本發(fā)明涉及樹脂塞孔的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種背鉆塞孔板及其加工方法。

背景技術(shù)：

在PCB的樹脂塞孔工藝中，包含了傳統(tǒng)的開窗網(wǎng)印塞孔和使用真空塞孔機塞孔兩種方法。在加工過程中，線路板必須先后浸泡在沉銅、電鍍等水溶液缸中或經(jīng)過其它水洗工序。在這一過程中，線路板的環(huán)氧樹脂材料將吸收水分，從而可能影響背鉆孔塞孔良率。在背鉆孔樹脂塞孔后，經(jīng)過烘板固化時容易出現(xiàn)樹脂溢出產(chǎn)生空洞，嚴重影響背鉆孔位置表層的圖形布局，如出現(xiàn)塞孔不良在該位置無法布線、焊盤的有效面積減少易出現(xiàn)貼裝虛焊現(xiàn)象等等。

在實際生產(chǎn)中，吸水率、背鉆孔密集程度和背鉆孔深度對空洞的出現(xiàn)難易程度存在一定的影響。通常吸水率高的材料更易出現(xiàn)背鉆孔塞孔不良，孤立背鉆孔位置較密集背鉆孔區(qū)域更易出現(xiàn)塞孔不良，背鉆孔易出現(xiàn)空洞的是背鉆段、而不會在金屬化孔一段出現(xiàn)。特別是孤立背鉆孔常出現(xiàn)規(guī)律性的定點空洞，嚴重制約線路板整體良率和生產(chǎn)周期。

背鉆示意圖如圖1所示，根據(jù)表面張力形變關(guān)系，孔口膨脹剛好達到最大表面形變量時，膨脹高度h＝1/2×tanθ×D。

為簡化計算模型，達到最大表面張力時，當(dāng)體積大于該值時即將造成孔破產(chǎn)生空洞，孔口膨脹的形狀類似一個圓錐體，膨脹體積的計算公式如式(1)所示：

$V_{max}\≈\frac{1}{3}\×h\×S=\frac{1}{3}\×tan\mathrm{\θ}\×\frac{D}{2}\×\frac{1}{4}{\mathrm{\πD}}^2=\frac{1}{24}{\mathrm{tan\θ\πD}}^3......\left(1\right)$

根據(jù)范德華熱力學(xué)方程式：PV＝nRT推導(dǎo)出最大膨脹體積下的壓強的計算公式如式(2)所示：

$P_{max}=\frac{nRT}{V}=\frac{24nRT}{tan\mathrm{\θ}\×{\mathrm{\πD}}^3}......\left(2\right)$

在樹脂膨脹過程中，摩擦力相對壓力較小，膨脹氣體對背鉆段和金屬化孔段的擠壓力與大氣壓之差有如式(3)和(4)以下關(guān)系：

因為背鉆孔直徑(D)大于通孔直徑(d)，顯然F合1>F合2,所以樹脂更易從背鉆段溢出產(chǎn)生空洞，即基材內(nèi)的水分子易朝非金屬化的背鉆段逸出。

另外，在實際加工過程中，孤立位置的背鉆孔較密集位置的背鉆孔更易產(chǎn)生空洞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種背鉆孔塞孔板加工方法，其能有效減少背鉆孔空洞的產(chǎn)生。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種背鉆塞孔板加工方法，包括以下步驟：

1)背鉆后鍍孔；在基板上對金屬化孔進行背鉆，背鉆段為非金屬化孔，余留段保持金屬化特征，對金屬化孔加厚鍍銅；

2)烘板：于120-160℃進行烘板；

3)塞孔：采用樹脂對背鉆孔進行填滿；

4)固化：對填滿背鉆孔的樹脂進行固化處理。

作為優(yōu)選，步驟2)中，烘板至基板的水分含量≤0.01％。

作為優(yōu)選，步驟2)中，對于吸水率＞0.1％的基板，烘板6-10h。

作為優(yōu)選，步驟2)中，對于吸水率≤0.1％的基板，烘板4-6h。

作為優(yōu)選，步驟4)中，對填滿背鉆孔的樹脂在120-160℃固化40-60min。

作為優(yōu)選，步驟1)與步驟2)之間還包括以下步驟：在基板的圖形區(qū)域外開鑿若干輔助孔或輔助槽，所述輔助孔為非金屬化孔，所述輔助槽為非金屬化槽。

作為優(yōu)選，所述輔助孔的直徑為0.8-3mm；所述輔助孔的孔間距為10-20mm；所述輔助槽的槽寬為0.8-3mm；輔助槽的槽間距為10-20mm。

作為優(yōu)選，所述輔助孔設(shè)置于孤立背鉆孔附近。

作為優(yōu)選，步驟1)與步驟2)之間還包括以下步驟：去除基板側(cè)面的銅層。

本發(fā)明是基于以下理論研究基礎(chǔ)之上進行的：在樹脂或油墨未固化前，孔口樹脂或油墨存在最大表面張力，假設(shè)恰好達到臨界條件，體積再膨脹就會把孔口撐破所具有的最大體積為V_max，此時的最大膨脹氣壓為P_max，并考慮樹脂與孔壁的摩擦力，結(jié)合上式(1)、(2)和(3)可獲得式(5)；

其中：R氣體平衡常數(shù)8.314、θ表面張力角、π、P₀大氣壓，T為固化溫度。為了保證樹脂不溢出，必須控制合力小于0，從式(5)中可以看出，F(xiàn)_合1與n成正關(guān)系，與D、h成反關(guān)系。背鉆孔孔徑和深度受設(shè)計要求的影響，可調(diào)范圍有限，為避免空洞的產(chǎn)生，最佳辦法是控制氣體(包含水分子)的物質(zhì)的量n，即減少基板的含水量。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述加工方法獲得的背鉆塞孔板。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明提供的背鉆塞孔板加工方法通過塞孔前烘板，能有效降低基板的含水量，從而可以避免塞孔出現(xiàn)空洞；本發(fā)明還通過對不同的板材料的研究，得出了最適的烘板溫度和時間；通過在圖形區(qū)域處設(shè)置非金屬化孔，可以進一步減少空洞的發(fā)生機率。

附圖說明

圖1為背鉆原理示意圖，其中，F(xiàn)₁、F₂為氣體膨脹對兩側(cè)的壓力，f₁、f₂為氣體膨脹受到最大摩擦力，μ為樹脂與孔壁的摩擦力系數(shù)，ρ為樹脂的密度，g為重力加速度，P為氣體膨脹的壓力，V為孔口最大表面張力對其它的最大氣體膨脹的容忍體積，P₀為大氣壓，б為樹脂表面張力，θ為對應(yīng)的表面張力角；

圖2為實施例1的基板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實施例4的基板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為含多個圖形區(qū)域的基板的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，各附圖標記：101、封邊區(qū)域；102、輔助孔；201、密集背鉆孔；202、背鉆位置通孔；203、圖形區(qū)域；204、孤立背鉆孔；211、小背鉆孔；212、大背鉆孔。

具體實施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實施方式，對本發(fā)明做進一步描述：

本發(fā)明提供一種背鉆塞孔板加工方法，包括以下步驟：

1)背鉆后鍍孔；在基板上對金屬化孔進行背鉆，背鉆段為非金屬化孔，余留段保持金屬化特征，對金屬化孔加厚鍍銅；

2)烘板：于120-160℃進行烘板；

3)塞孔：采用樹脂對背鉆孔進行填滿；

4)固化：對填滿背鉆孔的樹脂進行固化處理。

本發(fā)明提供的背鉆塞孔板加工方法通過塞孔前烘板，能有效降低基板的含水量，從而可以避免樹脂塞孔出現(xiàn)空洞。步驟2)中，烘干至板材含水量在0.01％以下。

以下具體實施方式中，吸水率＞0.1％的基板，包括但不限于Megtron6、Megtron4等材料制成的基板；吸水率≤0.1％的基板，包括但不限于IT-180A、S1141等環(huán)氧樹脂制基板。

實施例1

一種背鉆塞孔板加工方法，包括以下步驟：

1)背鉆后鍍孔；在基板上對金屬化孔進行背鉆，背鉆段為非金屬化孔，余留段保持金屬化特征，對金屬化孔加厚鍍銅；基板的結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖形區(qū)域203外設(shè)有封邊區(qū)域101，圖形區(qū)域內(nèi)設(shè)有背鉆位置通孔202，包括密集背鉆孔201和孤立背鉆孔204，其中孤立背鉆孔又包括小背鉆孔211和大背鉆孔212；步驟1)中，在封邊區(qū)域設(shè)有輔助孔102；輔助孔為非金屬化孔，輔助孔直徑為0.9mm，孔間距為15mm；

2)烘板：于140℃進行烘板；對于吸水率＞0.1％的基板，烘板8h；對于吸水率≤0.1％的基板，烘板5h。

3)塞孔：采用樹脂對背鉆孔進行填滿；

4)固化：對填滿背鉆孔的樹脂于140℃固化50min。

本實施例加工得到的背鉆塞孔板，其背鉆塞孔內(nèi)無可肉眼可見空洞。

實施例2

一種背鉆塞孔板加工方法，包括以下步驟：

1)背鉆后鍍孔；在基板上對金屬化孔進行背鉆，背鉆段為非金屬化孔，余留段保持金屬化特征，對金屬化孔加厚鍍銅；

2)烘板：于160℃進行烘板；對于吸水率＞0.1％的基板，烘板6h；對于吸水率≤0.1％的基板，烘板4h。

3)塞孔：采用樹脂對背鉆孔進行填滿；

4)固化：對填滿背鉆孔的樹脂于160℃固化60min。

本實施例加工得到的背鉆塞孔板，其背鉆塞孔內(nèi)無可肉眼可見空洞。

實施例3

一種背鉆塞孔板加工方法，包括以下步驟：

1)背鉆后鍍孔；在基板上對金屬化孔進行背鉆，背鉆段為非金屬化孔，余留段保持金屬化特征，對金屬化孔加厚鍍銅；

2)烘板：于140℃進行烘板；對于吸水率＞0.1％的基板，烘板8h；對于吸水率≤0.1％的基板，烘板6h。

3)塞孔：采用樹脂對背鉆孔進行填滿；

4)固化：對填滿背鉆孔的樹脂于140℃固化40min。

本實施例加工得到的背鉆塞孔板，其背鉆塞孔內(nèi)無可肉眼可見空洞。

實施例4

一種背鉆塞孔板加工方法，包括以下步驟：

1)背鉆后鍍孔；在基板上對金屬化孔進行背鉆，背鉆段為非金屬化孔，余留段保持金屬化特征，對金屬化孔加厚鍍銅；基板的結(jié)構(gòu)如圖4所示，在封邊區(qū)域設(shè)有輔助孔102；輔助孔為非金屬化孔，輔助孔直徑為2.0mm，孔間距為20mm；輔助孔設(shè)置于孤立背鉆孔附近；孤立背鉆孔的塞孔更容易產(chǎn)生空洞，輔助孔設(shè)置于孤立背鉆孔附近，有利于提高孤立背鉆孔的水分分散能力，從而可避免樹脂塞孔在固化過程中出現(xiàn)空洞；

2)烘板：于140℃進行烘板；對于吸水率＞0.1％的基板，烘板8h；對于吸水率≤0.1％的基板，烘板5h。

3)塞孔：采用樹脂對背鉆孔進行填滿；

4)固化：對填滿背鉆孔的樹脂于150℃固化50min。

本實施例加工得到的背鉆塞孔板，其背鉆塞孔內(nèi)無可肉眼可見空洞。

實施例5

一種背鉆塞孔板加工方法，包括以下步驟：

1)背鉆后鍍孔；在基板上對金屬化孔進行背鉆，背鉆段為非金屬化孔，余留段保持金屬化特征，對金屬化孔加厚鍍銅；在基板封邊區(qū)域設(shè)有輔助槽；輔助槽為非金屬化槽，輔助槽的槽寬為2mm，槽間距為15mm；

2)去銅層：將基板側(cè)面的銅層去除；

3)烘板：于140℃進行烘板；對于吸水率＞0.1％的基板，烘板8h；對于吸水率≤0.1％的基板，烘板6h；

4)塞孔：采用樹脂對背鉆孔進行填滿；

5)固化：對填滿背鉆孔的樹脂于160℃固化40min。

本實施例加工得到的背鉆塞孔板，其背鉆塞孔內(nèi)無可肉眼可見空洞。

實施例6

一種背鉆塞孔板加工方法，包括以下步驟：

1)背鉆后鍍孔；在基板上對金屬化孔進行背鉆，背鉆段為非金屬化孔，余留段保持金屬化特征，對金屬化孔加厚鍍銅；

2)去銅層：將基板側(cè)面的銅層去除；

3)烘板：于140℃進行烘板；對于吸水率＞0.1％的基板，烘板8h；對于吸水率≤0.1％的基板，烘板6h；

4)塞孔：采用樹脂對背鉆孔進行填滿；

5)固化：對填滿背鉆孔的樹脂于160℃固化40min。

本實施例加工得到的背鉆塞孔板，其背鉆塞孔內(nèi)無可肉眼可見空洞。

在以上實施例的基礎(chǔ)上，所述基板上可設(shè)置一個圖形區(qū)域，也可以如圖4所示，設(shè)置若干圖形區(qū)域，在圖形區(qū)域外，即封邊區(qū)域或圖形區(qū)域與圖形區(qū)域之間增設(shè)輔助孔。

對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。