测量线路板层压偏位的方法

测量线路板层压偏位的方法
【专利摘要】本发明公开了一种测量线路板层压偏位的方法，属于印制线路板制作【技术领域】。该方法包括以下步骤：在线路板每层芯板上设置测量靶标；将线路板压合后，不同层芯板上相应位置的测量靶标重叠，在测量靶标位置处将线路板钻出锥形通孔；使用3D显微镜从该锥形通孔开口较大一端观察上述锥形通孔，根据该锥形通孔内显现的不同芯板上测量靶标之间的相对位置，计算线路板的层压偏位情况。该方法通过在线路板的每层芯板上设置测量靶标，层压后，使用锥形钻头在测量靶标位置处进行钻孔，然后对不同层芯板上的测量靶标进行测量，从而能够准确的测量出线路板层与层之间的偏位情况。
【专利说明】测量线路板层压偏位的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及印制线路板制作【技术领域】，特别是涉及一种测量线路板层压偏位的方法。
【背景技术】
[0002]随着PCB (Printed Circuit Board,印刷线路板)技术的不断发展,其布线密度不断增大、层数不断增高、结构也越来越复杂化(埋、盲、通孔结构共存)等，使得多层板层间对位精度要求越来越高。多层板制造过程中，对位精度主要受层压制程影响，而层压制程主要通过铆钉、热熔邦定以及PIN-LAM等定位方式来提高板件的对位精度。虽然有这些定位方式可以提高层压的对位精度，但对于层压后板件的实际对位情况的表征问题，也是业界极为关心的话题。因为如果层压后能够及时准确地发现PCB板件的偏位情况，则可尽早做出决断；否则，直到电测后发现由于偏位而导致的短路，再去采取应对措施，则为时过晚。

【发明内容】

[0003]基于此，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种测量线路板层压偏位的方法，采用该方法，能够在层压后即对层压实际对情况进行表征，及时准确地发现线路板的偏位情况。
[0004]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:
[0005]一种测量线路板层压偏位的方法，包括以下步骤:
[0006]在线路板每层芯板上设置测量靶标；
[0007]将线路板压合后，不同层芯板上相应位置的测量靶标重叠，在测量靶标位置处将线路板钻出锥形通孔；
[0008]使用3D显微镜从该锥形通孔开口较大一端观察上述锥形通孔，根据该锥形通孔内显现的不同芯板上测量靶标之间的相对位置，计算线路板的层压偏位情况。
[0009]本发明的测量线路板层压偏位的方法，通过在每层芯板上设置测量靶标，层压后，使用锥形钻头在测量靶标位置处进行钻孔，通过此锥形通孔，使每层芯板上的测量靶标均能由钻出的锥形通孔开口较大一端显现出，然后使用3D显微镜观察对每层芯板上的测量靶标，若线路板各层芯板之间不存在偏位，则每层芯板上的测量靶标在竖直方向或水平方向上均不存在相对位移，而在实际生产中，层压过程中总会存在线路板的偏位及涨缩问题，因此，在实际生产中，不同层芯板上的测量靶标在竖直方向或水平方向上存在着相对位移，因此，通过对不同层芯板上测量靶标的测量，能够准确的反应出线路板层与层之间的偏位情况。
[0010]在其中一个实施例中，所述测量靶标为十字型。十字架型的测量靶标，一条边以线路板水平方向设置，另一条边以线路板竖直方向设置，便于对线路板层与层之间水平方向及竖直方向上存在的偏位进行测量。
[0011]在其中一个实施例中，所述十字型测量靶标每一边的边长比所述锥形通孔开口较大一端的直径大至少0.4_。即使部分内层芯板偏位较大，也能确保由锥形通孔中观察到该内层芯板上的测量靶标，并且该测量靶标在锥形通孔边缘的四条边均能够被观察到，便于测量。
[0012]在其中一个实施例中，所述测量靶标为四个，分别设于线路板四个角的位置上，并且由该测量靶标为端点形成的图形以该线路板横向中心线和竖向中心线对称。由于线路板在边缘位置的涨缩量最为明显，因此将测量靶标设于线路板边缘四个角的位置，便于观察和测量。并且将该测量标靶为端点形成的图形设置为以该线路板横向中心线和竖向中心线对称的方式，便于分别对线路板横向及竖向的偏位和涨缩进行测量。
[0013]在其中一个实施例中，所述测量靶标通过以下方法制作:在内层图形制作时，通过曝光、显影和蚀刻的方式，将测量靶标的图形制作出。采用该方法制作测量靶标，在线路板内层线路制作时就可一并制作出，无需增加额外的工序。
[0014]在其中一个实施例中，测量靶标制作时，根据侧蚀量对测量靶标的线宽进行补偿。根据常规线路制作时产生的侧蚀量，对测量靶标的线宽进行补偿，使经侧蚀制作后的测量靶标线宽与设计值一致。这样可以使实际线宽和设计线宽趋于一致，便于测量与计算。
[0015]在其中一个实施例中，所述层压偏位=不同层芯板测量靶标之间的最大偏位距离一侧蚀量，其中，侧蚀量=测量靶标的理论线宽-测量靶标的实际线宽。当线路过蚀时，侧蚀量> O ;线路欠蚀时，侧蚀量< O ;刚好蚀刻时，侧蚀量=0。
[0016]在其中一个实施例中，所述锥形通孔开口较小一端的直径至少为0.4mm。保证3D显微镜观察时具有足够的透光量，能够得到更加准确的测量值。
[0017]在其中一个实施例中,钻锥形通孔时,钻孔深度至少为板厚加上0.6mm。保证锥形钻刀能够钻穿板件，钻到下垫板中，减少孔口毛刺，利于观察。
[0018]在其中一个实施例中，在钻出锥形通孔后，采用高压水洗的方式，去除该锥形通孔内的钻屑。避免钻屑对观察锥形通孔内测量靶标的影响。
[0019]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0020]本发明的一种测量线路板层压偏位的方法，通过在每层芯板上设置测量靶标，层压后，使用锥形钻刀在测量靶标位置处钻锥形通孔，然后通过使用3D显微镜对不同层芯板上测量靶标进行测量，从而能够准确的测量出线路板层与层之间的偏位情况。进而能够为生产提供可靠的品质判断依据。
[0021]并且该方法在不购置昂贵的X-RAY设备前提下，依然可以准确地测量层压后板件的偏位情况，节约了生产成本。
[0022]同时，本发明也无需使用常规的打切片方式测量层与层之间的偏位情况，省去了灌胶、固化等制作切片的时间，从而提高了生产效率。
【专利附图】

【附图说明】
[0023]图1为【具体实施方式】中测量祀标设置位置示意图；
[0024]图2为钻孔示意图；
[0025]图3为钻孔深度和钻刀锥形角及钻刀直径之间的关系；
[0026]图4为锥形通孔内显现的不同层芯板上测量靶标之间的相对位置示意图；
[0027]图5为图4中A部分局部放大图。【具体实施方式】
[0028]以下结合附图和具体实施例来详细说明本发明。
[0029]一种测量线路板层压偏位的方法，包括以下步骤:
[0030]（I)设置测量革巴标。
[0031]在线路板每层芯板上的四个角的位置设置十字架型的测量靶标，如图1所示，该四个测量靶标分别标号为A、B、C、D，其中，测量靶标A、B与测量靶标D、C关于线路板横向中心线S对称，测量靶标A、D与测量靶标B、C关于线路板竖向中心线L对称。
[0032]在内层图形制作时，根据每层芯板上底铜厚度的不同，对测量靶标进行补偿，如本实施例中，欲使蚀刻后测量靶标的线宽为0.1mm，铜厚为18 μ m，则按照常规方式，应对该测量靶标的线宽进行0.2mil的补偿。且该十字型测量靶标每一边的边长比所述锥形通孔开口较大一端的直径大至少0.4mm,即钻孔后，锥形通孔开口较大一端最上层的测量靶标单边残余至少0.2mm,如图2中所示，d ^ 0.2mm,保证每边有足够的余量,从而使3D显微镜能够观察到层压的极端偏位情况。随后通过曝光、显影和常规的蚀刻的方式，将测量靶标的图形制作出。需要注意的是，对于阴阳铜芯板，应采用单面蚀刻的方法进行蚀刻，以确保靶标的线宽符合要求。
[0033](2)压合。
[0034]将线路板按照常规工艺压合后，不同芯板上相应位置的测量靶标重叠。
[0035](3)钻孔。
[0036]在测量靶标位置处将线路板钻出锥形通孔。如图3所示，根据板厚的不同可以选择不同的锥形钻刀。锥形钻刀主要由两个参数确定:钻刀直径2a以及锥形角的角度2 Θ，制作过程中可根据实际板厚m的情况，选择合适的钻孔深度h，h ^ m+0.6mm,即钻入垫板
0.6mm以上，防止孔口产生毛刺，且h深度内必须全部为锥形形状，保证后序观察时能看到每一层芯板上的测量标靶，钻到参数和钻孔深度之间的关系可由公式h=a/tan0得到，如图3所示。而且，钻孔时，必须使钻出的锥形通孔开口较小一端的直径X至少为0.4mm,为3D显微镜的观察提供足够的透光量。
[0037](4)测量。
[0038]将钻完锥形通孔的线路板或切片(单独铣出即可，不需要灌胶)进行测量，先用高压水洗，除去锥形通孔内的粉尘，以免影响测量精度。清洗完成后，使用3D显微镜对层压锥形孔中的靶标进行测量。因锥形通孔中不同层芯板的测量靶标在垂直方向存在一定的高度差，所以测量时使用3D显微镜进行测量。
[0039]根据该锥形通孔内显现的不同层芯板上测量靶标之间的相对位置，如图4所示，计算线路板的层压偏位情况。具体计算方法如下:层压偏位ΛX=不同层芯板测量靶标之间的最大偏位距离X1-侧蚀量X2。
[0040]层与层之间的层压偏位为Λ X，其主要由X1及X2组成，其中；Xi为实际测量得到的不同层芯板测量靶标之间的最大偏位距离值(使用3D显微镜测量结果)，如图5所示；X2为内层蚀刻造成的侧蚀量，该侧蚀量X2=测量靶标的理论线宽-测量靶标的实际线宽，并且X2=a+b，其中a、b代表测量偏位距离时，所涉及两测量层靶标线宽的单边侧蚀量。其值a、b均等于(理论线宽-测量线宽)/2，当两层之间的底铜厚度相同时，a=b，否则，a^b0[0041](5)测量准确性的评估。由于该方法测量过程中使用3D显微镜，其测量精度较高(Ium),而且测量计算时，对板件制作所产生的误差都进行补偿，所以测量结果较为精确。
[0042]根据常规打切片的方式，对上述线路板进行测量时，由于受到切片制作人员的水平限制，很难精确地对制作出绝对可靠的切片，所以测量结果相对较差；而且，切片过程中，很难从板中间取出一个切片，就可以精确说明板件的偏位情况。所以，相对切片判断层压偏位而言，本发明测量结果较为精确。
[0043]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种测量线路板层压偏位的方法，其特征在于，包括以下步骤: 在线路板每层芯板上设置测量靶标； 将线路板压合后，不同层芯板上相应位置的测量靶标重叠，在测量靶标位置处将线路板钻出锥形通孔； 使用3D显微镜从该锥形通孔开口较大一端观察上述锥形通孔，根据该锥形通孔内显现的不同芯板上测量靶标之间的相对位置，计算线路板的层压偏位情况。
2.根据权利要求1所述的测量线路板层压偏位的方法，其特征在于，所述测量靶标为十字型。
3.根据权利要求2所述的测量线路板层压偏位的方法，其特征在于，所述十字型测量靶标每一边的边长比所述锥形通孔开口较大一端的直径大至少0.4_。
4.根据权利要求1所述的测量线路板层压偏位的方法，其特征在于，所述测量靶标为四个，分别设于线路板四个角的位置上，并且由该测量标靶为端点形成的图形以该线路板横向中心线和竖向中心线对称。
5.根据权利要求1所述的测量线路板层压偏位的方法，其特征在于，所述测量靶标通过以下方法制作:在内层图形制作时，通过曝光、显影和蚀刻的方式，将测量靶标的图形制作出。
6.根据权利要求5所述的测量线路板层压偏位的方法，其特征在于，测量靶标制作时，根据侧蚀量对测量靶标的线宽进行补偿。
7.根据权利要求5所述的测量线路板层压偏位的方法，其特征在于，所述层压偏位=不同层芯板测量靶标之间的最大偏位距离一侧蚀量，其中，侧蚀量=测量靶标的理论线宽-测量靶标的实际线宽。
8.根据权利要求1所述的测量线路板层压偏位的方法，其特征在于，所述锥形通孔开口较小一端的直径至少为0.4mm。
9.根据权利要求1所述的测量线路板层压偏位的方法，其特征在于，钻锥形通孔时，钻孔深度至少为板厚加上0.6mm。
10.根据权利要求1所述的测量线路板层压偏位的方法，其特征在于，在钻出锥形通孔后，采用高压水洗的方式，去除该锥形通孔内的钻屑。
【文档编号】H05K3/00GK103796435SQ201410021496
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日
【发明者】袁处, 袁凯华, 曾志军 申请人:广州兴森快捷电路科技有限公司, 深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司, 宜兴硅谷电子科技有限公司