CN118139297A - 背钻深度确定方法、电路板加工方法及*** - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种背钻深度确定方法、电路板加工方法及***，属于电路板制造技术领域，通过获取待背钻位置对应的表层、参考层和背钻目标层的位置信息，得到表层和参考层的距离以及参考层和背钻目标层的距离；通过在背钻加工之前，获取待背钻位置对应的表层的厚度变化量；并利用表层和参考层的距离、参考层和背钻目标层的距离以及厚度变化量，确定待背钻位置的背钻深度。该背钻深度确定方法能够有效避免由背钻加工之前的加工工序带来的表层厚度差异所造成的背钻深度误差，精准的确定待背钻位置的背钻深度，从而能够提升对短柱长度的控制精度，满足对于短柱长度的精度的需求，减少因短柱长度的精度问题而造成的产品报废。
Description
技术领域
本申请属于电路板制造技术领域，具体涉及一种背钻深度确定方法、电路板加工方法及***。
背景技术
伴随着5G技术的推广以及高速服务的需求，对背钻Stub length(短柱长度)管控越来越严格，常规从PCB(Printed Circuit Board印刷电路板)表面等距离控深的方式已经无法满足电路板加工对于背钻短柱长度的精度需求。
目前，行业采用内层探测的方式获得需要控深的数据，相较于等距离控深，内层探测能够在一定程度上提升短柱长度的精度，有效的解决因电路板压合工序中内层流胶均匀性不好造成的整个电路板介质厚度不一致的问题。然而，内层探测的方式仍旧不能完全满足对于短柱长度精度的需求。
发明内容
发明目的：本申请实施例提供一种背钻深度确定方法，旨在克服目前内层探测的方式仍旧不能完全满足对于短柱长度精度的需求的技术问题；本申请实施例的另一目的是提供一种电路板加工方法；本申请实施例的第三个目的是提供一种电路板加工***。
技术方案：本申请实施例所述的一种背钻深度确定方法，包括：
获取电路板上待背钻位置的表层、参考层和背钻目标层的位置信息，根据所述位置信息得到所述表层和所述参考层的距离、所述参考层和所述背钻目标层的距离，所述参考层、所述背钻目标层位于所述电路板内部，且所述参考层位于所述表层和所述背钻目标层之间；
完成背钻加工之前的所有加工工序之后，获取所述待背钻位置的所述表层的厚度变化量；
基于所述表层和所述参考层的距离、所述参考层和所述背钻目标层的距离、所述厚度变化量，确定所述待背钻位置的背钻深度。
在一些实施例中，根据公式：K＝H1+H2+H0-h，确定所述待背钻位置的背钻深度；
其中，K为确定所述待背钻位置的背钻深度，H1为所述表层和所述参考层的距离，H2为所述参考层和所述背钻目标层的距离，H0为所述厚度变化量，h为短柱长度阈值。
在一些实施例中，所述厚度变化量为所述待背钻位置的所述表层镀铜和/或覆盖阻焊层的总厚度。
在一些实施例中，通过厚度测量仪测量所述待背钻位置，以获取所述厚度变化量。
在一些实施例中，所述厚度测量仪包括铜厚测量仪。
在一些实施例中，通过在所述待背钻位置对所述电路板沿其厚度方向进行切片，测量切面以获取所述厚度变化量。
在一些实施例中，所述短柱长度阈值h≤6mil。
相应的，本申请实施例所述的一种电路板加工方法，包括：
对电路板进行一次钻孔，并在一次钻孔时，获取待背钻位置的表层、参考层和背钻目标层的位置信息，根据所述位置信息得到所述表层和所述参考层的距离、所述参考层和所述背钻目标层的距离，所述参考层、所述背钻目标层位于所述电路板内部，且所述参考层位于所述表层和所述背钻目标层之间；
完成背钻加工之前的所有加工工序之后，获取所述待背钻位置的所述表层的厚度变化量；
基于所述表层和所述参考层的距离、所述参考层和所述背钻目标层的距离、所述厚度变化量，确定所述待背钻位置的背钻深度；
根据所述背钻深度进行背钻加工，在所述待背钻位置形成背钻孔。
在一些实施例中，所述电路板具有多个所述待背钻位置，在一次钻孔时分别获取每个所述待背钻位置的所述表层和所述参考层的距离、所述参考层和所述背钻目标层的距离、所述厚度变化量，并分别确定每个所述待背钻位置的背钻深度；
根据每个所述待背钻位置的背钻深度，在每个所述待背钻位置分别形成所述背钻孔。
在一些实施例中，至少一个所述待背钻位置与至少另一个所述待背钻位置的所述厚度变化量不同。
在一些实施例中，至少一个所述待背钻位置与至少另一个所述待背钻位置的所述背钻深度不同。
相应的，本申请实施例所述的一种电路板加工***，包括电路板加工设备，所述电路板加工设备被配置为执行如上所述的电路板加工方法。
有益效果：本申请实施例的背钻深度确定方法通过获取待背钻位置对应的表层、参考层和背钻目标层的位置信息，得到表层和参考层的距离以及参考层和背钻目标层的距离；通过在背钻加工之前，获取待背钻位置对应的表层的厚度变化量；并利用表层和参考层的距离、参考层和背钻目标层的距离以及厚度变化量，确定待背钻位置的背钻深度。该背钻深度确定方法能够有效避免由背钻加工之前的加工工序带来的表层厚度差异所造成的背钻深度误差，精准的确定待背钻位置的背钻深度，从而能够提升对短柱长度的控制精度，满足对于短柱长度的精度的需求，减少因短柱长度的精度问题而造成的产品报废。
本申请实施例的电路板加工方法通过一次钻孔获取待背钻位置对应的表层、参考层和背钻目标层的位置信息，得到表层和参考层的距离以及参考层和背钻目标层的距离；通过在背钻加工之前，获取待背钻位置对应的表层的厚度变化量；并利用表层和参考层的距离、参考层和背钻目标层的距离以及厚度变化量，确定待背钻位置的背钻深度；然后基于背钻深度进行背钻加工，在待背钻位置形成背钻孔。该电路板加工方法能够提升对短柱长度的控制精度，满足对于短柱长度的精度的需求，减少短柱造成的干扰，减少信号传输的反射、散射和延迟等问题，减少因短柱长度的精度问题而造成的产品报废。
本申请实施例的电路板加工***包括电路板加工设备，电路板加工设备被配置为执行上述的电路板加工方法。因而，该电路板加工***能够实现上述电路板加工方法的所有技术特征和有益效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请实施例提供的背钻深度确定方法中背钻深度的示意图；
图2为本申请实施例提供的背钻深度确定方法中表层和参考层的距离、参考层和背钻目标层的距离的示意图；
图3为本申请实施例提供的电路板加工方法中多个待背钻位置的背钻深度的示意图；
图4为本申请实施例提供的电路板加工方法的流程图；
附图标记：100-电路板；110-待背钻位置；120-表层；130-参考层；140-背钻目标层；150-表面变化层。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，“多个”的含义是两个或两个以上，至少一个指可以为一个、两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。
电路板加工设备，包括底座、横梁、主轴组件、工作台等，工作台设置于底座上且沿第二方向运动，横梁架设于工作台上方，至少一个主轴组件滑接于横梁上沿第一方向运动；每个主轴组件底端夹持一个刀具，刀具沿第三方向运动，以加工工作台上承载的电路板；第一方向、第二方向、第三方向相互垂直。在本发明的上下文实施例中，电路板加工设备可以实现为钻孔设备、成型设备、锣机设备、钻锣一体设备等，在此不做限制。
在电路板加工设备中，工作台是承载电路板的，电路板有多种规格，例如：面积不同、厚度不同、软硬不同、加工参数不同等等，这些电路板都是被固定在工作台上，工作台上固定这些不同规格的电路板有不同的形式，例如，使用电木板、气夹组件或者真空吸附固定电路板于工作台上。在电路板加工设备中，工作台上至少有一个加工区域，每个加工区域放置一个电路板，每个主轴组件对应于一个加工区域的一个电路板，以加工该电路板。
电路板通常由多层电路构成，各层之间需要根据电路设计进行连通。一般通过一次钻孔从电路板的表层贯通到底层形成过孔，并沉铜电镀，以能够导通电路设计中需要连接的各层。然而，过孔中没有线路相连的镀铜部分，会形成能够产生信号辐射的短柱(Stub)，对周围的其他信号造成干扰，会导致信号传输的反射、散射以及延迟等，严重时将影响到线路***的正常工作，所以需要通过背钻加工将多余的短柱从电路板背面钻掉。
在相关技术中，一般采用内层探测的方式，这样能够有效解决因电路板压合工序中内层流胶均匀性不好造成的整个电路板介质厚度不一致的问题。但是，在一次钻孔之后、背钻加工之前，还需要经过其他比如电镀、阻焊等加工工序，这往往会导致电路板的表层厚度发生变化，并且电路板的不同区域表层厚度变化存在差异，因此电路板表层厚度变化会影响到最终的短柱长度的控制精度。
为了提升背钻短柱长度的控制精度，本申请实施例提供一种背钻深度确定方法，请一并参阅图1和图2，该背钻深度确定方法包括：
获取电路板100上待背钻位置110的表层120、参考层130和背钻目标层140的位置信息，根据位置信息得到表层120和参考层130的距离、参考层130和背钻目标层140的距离；参考层130、背钻目标层140位于电路板100内部，参考层130位于表层120和背钻目标层140之间；
完成背钻加工之前的所有加工工序之后，获取待背钻位置110的表层120的厚度变化量；
基于表层120和参考层130的距离、参考层130和背钻目标层140的距离、厚度变化量，确定待背钻位置110的背钻深度。
可以理解的是，该方法在确定背钻深度前，先获取电路板100的待背钻位置110的表层120和参考层130的距离、参考层130和背钻目标层140的距离、以及表层120精确的厚度变化量，并以表层120和参考层130的距离、参考层130和背钻目标层140的距离、厚度变化量作为确定背钻深度的三个要素，能够得到精准的背钻深度，进而可以以精准的背钻深度指导电路板加工，提升电路板加工时的背钻精度，进而提升产品良率，保障电路板100的使用性能。
其中，位置信息即为待背钻位置110的表层120、参考层130和背钻目标层140在电路板加工设备加工过程中Z轴的坐标信息，通过探测采集在待背钻位置110处的表层120、参考层130和背钻目标层140的Z轴位置信息，可以计算得到表层120和参考层130的距离H1、参考层130和背钻目标层140的距离H2，从而得到待背钻位置110处背钻目标层140的准确深度。
此外，在完成背钻加工之前的所述加工工序之后，电路板100的表层120还会因为电镀、阻焊等工序而增厚，增厚的部分为表面变化层150，表面变化层150具体可以为电镀铜和/或阻焊油墨。获取表面变化层150的厚度，即能够精确得到表层120的厚度变化量H0，从而可以利用H0、H1、H2确定相应待背钻位置110需要背钻的深度。
还需要说明的是，背钻目标层140是指在电路设计中与其他层连接或进行内部线路连接的特定层，例如在一些实施例中，假设电路板100有六层结构(当然在其他实施例中电路板100也可以为其他层数的结构)，电路设计要求第一层和第三层连接，在背钻加工中，第三层即为背钻目标层140，需要保留背钻目标层140处的至少部分镀铜，保障电路板100的线路连接。参考层130位于表层120和背钻目标层140之间，在上述实施例中，参考层130可以为第四层。
在一些实施例中，根据公式：K＝H1+H2+H0-h，确定待背钻位置110的背钻深度；其中，K为确定待背钻位置110的背钻深度，H1为表层120和参考层130的距离，H2为参考层130和背钻目标层140的距离，H0为厚度变化量，h为短柱长度阈值。
其中，当短柱长度阈值h为0时，背钻深度恰好对应背钻目标层140，考虑到钻孔加工可能存在的公差，一般可以按照对于短柱长度管控的中值带入上述公式计算背钻深度。例如，在一些实施例中，根据管控的要求，短柱长度需要控制在4±2mil，在确定背钻深度时，可以将短柱长度阈值h设定为4mil。
可选的，短柱长度阈值h≤6mil，例如，h可以为0、1mil、2mil、3mil、4mil、5mil、6mil中的任意值或者任意两值之间的范围值，通过将短柱长度阈值h控制在上述范围内，可以满足大部分电路板100对于短柱长度的管控要求，保障产品的良率。
在一些实施例中，厚度变化量为待背钻位置110的表层120镀铜和/或覆盖阻焊层的总厚度。其中，镀铜的厚度为在一次钻工加工之后、背钻加工之前进行的电镀工序所产生的铜厚，阻焊层的厚度为在一次钻工加工之后、背钻加工之前进行的阻焊工序所产生油墨或者其他阻焊材料的厚度。当表面变化层150仅有电镀铜时，厚度变化量即为铜厚；当表面变化层150仅有阻焊层时，厚度变化量即为阻焊层的厚度；当表面变化层150即包括电镀铜又包括阻焊层时，厚度变化量即为两者的厚度之和。
在一些实施例中，通过厚度测量仪测量待背钻位置110，以获取厚度变化量。通过厚度测量仪直接测量，获得厚度变化量数据，降低方法的操作难度，提升效率。可选的，厚度测量仪包括铜厚测量仪，从而可以直接测量获得待背钻位置110处的铜厚数据，得到准确的厚度变化量。
在一些实施例中，通过在待背钻位置110对电路板100沿其厚度方向进行切片，测量切面以获取厚度变化量。需要说明的是，对于同一块电路板，不同区域因为距离电镀工序的电极远近不同或者布线厚度不同，导致电流有所区别，从而厚度变化量可能会有不同，即不同的待背钻位置110的厚度变化量可能会有不同。而对于相同设计的两块电路板100，采用相同加工工序及参数加工，使得两块电路板100的相同区域的厚度变化量基本是一致的，可以对测试用电路板100在待背钻位置110处做切片，直接测量切面，使得获取的厚度变化量更为精确，进而提升背钻深度的精确度。
相应的，请参阅图4，本申请实施例还提供一种电路板加工方法，包括：
对电路板100进行一次钻孔，并在一次钻孔时，获取待背钻位置110的表层120、参考层130和背钻目标层140的位置信息，根据位置信息得到表层120和参考层130的距离、参考层130和背钻目标层140的距离，参考层130、背钻目标层140位于电路板100内部，且参考层130位于表层120和背钻目标层140之间；
完成背钻加工之前的所有加工工序之后，获取待背钻位置110的表层120的厚度变化量；
基于表层120和参考层130的距离、参考层130和背钻目标层140的距离、厚度变化量，确定待背钻位置110的背钻深度；
根据背钻深度进行背钻加工，在待背钻位置110形成背钻孔。
该电路板加工方法通过一次钻孔获取待背钻位置110对应的表层120、参考层130和背钻目标层140的位置信息，得到表层120和参考层130的距离以及参考层130和背钻目标层140的距离；通过在背钻加工之前，获取待背钻位置110对应的表层120的厚度变化量；并利用表层120和参考层130的距离、参考层130和背钻目标层140的距离以及厚度变化量，确定待背钻位置的背钻深度；然后基于背钻深度进行背钻加工，在待背钻位置形成背钻孔。能够提升对短柱长度的控制精度，满足对于短柱长度的精度的需求，减少短柱造成的干扰，减少信号传输的反射、散射和延迟等问题，减少因短柱长度的精度问题而造成的产品报废，提升电路板100的产品良率。
可以理解的是，该电路板加工方法可以包含上述背钻深度确定方法中的所有技术特征和有益效果，对于背钻深度确定方法，已经在前文详细描述，在此不再进行赘述。
其中，背钻加工之前的加工工序包括一次钻孔加工、电镀加工和阻焊加工等工序。通过一次加工在电路板100上加工出贯穿的过孔，通过电镀在电路板100上沉积铜，利用附着于过孔内壁的铜实现设计电路的导通。通过阻焊加工形成阻焊层以保护电路板上的铜导线和元件表面免受环境的影响，并提供额外的绝缘层，阻焊层通常可以为阻焊油墨。
请参阅图3，在一些实施例中，加工的电路板100具有多个待背钻位置110，在一次钻孔时分别获取每个待背钻位置110的表层120和参考层130的距离、参考层130和背钻目标层140的距离、厚度变化量，并分别确定每个待背钻位置110的背钻深度；根据每个待背钻位置110的背钻深度，在每个待背钻位置110分别形成背钻孔。通过对每个待背钻位置110分别获取表层120和参考层130的距离、参考层130和背钻目标层140的距离、厚度变化量，能够得到每个待背钻位置110对应的背钻深度，使得每个背钻孔都能够满足对应短柱长度得要求。
可选的，至少一个待背钻位置110与至少另一个待背钻位置110的厚度变化量不同。如前文记载，对于同一块电路板，不同区域因为距离电镀工序的电极远近不同或者布线厚度不同，导致电流有所区别，从而厚度变化量会有所不同，即不同的待背钻位置110的厚度变化量H0有所不同。
可选的，至少一个待背钻位置110与至少另一个待背钻位置110的背钻深度不同。通过一次钻孔对于位置信息的探测，能够准确得到每个待背钻位置110对应的表层120和参考层130的距离、参考层130和背钻目标层140的距离；结合每个待背钻位置110对应的表层120的厚度变化量，能够得到每个待背钻位置110对应的背钻深度，使得每个背钻孔都能够满足对应短柱长度得要求。
相应的，本申请实施例还提供一种电路板加工***，包括电路板加工设备，电路板加工设备被配置为执行以上任一实施例的电路板加工方法。其中，电路板加工设备是可以是一种钻孔设备，专门用于在电路板上钻孔。在加工制造电路板时，采用电路板加工设备将电路设计中需要连接的部分通过钻孔的方式进行穿孔，以便安装元器件并进行电路连接。本申请实施例中，可以通过电路板加工设备执行上述电路板加工方法中的一次钻孔加工、背钻加工等工序。
可以理解的是，该电路板加工***能够实现上述电路板加工方法的所有技术特征和有益效果，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的背钻深度确定方法、电路板加工方法及***进行了详细介绍，并应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。
Claims (12)
1.一种背钻深度确定方法，其特征在于，包括：
获取电路板上待背钻位置的表层、参考层和背钻目标层的位置信息，根据所述位置信息得到所述表层和所述参考层的距离、所述参考层和所述背钻目标层的距离，所述参考层、所述背钻目标层位于所述电路板内部，且所述参考层位于所述表层和所述背钻目标层之间；
完成背钻加工之前的所有加工工序之后，获取所述待背钻位置的所述表层的厚度变化量；
基于所述表层和所述参考层的距离、所述参考层和所述背钻目标层的距离、所述厚度变化量，确定所述待背钻位置的背钻深度。
2.根据权利要求1所述的背钻深度确定方法，其特征在于，根据公式：K＝H1+H2+H0-h，确定所述待背钻位置的背钻深度；
其中，K为确定所述待背钻位置的背钻深度，H1为所述表层和所述参考层的距离，H2为所述参考层和所述背钻目标层的距离，H0为所述厚度变化量，h为短柱长度阈值。
3.根据权利要求1所述的背钻深度确定方法，其特征在于，所述厚度变化量为所述待背钻位置的所述表层镀铜和/或覆盖阻焊层的总厚度。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的背钻深度确定方法，其特征在于，通过厚度测量仪测量所述待背钻位置，以获取所述厚度变化量。
5.根据权利要求4所述的背钻深度确定方法，其特征在于，所述厚度测量仪包括铜厚测量仪。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的背钻深度确定方法，其特征在于，通过在所述待背钻位置对所述电路板沿其厚度方向进行切片，测量切面以获取所述厚度变化量。
7.根据权利要求2所述的背钻深度确定方法，其特征在于，所述短柱长度阈值h≤6mil。
8.一种电路板加工方法，其特征在于，包括：
对电路板进行一次钻孔，并在一次钻孔时，获取待背钻位置的表层、参考层和背钻目标层的位置信息，根据所述位置信息得到所述表层和所述参考层的距离、所述参考层和所述背钻目标层的距离，所述参考层、所述背钻目标层位于所述电路板内部，且所述参考层位于所述表层和所述背钻目标层之间；
完成背钻加工之前的所有加工工序之后，获取所述待背钻位置的所述表层的厚度变化量；
基于所述表层和所述参考层的距离、所述参考层和所述背钻目标层的距离、所述厚度变化量，确定所述待背钻位置的背钻深度；
根据所述背钻深度进行背钻加工，在所述待背钻位置形成背钻孔。
9.根据权利要求8所述的电路板加工方法，其特征在于，所述电路板具有多个所述待背钻位置，在一次钻孔时分别获取每个所述待背钻位置的所述表层和所述参考层的距离、所述参考层和所述背钻目标层的距离、所述厚度变化量，并分别确定每个所述待背钻位置的背钻深度；
根据每个所述待背钻位置的背钻深度，在每个所述待背钻位置分别形成所述背钻孔。
10.根据权利要求9所述的电路板加工方法，其特征在于，至少一个所述待背钻位置与至少另一个所述待背钻位置的所述厚度变化量不同。
11.根据权利要求9所述的电路板加工方法，其特征在于，至少一个所述待背钻位置与至少另一个所述待背钻位置的所述背钻深度不同。
12.一种电路板加工***，其特征在于，包括电路板加工设备，所述电路板加工设备被配置为执行如权利要求8～11中任一项所述的电路板加工方法。
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| CN202410370488.0A CN118139297A (zh) | 2024-03-28 | 2024-03-28 | 背钻深度确定方法、电路板加工方法及*** |
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Country Status (1)
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2024
- 2024-03-28 CN CN202410370488.0A patent/CN118139297A/zh active Pending
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