CN1787726A

CN1787726A - 深度钻孔新方法以及由该方法钻孔得到的pcb制成品

Info

Publication number: CN1787726A
Application number: CN 200510123910
Authority: CN
Inventors: 徐国成
Original assignee: HUSHI ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: HUSHI ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2005-11-22
Filing date: 2005-11-22
Publication date: 2006-06-14

Abstract

本发明公开了一种深度钻孔新方法以及由该方法钻孔得到的PCB制成品。将机台控制回路设计在板内POWER层，且从钻针下钻接触到POWER层的位置开始计算往下钻设定的深度。或者，先在生产板的上表面、上目标层和下目标层需钻孔的区域边上钻出测试孔Z1、Z2、Z3；然后在机台控制软件上增加G87、G88、G89等功能指令，使机台可以侦测Z1、Z2的深度值，并可依据Z1和Z2的位置作出下钻深度值的判断；最后机台以(Z2+Z3)/2的深度值再附加一个钻尖的补偿值钻孔。由上述方法得到的PCB制成品不贯孔的深度精度可控制在±1.5mil以下。本发明可降低板厚均匀性及板厚变异带来的对深度钻孔精度的影响。

Description

深度钻孔新方法以及由该方法钻孔得到的PCB制成品

技术领域

本发明属于印刷电路板(PCB)制造技术领域，涉及一种深度钻孔新方法，以及由该方法钻孔得到的PCB制成品。

背景技术

所谓PCB深度钻孔，即通过机械钻孔的方式将一个贯孔钻成由一部分贯孔与一部分不贯孔组成的孔，不贯孔的深度通常控制在某两个相邻内层之间，且深度精度要求控制在±1mil(千分之一寸)(如图1所示，其中：L1......Ln代表第几层)。

现有的PCB深度钻孔方法是采用夹头导电回馈***，即利用现有的深度钻孔机台，在生产板表面加上一张导电的铝盖板1，钻针2尾端通过导电开关3、导电夹头4与生产板相接，接通导电开关，当钻针接触铝盖板时，在机台内部形成控制回路，从铝盖板上表面开始计算往下钻设定的深度(如图2所示)。

上述方法存在如下缺点：

1、机台只能控制本身的下钻深度的精度，而不能随着板厚的变异改变每次的下钻深度从而达到要求的±1mil的精度。

2、因为使用铝盖板存在铝盖板与生产板之间的结合的差异，这也会影响钻孔的精度。

由于存在以上缺陷，因此目前PCB深度钻孔作业得到的不贯孔的深度精度一般只能控制在±2.5mil以上(即大于或等于2.5mil)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种可有效解决板厚均匀性带来的深度钻孔精度较差的问题，从而提升深度钻孔的控制精度的深度钻孔新方法，以及由该方法钻孔得到的PCB制成品。

本发明的技术方案如下：

一种深度钻孔新方法(方法一)，它是将机台控制回路设计在板内的POWER层(指板内大铜箔层)，并且从钻针下钻时钻尖接触到POWER层的位置开始计算往下钻设定的深度。具体包括下列步骤：

1)在生产板上需要钻孔达到的相邻两个内层(即目标层)的上层(即上目标层)以上位置，寻找离下层(即下目标层)最近的POWER层，在板外设一导通孔B与该POWER层相连；

2)加大钻针直径后开始钻孔，当钻针下钻时钻尖与该POWER层相连导通，致使机台形成控制回路；

3)将钻针的钻尖与该POWER层相碰的A点视为零点，然后在钻孔程序中重新设定一个需继续下钻的深度即H值，将H值视为下钻时需要控制的深度继续往下钻，即可提升深度钻孔的控制精度。

上述方法中，POWER层的选取，需要离目标层越近越好。

另一种与上述方法原理相同的深度钻孔新方法(方法二)，它是先分别在生产板的上表面、上目标层和下目标层，需要深度钻孔的区域边上钻出一些小的测试孔Z1、Z2、Z3；然后，在机台控制软件上增加G87、G88、G89等功能指令，使机台可以侦测Z1、Z2的深度值，并可依据Z1和Z2的位置作出下钻深度值的判断；最后，机台以(Z2+Z3)/2的深度值再附加一个钻尖的补偿值钻孔。具体包括下列步骤：

1)在生产板的上表面需要深度钻孔的区域边上加钻多个深度测试孔Z1，并在上目标层的板边加钻深度测试孔Z2、在下目标层的板边加钻深度测试孔Z3；

2)机台控制软件上增加G87、G88功能指令，使机台可以侦测Z1、Z2的深度值；并增加G89功能指令，使机台可以依据Z1和Z2的位置作出下钻深度值的判断；

3)先将机台控制回路设计在板外，当钻针下钻钻尖接触到生产板上表面的AL盖板时，机台形成控制回路，由此机台侦测到多个测试孔Z1的深度值，确定一个基准平面，即零点；再将机台控制回路设计在板内的上目标层，即在上目标层上测试孔Z2处设计导电层，当钻针下钻钻尖接触到测试孔Z2处时，机台形成控制回路，由此机台侦测到上目标层上测试孔Z2的深度值；

4)机台以(Z2+Z3)/2的深度值再附加一个钻尖的补偿值进行深度钻孔，则可以比较精确地控制钻孔深度。

上述方法中，步骤1)和2)的顺序可以交换。

上述方法一和方法二的原理相同，表现为：(1)都需要通过在板内形成控制回路来侦测一个基准层面的深度；(2)都需要选择一个基准面，以该基准面作为零点，以一确定的理论值作为需要控制的下钻深度进行钻孔。

由上述方法一和方法二钻孔得到的PCB制成品，其不贯孔的深度精度均可控制在±1.5mil以下(即小于或等于1.5mil)。

本发明具有如下优点：

方法一可降低板厚均匀性对深度钻孔精度产生的影响，从而提升深度钻孔的控制精度；方法二可以有效地控制板厚变异带来的对深度钻孔精度的影响；采用本发明的方法钻孔得到的PCB制成品，其不贯孔的深度精度得到大幅提升。

附图说明：

图1是PCB深度钻孔的示意图；

图2是现有的深度钻孔方法的示意图；

图3是本发明的深度钻孔新方法一的示意图；

图4是本发明的深度钻孔新方法二的示意图；

图5是采用本发明的深度钻孔方法作业得到的产品照片的局部放大图；

图6是采用本发明的深度钻孔方法作业得到的产品的照片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

根据客户需要将钻孔深度控制在L12-L13之间的要求，本发明通过如下方法对生产板进行深度钻孔作业：

如图3所示，在L20-L13层之间寻找离L12最近的POWER层(假设POWER层是L13层)，在板外设一导通孔B与该POWER层相连；如图示加大钻针2直径后开始钻孔，当钻针下钻时与该POWER层(L13)相连导通，致使机台控制回路形成；将图中A点视为零点，H值视为下钻时需要控制的深度，这样做可以避免板厚不均匀对深度控制带来的影响，可以大大提高钻孔的控制精度。

实施例2：

根据客户需要将钻孔深度控制在L12-L13之间的要求，本发明通过如下方法进行深度钻孔作业：

如图4所示，在生产板的上表面即铝盖板1上需要深度钻孔的区域边上加钻一些深度测试孔Z1，并在上目标层L13的板边加钻深度测试孔Z2、在下目标层L12的板边加钻深度测试孔Z3；

在机台控制软件上增加G87、G88、G89等功能指令，使机台可以侦测Z1、Z2的深度值，并依据Z1和Z2的位置作出下钻深度值的判断；

G87、G88、G89这三种指令写在程序中，当执行G87指令时机台侦测生产板的上表面位置，即图中Z1位置——具体侦测的个数由具体情况而定，一般侦测3点Z1值，即可确定一个基准平面，即零点；接着执行G88指令，机台第二次侦测导通位置即图中Z2位置；最后执行G89指令，结束侦测，机台以(Z2+Z3)/2的深度值再附加一个钻尖的补偿值计算需要控制的钻孔深度，并且，加大钻针2直径开始深度钻孔。

上述方法中：

Z2的深度＝上目标层到基准平面的距离；

Z3的深度＝Z2的深度+上、下目标层之间绝缘层的厚度

(因为上、下目标层之间绝缘层的厚度是已知的，所以，只要Z2的深度已知，则Z3的深度也是已知的，而不需要侦测。钻出的测试孔Z3是切片时用的。)

部分程序如下所示：

T02

M25

G87X017Y0005

G87X001

G87Y007

G88X017

G89

X0055Y0017

.

.)，

机台以(Z2+Z3)/2的深度值再附加一个钻尖的补偿值钻孔，则可以比较精确地控制钻孔深度，同时也减少了深度控制对板厚均匀性的依赖性。

测试例：

使用如上实施例2所述方法钻孔作业得到的PCB制成品的测试数据如下：

(钻孔后的切片照片如图5、图6所示。切片量测为钻孔的底部到下层铜箔之间的距离如图中L尺寸，客户要求的深度需控制在e层和f层之间，且到f层的距离越小越好，因此在作业时对L的深度值做了一个设定，设定值为4mil，计算时以4mil为中心值)

1	2	3	4	5	MAX	MIN	AVERAGE	R
1	2	3	4	5	MAX	MIN	AVERAGE	R	5.60	4.92	5.90	5.87	5.81	5.90	4.92	5.62	0.98
5.31	4.53	5.71	5.12	5.12	5.71	4.53	5.16	1.18	5.60	4.92	5.90	5.87	5.81	5.90	4.92	5.62	0.98
5.31	4.53	5.71	5.12	5.12	5.71	4.53	5.16	1.18	5.95	5.31	5.91	5.51	5.96	5.96	5.31	5.73	0.65
5.71	4.33	5.80	5.51	5.88	5.88	4.33	5.45	1.55	5.95	5.31	5.91	5.51	5.96	5.96	5.31	5.73	0.65
5.71	4.33	5.80	5.51	5.88	5.88	4.33	5.45	1.55	5.31	5.12	5.61	4.92	5.41	5.61	4.92	5.28	0.69
5.91	5.31	5.90	5.81	5.71	5.91	5.31	5.73	0.60	5.31	5.12	5.61	4.92	5.41	5.61	4.92	5.28	0.69
5.91	5.31	5.90	5.81	5.71	5.91	5.31	5.73	0.60	5.51	4.72	5.79	5.61	5.41	5.79	4.72	5.41	1.07
5.71	5.31	5.61	5.31	5.61	5.71	5.31	5.51	0.39	5.51	4.72	5.79	5.61	5.41	5.79	4.72	5.41	1.07
5.71	5.31	5.61	5.31	5.61	5.71	5.31	5.51	0.39	5.91	4.92	5.51	5.51	5.51	5.91	4.92	5.47	0.98
5.51	4.92	5.81	5.96	5.31	5.96	4.92	5.50	1.04	5.91	4.92	5.51	5.51	5.51	5.91	4.92	5.47	0.98
5.51	4.92	5.81	5.96	5.31	5.96	4.92	5.50	1.04	5.71	5.31	5.57	5.93	5.51	5.93	5.31	5.61	0.62
5.91	5.12	5.71	5.51	5.51	5.91	5.12	5.55	0.79	5.71	5.31	5.57	5.93	5.51	5.93	5.31	5.61	0.62
5.91	5.12	5.71	5.51	5.51	5.91	5.12	5.55	0.79	5.91	4.53	5.98	5.71	4.92	5.98	4.53	5.41	1.45
5.51	5.71	5.91	5.22	5.71	5.91	5.22	5.61	0.69	5.91	4.53	5.98	5.71	4.92	5.98	4.53	5.41	1.45
5.51	5.71	5.91	5.22	5.71	5.91	5.22	5.61	0.69	4.92	5.12	5.12	5.31	4.92	5.31	4.92	5.08	0.39
SPEC：4mil±1.5mil									4.92	5.12	5.12	5.31	4.92	5.31	4.92	5.08	0.39
SPEC：4mil±1.5mil									X＝5.474
Δ＝0.374									X＝5.474

Ca＝0.983 T＝3.00
Ca＝0.983 T＝3.00		Cp＝1.336
Cpk＝0.023		Cp＝1.336

从以上PCB制成品的切片量测数据可知，深度控制精度得到明显提高。采用原夹头导电回馈***深度钻孔方法在±2.5mil的规格下CP值(精确度)只能达到1.0；而使用本发明的深度钻孔方法，在±1.5mil的规格下CP值可以达到1.3以上。

方法二所述的钻孔方法控制精度较高，而且具有可操作性，是量产作业的首选方法。虽然此种钻孔方法当CP值达到1.33时的控制规格是±1.5mil，但是比之方法一所述的钻孔方法的可行性要高得多。

Claims

1、一种深度钻孔新方法，其特征在于，它包括下列步骤：

1)在生产板上需要钻孔达到的上目标层以上位置，寻找离下目标层最近的POWER层，在板外设一导通孔B与该POWER层相连；

3)将钻针的钻尖与该POWER层相碰的A点视为零点，然后在钻孔程序中重新设定一个需继续下钻的深度即H值，将H值视为下钻时需要控制的深度继续往下钻。

2、根据权利要求1所述的深度钻孔新方法，其特征在于，上述方法中，POWER层的选取，需要离目标层越近越好。

3、一种根据权利要求1所述方法之原理的深度钻孔新方法，其特征在于，它包括下列步骤：

2)在机台控制软件上增加G87、G88功能指令，使机台可以侦测Z1、Z2的深度值；并增加G89功能指令，使机台可以依据Z1和Z2的位置作出下钻深度值的判断；

4)机台以(Z2+Z3)/2的深度值再附加一个钻尖的补偿值进行深度钻孔。

4、根据权利要求3所述的深度钻孔新方法，其特征在于，上述方法中，步骤1)和2)的顺序可以交换。

5、根据权利要求3或4所述的深度钻孔新方法，其特征在于，上述侦测的测试孔Z1的个数为3个。

6、一种使用如权利要求1或3所述的方法钻孔得到的PCB制成品，其特征在于，其不贯孔的深度精度均可控制在±1.5mil以下。