背鉆堵孔問(wèn)題分析

雷石海 陳 煉

（珠海杰賽科技有限公司，廣東 珠海 519170 ）

（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510310）

1 問(wèn)題提出

隨著高密度多層板的增加，背鉆的設(shè)計(jì)也隨之增加，加工中出現(xiàn)較多背鉆小孔堵孔（底孔直徑基本為＜0.35 mm直徑），堵孔問(wèn)題會(huì)造成后工序塞孔不良報(bào)廢增多。本文特對(duì)鉆孔背鉆堵孔的加工能力進(jìn)行評(píng)估及優(yōu)化。

如圖1所示，目前出現(xiàn)的問(wèn)題主要是一鉆底孔小孔徑板堵孔較嚴(yán)重。故本文重點(diǎn)研究此課題，測(cè)試背鉆堵孔加工能力，尋找最優(yōu)加工方法。

圖1 背鉆小孔堵孔

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

（1）加工流程：層壓→鉆孔→沉銅、板電→背鉆→檢查。

（2）產(chǎn)品：8層板，基材FR-4 S1000-2，Tg170 ℃。

（3）加工條件：底孔直徑0.2 mm、0.25 mm、0.3 mm、0.35 mm，三種不同背鉆鉆頭。兩種不同銅厚：正常一次板鍍（8～10 μm）及一次性鍍夠（20 μm以上）。具體設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 加工條件

3 測(cè)試結(jié)果

堵孔（不合格）與不堵孔（合格）效果見(jiàn)圖2、表2、表3所示。

表2 正常一次板鍍結(jié)果統(tǒng)計(jì)

表3 一次鍍夠結(jié)果統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)論

（1）正常一次板鍍孔銅，130°的專(zhuān)用背鉆刀較普通165°的背鉆刀加工效果好。測(cè)試結(jié)果為使用130°的專(zhuān)用背鉆刀0.25 mm及以上底孔無(wú)堵孔問(wèn)題，0.25 mm孔徑以下的堵孔不良率在1%以?xún)?nèi)；使用165°背鉆刀加工結(jié)果為0.3 mm及以上底孔無(wú)堵孔問(wèn)題。

（2）一次鍍夠孔銅，130°的專(zhuān)用背鉆刀較普通165°的背鉆刀加工效果好。測(cè)試結(jié)果為使用130°的專(zhuān)用背鉆刀0.25 mm及以上底孔無(wú)堵孔問(wèn)題，0.25 mm孔徑以下的堵孔不良率在12%以?xún)?nèi)；使用165°背鉆刀加工結(jié)果為0.35 mm及以上底孔無(wú)堵孔問(wèn)題，0.35 mm以下的堵孔不良率在50%～100%，底孔孔徑越小堵孔不良率越高。

（3）鼎泰專(zhuān)用背鉆刀130°較京瓷專(zhuān)用背鉆刀130°對(duì)0.25 mm以下底孔孔徑堵孔不良率低5%左右，但均無(wú)法避免堵孔問(wèn)題。

（4）130°專(zhuān)用背鉆刀較165°普通背鉆刀對(duì)堵孔問(wèn)題改善較明顯，另分段鉆優(yōu)于一次鉆。

5 有關(guān)130°背鉆刀深度補(bǔ)償

5.1 鉆尖高度計(jì)算原理

正切值tanθ=y/x（直角三角形中，兩直角邊的比值），鉆尖高度：H=鉆頭半徑d/tan(θ/2)，θ=130°或165°，tan65°=2.1445，tan82.5°=7.5957。

圖3 鉆尖高度與角色

5.2 鉆深補(bǔ)償計(jì)算

是在板面加蓋單面覆鋁板（鋁面向下，銅厚18 μm），通過(guò)電感應(yīng)來(lái)控制背鉆深度。

（1）鉆尖部分計(jì)入了感應(yīng)高度，但鉆尖部分產(chǎn)生的鉆深相比鉆尖高度矮，背鉆鉆頭單邊比鉆孔大0.1 mm計(jì)算。

鉆尖部分產(chǎn)生的鉆深：130o鉆尖角的鉆頭，約為 0.1/2.1445 = 0.047 mm；165°鉆尖角的鉆頭，約為 0.1 mm/7.5957 = 0.013 mm。鉆尖角130o的比165°的鉆深深約 0.047-0.013 = 0.034 mm。

（2）若導(dǎo)入使用130o鉆尖角的S240鉆頭，相比165o鉆尖角鉆頭的差異：鉆尖高度不一樣，每種直徑按其鉆尖高度單獨(dú)補(bǔ)償鉆深；鉆尖部分產(chǎn)生的鉆深不一樣，鉆深向上補(bǔ)償0.034 mm。

5.3 130°背鉆刀深度補(bǔ)償計(jì)算

130°相比165°鉆尖角，切入孔銅高度要深約0.034 mm，所以現(xiàn)蝕刻安全值等同165°不變，鉆深應(yīng)減去0.034 mm向上補(bǔ)償。具體如表4。

表4 130°鉆尖角鉆頭背鉆補(bǔ)償（mm）