CN111060530B - 印制电路板钻孔质量评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种印制电路板钻孔质量评估方法，包括如下步骤：(1)抽样获取经钻孔加工后的印制电路板；(2)对获取的所述印制电路板进行烘烤，其中，烘烤温度为100℃‑400℃，烘烤时间为1‑10小时；(3)对烘烤后的所述印制电路板进行整板蚀刻以去掉其表面的铜箔层；(4)观察经蚀刻后的所述印制电路板的孔口附近区域的基材相对于无孔区域的基材是否变色，若所述印制电路板的孔口附近区域的基材变色，则说明钻孔对所述印制电路板造成损伤。由于对钻孔加工后的印制电路板进行抽样检测，能够及时发现钻孔质量问题，避免造成批量材料、加工成本的浪费，而通过直接观察基材颜色变化来判断是否存在钻孔质量问题的方式，简单易操作，用时较短，评估效率高。

Description

印制电路板钻孔质量评估方法
技术领域
本发明涉及印制电路板技术领域，尤其涉及一种印制电路板钻孔质量评估方法。
背景技术
一般印制电路板制作的主要流程包括：层压—钻孔—烘烤—除胶渣—沉铜—电镀—蚀刻—热应力或回流焊。其中，钻孔是极为关键的环节，通常要求孔壁无异常机械损伤，主要是电路板无分层及裂纹，孔壁光滑无毛刺、孔边缘无披锋，因此在一定程序之后都需要对钻孔质量进行检测。然而，现有的印制电路板钻孔质量检测一般都是在外层蚀刻后或做成成品之后，通过抽样获取蚀刻后或做成成品后的印制电路板，然后对该印制电路板进行耐热性测试或切片分析的方式，评估印制电路板的耐热性和钻孔质量。现有的这种检测方式由于检测程序进行得较晚，因此一旦钻孔出现问题，将会导致印制电路板批量作废，造成加工材料及加工成本的损失重大，再者需要切片后才能检测，而切片是一个操作难度大、精度要求高的工艺，从而导致评估的过程复杂，用时较长、评估效率低。
另外，现行业内的各材料厂商均推出了应用于5G领域的材料，该类材料通常具有低极性、搭配低粗糙度铜箔等特点，从而使铜箔剥离强度显著低于常规FR-4板料；同时，由于该类材料的配方特点，导致加工过程中钻头、锣刀的磨损显著高于常规材料，极大增加了生产加工的管控难度，在实际过程中，极易出现因机械加工不良导致的孔口损伤、铜箔鼓泡、分层、破裂等问题，而该类材料的材料成本、加工成本均远高于常规FR-4板料，因此一旦出现钻孔批量异常时，在后制程中无法补救，损失更为重大，所以现有的钻孔评估方法尤其不能满足这类新材料的评估。
因此，有必要提供一种能够快速、及时评估印制电路板钻孔质量的评估方法，以解决上述现有技术中的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用时短、评估效率高并能及时检测出钻孔问题的印制电路板钻孔质量评估方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：提供一种印制电路板钻孔质量评估方法，其包括如下步骤：
(1)抽样获取经钻孔加工后的印制电路板；
(2)对获取的所述印制电路板进行烘烤，其中，烘烤温度为100℃-400℃，烘烤时间为1-10小时；
(3)对烘烤后的所述印制电路板进行整板蚀刻以去掉其表面的铜箔层；
(4)观察经蚀刻后的所述印制电路板的孔口附近区域的基材相对于无孔区域的基材是否变色，若所述印制电路板的孔口附近区域的基材变色，则说明钻孔对所述印制电路板造成损伤。
较佳地，本发明的印制电路板钻孔质量评估方法中，所述步骤(2)中的烘烤时间为2-4小时。
较佳地，本发明的印制电路板钻孔质量评估方法中，若所述印制电路板的无孔区域的基材为白色，且所述印制电路板的孔口附近区域的基材变为黄色，则说明钻孔对所述印制电路板造成损伤。
较佳地，若所述印制电路板的无孔区域的基材为浅黄色，且所述印制电路板的孔口附近区域的基材变为深黄色，则说明钻孔对所述印制电路板造成损伤。
较佳地，所述印制电路板的所述基材含有低极性树脂或填料。
较佳地，所述低极性树脂选自聚四氟乙烯树脂、改性聚苯醚树脂、聚二烯均聚物或共聚物树脂、马来酰亚胺树脂、双环戊二烯型环氧树脂、氰酸酯树脂或苯并噁嗪树脂中的任意一种或至少两种的组合。
较佳地，所述填料选自二氧化硅、氧化铝、氮化铝或氮化硼中的任意一种或至少两种的组合。
较佳地，所述铜箔层的铜箔剥离强度小于1.20N/mm。
较佳地，所述铜箔层的厚度为5-250μm。
与现有技术相比，由于本发明的印制电路板钻孔质量评估方法，在印制电路板钻孔加工后对其抽样进行检测，首先将获取的印制电路板进行烘烤，如果在钻孔过程中对印制电路板造成机械损伤，则损伤的部位在高温烘烤过程中会使基材氧化而变色，因此将对烘烤后的印制电路板进行整板蚀刻以去掉铜箔层后，观察孔口附近区域的基材相对于无孔区域的基材是否变色，若孔口附近区域的基材变色，则说明钻孔对所述印制电路板造成损伤。由于在钻孔加工后就对印制电路板进行抽样检测以对其钻孔质量进行及时评估，如钻孔有问题则可及时调整钻孔参数以及停止后续加工工序，避免在后续加工工序完成后才发现钻孔质量问题而导致浪费大量材料成本、加工成本以及时间，可使损失大为降低；再者，直接通过整板蚀刻去掉表面的铜箔层来直接观察基材的颜色是否发生变化以判断是否存在钻孔质量问题，相较于现有方式不需要切片加工，因此评估方法简单易操作，用时较短，评估效率高。
附图说明
图1是本发明印制电路板钻孔质量评估方法的流程图。
图2是本发明待评估的印制电路板的结构示意图。
图3是本发明一实施方式的印制电路板蚀刻后的状态示意图。
图4是本发明另一实施方式的印制电路板蚀刻后的状态示意图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。本发明所提供的印制电路板钻孔质量评估方法，主要适用于印制电路板的基材含有低极性树脂或填料，或铜箔层的铜箔为低剥离强度铜箔的印制电路板，但并不限于此，还可以用于评估其他相类似的容易在钻孔时产生机械损伤的印制电路板。
另外，本发明所提供的印制电路板钻孔质量评估方法是在印制电路板的正常生产流程中，在印制电路板钻孔加工后就对其进行抽样检测，以及时地发现印制电路板的钻孔是否合格。
下面参看图1所示，本发明所提供的印制电路板钻孔质量评估方法，其包括如下步骤：
S01:抽样获取经钻孔加工后的印制电路板；
S02:对获取的所述印制电路板进行烘烤，其中，烘烤温度为100℃-400℃，烘烤时间为1-10小时；
S03:对烘烤后的所述印制电路板进行整板蚀刻以去掉其表面的铜箔层；
S04:观察经蚀刻后的所述印制电路板的孔口附近区域的基材相对于无孔区域的基材是否变色，若所述印制电路板的孔口附近区域的基材变色，则说明钻孔对所述印制电路板造成损伤。
在本发明的印制电路板钻孔质量评估方法中，所述步骤S02中的烘烤时间优选为2-4小时，在印制电路板的钻孔过程中如果对基材孔壁造成了机械损伤或基材与铜箔层之间出现了破裂、分层趋势，例如在基材内或基材表面形成一些细小的微裂纹，则这些微裂纹会形成氧气通道，因此，在高温烘烤过程中会使基材氧化而变色，利用颜色变化来研究钻孔质量可以快速检验钻孔质量，缩短评估时间。
另外，本发明中，所述印制电路板的铜箔层的厚度优选为5-250μm。
结合图1-3所示，本发明之印制电路板钻孔质量评估方法所针对的基材含有低极性树脂的印制电路板，其中，所述低极性树脂主要为聚四氟乙烯树脂、改性聚苯醚树脂、聚二烯均聚物或共聚物树脂、马来酰亚胺树脂中的任意一种或至少两种的组合，但并不限于这些材料，该印制电路板的基材制备材料还可以是一些具有高耐热性、低介电性的新型树脂，例如双环戊二烯型环氧树脂、氰酸酯树脂、苯并噁嗪树脂等的至少一种。
下面结合图2-3所示，在本发明之印制电路板钻孔质量评估方法的一种实施例方式(实施例1)中，所述印制电路板100经钻孔加工后具有多个孔110，200℃烘烤3小时，进行整板蚀刻去掉铜箔层120后，所述印制电路板100的基材130含有低极性的聚四氟乙烯树脂(生益科技市售，商品名SCGA-500GF220)，所述印制电路板100的基材130正常应为白色，此时若所述印制电路板100的无孔区域的基材130为白色而孔口附近区域140的基材变为黄色(见图3)，则说明钻孔对印制电路板的基材130造成损伤，将会影响所述印制电路板100的性能。进一步地，采用切片分析法对钻孔质量进行评估验证，通过对基材变为黄色的孔口附近区域140制作切片，发现基材130已存在损伤。
再次结合图1-3所示，本发明之印制电路板钻孔质量评估方法所适用的基材含有填料的印制电路板，其中，填料主要选自二氧化硅、氧化铝、氮化铝或氮化硼中的任意一种或至少两种的组合。
继续结合图2-3所示，在本发明之印制电路板钻孔质量评估方法的另一种实施例方式(实施例2)中，所述印制电路板100经钻孔加工后具有多个孔110，200℃烘烤3小时，进行整板蚀刻去掉铜箔层120后，所述印制电路板100的基材130含有填料二氧化硅(生益科技市售，商品名S1000)，所述印制电路板100的基材130正常应为浅黄色，此时若所述印制电路板100的无孔区域的基材130为浅黄色而孔口附近区域140的基材变为深黄色(见图3)，则说明钻孔对印制电路板的基材130造成损伤，将会影响所述印制电路板100的性能。进一步地，再采用切片分析法对钻孔质量进行评估验证，通过对基材变为深黄色的孔口附近区域140制作切片，发现基材130已存在损伤。
继续结合图1-3所示，本发明之印制电路板钻孔质量评估方法所适用的具有低剥离强度铜箔的印制电路板，其中，所述低剥离强度铜箔的剥离强度优选小于1.20N/mm，下面以铜箔剥离强度为1.07N/mm的印制电路板为例对其评估方式进行说明。
如图1-3所示，在本发明之印制电路板钻孔质量评估方法的又一种实施例方式(实施例3)中，所述印制电路板100经钻孔加工后具有多个孔110，印制电路板的铜箔层120的铜箔(苏州福田TGFB-HTE/UN，35μm)剥离强度为1.07N/mm(按照IPC-TM-650 2.4.8所规定的剥离强度测试方法进行测定)，200℃烘烤3小时，进行整板蚀刻去掉铜箔层120后，所述印制电路板100的基材130只含有溴化环氧树脂和胺类固化剂(生益科技市售，商品名S1141)，所述印制电路板100的基材130正常应为浅黄色，此时若所述印制电路板100的无孔区域的基材130为浅黄色而孔口附近区域140的基材变为深黄色(见图3)，则说明钻孔对印制电路板的基材130造成损伤，将会影响所述印制电路板100的性能。进一步地，再采用切片分析法对钻孔质量进行评估验证，通过对基材变为深黄色的孔口附近区域140制作切片，发现基材130已存在损伤。
下面结合图2、4所示，在本发明之印制电路板钻孔质量评估方法的再一种实施例方式(实施例4)中，通过对基材不含有低极性树脂以及上述指定的填料，且铜箔的剥离强度也相对较高的印制电路板进行评估。
如图2所示，所述印制电路板100经钻孔加工后具有多个孔110，印制电路板的铜箔层120的铜箔(苏州福田TGFB-HTE/UN，35μm)剥离强度为1.33N/mm(按照IPC-TM-650 2.4.8所规定的剥离强度测试方法进行测定)，200℃烘烤3小时，进行整板蚀刻去掉铜箔层120后，印制电路板100的基材130只含有78wt％双酚A型环氧树脂(三菱化学，商品名828US)、2wt％UV树脂(长春树脂公司市售)、10wt％双氰胺固化剂(宁夏大荣市售)和10wt％填料氢氧化铝(美国雅宝公司，商品名OL-104/WE)，所述印制电路板100的基材130正常应为浅黄色，此时印制电路板100的无孔区域的基材130为浅黄色，并且只有一处孔口附近区域140的基材变为深黄色(见图4)，则说明钻孔对印制电路板的基材130造成一定损伤，将会一定程度影响所述印制电路板100的性能。进一步地，再采用切片分析法对钻孔质量进行评估验证，通过对基材变为深黄色的孔口附近区域140制作切片，发现基材130已存在损伤；然而对其他未变色的孔口附近区域140`制作切片，则发现基材130不存在损伤。在本实施例中，由于印制电路板100的基材130中的双酚A型环氧树脂不属于低极性树脂、填料氢氧化铝的硬度较小、并且铜箔的剥离强度也较高，因而钻孔过程基本没有对印制电路板造成大面积机械损伤(仅一个钻孔存在损伤)，也即在基材内或基材表面基本未形成微裂纹氧气通道，使得基材在高温烘烤过程中难以氧化而变色。
综上，由于本发明的印制电路板钻孔质量评估方法，在印制电路板钻孔加工后对其抽样进行检测，首先将获取的印制电路板进行烘烤，如果在钻孔过程中对印制电路板的基材孔壁或基材表面造成机械损伤，则损伤的部位在高温烘烤过程中会使基材氧化而变色，因此将对烘烤后的印制电路板进行整板蚀刻以去掉铜箔层后，观察孔口附近区域的基材相对于无孔区域的基材是否变色，若孔口附近区域的基材变色，则说明钻孔对所述印制电路板造成损伤。由于在钻孔加工后就对印制电路板进行抽样检测以对其钻孔质量进行及时评估，如钻孔有问题则可及时调整后续电路板的钻孔参数，以及停止后续加工工序，避免在后续加工工序完成后才发现钻孔质量问题而导致浪费大量材料成本、加工成本以及时间，可使损失大为降低；再者，直接通过整板蚀刻去掉表面的铜箔层来直接观察基材的颜色是否发生变化以判断是否存在钻孔质量问题，相较于现有方式不需要切片加工，因此评估方法简单易操作，用时较短，评估效率高。
本发明所涉及到的印制电路板的制作程序及方式均为本领域普通技术人员所熟知的常规方式，在此不再做详细的说明。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种印制电路板钻孔质量评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）抽样获取经钻孔加工后的印制电路板；其中，所述印制电路板的基材含有低极性树脂或填料，或者所述印制电路板的铜箔层的铜箔剥离强度小于1.20N/mm；
（2）对获取的所述印制电路板进行烘烤，其中，烘烤温度为100℃-400℃，烘烤时间为1-10小时；
（3）对烘烤后的所述印制电路板进行整板蚀刻以去掉其表面的铜箔层；
（4）观察经蚀刻后的所述印制电路板的孔口附近区域的基材相对于无孔区域的基材是否变色，若所述印制电路板的孔口附近区域的基材变色，则说明钻孔对所述印制电路板造成损伤。
2.如权利要求1所述的印制电路板钻孔质量评估方法，其特征在于，所述步骤（2）中的烘烤时间为2-4小时。
3.如权利要求1所述的印制电路板钻孔质量评估方法，其特征在于，若所述印制电路板的无孔区域的基材为白色，且所述印制电路板的孔口附近区域的基材变为黄色，则说明钻孔对所述印制电路板造成损伤。
4.如权利要求1所述的印制电路板钻孔质量评估方法，其特征在于，若所述印制电路板的无孔区域的基材为浅黄色，且所述印制电路板的孔口附近区域的基材变为深黄色，则说明钻孔对所述印制电路板造成损伤。
5.如权利要求1所述的印制电路板钻孔质量评估方法，其特征在于，所述低极性树脂选自聚四氟乙烯树脂、改性聚苯醚树脂、聚二烯均聚物或共聚物树脂、马来酰亚胺树脂、双环戊二烯型环氧树脂、氰酸酯树脂或苯并噁嗪树脂中的任意一种或至少两种的组合。
6.如权利要求1所述的印制电路板钻孔质量评估方法，其特征在于，所述填料选自二氧化硅、氧化铝、氮化铝或氮化硼中的任意一种或至少两种的组合。
7.如权利要求1所述的印制电路板钻孔质量评估方法，其特征在于，所述铜箔层的厚度为5-250μm。
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