CN112739008A - Pcb树脂塞孔防气泡辅助喷嘴及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明为PCB树脂塞孔防气泡辅助喷嘴及工艺，包括与喷射器连接的管体，管体设置有浇铸嘴和真空嘴，管体内设置有互不相通的树脂流道和真空流道；树脂流道两端分别连接喷射器和浇铸嘴；真空流道的两端分别连接喷射器内的抽气泵和真空嘴；浇铸嘴和真空嘴呈扁平圆弧形，并分布在同一个虚拟圆的弧边上；通过真空嘴将待塞孔的局部环境塑造成真空环境，使得有一定流动性的树脂从浇铸嘴流入到待塞孔中，并且流体从侧壁流下能够尽可能的保证空气能够逃逸，并且在工艺过程还使用了缝制有防水透气膜的导气孔，使得内外压力始终处于稳定平衡状态，能够保证整个过程不会有气泡产生；结构巧妙；工艺优化高，无气泡产生，且工作成本低。

Description

PCB树脂塞孔防气泡辅助喷嘴及工艺

技术领域

本发明涉及电路板制作工艺技术领域，尤其涉及一种PCB树脂塞孔防气泡辅助喷嘴及工艺。

背景技术

随着电子产品向轻、簿、小的方向发展。PCB板件也需根随需求朝更高密度、高难度方向发展，从而要求PCB的层与层之间的布线空间更广、自由度更大。为了使PCB层与层之间的布线空间更广、自由度更大，目前通过采用在PCB上设置树脂油墨塞孔的加工方式得以实现。然而，目前的树脂塞孔装置要不是半自动或人工操作，自动化程度低；要么就是自动化较高，但通常设备都结构较为复杂。

树脂塞孔的工艺是为了缩小PCB的设计尺寸，提高PCB的布线能力。树脂塞孔的工艺包括钻孔、电镀、烘烤、研磨，其具体工艺是在PCB上钻孔后将孔镀通，然后在孔中塞树脂烘烘烤，然后将树脂研磨并将其磨平，最后在树脂上再镀一层铜，其效果是孔可以导通，且表面平整，可以正常布线。在制作过程中，需要重点控制和注意待塞孔饱满度和孔内气泡，如果树脂塞孔没有塞好或待塞孔不饱满会致待塞孔上镀铜不平整或镀不上铜，或者是孔内有气泡时，因为气泡容易吸湿，板子在过锡炉中可能会出现爆板。目前树脂塞孔工艺为：钻孔钻出至导气垫板→将导气垫板放置在树脂塞孔机的台面上→PCB放置在导气垫板上并定位→固定导气垫板→然后进行待塞孔。然而在进行高纵横比PCB，即PCB板厚度与待塞孔直径的比例比较高的树脂塞孔时，由于其纵横比较大，待塞孔直径大大小于其深度，并且导气垫板与机台面都较平整，故结合面基本无缝隙，使用现有的树脂塞孔工艺时导气效果有限，树脂塞孔时的导气性差，由于导气性差极易出现待塞孔不饱满和待塞孔内存在气泡的问题。

基于上述的技术应用背景，在现有技术中逐渐的研发出了一些辅助型的树脂塞孔工具，以求能够更好的进行塞孔无不良；此外，困树脂油墨的粘度较高，从而在传统的树脂塞孔装置中，均需专门配备熔融装置，将树脂油墨融化成液体状，然后再其注入至树脂塞孔装置内进行塞孔加工，但是这种装置往往需要提供真空环境，虽然能够起到一定的防气泡效果，但是这样成本较高；不适用大部分的生产厂家，所以一种树脂塞孔工艺，能够在人工、机械注入多种环境下都能够做到通用且达到无气泡产生的效果。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种PCB树脂塞孔防气泡辅助喷嘴及工艺，能够采用这种喷嘴减少浇铸时可能产生的气泡，同时通过工艺的改善杜绝气泡产生。

为实现上述目的，本发明提供一种PCB树脂塞孔防气泡辅助喷嘴，用于适配存储有流体状态树脂的喷射器，包括与喷射器连接的管体，所述管体设置有浇铸嘴和真空嘴，所述管体内设置有互不相通的树脂流道和真空流道；所述树脂流道两端分别连接所述喷射器和所述浇铸嘴；所述真空流道的两端分别连接所述喷射器内的抽气泵和所述真空嘴；所述浇铸嘴和所述真空嘴呈扁平圆弧形，并分布在同一个虚拟圆的弧边上。

作为优选，所述浇铸嘴的弧长是所述真空嘴的弧长的两倍。

作为优选，所述浇铸嘴的弧长不超过虚拟圆的1/2圆周长度。

作为优选，所述浇铸嘴和所述真空嘴的对称面位于同一个平面上。

作为优选，所述浇铸嘴和所述真空嘴构成的虚拟圆与待塞孔的圆边相同；且所述浇铸嘴和所述真空嘴紧贴待塞孔的侧壁；其中，所述浇铸嘴包括紧贴待塞孔侧壁的第一弧边、以及远离待塞孔侧壁的第二弧边；所述第二弧边向远离所述管体的一侧延伸形成导向部，所述导向部向所述第一弧边一侧弯曲。

作为优选，所述浇铸嘴的长度大于所述真空嘴的长度。

作为优选，所述浇铸嘴和所述真空嘴为硬质塑料件，所述导向部为柔性硅胶件。

还公开一种PCB树脂塞孔防气泡工艺，包括所述的PCB树脂塞孔防气泡辅助喷嘴进行浇铸，还包括用于放置PCB板的垫板，所述垫板设置有与PCB待塞孔相通的导气孔；所述导气孔的一端与外界空气连通；所述导气孔与待塞孔之间设置有防水透气膜；工艺包括以下步骤：

S1、将垫板固定在水平平台上，将待塞孔的PCB板固定在垫板上，使得待塞孔与所述导气孔相对；

S2、将树脂加热待浇铸，然后将喷嘴悬停在PCB板的待塞孔上方，并使所述浇铸嘴和所述真空嘴贴合所述待塞孔的侧壁；

S3、开启喷射器和抽气泵，流体状态的树脂从所述浇铸嘴流入到待塞孔中，且待塞孔中的气体自所述导气孔和所述真空嘴逃逸；直至树脂从待塞孔溢出；

S4、烘烤PCB板使待塞孔内的树脂固化，然后对PCB板进行表面处理，整平溢出待塞孔中的树脂。

作为优选，所述导气孔的直径小于所述待塞孔的直径。

作为优选，所述电路板的纵横比为15:1-40:1。

本发明的有益效果是：本发明提供一种PCB树脂塞孔防气泡辅助喷嘴及工艺，用于适配存储有流体状态树脂的喷射器，包括与喷射器连接的管体，管体设置有浇铸嘴和真空嘴，管体内设置有互不相通的树脂流道和真空流道；树脂流道两端分别连接喷射器和浇铸嘴；真空流道的两端分别连接喷射器内的抽气泵和真空嘴；浇铸嘴和真空嘴呈扁平圆弧形，并分布在同一个虚拟圆的弧边上；通过真空嘴将待塞孔的局部环境塑造成真空环境，使得有一定流动性的树脂从浇铸嘴流入到待塞孔中，并且流体从侧壁流下能够尽可能的保证空气能够逃逸，并且在工艺过程还使用了缝制有防水透气膜的导气孔，使得内外压力始终处于稳定平衡状态，能够保证整个过程不会有气泡产生；结构巧妙；工艺优化高，无气泡产生，且工作成本低。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为本发明的喷嘴结构图；

图3为本发明的喷嘴处剖视图；

图4为本发明的真空嘴局部放大图；

图5为本发明的使用时爆炸图；

图6为本发明的工艺流程图。

主要元件符号说明如下：

1、管体；11、浇铸嘴；111、第一弧边；112、第二弧边；1121、导向部；12、真空嘴；2、PCB板；21、待塞孔；3、垫板；31、导气孔；32、防水透气膜。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

在现有技术中，如果采用人工刮树脂塞孔的方法进行填充的话，因为刮出的固体物质在待塞孔中会相互抵持，从而存在一定的间隙，所以在后续热熔过程中可能还是会存在一定的内部气泡，所以在一些厂家采用了真空浇铸的方式，将PCB板置于真空环境中，利用液体状的树脂进行填充，保证其内部无气泡；但是这样操作首先是作业成本高，而待塞孔本身就比较小，所以通过整个环境抽取真空可能无法抽取到待塞孔中的气体，那么效果也就会有所下降，俗称吃力不讨好。基于此，发明人发明了一种能够产生局部真空的喷嘴，并且从气体流动上进行喷嘴构造设计，具体如下。

本发明提供一种PCB树脂塞孔防气泡辅助喷嘴，请参阅图1-图5，用于适配存储有流体状态树脂的喷射器，包括与喷射器连接的管体1，管体1设置有浇铸嘴11和真空嘴12，管体1内设置有互不相通的树脂流道和真空流道；树脂流道两端分别连接喷射器和浇铸嘴；所谓树脂流道就是连接了喷射器中的储存仓，然后进行树脂的喷射；真空流道的两端分别连接喷射器内的抽气泵和真空嘴，从而在待塞孔的内部环境形成一个真空环境，相较于整个环境均形成真空，这个真空环境更加容易构建，并且其抽气的过程和浇铸过程是同步相邻进行的，所以在树脂流入到待塞孔内压缩的空气能够同步被真空嘴抽吸走，所以流动的树脂在堆叠过程中也不会有间隙；所以在熔融后不会有气泡产生；因为在构造上，浇铸嘴11和真空嘴12呈扁平圆弧形，并分布在同一个虚拟圆的弧边上；因为待塞孔的横截面也是圆形的，所以定制成弧形结构可以更好的贴合在待塞孔的侧壁上，使得流体更好的沿着内壁填充满待塞孔，同时待塞孔中被挤压的空气会沿着另一个方向的侧壁溢出，这是真空嘴进行抽气，产生更大的洗力进行真空环境的塑造，从而防止气泡的产生。

并且从工程应用上来说，因为同一种类型的PCB板设计是一致的，并且其待塞孔大多数都是圆孔型，所以将喷嘴设置为圆孔弧边，能够更好的进行作业，同时在更换另一种设计的PCB时，可以进行相应的适配；也可以作为一定的标准件进行生产和更换，从而适配不同尺寸的待塞孔。

在本实施例中，浇铸嘴11的弧长是真空嘴12的弧长的两倍，浇铸嘴和真空嘴是相互作用的，如果真空嘴不作业，那么浇铸嘴流出的流体还有可能相互抵持造成气泡，所以真空环境是一个很重要的技术前提，而真空影响的范围（抽气气流范围）也不能无所节制，因为没有范围约束的话，流体在流下的过程中可能会由于内壁气压和靠近真空嘴一侧气压相差较大，由于伯努利原理而产生一定的弯曲，这个弯曲间隙就会在靠近浇铸嘴一侧的内壁和树脂流体之间形成一个间隙，甚至是流体被拉扯断裂，那么就会如人工刮树脂一样互相之间抵持；在后续的过程就会形成一个气泡，影响整体工艺和产品质量。因此，最为合适的比例就是浇铸嘴是真空嘴的两倍；使得浇铸过程能够即满足真空，又能快速的填充满待塞孔。

在本实施例中，浇铸嘴11的弧长不超过虚拟圆的1/2圆周长度；同样的，这个比例能够更好的适应抽气速度和范围以及浇铸速度平衡，从而使得浇铸过程无气泡产生。

在本实施例中，浇铸嘴11和真空嘴12的对称面位于同一个平面上。也就是两者在相对的一个位置上，能够在圆周这个小范围内找到最对流的一个位置，从而使得流体填充平整，空气抽吸过程顺畅。

在本实施例中，浇铸嘴11和真空嘴12构成的虚拟圆与待塞孔的圆边相同；且浇铸嘴和真空嘴紧贴待塞孔21的侧壁；其中，浇铸嘴包括紧贴待塞孔侧壁的第一弧边111、以及远离待塞孔侧壁的第二弧边112；第二弧边112向远离管体的一侧延伸形成导向部1121，导向部1121向第一弧边111一侧弯曲。由于导向部的存在，可以使得流体更好的贴合内壁，同时让喷嘴在一开始对位时更容易寻找到贴合位置。

在本实施例中，浇铸嘴11的长度大于真空嘴12的长度，所以从真空嘴产生的气流所产生的气体扰动不会对刚从浇铸嘴流出的树脂流造成影响，使得待塞孔内的环境能够保持在一个稳定的真空环境，使得整个填充过程不会有气泡产生。

在本实施例中，浇铸嘴11和真空嘴12为硬质塑料件，导向部为柔性硅胶件，因为待塞孔需要先行镀铜，所以为了防止碰触刮铜，所以第一弧边不一定要完全抵持在孔壁，所以需要依靠第二弧边去约束流出的树脂，使其贴合内壁流下。

还公开一种PCB树脂塞孔防气泡工艺，请参阅图6，包括的PCB树脂塞孔防气泡辅助喷嘴进行浇铸，还包括用于放置PCB板2的垫板3，垫板3设置有与PCB待塞孔21相通的导气孔31；导气孔31的一端与外界空气连通；导气孔31与待塞孔之间设置有防水透气膜32；所谓防水透气膜也被成为呼吸纸，是一种高分子防水材料，能够防止大分子的液态物体透过，而可以进行气体的穿透，所以在垫板支撑了PCB板以后，导气孔能够让待塞孔之中的一部分气体从导气孔溢出，在第一层填充待塞孔底部的树脂产生的压缩空气就可以从导气孔溢出，在后续阻隔后多依靠喷嘴上的真空嘴进行抽气，有少量的气体会从导气孔溢出，双从保证待塞孔内无气泡；工艺包括以下步骤：

S1、将垫板固定在水平平台上，将待塞孔的PCB板固定在垫板上，使得待塞孔与导气孔相对；垫板起到固定作用；

S2、将树脂加热待浇铸，然后将喷嘴悬停在PCB板的待塞孔上方，并使浇铸嘴和真空嘴贴合待塞孔的侧壁；所谓待浇铸状态不是完全的熔融状态，因为树脂本身是可以加热软化的，所以在浇铸嘴流出后可能会缓慢的降温形成固定形态，所以可能还会存在一定的空气间隙，此时就依靠真空嘴和导气孔进行气体的排出；

S3、开启喷射器和抽气泵，流体状态的树脂从浇铸嘴流入到待塞孔中，且待塞孔中的气体自导气孔和真空嘴逃逸；直至树脂从待塞孔溢出；

S4、烘烤PCB板使待塞孔内的树脂固化，然后对PCB板进行表面处理，整平溢出待塞孔中的树脂。

在本实施例中，导气孔31的直径小于待塞孔的直径；因为导气孔只起到气体逃散的作用，而且防水透气膜本身是柔性材质，所以会由于树脂的重力而产生形变，所以为了保证形变不会过大，所以将导气孔的直径设置为小于待塞孔。

在本实施例中，电路板的纵横比为15:1-40:1；纵横比指的是PCB板的厚度与待塞孔的直径的比例，随着人们追求越来越小的电子产品，对于PCB集成度和体积要求逐渐提高，在PCB有限的面积要布尽可能多的线，只能缩小可设置线路的待塞孔，待塞孔的尺寸变小意味着PCB的纵横比变大，但是当纵横比大于15比1时，待塞孔远小于PCB的板厚，即待塞孔的深度远大于待塞孔的直径，采用现有的待塞孔技术，在往待塞孔中塞入树脂时，由于机台面与垫板之间的结合面较为平整，两者抵接地比较紧密，开设在垫板3上的导气孔31不易排出空气，导致树脂塞入待塞孔不饱满；而通过真空嘴和导气孔进行局部真空环境的塑造，解决了待塞孔气泡和凹陷的问题，从而提升高纵横比的PCB的品质，并且提升了树脂塞孔的一次性良率。

本发明的优势在于：

1）通过真空嘴将待塞孔的局部环境塑造成真空环境，使得有一定流动性的树脂从浇铸嘴流入到待塞孔中，并且流体从侧壁流下能够尽可能的保证空气能够逃逸；

2）并且在工艺过程还使用了缝制有防水透气膜的导气孔，使得内外压力始终处于稳定平衡状态，能够保证整个过程不会有气泡产生；结构巧妙；工艺优化高，无气泡产生，且工作成本低。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种PCB树脂塞孔防气泡辅助喷嘴，用于适配存储有流体状态树脂的喷射器，其特征在于，包括与喷射器连接的管体，所述管体设置有浇铸嘴和真空嘴，所述管体内设置有互不相通的树脂流道和真空流道；所述树脂流道两端分别连接所述喷射器和所述浇铸嘴；所述真空流道的两端分别连接所述喷射器内的抽气泵和所述真空嘴；所述浇铸嘴和所述真空嘴呈扁平圆弧形，并分布在同一个虚拟圆的弧边上。

2.根据权利要求1所述的PCB树脂塞孔防气泡辅助喷嘴，其特征在于，所述浇铸嘴的弧长是所述真空嘴的弧长的两倍。

3.根据权利要求2所述的PCB树脂塞孔防气泡辅助喷嘴，其特征在于，所述浇铸嘴的弧长不超过虚拟圆的1/2圆周长度。

4.根据权利要求3所述的PCB树脂塞孔防气泡辅助喷嘴，其特征在于，所述浇铸嘴和所述真空嘴的对称面位于同一个平面上。

5.根据权利要求1所述的PCB树脂塞孔防气泡辅助喷嘴，其特征在于，所述浇铸嘴和所述真空嘴构成的虚拟圆与待塞孔的圆边相同；且所述浇铸嘴和所述真空嘴紧贴待塞孔的侧壁；其中，所述浇铸嘴包括紧贴待塞孔侧壁的第一弧边、以及远离待塞孔侧壁的第二弧边；所述第二弧边向远离所述管体的一侧延伸形成导向部，所述导向部向所述第一弧边一侧弯曲。

6.根据权利要求5所述的PCB树脂塞孔防气泡辅助喷嘴，其特征在于，所述浇铸嘴的长度大于所述真空嘴的长度。

7.根据权利要求5所述的PCB树脂塞孔防气泡辅助喷嘴，其特征在于，所述浇铸嘴和所述真空嘴为硬质塑料件，所述导向部为柔性硅胶件。

8.一种PCB树脂塞孔防气泡工艺，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的PCB树脂塞孔防气泡辅助喷嘴进行浇铸，还包括用于放置PCB板的垫板，所述垫板设置有与PCB待塞孔相通的导气孔；所述导气孔的一端与外界空气连通；所述导气孔与待塞孔之间设置有防水透气膜；工艺包括以下步骤：

S1、将垫板固定在水平平台上，将待塞孔的PCB板固定在垫板上，使得待塞孔与所述导气孔相对；

S2、将树脂加热待浇铸，然后将喷嘴悬停在PCB板的待塞孔上方，并使所述浇铸嘴和所述真空嘴贴合所述待塞孔的侧壁；

S3、开启喷射器和抽气泵，流体状态的树脂从所述浇铸嘴流入到待塞孔中，且待塞孔中的气体自所述导气孔和所述真空嘴逃逸；直至树脂从待塞孔溢出；

S4、烘烤PCB板使待塞孔内的树脂固化，然后对PCB板进行表面处理，整平溢出待塞孔中的树脂。

9.根据权利要求8所述的PCB树脂塞孔防气泡工艺，其特征在于，所述导气孔的直径小于所述待塞孔的直径。

10.根据权利要求8所述的PCB树脂塞孔防气泡工艺，其特征在于，所述电路板的纵横比为15:1-40:1。

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