CN110519925B - 一种快速推算pcb过孔孔铜厚度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法，包括：通过面铜测试仪量取面铜铜厚，通过切片技术量取过孔铜厚并计算深镀能力，统计不少于设定数量的PCB板测量值，分别得到面铜铜厚与深镀能力的平均值，之后通过面铜测试仪对待测PCB板的面铜厚度进行测量，还引入了校正误差，对面铜测试仪的测量结果进行校正，最后利用计算公式即可通过测量目标PCB板的面铜铜厚快速推算出待测PCB板的过孔中心铜厚。本发明在PCB板只有过孔的情况下，无需破坏待测PCB板，快速推算出过孔中心的孔铜厚度。

Description

一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法
技术领域
本发明涉及一种印刷电路板电镀铜厚测试方法，具体涉及一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法。
背景技术
从20世纪60年代起，印刷电路板(PCB)行业就采用孔金属化和电镀技术来解决层间连接或导通的问题，PCB板上的过孔和元件孔需要电镀达到客户要求的孔铜厚度，才能满足品质要求，而铜又是决定PCB成本的主要成分，因此如何科学管控铜厚就非常重要。
现有的铜厚测试方法有以下几种：
1、孔铜测试仪：为非破坏性测试，可以快速测试，其弊端在于测试探头大小受限，只能测试孔径大于0.8mm的元件孔电镀后的孔内铜厚，且所测试的铜厚为元件孔孔内的平均值而非中心的最低铜厚值，并且无法测试孔径小于等于0.5mm的过孔铜厚；
2、面铜测试仪：为非破坏性测试，可以快速测试，可以测试表面铜厚，但测试要求面积大于10mm×10mm，其弊端在于无法测试孔内铜厚；
3、切片测量：测量结果准确，其弊端在于需要将PCB板切开测量，为破坏性测试，测试耗时。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法，在PCB板只有过孔的情况下，无需破坏待测PCB板，快速推算出过孔中心的孔铜厚度。
本发明要解决的技术问题之一是这样实现的：
一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法，包括如下步骤：
步骤1、测量PCB板的基材铜厚度，得到第一基材铜厚度；
步骤2、测量PCB板的面铜厚度，得到第一面铜厚度，然后对所述PCB板切片，测量面铜厚度，得到第二面铜厚度，然后通过如下公式计算第一面铜厚度与第二面铜厚度的第一差值，
d1＝y1－y2
其中d1为第一差值，y1为第一面铜厚度，y2为第二面铜厚度；
步骤3、重复步骤1和步骤2，对不小于设定数量的PCB板进行操作，得到复数个第一基材铜厚度以及复数个第一差值，然后求取复数个第一基材铜厚度的平均值
Figure GDA0003305037930000021
求取复数个第一差值的平均值作为第一校正误差
Figure GDA0003305037930000022
步骤4、对所述PCB板在过孔位置切片，然后计算深镀能力；
步骤5、重复步骤4，对不小于设定数量的PCB板进行操作，得到复数个深镀能力，求取复数个深镀能力的平均值
Figure GDA0003305037930000023
步骤6、测量目标PCB板的面铜厚度，得到第三面铜厚度，根据如下公式计算目标PCB板的第一过孔孔铜厚度：
Figure GDA0003305037930000024
其中z1为第一过孔孔铜厚度，y3为第三面铜厚度。
进一步地，所述“计算深镀能力”具体为：在上孔口左右两侧A、B位置分别测量铜厚值δA、δB、在孔中心左右两侧C、D位置分别测量铜厚值δC、δD，在下孔口左右两侧E、F位置分别测量铜厚值δE、δF，然后通过以下公式计算深镀能力：
t＝((δC+δD)÷2)÷((δA+δB+δE+δF)÷4)
其中，t为深镀能力。
进一步地，所述PCB板为在线报废PCB板。
进一步地，所述“测量PCB板的面铜厚度，得到第一面铜厚度，然后对所述PCB板切片，测量面铜厚度，得到第二面铜厚度”具体为：通过面铜测试仪在不小于设定面积的铜面位置测量PCB板的面铜厚度，得到第一面铜厚度，然后通过切片技术对所述PCB板在同一所述铜面位置切片，测量面铜厚度，得到第二面铜厚度。
进一步地，所述“测量PCB板的基材铜厚度，得到第一基材铜厚度”具体为：通过面铜测试仪在不小于设定面积的铜面位置测量PCB板的基材铜厚度，得到第一基材铜厚度；所述“测量目标PCB板的面铜厚度，得到第三面铜厚度”具体为：通过面铜测试仪在不小于设定面积的铜面位置测量目标PCB板的面铜厚度，得到第三面铜厚度。
本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法，在PCB板只有过孔的情况下，无需破坏待测PCB板，快速推算出过孔中心的孔铜厚度。
本发明要解决的技术问题之二是这样实现的：
一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法，包括如下步骤：
步骤1、测量PCB板的基材铜厚度，得到第一基材铜厚度；
步骤2、对所述PCB板切片，测量基材铜厚度，得到第二基材铜厚度，然后通过如下公式计算第一基材铜厚度与第二基材铜厚度的第二差值，
d2＝x1－x2
其中d2为第二差值，x1为第一基材铜厚度，x2为第二基材铜厚度；
步骤3、重复步骤1和步骤2，对不小于设定数量的PCB板进行操作，得到复数个第一基材铜厚度以及复数个第二差值，求取复数个第一基材铜厚度的平均值
Figure GDA0003305037930000031
求取复数个第二差值的平均值作为第二校正误差
Figure GDA0003305037930000032
步骤4、对所述PCB板在过孔位置切片，然后计算深镀能力t；
步骤5、重复步骤4，对不小于设定数量的PCB板进行操作，得到复数个深镀能力，求取复数个深镀能力的平均值
Figure GDA0003305037930000033
步骤6、测量目标PCB板的面铜厚度，得到第三面铜厚度y3，根据如下公式计算目标PCB板的第二过孔孔铜厚度z2：
Figure GDA0003305037930000034
其中z2为第二过孔孔铜厚度，y3为第三面铜厚度。
进一步地，所述“计算深镀能力”具体为：在上孔口左右两侧A、B位置分别测量铜厚值δA、δB、在孔中心左右两侧C、D位置分别测量铜厚值δC、δD，在下孔口左右两侧E、F位置分别测量铜厚值δE、δF，然后通过以下公式计算深镀能力：
t＝((δC+δD)÷2)÷((δA+δB+δE+δF)÷4)
其中，t为深镀能力。
进一步地，所述PCB板为在线报废PCB板。
进一步地，所述“测量PCB板的基材铜厚度，得到第一基材铜厚度”具体为：通过面铜测试仪在不小于设定面积的铜面位置测量PCB板的基材铜厚度，得到第一基材铜厚度；所述“对所述PCB板切片，测量基材铜厚度，得到第二基材铜厚度”具体为：通过切片技术在同一所述铜面位置对所述PCB板切片，测量基材铜厚度，得到第二基材铜厚度。
进一步地，所述“测量目标PCB板的面铜厚度，得到第三面铜厚度”具体为：通过面铜测试仪在不小于设定面积的铜面位置测量目标PCB板的面铜厚度，得到第三面铜厚度。
本发明具有如下优点：
利用在线报废PCB板，通过面铜测试仪量取面铜铜厚，通过切片技术量取过孔铜厚并计算深镀能力，统计不少于设定数量的在线报废PCB板测量值，分别得到面铜铜厚与深镀能力的平均值，之后通过面铜测试仪对待测PCB板的面铜厚度进行测量，利用计算公式即可快速推算出待测PCB板的过孔中心铜厚，克服了现有孔铜测试仪无法测量小于等于0.5mm的过孔铜厚，切片技术又需要破坏PCB板的缺陷，快速准确地推算出过孔中心的孔铜厚度，达到科学管控，在保证生产品质的同时控制生产成本。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明实施例之一一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法流程图。
图2为本发明实施例之二一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法流程图。
图3为本发明实施例一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法的深镀能力测量示意图之一。
图4为为本发明实施例一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法的深镀能力测量示意图之二。
具体实施方式
请参考图1、图3和图4，本发明实施例之一一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法，包括如下步骤：
一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法，包括如下步骤：
步骤1、通过面铜测试仪在不小于设定面积的铜面位置(比如10mm×10mm)测量PCB板的基材铜厚度，得到第一基材铜厚度；
步骤2、通过面铜测试仪在不小于设定面积的铜面位置(比如10mm×10mm)测量PCB板的面铜厚度，得到第一面铜厚度，然后通过切片技术对所述PCB板在同一所述铜面位置切片，测量面铜厚度，得到第二面铜厚度，通过如下公式计算第一面铜厚度与第二面铜厚度的第一差值，
d1＝y1－y2
其中d1为第一差值，y1为第一面铜厚度，y2为第二面铜厚度；
步骤3、重复步骤1和步骤2，对不小于设定数量(具体数量根据生产测试需求确定)的PCB板进行操作，得到复数个第一基材铜厚度以及复数个第一差值，然后求取复数个第一基材铜厚度的平均值
Figure GDA0003305037930000051
即为PCB板基材铜的平均厚度，求取复数个第一差值的平均值作为第一校正误差
Figure GDA0003305037930000052
由于第一面铜厚度与第二面铜厚度在同一个位置分别通过面铜测试仪和切片技术测量获得，即得到了面铜测试仪读数与实际值之间误差，将复数个误差值取平均值，作为计算过孔孔铜厚度时的校正误差。
步骤4、对所述PCB板在过孔位置切片，然后计算深镀能力；
深镀能力的具体计算方法为：在上孔口左右两侧A、B位置分别测量铜厚值δA、δB、在孔中心左右两侧C、D位置分别测量铜厚值δC、δD，在下孔口左右两侧E、F位置分别测量铜厚值δE、δF，然后通过以下公式计算深镀能力：
t＝((δC+δD)÷2)÷((δA+δB+δE+δF)÷4)
其中，t为深镀能力。
深镀能力是电镀溶液的覆盖能力，是镀液在特定的电镀条件下，在阴极表面凹处或深孔处沉积金属的能力，利用深镀能力可以通过表面铜厚值计算出过孔中心位置的铜镀层厚度。
步骤5、重复步骤4，对不小于设定数量的PCB板进行操作，得到复数个深镀能力，求取复数个深镀能力的平均值
Figure GDA0003305037930000066
步骤6、通过面铜测试仪在不小于设定面积的铜面位置(比如10mm×10mm)测量目标PCB板的面铜厚度，得到第三面铜厚度，根据如下公式计算目标PCB板的第一过孔孔铜厚度：
Figure GDA0003305037930000061
其中z1为第一过孔孔铜厚度，y3为第三面铜厚度，
Figure GDA0003305037930000062
为面铜测试仪测量获得的PCB板基材铜的平均厚度，y3为面铜测试仪测量获得的电镀后的铜厚值，
Figure GDA0003305037930000063
为目标PCB板的面铜厚度的测量值与PCB板基材铜的平均厚度测量值的差值，即为仪器测量出的电镀铜厚值，减去第一校正误差
Figure GDA0003305037930000064
可以校正面铜测试仪的读数误差，得到实际电镀铜厚值，乘以深镀能力的平均值
Figure GDA0003305037930000065
即可计算出过孔中心位置的电镀铜厚值，作为第一过孔孔铜厚度z1。
在一较佳实施例中，所述PCB板为在线报废PCB板，因为切片测量为破坏性测试，利用在线报废PCB板在保证可以大幅节约测试成本。
当过孔孔铜厚度的计算值比生产要求的孔铜厚度值低的时候，应该调整生产工艺，增加电镀铜的厚度，保证PCB板满足生产要求；当过孔孔铜厚度的计算值比生产要求的孔铜厚度值高的时候，可以调整生产工艺，减少电镀铜的厚度，节约生产成本。
当面铜厚度为电镀一铜工序后测量获得，且深镀能力也为电镀一铜工序后测量获得，计算出来的过孔孔铜厚度为电镀一铜后工序后的过孔中心位置的电镀铜厚值；相应的，当面铜厚度为电镀二铜工序后测量获得，且深镀能力也为电镀二铜工序后测量获得，计算出来的过孔孔铜厚度为电镀二铜后工序后的过孔中心位置的电镀铜厚值；对每一道电镀工序进行管控，可以进一步提高管控效果，在保证生产品质的同时控制生产成本。
请再参考图2至4，本发明实施例之二一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法，包括如下步骤：
步骤1、通过面铜测试仪在不小于设定面积的铜面位置(比如10mm×10mm)测量PCB板的基材铜厚度，得到第一基材铜厚度；
步骤2、通过切片技术在同一所述铜面位置对所述PCB板切片，测量基材铜厚度，得到第二基材铜厚度，然后通过如下公式计算第一基材铜厚度与第二基材铜厚度的第二差值，
d2＝x1－x2
其中d2为第二差值，x1为第一基材铜厚度，x2为第二基材铜厚度；
步骤3、重复步骤1和步骤2，对不小于设定数量(具体数量根据生产测试需求确定)的PCB板进行操作，得到复数个第一基材铜厚度以及复数个第二差值，求取复数个第一基材铜厚度的平均值
Figure GDA0003305037930000071
即为PCB板基材铜的平均厚度，求取复数个第二差值的平均值作为第二校正误差
Figure GDA0003305037930000072
由于第一基材铜厚度与第二基材铜厚度是在同一个位置分别通过面铜测试仪和切片技术测量获得，即得到了面铜测试仪读数与实际值之间误差，将复数个误差值取平均值，作为计算过孔孔铜厚度时的校正误差。
步骤4、对所述PCB板在过孔位置切片，然后计算深镀能力t；
深镀能力的具体计算方法为：在上孔口左右两侧A、B位置分别测量铜厚值δA、δB、在孔中心左右两侧C、D位置分别测量铜厚值δC、δD，在下孔口左右两侧E、F位置分别测量铜厚值δE、δF，然后通过以下公式计算深镀能力：
t＝((δC+δD)÷2)÷((δA+δB+δE+δF)÷4)
其中，t为深镀能力。
深镀能力是电镀溶液的覆盖能力，是镀液在特定的电镀条件下，在阴极表面凹处或深孔处沉积金属的能力，利用深镀能力可以通过表面铜厚值计算出过孔中心位置的铜镀层厚度。
步骤5、重复步骤4，对不小于设定数量的PCB板进行操作，得到复数个深镀能力，求取复数个深镀能力的平均值
Figure GDA0003305037930000081
步骤6、通过面铜测试仪在不小于设定面积的铜面位置(比如10mm×10mm)测量目标PCB板的面铜厚度，得到第三面铜厚度，根据如下公式计算目标PCB板的第二过孔孔铜厚度z2：
Figure GDA0003305037930000082
其中z2为第二过孔孔铜厚度，y3为第三面铜厚度，x1为面铜测试仪测量获得的PCB板基材铜的平均厚度，y3为面铜测试仪测量获得的电镀后的铜厚值，
Figure GDA0003305037930000083
为目标PCB板的面铜厚度的测量值与PCB板基材铜的平均厚度测量值的差值，即为仪器测量出的电镀铜厚值，减去第二校正误差
Figure GDA0003305037930000084
可以校正面铜测试仪的读数误差，得到实际电镀铜厚值，乘以深镀能力的平均值
Figure GDA0003305037930000085
即可计算出过孔中心位置的铜镀层厚度，作为过孔第二过孔孔铜厚度z2。
在一较佳实施例中，所述PCB板为在线报废PCB板，因为切片测量为破坏性测试，利用在线报废PCB板在保证可以大幅节约测试成本。
当过孔孔铜厚度的计算值比生产要求的孔铜厚度值低的时候，应该调整生产工艺，增加电镀铜的厚度，保证PCB板满足生产要求；当过孔孔铜厚度的计算值比生产要求的孔铜厚度值高的时候，可以调整生产工艺，减少电镀铜的厚度，节约生产成本。
当面铜厚度和深镀能力在电镀一铜工序后测量获得，计算出来的过孔孔铜厚度为电镀一铜后工序后的过孔中心位置的电镀铜厚值；相应的，当面铜厚度和深镀能力在电镀二铜工序后测量获得，计算出来的过孔孔铜厚度为电镀二铜后工序后的过孔中心位置的电镀铜厚值；对每一道电镀工序进行管控，可以进一步提高管控效果，在保证生产品质的同时控制生产成本。
本发明利用在线报废PCB板，通过面铜测试仪量取面铜铜厚，通过切片技术量取过孔铜厚并计算深镀能力，通过统计不少于设定数量的在线报废PCB板测量值，分别得到面铜铜厚与深镀能力的平均值，之后通过面铜测试仪的读数，通过计算公式即可快速推算出待测PCB板的过孔中心铜厚，克服了现有孔铜测试仪无法测量小于等于0.5mm的过孔铜厚，切片技术又需要破坏PCB板的缺陷，快速准确地推算出过孔中心的孔铜厚度，达到科学管控，在保证生产品质的同时控制生产成本。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、测量PCB板的基材铜厚度，得到第一基材铜厚度；
步骤2、测量PCB板的面铜厚度，得到第一面铜厚度，然后对所述PCB板切片，测量面铜厚度，得到第二面铜厚度，然后通过如下公式计算第一面铜厚度与第二面铜厚度的第一差值，
d1＝y1－y2
其中d1为第一差值，y1为第一面铜厚度，y2为第二面铜厚度；
步骤3、重复步骤1和步骤2，对不小于设定数量的PCB板进行操作，得到复数个第一基材铜厚度以及复数个第一差值，然后求取复数个第一基材铜厚度的平均值
Figure FDA0003305037920000011
求取复数个第一差值的平均值作为第一校正误差
Figure FDA0003305037920000012
步骤4、对所述PCB板在过孔位置切片，然后计算深镀能力；
步骤5、重复步骤4，对不小于设定数量的PCB板进行操作，得到复数个深镀能力，求取复数个深镀能力的平均值
Figure FDA0003305037920000013
步骤6、测量目标PCB板的面铜厚度，得到第三面铜厚度，根据如下公式计算目标PCB板的第一过孔孔铜厚度：
Figure FDA0003305037920000014
其中z1为第一过孔孔铜厚度，y3为第三面铜厚度。
2.根据权利要求1所述的一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法，其特征在于：所述“计算深镀能力”具体为：在上孔口左右两侧A、B位置分别测量铜厚值δA、δB、在孔中心左右两侧C、D位置分别测量铜厚值δC、δD，在下孔口左右两侧E、F位置分别测量铜厚值δE、δF，然后通过以下公式计算深镀能力：
t＝((δC+δD)÷2)÷((δA+δB+δE+δF)÷4)
其中，t为深镀能力。
3.根据权利要求1所述的一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法，其特征在于：所述PCB板为在线报废PCB板。
4.根据权利要求1所述的一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法，其特征在于：所述“测量PCB板的面铜厚度，得到第一面铜厚度，然后对所述PCB板切片，测量面铜厚度，得到第二面铜厚度”具体为：通过面铜测试仪在不小于设定面积的铜面位置测量PCB板的面铜厚度，得到第一面铜厚度，然后通过切片技术对所述PCB板在同一所述铜面位置切片，测量面铜厚度，得到第二面铜厚度。
5.根据权利要求1所述的一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法，其特征在于：所述“测量PCB板的基材铜厚度，得到第一基材铜厚度”具体为：通过面铜测试仪在不小于设定面积的铜面位置测量PCB板的基材铜厚度，得到第一基材铜厚度；所述“测量目标PCB板的面铜厚度，得到第三面铜厚度”具体为：通过面铜测试仪在不小于设定面积的铜面位置测量目标PCB板的面铜厚度，得到第三面铜厚度。
6.一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、测量PCB板的基材铜厚度，得到第一基材铜厚度；
步骤2、对所述PCB板切片，测量基材铜厚度，得到第二基材铜厚度，然后通过如下公式计算第一基材铜厚度与第二基材铜厚度的第二差值，
d2＝x1－x2
其中d2为第二差值，x1为第一基材铜厚度，x2为第二基材铜厚度；
步骤3、重复步骤1和步骤2，对不小于设定数量的PCB板进行操作，得到复数个第一基材铜厚度以及复数个第二差值，求取复数个第一基材铜厚度的平均值
Figure FDA0003305037920000021
求取复数个第二差值的平均值作为第二校正误差
Figure FDA0003305037920000022
步骤4、对所述PCB板在过孔位置切片，然后计算深镀能力t；
步骤5、重复步骤4，对不小于设定数量的PCB板进行操作，得到复数个深镀能力，求取复数个深镀能力的平均值
Figure FDA0003305037920000023
步骤6、测量目标PCB板的面铜厚度，得到第三面铜厚度y3，根据如下公式计算目标PCB板的第二过孔孔铜厚度z2：
Figure FDA0003305037920000031
其中z2为第二过孔孔铜厚度，y3为第三面铜厚度。
7.根据权利要求6所述的一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法，其特征在于：所述“计算深镀能力”具体为：在上孔口左右两侧A、B位置分别测量铜厚值δA、δB、在孔中心左右两侧C、D位置分别测量铜厚值δC、δD，在下孔口左右两侧E、F位置分别测量铜厚值δE、δF，然后通过以下公式计算深镀能力：
t＝((δC+δD)÷2)÷((δA+δB+δE+δF)÷4)
其中，t为深镀能力。
8.根据权利要求6所述的一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法，其特征在于：所述PCB板为在线报废PCB板。
9.根据权利要求6所述的一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法，其特征在于：所述“测量PCB板的基材铜厚度，得到第一基材铜厚度”具体为：通过面铜测试仪在不小于设定面积的铜面位置测量PCB板的基材铜厚度，得到第一基材铜厚度；所述“对所述PCB板切片，测量基材铜厚度，得到第二基材铜厚度”具体为：通过切片技术在同一所述铜面位置对所述PCB板切片，测量基材铜厚度，得到第二基材铜厚度。
10.根据权利要求6所述的一种快速推算PCB过孔孔铜厚度的方法，其特征在于：所述“测量目标PCB板的面铜厚度，得到第三面铜厚度”具体为：通过面铜测试仪在不小于设定面积的铜面位置测量目标PCB板的面铜厚度，得到第三面铜厚度。
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