在多层基板制作盲孔的方法及实行该方法的自动钻孔机.pdf

本发明是关于一种在多层基板制作盲孔的方法及实行该方法的自动钻孔机。该自动钻孔机是先在该多层基板上钻出几个深度适当且不会过钻的测试孔，然后根据这些测试孔的深度来决定一目标深度值，最后，再根据该目标深度值来钻设该盲孔。由于这些测试孔的深度适当且不会过钻，因此，据以获得的目标深度值也能够确保所钻出的盲孔不会有深度不足或过钻的情形发生。

1、  一种于多层基板制作盲孔的方法，该多层基板包括逐层交替叠合的复数层导体层及复数层绝缘层，该些导体层中更包括希望构成立体连接的一第一导体层及一第二导体层，且该第一、二导体层并分别具有复数个坐标相同的测试孔起始点及测试孔结束点，各测试孔起始点相互导通，各测试孔结束点亦相互导通；
其特征在于，该方法包括：
a)于该多层基板上钻设复数个测试孔，该测试孔贯穿该测试孔起始点并到达该测试孔结束点；
b)取得每一个测试孔的深度；
c)根据该些测试孔的深度决定一目标深度值；
d)于该多层基板上钻设深度等于该目标深度值的盲孔。

2、  如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：
e)对该盲孔的内部实施导电化处理，用以导通该第一、二导体层。

3、  如权利要求2所述的方法，其特征在于，该导电化处理使用全板电镀法。

4、  如权利要求1所述的方法，是实行于一自动钻孔机，该自动钻孔机具有一控制系统及一钻孔装置，该控制系统控制该钻孔装置的位移，该钻孔装置驱动一钻针，其特征在于，该b步骤包括：
b1)将该测试孔起始点及测试孔结束点电接至该控制系统；
b2)该控制系统控制该钻孔装置钻设该测试孔；在该钻针接触该测试孔起始点时，该控制系统建立一起始点，并使该钻针开始下钻；
b3)在该钻针接触该测试孔结束点时，该控制系统建立一结束点，并使该钻针退离；
b4)该控制系统根据该开始点及结束点以计算获得该测试孔的深度。

5、  如权利要求1所述的方法，其特征在于，该多层基板的各导体层在面的方向划分为一图案区及一非图案区，该图案区是用以形成电路图案，该非图案区位于该图案区之外，且该测试孔起始点及测试孔结束点均落在该非图案区。

6、  一种自动钻孔机，用以对一多层基板进行钻孔作业，该多层基板包括逐层交替叠合的复数层导体层及复数层绝缘层，该自动钻孔机包括：
一机台，供安置该多层基板；
一钻孔装置，设于该机台上用以驱动一钻针；以及
一控制系统，控制该钻孔装置的位移及运作，且该控制系统并具有一输入部，用以电接该多层基板希望借由盲孔连接的两导体层；
其中，该控制系统能在该钻针先后到达该两导体层时分别建立一起始点及结束点，据以计算获得该盲孔的深度。

在多层基板制作盲孔的方法及实行该方法的自动钻孔机
技术领域
本发明涉及多层印刷电路板方面的技术领域，特别关于一种钻设盲孔的方法及实行该方法的自动钻孔机，借以确保所钻出的盲孔不会发生深度不足或过钻的情形。
背景技术
随着高密度组装的发展及面对小型化的趋势，高密度的多层配线已是印刷电路板的必然做法。为提高配线密度，早期使用贯穿整个板厚的电镀贯穿孔来达成立体连接的目的，然而，电镀贯穿孔在某种程度上会妨碍到配线的自由度，因此，使用经过导电化的盲孔及埋孔作局部的立体连接，也是印刷电路板制作过程中常见的做法。
在制作一多层印刷电路的过程中，于一多层基板上钻设一定深度的盲孔是必要的制程，使用自动钻孔机的机械钻孔是一种常见的方式，也可以使用雷射开孔或紫外线开孔。
如图4所示是一个机械钻孔的例子。图中揭示一多层基板9的部分断面结构、及一自动钻孔机8的基本架构。该自动钻孔机8基本上具有一控制系统80及一钻孔装置81，该控制系统80能控制该钻孔装置81移动到预定的钻孔位置，然后驱使该钻孔装置81沿着一Z轴812朝该多层基板9移动。由于该多层基板9的外部导体层90经由一导电梢7而电接至该控制系统80，因此，当该钻孔装置81的钻针811一接触到该外部导体层90时，经由该导电梢7的媒介，该自动控制系统80便能够知道该钻针811已到达该外部导体层90位置，此时，该控制系统80便开始计算该钻孔装置81的外钻距离，当该下钻距离达到操作者事先给定的深度值N时，即使该钻孔装置81退离。
这种事先给定一个深度值N再进行钻孔的方式，理想上是能够在该多层基板9上钻出一些深度符合期待的盲孔。换言之，在理想状况下，每一个盲孔都如图1所示的盲孔92a般地形成一铜窗。
然而，由于该钻孔装置81每一次钻孔时的下钻深度都等于该深度值N，而该多层基板9的每一层厚度并无法保证一定均匀的等于该深度值N，因此，很难使每一次的钻孔结果都能够得到最佳化的盲孔92a。也就是说，在较厚处所钻出的盲孔92b容易发生钻孔深度不足的情形，亦即钻孔深度未达该内部导体层91。而在较薄处所钻出的盲孔92c则容易发生钻孔过钻的情形，亦即深度穿透该内部导体层91。
该多层基板9的层厚变异度愈高，这种钻孔深度不足或过钻的不良比率就愈高，这将使产品在品质信赖度上潜藏着不稳定性。
发明内容
本发明的主要目的就在于提供一种在多层基板制作盲孔的方法及实行该方法的自动钻孔机，其特别能够确保所钻出的盲孔不会发生深度不足或过钻的情形。
具体而言，该多层基板包括希望借由盲孔构成立体连接的第一导体层及第二导体层，且该第一、二导体层并分别具有复数个座标相同的测试孔起始点及测试孔结束点；
该自动钻孔机包括一机台、一钻孔装置及一控制系统。该机台供安置该多层基板，该钻孔装置驱动一钻针，该控制系统控制钻孔装置的位移及运作，并驱使该自动钻孔机依下述步骤运作：
a)在该多层基板上钻设复数个测试孔，该测试孔贯穿该测试孔起始点并到达该测试孔结束点；
b)取得每一个测试孔的深度；
c)根据这些测试孔的深度决定一目标深度值；
d)在该多层基板上钻设深度等于该目标深度值的盲孔。
由于该测试孔可深达位在第二导体层的测试孔结束点，且不会穿透该第二导体层，因此，所钻出的测试孔的深度不会不足也不会过钻，而根据该目标深度值所钻出的盲孔，也因为该目标深度值取决于该测试孔深度而同样不会有深度不足或过钻的情形发生。
相对于过去钻设盲孔的做法，本发明这种先钻测试孔以取得一目标深度值，再根据该目标深度值钻设盲孔的做法，确实能够确保所钻出的盲孔不会有深度不足或过钻的情形发生，进而足以解决传统做法所引致的诸多问题。
图1为本发明方法的自动钻孔机的基本架构，及一多层基板的部份断面示意图。
图2为多层基板的第一导体层的平面示意图。
图3为多层基板的第二导体层的平面示意图。
图4为实行传统钻孔方法的自动钻孔机的基本架构及一多层基板地部份断面示意图。
图号说明：
自动钻孔机(1)(8)    钻孔装置(10)(81)
钻针(11)(811)       控制系统(12)(80)
输入部(121)
多层基板(2)(9)      导体层(20)
绝缘层(21)          第一导体层(201)
第二导体层(202)     测试孔(22)
盲孔(23)            图案区(A)
非图案区(B)         测试孔起始点(P1)
测试孔结束点(P2)
导电梢(3)(7)
Z轴(812)            深度值(N)
外部导体层(90)      内部导体层(91)
盲孔(92a)(92b)(92c)
在随后的说明中，将举一较佳实施例，并辅以附图进一步说明本发明。然而，任何熟悉该项技术的人都知道，此仅是为方便说明之用，实际上并不以此为限。
如图1所示，为一种可对一多层基板2进行钻设盲孔或贯穿孔等钻孔作业的自动钻孔机1。在此例子中，为了方便说明，仅绘示该自动钻孔机1的基本架构，且该多层基板2尽管包括逐层交替叠合的复数层导体层20及复数层绝缘层21，但亦仅部份揭示希望借由盲孔构成立体连接的第一导体层201及第二导体层202。其中，該自动钻孔机1包括：
一机台(未示于图中)，供安置该多层基板2；
一钻孔装置10，设于该机台上用以驱动一钻针11；以及一控制系统12，是控制该钻孔装置10的位移及运作，且该控制系统12并具有一输入部121，用以电接该第一、二导体层201、202，而实际的连接方式，是透过贯穿该第一、二导体层201、202的导电梢3来达成。
由于该控制系统12的输入部121是借由该导电梢3与该第一、二导体层201、202构成电气连接，因此，在对该多层基板2进行钻孔作业时，该控制系统12便能立即知悉该钻针11何时接触该第一导体层201、何时到达该第二导体层202。在适当的程式设计下，该控制系统12便能够在该钻针11先后到达该第一、二导体层201、202时分别建立一起始点及结束点，且在该钻针11到达该第二导体层202便使该钻孔装置10退离，借以完成一测试孔22，以及根据该起始点及结束点计算获得该测试孔22的深度。其中，在该控制系统12的精密控制下，该钻针11必需钻到该第二导体层202，且一触及该第二导体层202必需立即退离，因此，无论层间厚度的变异度如何，所完成的测试孔22都不会发生钻孔深度不足或过钻的情形。
更进一步地说，如图2、3所示，分别为该第一导体层201及该第二导体层202的平面示意图，可将多层基板2的各导体层20划分为图案区A及非图案区B，该图案区A用以形成电路图案，该非图案区B位于该图案区A之外。然后，决定希望钻设该测试孔22的位置，也就是在该第一导体层201定义出复数个测试孔起始点P1，及在该第二导体层202映对出复数个测试孔结束点P2，该些测试孔起始点P1及测试孔结束点P2是一对一地相对映，且相映地的测试孔起始点P1及测试孔结束点P2虽位在不同层，但坐标相同。此外，各测试孔起始点P1是相互导通，各测试孔结束点P2亦相互导通。在此例子中，所有的测试孔起始点P1及测试孔结束点P2均落在该非图案区B。如果希望有些测试孔起始点P1及测试孔结束点P2落在该图案区A，则在进行电路布局设计时，便需要特别布线，以将落在该图案区A内的测试孔起始点P1及测试孔结束点P2对应导通至落在该非图案区B的测试孔起始点P1及测试孔结束点P2。
接着，如图1所示，利用该导电梢3贯穿其中一组测试孔起始点P1及测试孔结束点P2，以使所有的测试孔起始点P1及测试孔结束点P2都能够透过该导电梢3的媒介而电接至该控制系统12的输入部121，然后，该控制系统12控制该钻孔装置10依下述步骤运作：
a)在该多层基板2上依次钻设复数个测试孔22，该测试孔22贯穿该测试孔起始点P1并到达该测试孔结束点P2；
b)在该钻针11接触该测试孔起始点P1时，该控制系统12建立一起始点，并使该钻针11开始下钻。在该钻针11接触该测试结束点P2时，该控制系统建立一结束点，并使该钻针11退离。该控制系统12根据该起始点及结束点以计算获得该测试孔22的深度；
例如，若该钻针11的下钻速度被预设为每秒0.01mm，当钻针11触及该测试起始点P1时，透过该导电梢3的媒介，该控制系统12开始计时，当钻针11触及该测试结束点P2时，亦透过该导电梢3的媒介，该控制系统12结束计时，此一过程若该控制系统12的计时结果为0.5秒，那么，该测试孔22的深度便是：0.01×0.5＝0.05mm。
c)根据该些测试孔22的深度以决定一目标深度值，例如将该些测试孔22的深度予以平均，以获得一平均值作为该目标深度值。
d)将该目标深度值设为自动钻孔机1的下钻深度，然后，便能在该多层基板2的图案区A内需要钻设盲孔的位置，钻出深度等于该目标深度值的盲孔23。
e)对该盲孔23的内部实施导电化处理，用以导通该第一、二导体层201、202。例如使用全板电镀法(panel plating method)。由于经上述步骤所完成的测试孔22，完全不会发生钻孔深度不足或过钻的情形，因此，只要取得这些测试孔22的深度平均值，作为该自动钻孔机1的下钻深度那么，利用该自动钻孔机1所钻出来的盲孔23当然也不会发生钻孔深度不足或过钻的情形。
简单地说，本发明是先在该多层基板2上先钻出几个深度不会不足也不会过钻的测试孔22，然后根据这些测试孔22的深度来决定一目标深度值，最后再使该自动钻孔机1根据该目标深度值来钻设该盲孔23。由于这些测试孔22是能反映出每一块多层基板2在不同位置点的层间厚度愈多的测试孔22愈能真实反映该多层基板2层间厚度的变异情形，且这些测试孔22的深度不会不足也不会过钻，因此，据以获得的目标深度值对该多层基板2而言，是为可靠的钻孔资料，它特别能夠确保所钻出的盲孔22不会有深度不足或过钻的情形发生。
相对于过去钻设盲孔的做法，本发明这种先钻测试孔以取得一目标深度值，再根据该目标深度值钻设盲孔的做法，不但足具新穎性及创造性，并特别能够确保所钻出的盲孔不会有深度不足或过钻的情形发生，因而具有显然的进步性。