CN105792521B - Pcb板焊盘补偿设计工艺及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于印刷电路板制造技术领域，涉及一种PCB板焊盘补偿设计工艺及其应用，PCB板焊盘补偿设计工艺中CAM设计线路的线宽比原始设计图宽，CAM设计防焊开窗的直径比原始设计图大，同时CAM设计的防焊底片影像对大于焊盘范围的线路‑防焊重叠部分进行补偿设计。本发明通过对防焊底片上的防焊开窗图形进行补偿设计，使最后形成的焊盘形状比较统一，避免上锡时虚焊、短路等问题，提高了生产良率。
Description
技术领域
本发明涉及印刷电路板制造技术领域，特别涉及一种避免焊盘虚焊、短路的PCB板焊盘补偿设计工艺及其应用。
背景技术
随着时代飞速发展，电子消费产品普及率越来越高，人们追求的电子产品也在发生日新月异的变化，也给PCB板厂迎来了机遇与挑战。现在的电子产品体积小，重量轻，越来越薄。对PCB板厂的制程能力带来了考验，防焊是印刷线路板中重要的制程之一。防焊是将线路板上需要焊接的零件孔和零件焊盘露出，将线路板蚀刻后的线路和铜面都覆盖住。在下游制程组装时，要安装很多零件，如电阻、电容、电感、二极管、三极管、多管脚的芯片等，所以对这些零件的焊盘尺寸管控显得尤为重要。
通常情况下，客户所提供的设计图纸如图7所示，图面上线路41宽度和防焊开窗(未标注)直径与焊盘42直径一致。然而由于线路41由铜层依照线路底片蚀刻得到，防焊开窗由防焊层5依照防焊底片腐蚀得到，所以两者图形难以避免地存在误差；加之线路蚀刻后，线路焊盘会变小，防焊开窗腐蚀后也会变小，所以传统工艺CAM在制作防焊时，防焊开窗51直径和线路41宽度都会扩大，防焊开窗51与线路41的重叠尺寸就会被放大。如图8所示，焊盘42的实际呈现形状是线路边界41a内侧与防焊开窗边界51a内侧重叠部分的形状，这就导致结果是焊盘42的成品形状不规则，尺寸大小不一，继而响焊盘42吃锡量，易造成虚焊、焊盘短路等问题。
由于每块PCB板上总有大量的焊盘42，焊盘42造型小而且相互的情况均不相同，人为辨认每个焊盘42的合格率还要进行后处理显然可行性极低，严重制约了产品质量的提高。
因此，有必要提供一种新的方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种避免焊盘虚焊、短路的PCB板焊盘补偿设计工艺及其应用。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种PCB板焊盘补偿设计工艺，包括底片制作步骤，即根据原始设计图进行线路底片和防焊底片的CAM设计，其中CAM设计线路的线宽比原始设计图宽，CAM设计防焊开窗的直径比原始设计图大，同时CAM设计的防焊底片影像对大于焊盘范围的线路-防焊重叠部分进行补偿设计。
具体的，所述CAM设计线路的线宽比原始设计图上的线宽大10-20％。
具体的，所述CAM设计防焊开窗的直径比原始设计图上的开窗直径大20-30％。
一种PCB板焊盘补偿设计工艺的应用，步骤依次包括：
①底片制作：根据原始设计图进行线路底片和防焊底片的CAM设计；
②电镀：在电路板表面镀上铜膜；
③线路转印：在电路板上涂上曝光油墨，将线路底片影像转印到镀铜的电路板上，曝光，去除未硬化的曝光油墨；
④蚀刻线路：将电路板上的铜膜蚀刻成为线路，然后除去曝光油墨；
⑤防焊开窗：在电路板外表面再镀上一层防焊层，将防焊底片影像转印到电路板上，曝光，去除未硬化防焊层，从防焊层开窗露出的线路部分即形成焊盘。
具体的，所述防焊开窗步骤之后还包括文字步骤，用于在防焊层外增加文字符号。
采用上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：
本发明通过对防焊底片上的防焊开窗图形进行补偿设计，使最后形成的焊盘形状比较统一，避免上锡时虚焊、短路等问题，提高了生产良率。
附图说明
图1为本工艺实施例1的流程图；
图2为钻导向孔步骤的电路板局部变化示意图；
图3为钻断开孔步骤的电路板局部变化示意图；
图4为铣平步骤的电路板局部变化示意图；
图5为本工艺实施例2的流程图；
图6为实施例3中钻孔制程的操作示意图；
图7为客户设计局部示意图；
图8为现有技术CAM底片设计局部示意图；
图9为本工艺CAM底片设计局部示意图。
图中数字表示：
1-电路板，11-去除区域，12-保留区域，1a-边界；
2a-镀通孔，2b-半孔；
3a-导向孔，3b-断开孔；
4-铜膜，41-线路，41a-线路边界，42-焊盘；
5-防焊层，51-开窗，51a-开窗边界；
61、62-毛刺位置；
71-镀通孔钻头，72-引导孔钻头。
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。
实施例12
如图1所示，一种PCB板焊盘补偿设计工艺，步骤依次包括：
①底片制作：根据原始设计图进行线路底片和防焊底片的CAM设计，其中CAM设计线路的线宽比原始设计图宽10％，CAM设计防焊开窗的直径比原始设计图大20％，同时CAM设计的防焊底片影像对大于焊盘42范围的线路-防焊重叠部分进行补偿设计，如图9；
②钻镀通孔2a：在电路板去除区域11与保留区域12之间边界1a上钻出直径为D的镀通孔2a；
③钻导向孔3a：在电路板1去除区域11内钻出与镀通孔2a相离的导向孔3a，导向孔3a直径D1＝0.7D，如图2；
④电镀：在电路板表面镀上铜膜4；
⑤线路转印：在电路板上涂上曝光油墨，将线路底片影像转印到镀铜的电路板上，曝光，去除未硬化的曝光油墨；
⑥钻断开孔3b：在导向孔3a的基础上扩大成一个与镀通孔2a相交的断开孔3b，断开孔3b与边界1a相切，断开孔3b直径D2＝D+10mil，如图3；
⑦蚀刻线路41：将电路板1上的铜膜4蚀刻成为线路41，其中镀通孔2a边缘被铜膜4覆盖，然后除去曝光油墨；
⑧防焊开窗：在电路板1外表面再镀上一层防焊层5，将防焊底片影像转印到电路板上，曝光，去除未硬化防焊层5，从防焊层5开窗51露出的线路41部分即形成焊盘42；
⑨文字：在防焊层5外增加文字符号；
⑩铣平：沿着边界1a将去除区域11铣掉，将镀通孔2a成型为半孔2b，如图4。
如图9所示，为了使焊盘42呈现等大的圆形，由于实际防焊层5的开窗51边缘会有一些梯度，所以转印的图形需要略微扩大面积，但为了防止焊盘42大小畸变问题，防焊层5上的开窗51不会全部呈现圆形，而会根据线路41的形状会生成若干补偿区(未标注)继而对防焊开窗边界51a的形状进行补偿，这样在防焊开窗步骤的时候就能减少对防焊层5的去除量，形成不规则开窗边界51a图形，但能使线路41露出部分更接近同样的圆形。这样最后形成的焊盘42形状就比较统一，这样就能避免上锡时虚焊、短路等问题，提高了生产良率。
如图4所示，断开孔3b能提前消除半孔2b一侧的铜材料，在钻断开孔3b和铣平的过程中有两处容易产生毛刺的位置，其中一处毛刺位置61处于去除区域11内，即使没有其他步骤也会被铣平步骤消除掉；而另一处毛刺位置62即使出现了毛刺，经过蚀刻线路41步骤以后，也会被腐蚀试剂咬掉。所以虽然没有增加处理步骤数，但毛刺问题也得到了很好的解决，提高了电路板钻孔的合格率；同时机加工路径又减少约一半，起到了节省工艺步骤、提高生产效率的作用。
如图3所示，断开孔3b是由导向孔3a扩大而成的，因为导向孔3a使断开孔3b所在区域材料已经钻断，所以再扩孔的时候，钻头主要靠侧面车削而非顶端钻入，此时已有的镀通孔2a结构就不会导致材料偏移变形，更好得实现了去毛刺效果，提高了电路板钻孔的合格率。
实施例2
①底片制作：根据原始设计图进行线路底片和防焊底片的CAM设计，其中CAM设计线路的线宽比原始设计图宽20％，CAM设计防焊开窗的直径比原始设计图大30％，同时CAM设计的防焊底片影像对大于焊盘42范围的线路-防焊重叠部分进行补偿设计，如图9；
②钻孔：在电路板去除区域11与保留区域12之间边界1a上钻出直径为D的镀通孔2a，同时在电路板1去除区域11内钻出与镀通孔2a相离的导向孔3a，导向孔3a直径D1＝0.7D，如图2；
③电镀：在电路板表面镀上铜膜4；
④线路转印：在电路板上涂上曝光油墨，将线路底片影像转印到镀铜的电路板上，曝光，去除未硬化的曝光油墨；
⑤钻断开孔3b：在导向孔3a的基础上扩大成一个与镀通孔2a相交的断开孔3b，断开孔3b与边界1a相切，断开孔3b直径D2＝D+10mil，如图3；
⑥蚀刻线路41：将电路板1上的铜膜4蚀刻成为线路41，其中镀通孔2a边缘被铜膜4覆盖，然后除去曝光油墨；
⑦防焊开窗：在电路板1外表面再镀上一层防焊层5，将防焊底片影像转印到电路板上，曝光，去除未硬化防焊层5，从防焊层5开窗51露出的线路41部分即形成焊盘42；
⑧文字：在防焊层5外增加文字符号；
⑨铣平：沿着边界1a将去除区域11铣掉，将镀通孔2a成型为半孔2b，如图4。
如图5所示，与实施例1的不同之处在于：钻镀通孔2a步骤和钻导向孔3a步骤合并为钻孔步骤。这样PCB板加工步骤又被减少，工作效率进一步提高。
实施例3
如图6所示，与实施例2的不同之处在于：钻镀通孔的钻头71钻透电路板1后钻导向孔的钻头72再钻透电路板1。因为镀通孔2a是实际需要保留的孔，而导向孔3a是会消除的孔，所以镀通孔2a位置精度要求更高，需要先一步钻出。镀通孔钻头71先一步钻透电路板1后，电路板1能够进行应力释放而回复平整，这样钻导向孔3a的时候电路板1不会因为同时受力过多而崩断。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种PCB板焊盘补偿设计工艺，其特征在于：包括底片制作步骤，即根据原始设计图进行线路底片和防焊底片的CAM设计，其中CAM设计线路的线宽比原始设计图宽，CAM设计防焊开窗的直径比原始设计图大，同时CAM设计的防焊底片影像对大于焊盘范围的线路-防焊重叠部分进行补偿设计。
2.根据权利要求1所述的PCB板焊盘补偿设计工艺，其特征在于：所述CAM设计线路的线宽比原始设计图上的线宽大10-20％。
3.根据权利要求2所述的PCB板焊盘补偿设计工艺，其特征在于：所述CAM设计防焊开窗的直径比原始设计图上的开窗直径大20-30％。
4.一种关于权利要求1-3所述PCB板焊盘补偿设计工艺的应用，其特征在于步骤依次包括：
①底片制作：根据原始设计图进行线路底片和防焊底片的CAM设计；
②电镀：在电路板表面镀上铜膜；
③线路转印：在电路板上涂上曝光油墨，将线路底片影像转印到镀铜的电路板上，曝光，去除未硬化的曝光油墨；
④蚀刻线路：将电路板上的铜膜蚀刻成为线路，然后除去曝光油墨；
⑤防焊开窗：在电路板外表面再镀上一层防焊层，将防焊底片影像转印到电路板上，曝光，去除未硬化防焊层，从防焊层开窗露出的线路部分即形成焊盘。
5.根据权利要求4所述的PCB板焊盘补偿设计工艺的应用，其特征在于：所述防焊开窗步骤之后还包括文字步骤，用于在防焊层外增加文字符号。
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