PCB生产控深钻孔技术研究方案

控深钻孔技术研究方案

一、试验目的：

研究我公司机械钻盲孔的深度和精度控制能力，以用于改善我公司HDI板的生产制作流程，并使我公司的HDI制作能力往更高的方向发展。

二、试验项目和主要研究内容：

1、机械钻盲孔的最小孔径；

2、机械钻盲孔的孔位精度技术要求，即内层对位和孔位精度的积累误差不超过±0.1mm；

3、深度控制技术要求，最终将控深钻深度控制在介质厚度为0.15mm的两层之间；

4、机械钻盲孔孔内毛刺、孔型完整性的控制；

5、机械钻盲孔的深度较深（达到盲孔孔径与深度比1/1.5以上的要求）确保盲孔孔壁铜

厚20um以上、盲孔内部要有表面处理保护层，而电镀的深镀能力有限，药水交换困

难，技术很高，故盲孔的深镀能力、表面处理（OSP、喷锡、镀锡、沉金、沉银等）

的能力为控制盲孔的主要控制点；

因此控深钻盲孔的深镀及电镀的深镀能力、表面处理能力，在技术上有较大难度，技术能力达不到，会出现孔内无铜、孔内氧化使信号连接错误或接触不良（未达到目标层或过于目标层连接到下一层）。

三、本项目技术关键和创新点：

控深钻盲孔技术的主要控制点在内层对位误差、零件板的厚度均匀性及翘曲度、控深钻孔深度、孔位精度、钻孔参数、电镀的深镀能力、电镀参数、各种表面处理的极限能力参数等。

1、决深镀控制精度的方法：

A、控制钻孔的能力：钻机选用具有控深钻盲孔功能的SCHMOLL钻机。

B、零件板厚度的控制：控制芯板厚度及半固化片厚度，更改挡胶点形状及布局，精确

计算零件板件厚度，调整压合参数。分别以介质层厚度为0.1mm，0.15mm及0.20mm制作三种12层试验板，确定厚度控制的能力（控制深度精度能力）。

C、调整机器的控深钻孔功能的参数、钻针上套环的公差值、下垫板的公差值；

2、解决孔位精度的方法：

A、孔位精度控制：机床要求用线性马达控制位移，设置精度控制为0.01mm。精确调整

台面相对主轴的垂直度，机器spindle主轴的Run-out值。

B、内层对位精度控制在±0.075mm内。

C、钻头选择刚性较高、螺旋角小、钻尖角较大（槽刀之类）。

D、对定位系统进行改进，钻孔参数作适当优化调整。

3、控深钻盲孔的深镀能力及可靠性：

A、工艺流程的选择：主要流程控制点在于电镀的盲孔深镀能力、盲孔内粉屑处理状况；

孔内去毛刺后过多次数高压水洗，可选择走正片流程或负片流程进行试验，确定各自的深镀能力及电镀光剂的深镀能力，再确定合适的流程。

B、通过组合试验，试验几种参数，主要考察盲孔的深镀能力，以确定合适的电镀参数。

C、通过设计不同工艺流程考察孔壁铜厚及可靠性。

D、经过设计各种表面处理（OSP、喷锡、镀锡、沉金、镀金、沉银等），研究每种表面

处理的能力及参数。

四、结构设计：

1、层压结构：

为了达到测试机械钻盲孔的深度精确性以及孔位的精确性，将板件设计为12层板，钻孔测试时只需要用到L1-L6层，这样就有效利用两面进行测试；其层压结构如下：

元件面H

L1───────────────－Hoz

───────────2116(RC46%)(4+/-0.4mil)--半固化片

L2┌─────────────┐

SY/NY/联茂FR4 0.1 H/Hoz(含铜芯板) L3└─────────────┘

───────────1080(RC58%)(2.6+/-0.4mil)--半固化片

───────────2116(RC46%)(4+/-0.4mil)--半固化片

L4┌─────────────┐

SY/NY/联茂FR4 0.20 H/Hoz(含铜芯板)

L5└─────────────┘

───────────2116(RC52%)(4.8+/-0.4mil)--半固化片

───────────2116(RC56%)(5+/-0.4mil)--半固化片

L6┌─────────────┐

SY/NY/联茂FR4 0.30 H/Hoz(含铜芯板)

L7└─────────────┘

───────────2116(RC56%)(5+/-0.4mil)--半固化片

───────────2116(RC52%)(4.8+/-0.4mil)--半固化片

L8┌─────────────┐

SY/NY/联茂FR4 0.20 H/Hoz(含铜芯板)

L9└─────────────┘

───────────2116(RC46%)(4+/-0.4mil)--半固化片

───────────1080(RC58%)(2.6+/-0.4mil)--半固化片

L10┌─────────────┐

SY/NY/联茂FR4 0.1 H/Hoz(含铜芯板)

L11└─────────────┘

───────────2116(RC46%)(4+/-0.4mil)--半固化片

L12───────────────－Hoz

元件面

压合后厚度：1.9+/-0.15MM

2、控深设计：

钻的孔径值为：0.1mm，0.15mm，0.2mm，0.25mm，0.3mm，0.5mm，其钻孔深度情况如下表：

3、孔位设计：

整板的孔位分为8种区域设计，每种区域的钻深（钻带）是一样的，分别为：

1区域表示只钻0.10mm深的区域；

2区域表示只钻0.13mm深的区域；

3区域表示只钻0.20mm深的区域；

4区域表示只钻0.23mm深的区域；

5区域表示只钻0.35mm深的区域；

6区域表示只钻0.40mm深的区域；

7区域表示只钻0.55mm深的区域；

8区域表示只钻0.63mm深的区域；

具体的区域分布如下图所示：