CN112533376B - 一种pcb局部区域尺寸高精度加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于印制电路板的制作技术领域，提供一种PCB局部区域尺寸高精度加工方法，包括以下步骤：开料→内层→压合→铣边→钻孔→铣槽孔→检验→沉铜→LDI曝光→图电锡→碱蚀→AOI→阻焊→字符→电测→检验→沉锡→成型。本发明通过通过预加工的方式，提前对需要成型的区域进行加工，再通过LDI的高对位精度，提高了局部区域的成型精度，从现有的±0.05mm提高到±0.025mm；本发明可操作性强，能满足PCB生产商批量化生产和安全生产的需要。

Description

一种PCB局部区域尺寸高精度加工方法

技术领域

本发明属于印制电路板的制作技术领域，具体涉及到的是一种PCB局部区域尺寸高精度加工方法。

背景技术

随着PCB设计精度的提升，在PCB的局部区域对于成型尺寸的加工要求越来越高，针对一些金手指、帮定位和卡槽尺寸等，不光在成型尺寸要求高，在PCB板的焊盘到成型距离的尺寸也有了很高的要求。

从普通的数控锣机大±0.1mm的公差到CCD自动补偿的±0.05mm的公差，整体PCB板成型尺寸可以满足，但对于局部区域的高精度尺寸±0.025mm的公差要求任然无法满足；使用现有的方法会造成局部短路、无法贴片和无法组装等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明从设计及流程的工艺能力入手，依据材料特性及产品特性开发新的加工流程和方法，使PCB成型进度达到±0.025mm，解决了尺寸公差不达标导致的局部短路、无法贴片和无法组装等问题。

本发明的技术方案为：

一种PCB局部区域尺寸高精度加工方法，其特征在于，包括以下步骤：开料→内层→压合→铣边→钻孔→铣槽孔→检验→沉铜→LDI曝光→图电锡→碱蚀→AOI→阻焊→字符→电测→检验→沉锡→成型。

进一步的，所述加工步骤中，钻孔与铣槽孔工艺包括：X-RAY涨缩数据分析→按2PNL/叠进行叠板→钻孔→铣槽孔→砂带磨板→粉尘清理→第二次精铣→洗板。

进一步的，所述钻孔与铣槽孔工艺中，关键控制点在于：

钻孔前量测涨缩系数，并对数据进行分析，整PNL涨缩≤0.1mm的板调整钻孔涨缩系数，保证精准度；整PNL涨缩＞0.1mm的板报废处理，内层重新调整涨缩系保证整PNL涨缩≤0.1mm；

钻孔时2PNL/叠，使用HDI板钻孔参数，钻机选用CPK≥1.67的机台，保证钻孔精度在0.015mm以内；

铣槽孔按照工程设计文件，把把需要高精度（±0.025mm）加工的区域用铣槽孔方式加工，板子之间隔干净白纸，顶层盖厚度为0.5-1.0mm的环氧板采用双刃铣刀寿命控制在2-3m生产，粗铣后打磨披锋，再将底板和底板对调精铣1次；

将砂带磨板机常规600-800#的砂带更换至1000#，依据板厚调节压力到最小可以刚好磨过板面批峰为止，槽孔短边方向向前进行磨板。

进一步的，所述加工步骤中，LDI曝光工艺包括：前处理→贴干膜→LDI曝光→显影→AOI检验。

进一步的，所述LDI曝光工艺中，关键控制点在于：

LDI曝光使用分区域阶段式曝光，对每个SET进行定位，使用钻孔时的专用定位孔进行定位，确保每SET的曝光对位精度在15um以内；

LDI曝光时使用自动涨缩调整功能，涨缩数据控制调整在0.02mm以内，涨缩在0.02mm以内可正常自动调整涨缩曝光，超时0.02mm以内涨缩不曝光，自动筛选涨缩超标部分进行报废；

显影后使用AOI检验，自动量测显影后量测焊盘到铣槽位置，并和标准值对比，超过标准值报废处理；

至此精度±0.025mm区域已完成外形和线路部分，后续流程不会对进行造成改变和影响。

进一步的，所述加工步骤中，成型工艺包括：文件制作→CCD对位成型→首件确认→资料调整→量产。

进一步的，所述成型工艺中，关键控制点在于：

成型使用CCD对位功能进行成型，传统PIN钉定位精度在±0.1mm，使用CCD对位，可保证其他区域的对位精度达到±0.05mm；

成型流程只成型精度±0.05mm区域，精度±0.025mm区域使用铣槽孔和LDI曝光流程完成，后续流程不会对精度造成改变；

成型时板子之间隔干净白纸，顶层盖厚度为0.5-1.0mm的环氧板采用双刃铣刀寿命控制在2-3m生产，再将底板和底板对调精铣1次。

进一步的，在加工处理前，还包括对工程资料设计，所述工程资料设计包括：

A、钻孔流程设计：区别于普通板边定位设计，设计每SET都有4个定位孔，对每个SET区域进行定位，提高对位精度，用于LDI曝光和成型CCD对对位使用；

B、铣槽孔流程设计：增加铣槽孔流程，把常规的铣外形流程更改到钻孔后，把需要高精度加工的区域用铣槽孔方式提前到钻孔后加工，提高钻孔和高精度外形区域的尺寸一致性；

C、LDI资料设计分区域阶段曝光，使用每SET设计的定位孔定位，分区域曝光对每个set区域进行曝光，可对每set的焊盘到成型区域的距离进行控制，理论对位精度为15um；

D、成型流程设计：只成型精度±0.05mm区域，精度±0.025mm区域在钻孔后铣槽孔流程完成，避免因钻孔到成型的长流程对板材造成涨缩对成型精度造成影响。

本发明的有益效果在于：

1、本发明提供一种新技术新工艺：常规工艺及设备生产此类产品时精度为±0.05mm公差，本发明属于新的高精度尺寸(±0.025mm)需求产品加工技术，解决因尺寸精度不达标导致的局部短路、无法贴片和无法组装等问题，是在加工技术上的突破。

2、保证质量：本发明从设计、流程的角度开发了PCB高精度（±0.025mm）尺寸加工的控制方法，保证产品质量。

3、提升交付周期：新工艺是对现行工艺的技术创新，可操作性强，能满足PCB生产商批量化生产和安全生产的需要，能成为企业新的利润增涨点。

本发明针对PCB产品在某一区域高精度尺寸的要求，因设备、方法限制现有的方法会造成局部短路、无法贴片和无法组装等问题，创造性的设计了专有的解决PCB局部区域的±0.025mm的公差要求的方法。本发明通过通过预加工的方式，提前对需要成型的区域进行加工，再通过LDI的高对位精度，提高了局部区域的成型精度，从现有的±0.05mm提高到±0.025mm；本发明可操作性强，能满足PCB生产商批量化生产和安全生产的需要。

附图说明

图1为本发明加工方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。所用原材料如无特殊说明均能从公开商业途径获得。

实施例1

一种PCB局部区域尺寸高精度加工方法，其特征在于，包括以下步骤：开料→内层→压合→铣边→钻孔→铣槽孔→检验→沉铜→LDI曝光→图电锡→碱蚀→AOI→阻焊→字符→电测→检验→沉锡→成型。

进一步的，所述加工步骤中，钻孔与铣槽孔工艺包括：X-RAY涨缩数据分析→按2PNL/叠进行叠板→钻孔→铣槽孔→砂带磨板→粉尘清理→第二次精铣→洗板。

进一步的，所述钻孔与铣槽孔工艺中，关键控制点在于：

钻孔前量测涨缩系数，并对数据进行分析，整PNL涨缩≤0.1mm的板调整钻孔涨缩系数，保证精准度；整PNL涨缩＞0.1mm的板报废处理，内层重新调整涨缩系保证整PNL涨缩≤0.1mm；

钻孔时2PNL/叠，使用HDI板钻孔参数，钻机选用CPK≥1.67的机台，保证钻孔精度在0.015mm以内；

铣槽孔按照工程设计文件，把把需要高精度（±0.025mm）加工的区域用铣槽孔方式加工，板子之间隔干净白纸，顶层盖厚度为0.5-1.0mm的环氧板采用双刃铣刀寿命控制在2-3m生产，粗铣后打磨披锋，再将底板和底板对调精铣1次；

将砂带磨板机常规600-800#的砂带更换至1000#，依据板厚调节压力到最小可以刚好磨过板面批峰为止，槽孔短边方向向前进行磨板。

进一步的，所述加工步骤中，LDI曝光工艺包括：前处理→贴干膜→LDI曝光→显影→AOI检验。

进一步的，所述LDI曝光工艺中，关键控制点在于：

LDI曝光使用分区域阶段式曝光，对每个SET进行定位，使用钻孔时的专用定位孔进行定位，确保每SET的曝光对位精度在15um以内；

LDI曝光时使用自动涨缩调整功能，涨缩数据控制调整在0.02mm以内，涨缩在0.02mm以内可正常自动调整涨缩曝光，超时0.02mm以内涨缩不曝光，自动筛选涨缩超标部分进行报废；

显影后使用AOI检验，自动量测显影后量测焊盘到铣槽位置，并和标准值对比，超过标准值报废处理；

至此精度±0.025mm区域已完成外形和线路部分，后续流程不会对进行造成改变和影响。

进一步的，所述加工步骤中，成型工艺包括：文件制作→CCD对位成型→首件确认→资料调整→量产。

进一步的，所述成型工艺中，关键控制点在于：

成型使用CCD对位功能进行成型，传统PIN钉定位精度在±0.1mm，使用CCD对位，可保证其他区域的对位精度达到±0.05mm；

成型流程只成型精度±0.05mm区域，精度±0.025mm区域使用铣槽孔和LDI曝光流程完成，后续流程不会对精度造成改变；

成型时板子之间隔干净白纸，顶层盖厚度为0.5-1.0mm的环氧板采用双刃铣刀寿命控制在2-3m生产，再将底板和底板对调精铣1次。

进一步的，在加工处理前，还包括对工程资料设计，所述工程资料设计包括：

A、钻孔流程设计：区别于普通板边定位设计，设计每SET都有4个定位孔，对每个SET区域进行定位，提高对位精度，用于LDI曝光和成型CCD对对位使用；

B、铣槽孔流程设计：增加铣槽孔流程，把常规的铣外形流程更改到钻孔后，把需要高精度加工的区域用铣槽孔方式提前到钻孔后加工，提高钻孔和高精度外形区域的尺寸一致性；

C、LDI资料设计分区域阶段曝光，使用每SET设计的定位孔定位，分区域曝光对每个set区域进行曝光，可对每set的焊盘到成型区域的距离进行控制，理论对位精度为15um；

D、成型流程设计：只成型精度±0.05mm区域，精度±0.025mm区域在钻孔后铣槽孔流程完成，避免因钻孔到成型的长流程对板材造成涨缩对成型精度造成影响。

实施例2

本实施例提供一种与实施例1相同的PCB局部区域尺寸高精度加工方法，所不同的是，包括以下步骤：

S1、加工流程设计：依据PCB板高精度区域设计加工流程，其中钻孔、铣槽孔、LDI曝光、外形需要设计专门的生产加工流程。

S2、工程资料设计：CAD工程资料设计：在钻孔流程每SET单元设计定位孔，用于LDI曝光定位；钻孔后设计铣槽孔流程，把需要高精度加工的区域用铣槽孔方式加工。LDI资料设计分区域阶段曝光，使用每SET设计的定位孔定位，线路和成型尺寸精度可控制在±15um。

S3、关键流程加工：

3.1、钻孔，关键控制点：

A.钻孔前取X-RAY打靶数据调整涨缩，保证整PNL涨缩精度在±0.025mm以内，多种涨缩系数需分批调整涨缩系数；

B.选用CPK≥1.67的机台，使用高TG材料加工参数，提高钻孔加工精度。

3.2、铣槽孔：

A.按工程文件设计铣槽孔文件，把需要精度要求＜±0.05mm设计的区域全部成型铣出。

B. 选用CPK≥1.67的机台，使用高TG材料加工参数，提高铣槽孔加工精度。

3.3、LDI曝光：

A.LDI曝光使用分区域阶段式曝光，使用钻孔时的专用定位孔进行定位，取保对位精度。

B.LDI曝光时使用自动涨缩调整功能，保证对位进度控制在±15um。

3.4、成型：

A.成型时对于精度要求＜±0.05mm的区域成型时不走刀，在铣槽孔是已铣出。

B. 成型时对于精度要求≥±0.05mm的区域使用CCD定位功能，进行高精度加工。

4、尺寸及外观检测：

完成加工的PCB产品，需要使用二次元量测相关尺寸要求位置，确保尺寸满足PCB产品的技术要求。

加工效果测试

依据设计要求局部区域成型进行于加工，再通过LDI的高精度对位方法，提高了局部区域的成型精度。此方法是保证产品质量合格，满足批量生产和客户要求的条件。

通本发明的加工方法，根据FR4材料特性，对不同的材料进行加工，并对产品进行检测，结果如下表所示。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过本领域任一现有技术实现。

Claims (6)

1.一种PCB局部区域尺寸高精度加工方法，其特征在于，包括以下步骤：开料→内层→压合→铣边→钻孔→铣槽孔→检验→沉铜→LDI曝光→图电锡→碱蚀→AOI→阻焊→字符→电测→检验→沉锡→成型；

所述加工步骤中，钻孔与铣槽孔工艺包括：X-RAY涨缩数据分析→按2PNL/叠进行叠板→钻孔→铣槽孔→砂带磨板→粉尘清理→第二次精铣→洗板；

所述钻孔与铣槽孔工艺中，关键控制点在于：

钻孔前量测涨缩系数，并对数据进行分析，整PNL涨缩≤0.1mm的板调整钻孔涨缩系数，保证精准度；整PNL涨缩＞0.1mm的板报废处理，内层重新调整涨缩系保证整PNL涨缩≤0.1mm；

钻孔时2PNL/叠，使用HDI板钻孔参数，钻机选用CPK≥1.67的机台，保证钻孔精度在0.015mm以内；

铣槽孔按照工程设计文件，把需要高精度加工的区域用铣槽孔方式加工，板子之间隔干净白纸，顶层盖厚度为0.5-1.0mm的环氧板采用双刃铣刀寿命控制在2-3m生产，粗铣后打磨披锋，再将底板和底板对调精铣1次；

将砂带磨板机常规600-800#的砂带更换至1000#，依据板厚调节压力到最小可以刚好磨过板面批峰为止，槽孔短边方向向前进行磨板。

2.根据权利要求1所述的PCB局部区域尺寸高精度加工方法，其特征在于，所述加工步骤中，LDI曝光工艺包括：前处理→贴干膜→LDI曝光→显影→AOI检验。

3.根据权利要求2所述的PCB局部区域尺寸高精度加工方法，其特征在于，所述LDI曝光工艺中，关键控制点在于：

LDI曝光使用分区域阶段式曝光，对每个SET进行定位，使用钻孔时的专用定位孔进行定位，确保每SET的曝光对位精度在15um以内；

LDI曝光时使用自动涨缩调整功能，涨缩数据控制调整在0.02mm以内，涨缩在0.02mm以内可正常自动调整涨缩曝光，超时0.02mm以内涨缩不曝光，自动筛选涨缩超标部分进行报废；

显影后使用AOI检验，自动量测显影后量测焊盘到铣槽位置，并和标准值对比，超过标准值报废处理；

至此精度±0.025mm区域已完成外形和线路部分，后续流程不会对进行造成改变和影响。

4.根据权利要求1所述的PCB局部区域尺寸高精度加工方法，其特征在于，所述加工步骤中，成型工艺包括：文件制作→CCD对位成型→首件确认→资料调整→量产。

5.根据权利要求4所述的PCB局部区域尺寸高精度加工方法，其特征在于，所述成型工艺中，关键控制点在于：

成型使用CCD对位功能进行成型，传统PIN钉定位精度在±0.1mm，使用CCD对位，可保证其他区域的对位精度达到±0.05mm；

成型流程只成型精度±0.05mm区域，精度±0.025mm区域使用铣槽孔和LDI曝光流程完成，后续流程不会对精度造成改变；

成型时板子之间隔干净白纸，顶层盖厚度为0.5-1.0mm的环氧板采用双刃铣刀寿命控制在2-3m生产，再将底板和底板对调精铣1次。

6.根据权利要求1所述的PCB局部区域尺寸高精度加工方法，其特征在于，在加工处理前，还包括对工程资料设计，所述工程资料设计包括：

A、钻孔流程设计：区别于普通板边定位设计，设计每SET都有4个定位孔，对每个SET区域进行定位，提高对位精度，用于LDI曝光和成型CCD对位使用；

B、铣槽孔流程设计：增加铣槽孔流程，把常规的铣外形流程更改到钻孔后，把需要高精度加工的区域用铣槽孔方式提前到钻孔后加工，提高钻孔和高精度外形区域的尺寸一致性；

C、LDI资料设计分区域阶段曝光，使用每SET设计的定位孔定位，分区域曝光对每个set区域进行曝光，可对每set的焊盘到成型区域的距离进行控制，理论对位精度为15um；

D、成型流程设计：只成型精度±0.05mm区域，精度±0.025mm区域在钻孔后铣槽孔流程完成，避免因钻孔到成型的长流程对板材造成涨缩对成型精度造成影响。

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