TWI843250B - 多層電路板的背鑽孔方法及電路板製造系統 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露一種多層電路板的背鑽孔方法及電路板製造系統。本發明的多層電路板的背鑽孔方法，在對多層電路板形成背鑽孔之前，會先判斷背鑽孔深度是否大於多層電路板的總厚度的二分之一。若背鑽孔深度是否大於多層電路板的總厚度的二分之一，則於鑽孔設備下鑽的過程中，會即時地計算出當前保留深度，並判斷當前保留深度是否等於預設保留深度。當前保留深度是總厚度減去當前下鑽深度，預設保留深度是總厚度減去背鑽孔深度。當當前保留深度等於預設保留深度，則使鑽孔設備停止下鑽，以完成背鑽孔。
Description
本發明涉及一種背鑽孔方法及電路板製造系統，特別是一種於多層電路板形成背鑽孔的多層電路板的背鑽孔方法及製造出包含有背鑽孔的多層電路板的電路板製造系統。
現有常見的用來於電路板上形成背鑽孔的方法及電路板製造系統，在單層電路板上執行，可以製造出精度佳的背鑽孔，但利用此種方法及製造系統，於多層電路板形成背鑽孔，則會因為多層電路板的製造公差等各種因素，而出現背鑽孔精度不佳的問題。
本發明公開一種多層電路板的背鑽孔方法及電路板製造系統，主要用以改善習知的多層電路板的背鑽孔方法及電路板製造系統，於多層電路板所形成的背鑽孔的精度不佳的問題。
本發明的其中一實施例公開一種多層電路板的背鑽孔方法，其用以於一多層電路板形成一背鑽孔，多層電路板的背鑽孔方法包含：一置放步驟：將多層電路板置放於一載台；其中，多層電路板的彼此相反的兩側面分別定義為一底面及一頂面，底面鄰近於載台，頂面則遠離載台；一貫穿孔形成步驟：對多層電路板進行鑽孔，以形成貫穿孔，貫穿孔貫穿多層電路板；一電鍍步驟：於貫穿孔的內壁形成一預定厚度的一導電層；一判斷步驟：取得一背鑽孔深度，並判斷背鑽孔深度是否小於多層電路板的一總厚度；若背鑽孔深度小於總厚度的二分之一，則執行：一第一背鑽步驟：使一鑽孔設
備，由多層電路板的頂面開始向底面的方向下鑽背鑽孔深度，以形成背鑽孔；若背鑽孔深度不小於總厚度的二分之一，則執行：一計算步驟：計算一預設保留深度，預設保留深度是總厚度減去背鑽孔深度；一第二背鑽步驟：使鑽孔設備，由多層電路板的頂面開始向底面的方向下鑽，且於鑽孔設備下鑽的過程中，即時地計算出一當前保留深度，並判斷當前保留深度是否等於預設保留深度；當前保留深度是總厚度減去一當前下鑽深度；當當前保留深度等於預設保留深度，則使鑽孔設備停止下鑽，以完成背鑽孔；其中，背鑽孔的內徑大於貫穿孔的內徑，而於第一背鑽步驟或第二背鑽步驟中，一部分的導電層將被去除。
本發明的其中一實施例公開一種電路板製造系統，其能執行本發明的多層電路板的背鑽方法，電路板製造系統包含：一鑽孔設備及一電鍍設備。鑽孔設備能執行本發明的多層電路板的背鑽方法的貫穿孔形成步驟、第一背鑽步驟及第二背鑽步驟；鑽孔設備還包含一處理裝置及一輸入裝置，處理裝置能執行判斷步驟，輸入裝置用以提供使用者輸入背鑽孔深度；鑽孔設備還能執行本發明的多層電路板的背鑽方法的量測步驟及墊木板量測步驟；電鍍設備能執行本發明的多層電路板的背鑽方法的電鍍步驟。
綜上所述，本發明的多層電路板的背鑽孔方法及電路板製造系統，可以於多層電路板上形成精度佳的背鑽孔。
為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。
1:多層電路板
11:底面
12:頂面
13:貫穿孔
14:背鑽孔
2:導電層
200:載台
300:墊木板
400:鑽頭
500:電路板製造系統
501:鑽孔設備
5011:鑽頭裝置
5012:量測裝置
5013:處理裝置
5014:輸入裝置
502:電鍍設備
503:傳輸設備
H1:總厚度
H2:當前下鑽深度
H3:背鑽孔深度
H4:背鑽孔深度
H5:預設保留深度
H6:當前下鑽深度
H7:當前保留深度
A1~A6:區域
B1~B9:量測位置
S11:置放步驟
S12:貫穿孔形成步驟
S13:電鍍步驟
S14:判斷步驟
S15:第一背鑽步驟
S16:計算步驟
S17:第二背鑽步驟
S21:量測步驟
S31:墊木板量測步驟
S11a:置放步驟
S21a:量測步驟
圖1為本發明的層電路板的背鑽孔方法的第一實施例的流程示意圖。
圖2至圖6顯示為多層電路板的不同狀態時的截面示意圖。
圖7為本發明的多層電路板的背鑽孔方法的第二實施例的流程示意圖。
圖8為多層電路板的多個區域及量測位置的示意圖。
圖9為本發明的多層電路板的背鑽孔方法的第三實施例的流程示意圖。
圖10為本發明的電路板製造系統的方塊示意圖。
於以下說明中，如有指出請參閱特定圖式或是如特定圖式所示，其僅是用以強調於後續說明中，所述及的相關內容大部份出現於該特定圖式中，但不限制該後續說明中僅可參考所述特定圖式。
請一併參閱圖1至圖4，圖1顯示為本發明的多層電路板的背鑽孔方法的流程示意圖，圖2至圖4分別為多層電路板於不同狀態的截面示意圖。本發明的多層電路板的背鑽方法用以於一多層電路板1形成一背鑽孔14。多層電路板的背鑽孔方法包含：一置放步驟S11：將多層電路板1置放於一載台200；其中，多層電路板1的彼此相反的兩側面分別定義為一底面11及一頂面12，底面11鄰近於載台200，頂面12則遠離載台200；一貫穿孔形成步驟S12：對多層電路板1進行鑽孔，以形成貫穿孔13，貫穿孔13貫穿多層電路板1(如圖2所示)；一電鍍步驟S13：於貫穿孔13的內壁形成一預定厚度的一導電層2(如圖3所示)；一判斷步驟S14：取得一背鑽孔深度，並判斷背鑽孔深度是否小於多層電路板1的一總厚度；若背鑽孔深度小於總厚度的二分之一，則執行：
一第一背鑽步驟S15：使一鑽孔設備，由多層電路板1的頂面12開始向底面11的方向下鑽背鑽孔深度，以形成背鑽孔14(如圖4所示)；若背鑽孔深度不小於總厚度的二分之一，則執行：一計算步驟S16：計算一預設保留深度，預設保留深度是總厚度減去背鑽孔深度；一第二背鑽步驟S17：使鑽孔設備，由多層電路板1的頂面12開始向底面11的方向下鑽，且於鑽孔設備下鑽的過程中，即時地計算出一當前保留深度，並判斷當前保留深度是否等於預設保留深度；當前保留深度是總厚度減去一當前下鑽深度；當當前保留深度等於預設保留深度時，則使鑽孔設備停止下鑽，以完成背鑽孔14；其中，背鑽孔14的內徑大於貫穿孔的內徑，而於第一背鑽步驟S15或第二背鑽步驟S17中，一部分的導電層2將被去除。
更具體來說，如圖1及圖5所示，假設背鑽孔深度H3小於多層電路板1的總厚度H1的二分之一，則於判斷步驟S14後，將執行第一背鑽步驟S15。而於第一背鑽步驟S15中，在鑽孔設備的鑽頭400下鑽的過程中，相關處理裝置將是即時地判斷鑽頭400當前已經下鑽的一當前下鑽深度H2，是否等於背鑽孔深度H3；當當前下鑽深度H2等於背鑽孔深度H3時，相關處理裝置將會控制鑽孔設備停止鑽孔，據以完成於多層電路板形成背鑽孔的作業。
相對地，如圖6所示，假設背鑽孔深度H4大於多層電路板1的總厚度H1的二分之一，則於判斷步驟S14後，將先後執行計算步驟S16及第二背鑽步驟S17。於計算步驟S16中，相關處理裝置是先將多層電路板1的總厚度H1，減去背鑽孔深度H4，以取得預設保留深度H5；於第二背鑽步驟S17中，相關處理裝置則是利用多層電路板1的總厚度H1，減去鑽頭400當前已經下鑽的當前下鑽深度H6，以計算出當前保留深度H7，並判斷當前保留深
度H7是否等於預設保留深度H5；當當前保留深度H7等於預設保留深度H5時，相關處理裝置將會控制鑽孔設備停止鑽孔，據以完成於多層電路板形成背鑽孔的作業。
承上述圖6的例子，假設多層電路板1的總厚度H1是160密耳(mil)，預設的背鑽孔深度H4為120密耳(mil)，且多層電路板1的總厚度H1的製造公差是±10%，則若是利用上述第一背鑽步驟S15，於多層電路板1形成背鑽孔14，最終實際製作出的背鑽孔14的深度與預設的背鑽孔深度的誤差量，將會是(120±10%)/2密耳(mil)，即±6密耳(mil)；反之，若是利用計算步驟S16及第二背鑽步驟S17，於多層電路板1形成背鑽孔14，則最終實際製作出的背鑽孔14的深度，與預設背鑽孔深度的誤差量，將會是((160-120)±10%)/2密耳(mil)，即±2密耳(mil)。其中，上述誤差量的計算中是假設多層電路板向頂面及底面的增加/減少量相同，亦即，若多層電路板實際上的總厚度是160+10%密耳(mil)，則假設多層電路板是向上及向下分別多增加8密耳(mil)。
誠如上述例子的說明，本發明的多層電路板的背鑽孔方法，可以有效地降低最後於多層電路板上形成的背鑽孔的誤差量，即，有效地提升最終於多層電路板所形成的背鑽孔的精度，特別是在背鑽孔深度大於多層電路板的總厚度的二分之一的情況中。
在實際應用中，利用本發明的多層電路的背鑽孔方法，於厚度不小於3.2公釐的多層電路板形成背鑽孔，最終形成的背鑽孔的精度，將明顯優於利用習知的背鑽孔方式所形成的背鑽孔的精度。
在實際應用中，若多層電路板的一實際總厚度，為多層電路板的一預設總厚度的±5%以上，即多層電路板的總厚度的製造公差為±5%以上，則利用本發明的多層電路的背鑽孔方法，於多層電路板形成背鑽孔，最
終形成的背鑽孔的精度，將明顯優於利用習知的背鑽孔方式所形成的背鑽孔的精度。
請一併參閱圖7及圖8，圖7顯示為本發明的多層電路板的背鑽孔方法的第二實施例的流程示意圖，圖8顯示為多層電路板的多個區域及量測位置的示意圖。本實施例與前述實施例最大不同之處在於：於判斷步驟S14前，還包含一量測步驟S21：量測設置於載台的多層電路板的總厚度。具體來說，於量測步驟S21中，是先利用鑽孔設備量測多層電路板於多個不同位置所分別對應的一定點總厚度，再利用多個定點總厚度計算出多層電路板的總厚度(即前述判斷步驟S14中所述的總厚度)；其中，總厚度即是多個定點總厚度的平均值。
具體來說，多層電路板的實際總厚度可能因為各種製造公差，而與預設的總厚度差±10%以上，因此，通過上述量測步驟S21的設計，可以更進一步提升最終所形成的背鑽孔的精度。
需說明的是，只要在判斷步驟S14前，有執行量測步驟S21即可，而量測步驟S21、貫穿孔形成步驟S12及電鍍步驟S13彼此間的順序，不以圖中所示的順序為限。
在更好的實施例中，於量測步驟S21中，可以是先利用鑽孔設備量測多層電路板於多個不同位置所分別對應的一定點總厚度，再利用位於同一個區域內的所有定點總厚度，計算出一區域平均總厚度；於判斷步驟S14中，所使用的總厚度，則是多層電路板需要形成背鑽孔所處區域所對應的區域平均總厚度。
更具體來說，如圖7及圖8所示，多層電路板例如可以是被區分為6個區域A1~A6，於量測步驟S21中，鑽孔設備例如可以是量測多層電路板於各區域中的各個量測位置B1~B9的厚度，以取得各個區域的9個定點總厚度，並利用各個區域的9個定點總厚度，計算出相應的區域平均總厚度。
也就是說，於量測步驟S21後，將取得對應於多層電路板的6個區域A1~A6的6個區域平均總厚度。
而後，假設鑽孔設備是要於多層電路板的區域A5形成背鑽孔，則於判斷步驟S14中，將是利用區域A5所對應的區域平均總厚度，作為判斷步驟S14中所述的總厚度；亦即，於判斷步驟S14中，是判斷背鑽孔的背鑽孔深度是否大於多層電路板的區域A5的區域平均總厚度。通過於判斷步驟S14中，利用區域平均總厚度為基礎，與背鑽孔深度進行比對等設計，可以更進一步提升最後製作出的背鑽孔的精度。
請一參閱圖4及圖9，圖9顯示為本發明的多層電路板的背鑽孔方法的第三實施例的流程示意圖。本實施例與前述實施例最大不同之處在於：於置放步驟S11a中，是將多層電路板設置於載台上的一墊木板300上，且於置放步驟S11a前還包含一墊木板量測步驟S31：量測墊木板300的多個不同位置的厚度，以取得墊木板300的一表面深度平均差值；於量測步驟S21a中，則是利用多個定點總厚度的平均值及表面深度平均差值，計算出多層電路板的總厚度。
具體來說，於量測步驟S21a中，鑽孔設備是量測多層電路板的頂面至載台的距離，再扣除墊木板的厚度，以計算出多層電路板的總厚度，因此，通過上述墊木板量測步驟S31的設計，可以更準確地計算出多層電路板的實際的總厚度，而在取得更準確的多層電路板的總厚度的情況下，將可以進一步地提升最終於多層電路板上所形成的背鑽孔的精度。
值得一提的是，本實施例與前述第二實施例也可以是整合為新的實施例，具體來說，在新的實施例的判斷步驟中，於量測步驟中，是利用多層電路板需要形成背鑽孔所處區域所對應的區域平均總厚度及表面深度平均差值，計算出所述總厚度(即，多層電路板於需要形成背鑽孔的區域的總厚度)，如此，可以更進一步提升最終於多層電路板上所形成的背鑽孔
的精度。更具體來說，如圖8所示，假設鑽孔設備是要於多層電路板的區域A5形成背鑽孔，則於量測步驟中，是利用區域A5所對應的區域平均總厚度及墊木板的表面深度平均差值，計算出於判斷步驟中所述的總厚度。
在本實施例的其中一個變化形式與前述第二實施例整合而成的另一個新的實施例中，於量測步驟中，是利用多層電路板需要形成背鑽孔所處區域所對應的區域平均總厚度，及多層電路板需要形成背鑽孔所處區域所對應的一區域表面深度平均差值，計算出所述總厚度(即，多層電路板於需要形成背鑽孔的區域的總厚度)。所述區域表面深度平均差值是指，墊木板對應於多層電路板需要形成背鑽孔所處區域的區域的表面深度平均差值。更具體來說，如圖8所示，假設鑽孔設備是要於多層電路板的區域A5形成背鑽孔，則於量測步驟中，是利用區域A5所對應的區域平均總厚度及墊木板對應於區域A5的區域表面深度平均差值，計算出於判斷步驟中所述的總厚度。
請參閱圖10，其顯示為本發明的電路板製造系統的方塊示意圖。本發明的電路板製造系統500能執行前述本發明的多層電路板的背鑽方法。本發明的電路板製造系統500包含一鑽孔設備501、一電鍍設備502及一傳輸設備503。鑽孔設備501包含一鑽頭裝置5011、一量測裝置5012、一處理裝置5013及一輸入裝置5014。鑽頭裝置5011與量測裝置5012連接，且鑽頭裝置5011電性連接處理裝置5013。量測裝置5012與處理裝置5013電性連接。處理裝置5013能控制鑽頭裝置5011及量測裝置5012，以量測裝置5012於鑽孔設備501的載台上的物件(例如墊木板、多層電路板)的厚度。
處理裝置5013及鑽頭裝置5011能共同執行前述的貫穿孔形成步驟S12、第一背鑽步驟S15及第二背鑽步驟S17。處理裝置5013能執行前述的判斷步驟S14。鑽頭裝置5011、量測裝置5012及處理裝置5013能共同執行前述的量測步驟S21及墊木板量測步驟S31。輸入裝置5014用以提供使用者
輸入背鑽孔深度。在實際應用中，輸入裝置5014可以是包含有鍵盤、滑鼠、觸控螢幕等。
電鍍設備502能執行所述電鍍步驟S13。傳輸設備503用以傳輸所述多層電路板，以使所述多層電路板於所述鑽孔設備501及所述電鍍設備502之間移載。在實際應用中，傳輸設備503例如可以是包含有傳輸帶、機械手臂等裝置，於此不加以限制。
綜上所述，本發明的多層電路板的背鑽孔方法及電路板製造系統，可以於多層電路板形成精度佳的背鑽孔，特別是在背鑽孔的背鑽孔深度大於多層電路板的總厚度的實施例中，利用本發明的多層電路板的背鑽孔方法及電路板製造系統，於多層電路板形成的背鑽孔的精度，將明顯優於利用傳統的方式所形成的背鑽孔的精度。
以上所述僅為本發明的較佳可行實施例，非因此侷限本發明的專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的保護範圍內。
S11:置放步驟
S12:貫穿孔形成步驟
S13:電鍍步驟
S14:判斷步驟
S15:第一背鑽步驟
S16:計算步驟
S17:第二背鑽步驟
Claims (9)
- 一種多層電路板的背鑽孔方法，其用以於一多層電路板形成一背鑽孔，所述多層電路板的背鑽孔方法包含：一置放步驟：將所述多層電路板置放於一載台；其中，所述多層電路板的彼此相反的兩側面分別定義為一底面及一頂面，所述底面鄰近於所述載台，所述頂面則遠離所述載台；一貫穿孔形成步驟：對所述多層電路板進行鑽孔，以形成貫穿孔，所述貫穿孔貫穿所述多層電路板；一電鍍步驟：於所述貫穿孔的內壁形成一預定厚度的一導電層；一判斷步驟：取得一背鑽孔深度，並判斷所述背鑽孔深度是否小於所述多層電路板的一總厚度；若所述背鑽孔深度小於所述總厚度的二分之一，則執行：一第一背鑽步驟：使一鑽孔設備，由所述多層電路板的所述頂面開始向所述底面的方向下鑽所述背鑽孔深度，以形成所述背鑽孔；若所述背鑽孔深度不小於所述總厚度的二分之一，則執行：一計算步驟：計算一預設保留深度，所述預設保留深度是所述總厚度減去所述背鑽孔深度；一第二背鑽步驟：使所述鑽孔設備，由所述多層電路板的所述頂面開始向所述底面的方向下鑽，且於所述鑽孔設備下鑽的過程中，即時地計算出一當前保留深度，並判斷所述當前保留深度是否等於所述預設保留深度；所述當前保留深度是所述總厚度減去 一當前下鑽深度；當所述當前保留深度等於所述預設保留深度時，則使所述鑽孔設備停止下鑽，以完成所述背鑽孔；其中，所述背鑽孔的內徑大於所述貫穿孔的內徑，而於所述第一背鑽步驟或所述第二背鑽步驟中，一部分的所述導電層將被去除。
- 如請求項1所述的多層電路板的背鑽孔方法，其中，所述多層電路板的厚度不小於3.2公釐。
- 如請求項1所述的多層電路板的背鑽孔方法，其中，所述多層電路板的一實際總厚度，為所述多層電路板的一預設總厚度的±5%以上。
- 如請求項1所述的多層電路板的背鑽孔方法，其中，於所述判斷步驟前還包含一量測步驟：量測設置於所述載台的所述多層電路板的所述總厚度。
- 如請求項4所述的多層電路板的背鑽孔方法，其中，於所述量測步驟中，是先利用所述鑽孔設備量測所述多層電路板於多個不同位置所分別對應的一定點總厚度，再利用多個所述定點總厚度計算出所述總厚度；所述總厚度是多個所述定點總厚度的平均值。
- 如請求項5所述的多層電路板的背鑽孔方法，其中，於所述置放步驟中，是將所述多層電路板設置於所述載台上的一墊木板上，且於所述置放步驟及所述貫穿孔形成步驟之間還包含一墊木板量測步驟：量測所述墊木板的多個不同位置的厚度，以取得所述墊木板的一表面深度平均差值；於所述量測步驟中，是利用多個所述定點總厚度的平均值及所述表面深度平均差值，計算出所述總厚度。
- 如請求項5所述的多層電路板的背鑽孔方法，其中，於所述置放步驟中，是將所述多層電路板設置於所述載台上的一墊木板上，且於所述置放步驟及所述貫穿孔形成步驟之間還包含一墊木板量測步驟：量測所述墊木板的多個不同位置的厚度，以取得所述墊木板的一表面深度平均差值；於所述量測步驟中，是先利用所述鑽孔設備量測所述多層電路板於多個不同位置所分別對應的一定點總厚度，再利用位於同一個區域內的所有所述定點總厚度，計算出一區域平均總厚度；於所述量測步驟中，是利用所述多層電路板需要形成所述背鑽孔所處區域所對應的所述區域平均總厚度及所述表面深度平均差值，計算出所述總厚度。
- 如請求項4所述的多層電路板的背鑽孔方法，其中，於所述量測步驟中，是先利用所述鑽孔設備量測所述多層電路板於多個不同位置所分別對應的一定點總厚度，再利用位於同一個區域內的所有所述定點總厚度，計算出一區域平均總厚度；於所述判斷步驟中，所使用的所述總厚度，是所述多層電路板需要形成所述背鑽孔所處區域所對應的所述區域平均總厚度。
- 一種電路板製造系統，其能執行如請求項1至8其中任一項所述的多層電路板的背鑽孔方法，所述電路板製造系統包含：一鑽孔設備，其包含一鑽頭裝置、一量測裝置、一處理裝置及一輸入裝置；所述鑽頭裝置與所述量測裝置連接，所述鑽頭裝置電性連接所述處理裝置，所述量測裝置電性連接所述處理裝置；所述處理裝置及所述鑽頭裝置能共同執行所述貫穿孔形成步驟、所述第一背鑽步驟及所述第二背鑽步驟；所述處理裝置能執行所述判斷步驟， 所述輸入裝置用以提供使用者輸入所述背鑽孔深度；所述鑽頭裝置、所述量測裝置及所述處理裝置能共同執行如請求項4至8的所述量測步驟及請求項6或7的所述墊木板量測步驟；一電鍍設備，其能執行所述電鍍步驟；一傳輸設備，其用以傳輸所述多層電路板，以使所述多層電路板於所述鑽孔設備及所述電鍍設備之間移載。
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| TW (1) | TWI843250B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201918132A (zh) * | 2017-10-30 | 2019-05-01 | 健鼎科技股份有限公司 | 電路板及其製造方法 |
| US20210315103A1 (en) * | 2020-04-07 | 2021-10-07 | Nextgin Technology Bv | Methods and systems for back-drilling a multi-layer circuit board |
| US20220338355A1 (en) * | 2014-01-22 | 2022-10-20 | Sanmina Corporation | Methods of forming high aspect ratio plated through holes and high precision stub removal in a printed circuit board |
-
2022
- 2022-10-25 TW TW111140333A patent/TWI843250B/zh active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220338355A1 (en) * | 2014-01-22 | 2022-10-20 | Sanmina Corporation | Methods of forming high aspect ratio plated through holes and high precision stub removal in a printed circuit board |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202418902A (zh) | 2024-05-01 |
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