止钻孔或设定一定的延迟后停止钻孔。
相较于现有技术，本发明通过制作流程的优化，通过对电镀孔进行树脂塞孔预处理以及喷淋，填塞的油墨主要由丙二醇甲醚醋酸酯、浮石粉以及水溶性树脂组成，其中，丙二醇甲醚醋酸酯质量百分数为20-25％；浮石粉质量百分数为50-60％，水溶性树脂质量百分数为20-25％；具备①易通过磨刷轻松去除、②高温烘烤后有一定的硬度、③易被酸碱或水溶解去除的特征，可成功的解决高厚径铜丝/铜碎的塞孔问题，并且采用主轴扭力探测装置感应钻孔的终点，可以实现背钻精准的留铜高度控制。
附图说明
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，描述中的附图仅仅是对应于本发明的具体实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，在需要的时候还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有一PCB背钻后的截面图；
图2为本发明PCB上背钻的流程图；
图3为本发明待背钻的基板的截面示意图；
图4为本发明钻机对图3所示的基板钻孔的示意图；
图5为本发明钻机钻头在基板上钻至一定深度时的状态示意图；
图6为本发明钻孔后清除孔内残留物的状态示意图。
具体实施方式
为了详细阐述本发明为达成预定技术目的而所采取的技术方案，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的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图2所示，本发明提供PCB上钻孔的方法，采用全新的工艺路线实现，包括如下步骤：1)将若干芯板按序层叠压合形成基板，基板上钻设通孔后电镀；2)提供权利要求1至3任一项所述的专用油墨对通孔进行塞孔，烘烤并磨平通孔两端板面；3)提供钻机，于通孔一侧同轴心线对准通孔背钻预设深度；4)采用喷淋液高压喷淋背钻孔，去除孔内的树脂残留，使得通孔畅通。
具体制作步骤如下：
1)待背钻的基板材料准备并制作基板：提供若干芯板，在芯板表面加工电路图形，选定与钻孔深度目标对应的芯板为钻深目标芯板，钻深目标芯板表面设有目标镀层，选择用于控制钻孔深度的芯板表面设置扭力波动感应区。目标镀层与扭力波动感应区均可为经过电镀加工至预设厚度的镀层。将若干芯板按序层叠后压合制得基板，其中，钻深目标芯板与具有扭力波动感应区的芯板对应地位于基板内对应的深度位置；接着再基板开设通孔，通孔穿过所述目标镀层以及扭力波动感应区，然后对通孔电镀，在基板表面及通孔的孔壁上形成镀层；
2)在通孔内填充专用油墨塞孔，专用油墨需具备以下特性：①易通过磨刷轻松去除；②高温烘烤后有一定的硬度；③易被酸碱或水溶解去除。塞孔后接着对基板烘烤以及磨刷磨板去除基板板面残余油墨及杂物。本发明采用的特制树脂塞孔专用油墨配方主要组份如下：
PMA(丙二醇甲醚醋酸酯)；用作溶剂，组份质量百分比例20-25％；PMA具有高挥发性，该种物质同一分子中既有非极性部分，又有极性部分，两部分的官能团既相互制约排斥，又各自起到固有的作用，对极性与非极性物质都有一定的溶解能力；
浮石粉；对硬度/刚性提供支持，组份质量百分比例50-60％；其中浮石粉目数要求≥3000目，颗粒级别＜5μm；
水溶性树脂；用作增稠剂，定型剂，组分质量百分比例20-25％，水溶性树脂选用聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸的盐类；水溶性树脂在高温条件发生交联，形成高分子量交联聚合物，固定浮石粉，形成一定硬度的混合物。
请参阅图3，钻深目标芯板表面设有目标图层11，下方相邻的芯板上设有扭力波动感应区12与目标图层11具有预设的距离，通孔13穿过目标图层11与扭力波动感应区12，通过电镀在基板的外表面及电镀孔的孔壁上形成镀层14。扭力波动感应区12大于背钻孔直径，钻后形成焊环，加工背钻孔时，背钻孔的直径较通孔13的直径大，且加工时背钻孔与通孔13同轴心线，并且要求背钻孔钻设预设的深度后，预留在通孔两侧孔壁上的镀层至目标图层11的距离精确，以便于保留通孔内需要留的镀层长度。
3)提供一钻机背钻，在钻机上安装主轴扭力感应装置，请参阅图4、图5，钻机21上安装主轴扭力感应装置22。钻机背钻，钻机钻头钻至扭力波动感应区时，根据主轴扭力感应装置探测到对应的扭力信号，停止钻孔或设定一定的延迟后停止钻孔。获得如图6所示的背钻孔，可充分地获得所需孔深的背钻孔，可精确地确保余留的孔壁镀层长度。背钻时，因电镀孔(又称一钻孔)内填充有树脂15，铜丝铜碎不会因钻刀的挤压或者排尘原因进入电镀孔的余孔段内，造成余孔段内堵塞。
4)清除电镀孔内残留物，采用喷淋液高压热水喷淋，然后烘烤。请参阅图6，提供喷头31，采用高压热水从板面两侧依次对电镀孔喷淋，去除孔内的树脂残留，完成电镀孔内的畅通，实现电镀孔余孔段不塞孔。
综上所述，本发明通过采用主轴扭力探测装置感应背钻的终点，完成背钻的制作，可以实现背钻精准的留铜高度控制；通过对一钻孔进行专用油墨塞孔预处理以及喷淋，成功的解决高厚径铜丝/铜碎的塞孔问题。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种PCB的背钻方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将若干芯板按序层叠压合形成基板，基板上钻设通孔后电镀；2)提供辅助背钻制作的专用油墨对通孔进行塞孔，烘烤并磨平通孔两端板面；3)提供钻机，于通孔一侧同轴心线对准通孔背钻预设深度；4)采用喷淋液高压喷淋背钻孔，去除孔内的树脂残留，使得通孔畅通；步骤2)中，所述辅助背钻制作的专用油墨主要由丙二醇甲醚醋酸酯、浮石粉以及水溶性树脂组成，其中，丙二醇甲醚醋酸酯质量百分数为20-25％；浮石粉质量百分数为50-60％，水溶性树脂质量百分数为20-25％；步骤1)中，提供若干芯板，芯板制作内层图形，选择与钻孔深度相对应的芯板上设置扭力波动感应区；步骤3)中，在钻孔机安装主轴扭力感应装置；钻机背钻时，钻头钻至扭力波动感应区时，主轴扭力感应装置探测到对应的波动信号，停止钻孔或设定一定的延迟后停止钻孔。
2.根据权利要求1所述的PCB的背钻方法，其特征在于：所述喷淋液采用弱碱性/弱酸性溶液。
3.根据权利要求1所述的PCB的背钻方法，其特征在于：所述浮石粉目数要求≥3000目，颗粒级别＜5μm。
4.根据权利要求1所述的PCB的背钻方法，其特征在于：所述水溶性树脂选用聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸的盐类。
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