TWI785820B - 去除孔壁局部金屬之方法及鑽針 - Google Patents

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Abstract

本發明之去除孔壁局部金屬之方法包括下列步驟：首先，提供一電路板，電路板包括多個線路層、多個介電層及一電鍍通孔，其中一個該介電層位於兩個相鄰的該線路層之間，該電鍍通孔的孔壁包括至少一多餘孔銅，且緊鄰於該多餘孔銅下方的該線路層定義為一訊號層。之後，測量並取得訊號層及多餘孔銅於該電鍍通孔中的位置。接著，提供一鑽針，該鑽針包括一本體部及至少一針頭，且將鑽針移動到該多餘孔銅的位置。其中，依據本體部的中軸線轉動該本體部，以使針頭鑽除部分之多餘孔銅。

Description

去除孔壁局部金屬之方法及鑽針
本發明是涉及印刷電路板(PCB)的加工技術領域，特別是指一種去除孔壁局部金屬之方法及鑽針。
請參閱圖1，印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)8中的電鍍通孔80往往會有多餘的孔銅80R殘留在電鍍通孔80的孔壁上，多餘的孔銅會影響信號傳輸，引起傳輸線信號的反射，導致信號產生雜訊而失真，尤其是對高頻訊號影響甚為明顯，此種效應也被稱為殘段效應(stub effect)。
現行去除殘段效應的方法是使用鑽徑大於該電鍍通孔80的鑽針，並以鑽孔一定深度的方式去除多餘孔銅。然而，上述的方法之缺點如下：
1.需鑽除之面積較大，所以在設計印刷電路板8時，需保留較多的空間餘裕。
2.鑽孔之深度通常較深，且鑽除之板材較多，易使印刷電路板8出現製程異常的風險提高。
3.鑽孔之深度公差較大不易控制，使得消除殘段效應之功效不穩定。
因此，如何提高消除殘段效應之功效便是本領域具有通常知識者值得去思量地。
本發明之目的在於提供一去除孔壁局部金屬之方法，該方法能提高消除殘段效應之功效，且減少破壞印刷電路板的板材。
本發明之去除孔壁局部金屬之方法包括下列步驟：首先，提供一電路板，電路板包括多個線路層、多個介電層及一電鍍通孔，其中一個介電層位於兩個相鄰的線路層之間，電鍍通孔的孔壁包括至少一多餘孔銅，且緊鄰於多餘孔銅下方的該線路層定義為一訊號層。之後，測量並取得多餘孔銅於電鍍通孔中的位置。接著，提供一鑽針，該鑽針包括一本體部及至少一針頭，且將該鑽針移動到訊號層上方之多餘孔銅的位置。其中，依據該本體部的中軸線轉動該本體部，以使針頭鑽除部分之多餘孔銅。
在上所述之去除孔壁局部金屬之方法中，本體部的中軸線與該針頭的中軸線夾設一角度。
在上所述之去除孔壁局部金屬之方法中，角度為90°。
在上所述之去除孔壁局部金屬之方法中，鑽針的寬度大於該電鍍通孔的半徑。
在上所述之去除孔壁局部金屬之方法中，鑽針的寬度不大於電鍍通孔的半徑。
在上所述之去除孔壁局部金屬之方法中，還未電鍍成為該電鍍通孔的貫穿孔定義為一貫孔，且當該本體部轉動時，該本體部還進行一水平圓形路徑的移動，且該水平圓形路徑之半徑加上該鑽針的寬度大於該貫孔的半徑。
在上所述之去除孔壁局部金屬之方法中，還未電鍍成為該電鍍通孔的貫穿孔定義為一貫孔，且當該本體部自轉轉動時，該本體部同時進行一水平圓形路徑的位移移動，且該水平圓形路徑之半徑加上該鑽針的寬度大於該貫孔的半徑。
本發明另一目的在於提供一去除孔壁局部金屬之鑽針，該去除孔壁局部金屬之鑽針能提高消除殘段效應之功效，且減少破壞印刷電路板的板材。
本發明之去除孔壁局部金屬之鑽針是應用於一電路板，電路板包括多個線路層、多個介電層及一電鍍通孔，每一介電層位於兩個相鄰的該線路層之間， 該電鍍通孔的孔壁包括至少一多餘孔銅，且該多餘孔銅的位置對應於一個或多個該介電層的位置。鑽針包括一本體部及至少一針頭，針頭的中軸線與本體部的中軸線夾設一角度。其中，針頭用以鑽除部分之多餘孔銅。
在上所述去除孔壁局部金屬之鑽針中，角度為90°。
在上所述去除孔壁局部金屬之鑽針中，鑽針的寬度大於該電鍍通孔的半徑。
在上所述去除孔壁局部金屬之鑽針中，鑽針的寬度不大於該電鍍通孔的半徑。
本發明具有下述優點：去除孔壁局部金屬之方法及鑽針能提高消除殘段效應之功效，減少破壞印刷電路板的板材，從而可以消除殘段效應給通孔帶來的寄生電容效應產生雜訊使訊號失真等訊號傳輸問題，並且保證其他內層電路正常導通。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
S1~S4:步驟
6:電容感應設備
60:感應組件
7、7’:鑽針
70、70’:本體部
71、71’:針頭
8:印刷電路板
80:電鍍通孔
80R:多餘的孔銅
9:電路板
90:電鍍通孔
90’:貫孔
90R:多餘孔銅
91:線路層
91S:訊號層
92:介電層
θ:角度
W、W’:寬度
C1、C3:水平圓形路徑
C2:自轉轉動
圖1所繪示為多餘的孔銅殘留在電鍍通孔80的孔壁的示意圖。
圖2所繪示為本發明之去除孔壁局部金屬之方法的流程圖。
圖3A所繪示為電路板9的示意圖。
圖3B所繪示為貫孔90’的示意圖
圖4A及圖4B所繪示為感應組件60深入於電鍍通孔90內的示意圖。
圖4C所繪示為電容感應曲線的示意圖。
圖5A所繪示為鑽針7的示意圖。
圖5B所繪示為針頭71移動到多餘孔銅90R的示意圖。
圖5C所繪示為其他形式的鑽針7的示意圖。
圖6所繪示為針頭71鑽除部分之多餘孔銅90R與部分的介電層92的示意圖。
圖7所繪示為針頭71’鑽除部分之多餘孔銅90R與部分的介電層92的示意圖。
請參閱圖2，圖2所繪示為本發明之去除孔壁局部金屬之方法的流程圖。去除孔壁局部金屬之方法是包括下列步驟：首先，請參閱步驟S1及圖3A，提供一電路板9，電路板9包括多個線路層91、多個介電層92(圖3A顯示有三層的介電層92)及一電鍍通孔90，每一個介電層92是位於兩個相鄰的線路層91之間，電鍍通孔90的孔壁包括至少一多餘孔銅90R。其中，緊鄰於多餘孔銅90R下方的線路層91是被定義為一訊號層91S。並且，多餘孔銅90R的位置是對應於其中一個或多個介電層92的位置。在本實施例中，多餘孔銅90R的位置是對應到由上而下數來之第一層及二層的介電層92的位置。
此外，請參閱圖3B，圖3B所繪示為貫孔90’的示意圖，貫孔90’為還未電鍍成為電鍍通孔90的貫穿孔。詳細來說，貫孔90’的半徑相當於電鍍通孔90的半徑加上多餘孔銅90R的厚度。
之後，請參閱步驟S2、圖4A、圖4B及圖4C，測量並取得訊號層91S於電鍍通孔90中的位置。具體來說，本實施例是以一電容感應設備6來偵測電鍍通孔90內的電容值變化。電容感應設備6是包括一感應組件60，感應組件60是用以深入電鍍通孔90並沿著電鍍通孔90移動以感應孔內的電容值變化，以產生一電容感應曲線(請參閱4C)。其中，該電容感應曲線中的電容值之起伏變化的次數是代表感應組件60經過之孔環數(線路層91的層數)。此外，經由測量該電容感應曲線的曲線谷值寬度(亦即：所需時間(t))及考慮感應組件60的移動速度(v)後，便能推算出介電層92的厚度(d,d=v×t)。因此，得知感應組件60經過之孔環數及各層的介電層92之厚度，便能取得訊號層91S的位置，且經由取得訊號層91S的所在位置，便能同時得知多餘孔銅90R的位置。
在上述的實施例中，是以偵測電鍍通孔90內的電容值變化來確認訊號層91S的位置。然而，在其他的實施例中，也能使用一電感式感應元件來感應孔內的電感值變化，同樣能確認訊號層91S的所在位置。此外，除了使用偵測電容值變化的方式或電感值變化的方式之外，也可使用一鏡頭模組深入電鍍通孔90內對著孔壁直接拍攝，同樣能取得訊號層91S的所在位置。本案偵測訊號層91S之實施方式不以此些方法為限。
接著，請參閱步驟S3、圖5A及圖5B，提供一鑽針7，鑽針7是包括一本體部70及至少一針頭71，且將鑽針7移動到訊號層91S上方之多餘孔銅90R的某一適當位置，該適當位置視鑽針設備的移動定位的公差而定。詳細來說，本體部70的中軸線與針頭71的中軸線夾設一角度θ，較佳的角度θ例如為90°，有利於後續鑽除孔銅作業。並且，本體部70與針頭71合起來的範圍是相當於鑽針7的寬度W。在本實施例中，鑽針7的寬度W是大於電鍍通孔90的半徑，所以需先將本體部70的中軸線偏離電鍍通孔90的中心位置，才能在不觸碰該孔壁的情況下將鑽針7移入於電鍍通孔90內。之後，針頭71依據步驟S2測量的結果移動到多餘孔銅90R的位置(請參閱圖5B)。
此外，請參閱圖5C，圖5C所繪示為其他形式的鑽針7的示意圖。在本實施例中，鑽針7形狀是呈L型。然而，在其他的實施例中，鑽針7形狀還可為J型或T型，只要針頭71於垂直投影方向之直徑大於本體部70之直徑即可。
之後，請參閱步驟S4、圖6及再次參閱圖3B，依據本體部70的中心軸線轉動該本體部70，也就是本體部70自轉轉動C2時，本體部70還進行一水平圓形路徑C1的移動，且水平圓形路徑C1之半徑加上鑽針7的寬度W是大於貫孔90’的半徑，所以針頭71便能鑽除部分之多餘孔銅90R。
詳細來說，由於鑽針7的寬度W是大於電鍍通孔90的半徑，所以當鑽針7的本體部70的中心軸線橫向往電鍍通孔90的中心位置移動後，針頭71才能觸碰到 多餘孔銅90R。之後，使鑽針7繞著本體部70的中心軸線自轉轉動C2及水平圓形路徑C1的移動，便能將部分之多餘孔銅90R鑽除。在部分之鑽除多餘孔銅90R的過程中，或許也會鑽除少部分的介電層92，但相較於先前技術，本實施例的去除殘段效應之方法對板材的耗損已減少很多。因此，相較於現行去除殘段效應的方法，本方法是針對性的除去多餘孔銅90R，所以提高了消除殘段效應之功效，也減少對電路板9的板材的破壞，降低電路板9產生異常的狀態，且電路板9在設計上也無須保留過大的空間餘裕。
此外，請參閱圖7，在其他的實施例中，鑽針7’的寬度W’也可能不大於電鍍通孔90的半徑。這樣一來，鑽針7’的本體部70’便能沿著電鍍通孔90的中心位置深入於電鍍通孔90內。然而，由於鑽針7’的寬度W’不大於電鍍通孔90的半徑，所以當鑽針7’的本體部70’位於電鍍通孔90的中心位置時，針頭71’是無法觸碰到多餘孔銅90R。因此，當本體部70’位於電鍍通孔90內時，需同時進行一自轉轉動C2及一水平圓形路徑C3的位移移動(水平圓形路徑C3是大於水平圓形路徑C1)，以使水平圓形路徑C3之半徑加上鑽針7’寬度W’大於貫孔90’的半徑。這樣一來，針頭71’才能鑽除部分之多餘孔銅90R。
在其他的實施例中，也可以將鑽針7直接連接電容感應設備6，鑽針7就相當於步驟S2中的感應組件60，針頭71是直接接觸電鍍通孔90之孔銅，並沿孔壁深入通孔內感應電容值之起伏變化。值得注意的是，鑽針7感應到第三次起伏變化時即停止向下，這代表針頭71已到達訊號層91S相鄰的層別。接著，再將針頭71往上一適當距離，針頭71便到達多餘孔銅90R的所在位置，可直接鑽除部分之多餘孔銅90R。
綜上所述，本發明之去除孔壁局部金屬之方法及鑽針能提高消除殘段效應之功效，且減少破壞印刷電路板的板材。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
S1~S4:步驟

Claims (11)

  1. 一種去除孔壁局部金屬之方法，包括：提供一電路板，該電路板包括多個線路層、多個介電層及一電鍍通孔，每一個介電層位於兩個相鄰的該線路層之間，該電鍍通孔的孔壁包括至少一多餘孔銅，且緊鄰於該多餘孔銅下方的該線路層定義為一訊號層；測量並取得該訊號層及該多餘孔銅於該電鍍通孔中的位置；及提供一鑽針，該鑽針包括一本體部及至少一針頭，且將該鑽針移動到該多餘孔銅的位置；其中，依據該本體部的中軸線轉動該本體部，以使該針頭鑽除部分之該多餘孔銅。
  2. 如請求項1所述之去除孔壁局部金屬之方法，其中該本體部的中軸線與該針頭的中軸線夾設一角度。
  3. 如請求項2所述之去除孔壁局部金屬之方法，其中該角度為90°。
  4. 如請求項3所述之去除孔壁局部金屬之方法，其中該鑽針的寬度大於該電鍍通孔的半徑。
  5. 如請求項3所述之去除孔壁局部金屬之方法，其中該鑽針的寬度不大於該電鍍通孔的半徑。
  6. 如請求項4所述之去除孔壁局部金屬之方法，其中，還未電鍍成為該電鍍通孔的貫穿孔定義為一貫孔，且當該本體部轉動時，該本體部還進行一水平圓形路徑的移動，且該水平圓形路徑之半徑加上該鑽針的寬度大於該貫孔的半徑。
  7. 如請求項5所述之去除孔壁局部金屬之方法，其中，還未電鍍成為該電鍍通孔的貫穿孔定義為一貫孔，且當該本體部自轉轉動時，該本體部同時進行一水平圓形路徑的位移移動，且該水平圓形路徑之半徑加上該鑽針的寬度大於該貫孔的半徑。
  8. 一種去除孔壁局部金屬之鑽針，應用於一電路板，該電路板包括多個線路層、多個介電層及一電鍍通孔，其中一個該介電層位於兩個相鄰的該線路層之間，該電鍍通孔的孔壁包括至少一多餘孔銅，且該多餘孔銅的位置對應於一個或多個該介電層的位置，該鑽針包括：一本體部；及至少一針頭，該針頭的中軸線與該本體部的中軸線夾設一角度；其中，該針頭用以鑽除部分之該多餘孔銅。
  9. 如請求項8所述去除孔壁局部金屬之鑽針，其中該角度為90°。
  10. 如請求項9所述去除孔壁局部金屬之鑽針，其中該鑽針的寬度大於該電鍍通孔的半徑。
  11. 如請求項9所述去除孔壁局部金屬之鑽針，其中該鑽針的寬度不大於該電鍍通孔的半徑。
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