線路板高精度控深鉆孔的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種線路板高精度控深鉆孔的方法，屬于印制線路板【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法包括內(nèi)層圖形制作、蝕刻、壓合、鉆孔、導(dǎo)電孔制作、導(dǎo)電孔金屬化、鑼邊、控深鉆工序。通過增加導(dǎo)電孔的制作，將目標(biāo)層上一層的定位層利用導(dǎo)電盲孔導(dǎo)出至線路板底面，使該定位層能夠作為信號感應(yīng)層，減少了信號感應(yīng)層到目標(biāo)層的距離，而從達(dá)到消除板厚差異的目的。從而可以進(jìn)行高精度控深鉆孔。該方法廣泛適用于高精度的背鉆和控深盲孔的制作中。
【專利說明】線路板高精度控深鉆孔的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種印制線路板的制作工藝方法，特別是涉及一種線路板高精度控深鉆孔的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在印制線路板【技術(shù)領(lǐng)域】中，隨著交換，傳輸，無線和數(shù)據(jù)通信類電信產(chǎn)品業(yè)務(wù)的擴(kuò)大及技術(shù)的提升，眾多復(fù)雜的系統(tǒng)更依賴于背板上的連線，走線，及插接的連接器來處理高速數(shù)據(jù)流，為減少信號的損耗與干擾，在PCB設(shè)計(jì)中采用了背鉆工藝，且精度要求越來越高，部分設(shè)計(jì)中，要求目標(biāo)層以上殘留銅的長度，如圖1所示的stub5長度為0.1mm或甚至有更短的要求。在一般的背鉆工藝中，首先要求目標(biāo)層(即信號層)不允許被鉆掉，其次，還要求STUB的長度越小越好。
[0003]然而，傳統(tǒng)的背鉆工藝中，采用背鉆面的最外層加蓋板6為導(dǎo)電層，即深度計(jì)算的開始層，如圖2所示。此種方法受介質(zhì)層厚度的影響很大，通常線路板的板厚公差為10%，也就是說，一款5mm厚的線路板極差可達(dá)1mm，這種差異主要來自于PCB板在進(jìn)行壓合時受流膠的影響，通常板中位置與板邊位置的厚度有偏差，板邊通常偏薄，因此背鉆或控深鉆時常會出現(xiàn)鉆深或鉆淺的情況，導(dǎo)致鉆穿信號層或stub殘留長度太長。傳統(tǒng)工藝只能通過首件切片來確認(rèn)深度或每塊板測量板厚來減少差異，但無法將板邊板中的差異消除掉，且過程控制復(fù)雜，不受控；因此，做高精度的背鉆幾乎無法實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種線路板高精度控深鉆孔的方法，采用該方法進(jìn)行控深的背鉆或盲孔鉆，其鉆孔不受介質(zhì)層厚度的影響，具有高精度的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0006]一種線路板高精度控深鉆孔的方法，包括內(nèi)層圖形制作、蝕刻、壓合、鉆孔、導(dǎo)電孔制作、導(dǎo)電孔金屬化、鑼邊、控深鉆工序；其中:
[0007]蝕刻工序中，根據(jù)預(yù)定設(shè)計(jì)，對定位層進(jìn)行蝕刻，將定位層中位于鉆孔工序所鉆出孔的孔壁處導(dǎo)電物質(zhì)蝕刻掉，使該定位層與鉆孔工序所鉆出的孔絕緣；所述定位層為壓合后位于控深鉆孔需達(dá)到的目標(biāo)層的上一層；
[0008]鉆孔工序中，在需控深鉆孔位置處鉆孔，鉆孔深度為至少鉆穿定位層；
[0009]導(dǎo)電孔制作工序中，由線路板的底面鉆孔，在與上述鉆孔工序中不同的位置鉆出導(dǎo)電孔，該導(dǎo)電孔的深度為達(dá)到定位層；
[0010]導(dǎo)電孔金屬化工序中，將導(dǎo)電孔內(nèi)壁金屬化，使定位層通過該導(dǎo)電孔與線路板的底面導(dǎo)通；
[0011]鑼邊工序中，將線路板進(jìn)行鑼邊處理，斷開線路板頂面和底面的金屬連接；
[0012]控深鉆工序中，將線路板的底面連接控深鉆機(jī)的電流感應(yīng)系統(tǒng)，設(shè)直控深鉆的深度，進(jìn)行控深鉆。
[0013]本發(fā)明提供的線路板高精度控深鉆孔的方法，通過增加導(dǎo)電孔的制作，將目標(biāo)層的上一層(即定位層)利用導(dǎo)電盲孔導(dǎo)出至線路板底面，使該定位層能夠作為信號感應(yīng)層，減少了信號感應(yīng)層到目標(biāo)層的距離，而從達(dá)到消除板厚差異的目的。并且，由于需要確?？厣钽@機(jī)的鉆頭到達(dá)定位層時才產(chǎn)生回路電流，開始計(jì)算控深鉆的深度，首先需要將線路板做鑼邊處理，斷開線路板頂面和底面的金屬連接，并且還需要將定位層中位于鉆孔工序所鉆出孔的孔壁處導(dǎo)電物質(zhì)蝕刻掉，使該定位層與鉆孔工序所鉆出的孔絕緣，才能保證僅僅只有當(dāng)鉆頭到達(dá)定位層時才產(chǎn)生回路電流，確保計(jì)算控深鉆深度時起點(diǎn)位置的準(zhǔn)確性。
[0014]在其中一個實(shí)施例中，所述導(dǎo)電孔制作工序中，在后續(xù)工序中需要鑼掉的區(qū)域或線路板的邊緣區(qū)域鉆出導(dǎo)電孔。在上述區(qū)域加工導(dǎo)電孔，盡量減少由于增加了導(dǎo)電孔的設(shè)置對整個線路板的設(shè)計(jì)及后續(xù)工藝的影響。
[0015]在其中一個實(shí)施例中，所述導(dǎo)電孔制作工序中，利用控深盲孔或激光盲孔的方式加工出導(dǎo)電孔。利用現(xiàn)有的盲孔加工技術(shù)來制作導(dǎo)電孔，不會增加技術(shù)難度，具有可行性高的優(yōu)點(diǎn)。
[0016]在其中一個實(shí)施例中，所述導(dǎo)電孔金屬化工序中，采用沉銅、銅漿灌孔或銀漿灌孔的方式將導(dǎo)電孔內(nèi)壁金屬化。為了使導(dǎo)電孔得到較好的金屬化效果，可根據(jù)具體情況，靈活選擇不同的金屬化方式，如線路板的厚徑比較小時，可用電鍍沉銅的方式；如線路板的厚徑比較大時，如厚徑比超過0.8:1時，可選用銅漿灌孔或銀漿灌孔的方式。
[0017]在其中一個實(shí)施例中，所述控深鉆工序中，控深鉆的深度通過以下方法計(jì)算:
[0018]z=a+e_K_stub
[0019]其中:z為控深鉆的深度；
[0020]a為定位層的厚度；
[0021]e為定位層與目標(biāo)層的距離；
[0022]K為鉆尖補(bǔ)償值；
[0023]stub為設(shè)計(jì)中目標(biāo)層以上殘留的長度。
[0024]上述鉆尖補(bǔ)償值K可通過以下公式計(jì)算得到:K={(蝕刻開窗區(qū)域直徑-鉆孔工序所鉆出的孔直徑)/2} X ctg (a/2)，其中，a為鉆刀頂角大小(通常為135° )。stub為根據(jù)預(yù)定設(shè)計(jì)所要求值。采用上述深度計(jì)算公式，充分考慮了各因素對控深鉆深度的影響，能夠計(jì)算得到更為準(zhǔn)確的深度值。
[0025]在其中一個實(shí)施例中，所述蝕刻工序中，蝕刻區(qū)域的直徑比鉆孔工序所鉆出的孔的孔徑大0.1-0.15mm。當(dāng)蝕刻區(qū)域的直徑比鉆孔工序所鉆出的孔的孔徑大0.1mm以內(nèi)時，可能會存在鉆頭還未鉆到位，電流感應(yīng)系統(tǒng)就已感應(yīng)到電流的存在；當(dāng)蝕刻區(qū)域的直徑比鉆孔工序所鉆出的孔的孔徑大0.15mm以上時，可能會存在即使鉆頭鉆到位，電流感應(yīng)系統(tǒng)還未感應(yīng)到電流的存在。導(dǎo)致產(chǎn)生誤判，影響精度。
[0026]在其中一個實(shí)施例中，所述鉆孔工序中，鉆孔深度為鉆為通孔。在鉆孔工序中，先鉆出通孔，為制作高精度背鉆的工序。
[0027]在其中一個實(shí)施例中，所述導(dǎo)電孔金屬化工序中，將導(dǎo)電孔和鉆孔工序中所鉆出的通孔同時金屬化，并使該通孔與連接控深鉆機(jī)電流感應(yīng)系統(tǒng)的底面之間絕緣。將通孔和導(dǎo)電盲孔同時進(jìn)行金屬化，避免了多次金屬化工藝導(dǎo)致的流程復(fù)雜性問題。并將金屬化的該通孔與電流感應(yīng)系統(tǒng)之間斷開連接，避免了金屬化的通孔產(chǎn)生保證控深鉆的深度計(jì)算起始層的準(zhǔn)確性。
[0028]在其中個實(shí)施例中，所述鉆孔工序中，鉆孔深度為鉆芽定位層。在鉆孔工序中，鉆孔深度僅為鉆穿定位層的盲孔，為制作高精度控深盲孔的工序。
[0029]在其中一個實(shí)施例中，在控深鉆工序之后，還包括外層圖形制作、表面處理工序。后續(xù)的工序可采用常規(guī)工藝進(jìn)行，可利用現(xiàn)有的生產(chǎn)線進(jìn)行后續(xù)流程，降低了制作難度。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0031]本發(fā)明的一種線路板高精度控深鉆孔的方法，通過增加制作導(dǎo)電孔，將目標(biāo)層的上一層(即定位層)利用導(dǎo)電孔導(dǎo)出至線路板底面，使該定位層能夠作為信號感應(yīng)層，減少了信號感應(yīng)層到目標(biāo)層的距離，使控深鉆的深度計(jì)算時不再受線路板板邊板中的厚度差異的影響，從而達(dá)到消除板厚差異，進(jìn)行高精度控深鉆孔的目的。
[0032]并且，該方法不僅適用高精度的背鉆中，同時也適用于高精度的控深盲孔制作中?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0033]圖1為背鉆工藝中背鉆深度示意圖；
[0034]圖2為傳統(tǒng)背鉆工藝示意圖；
[0035]圖3為實(shí)施例1中導(dǎo)電孔制作工序后線路板示意圖；
[0036]圖4為實(shí)施例1中導(dǎo)電孔金屬化工序后線路板不意圖；
[0037]圖5為實(shí)施例1中的控深鉆示意圖；
[0038]圖6為實(shí)施例2中導(dǎo)電孔金屬化工序后線路板不意圖；
[0039]圖7為實(shí)施例2中的控深鉆示意圖。
[0040]其中:1.鉆頭；2.目標(biāo)層；3.通孔；4.底面；5.stub ;6.蓋板;7.定位層;8.導(dǎo)電孔。
【具體實(shí)施方式】
[0041]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0042]實(shí)施例1
[0043]一種線路板高精度控深鉆孔的方法，包括開料、內(nèi)層圖形制作、蝕刻、壓合、鉆孔、導(dǎo)電孔制作、導(dǎo)電孔金屬化、鑼邊、控深鉆、外層圖形制作、表面處理工序；其中:
[0044]開料、內(nèi)層圖形制作、壓合、外層圖形制作、表面處理按照常規(guī)工藝進(jìn)行。
[0045]蝕刻工序中，根據(jù)預(yù)定設(shè)計(jì)，對定位層7進(jìn)行蝕刻，本實(shí)施例中，由于控深鉆的孔徑設(shè)計(jì)為0.35mm，從而將定位層中位于鉆孔工序所鉆出孔的孔壁處導(dǎo)電物質(zhì)蝕刻掉，蝕刻區(qū)域的直徑比鉆孔工序所鉆出的孔的孔徑大0.1mm ;使該定位層與鉆孔工序所鉆出的孔絕緣；所述定位層7為壓合后位于控深鉆孔需達(dá)到的目標(biāo)層2的上一層；
[0046]鉆孔工序中，在需控深鉆孔位置處鉆孔，鉆為通孔3，進(jìn)行背鉆工藝；
[0047]導(dǎo)電孔制作工序中，在后續(xù)工序中需要鑼掉的區(qū)域，利用激光鉆孔加工盲孔的方式，由線路板的底面鉆孔，在與上述鉆孔工序中不同的位置鉆出導(dǎo)電孔8，該導(dǎo)電孔的深度為達(dá)到定位層，如圖3所示；
[0048]導(dǎo)電孔金屬化工序中，將導(dǎo)電孔8金屬化，并且由于所述導(dǎo)電孔8的厚徑比為0.8:1，選用沉銅的方式將導(dǎo)電孔8內(nèi)壁金屬化，使定位層7通過該導(dǎo)電孔8與線路板的底面4導(dǎo)通,如圖4所示。
[0049]鑼邊工序中，將線路板進(jìn)行鑼邊處理，斷開線路板頂面和底面4的金屬連接；
[0050]控深鉆工序中，將線路板的底面連接控深鉆機(jī)的電流感應(yīng)系統(tǒng)，根據(jù)下述計(jì)算方法計(jì)算出控深鉆的深度，對控深鉆機(jī)進(jìn)行設(shè)置，利用鉆頭I進(jìn)行控深鉆，如圖5所示。
[0051]z=a+e-K-stub
[0052]其中:z為控深鉆的深度，在本實(shí)施例中計(jì)算為0.176mm ；
[0053]a為定位層的厚度,在本實(shí)施例中為IOZ (0.036mm)；
[0054]e為定位層與目標(biāo)層的距離，在本實(shí)施例中為0.25mm ；
[0055]K為鉆尖補(bǔ)償值，在本實(shí)施例中為0.0lmm ；
[0056]stub在本實(shí)施例中為0.1mm。
[0057]通過本實(shí)施例的方法制備得到線路板A。
[0058]實(shí)施例2
[0059]本實(shí)施例的線路板高精度控深鉆孔的方法與實(shí)施例1中的方法基本相同，不同在于:
[0060]蝕刻工序中，由于控深鉆的孔徑設(shè)計(jì)為0.4mm,從而將定位層中位于鉆孔工序所鉆出孔的孔壁處導(dǎo)電物質(zhì)蝕刻掉，蝕刻區(qū)域的直徑比鉆孔工序所鉆出的孔的孔徑大0.1mm。
[0061]導(dǎo)電孔金屬化工序中，將導(dǎo)電孔8和鉆孔工序中所鉆出的通孔3同時金屬化，由于所述導(dǎo)電孔的厚徑比為1.2:1，選用銅(銀)漿灌孔的方式將導(dǎo)電孔內(nèi)壁金屬化，使定位層7通過該導(dǎo)電孔8與線路板的底面4導(dǎo)通，并使該通孔3與連接控深鉆機(jī)電流感應(yīng)系統(tǒng)的底面4之間絕緣,如圖6所示。
[0062]控深鉆工序中，定位層的厚度a為10Z,定位層與目標(biāo)層的距離e為0.4mm, stub設(shè)計(jì)為0.3mm,鉆尖補(bǔ)償值K為0.0lmm,計(jì)算得到控深鉆的深度z為0.126mm。對控深鉆機(jī)設(shè)置好后，即開始控深鉆，如圖7所示。
[0063]通過本實(shí)施例的方法制備得到線路板B。
[0064]實(shí)施例3
[0065]本實(shí)施例的線路板高精度控深鉆孔的方法與實(shí)施例1中的方法基本相同，不同在于:
[0066]蝕刻工序中，由于控深鉆的孔徑設(shè)計(jì)為0.45mm,從而將定位層中位于鉆孔工序所鉆出孔的孔壁處導(dǎo)電物質(zhì)蝕刻掉，蝕刻區(qū)域的直徑比鉆孔工序所鉆出的孔的孔徑大0.15mm0
[0067]鉆孔工序中，在需控深鉆孔位置處鉆孔，鉆孔深度為鉆穿定位層，進(jìn)行高精度控深盲孔的工藝；
[0068]導(dǎo)電孔制作工序中，在線路板的邊緣區(qū)域，利用控深鉆孔加工盲孔的方式，鉆出導(dǎo)電孔，
[0069]導(dǎo)電孔金屬化工序中，僅將導(dǎo)電孔金屬化，且由于所述導(dǎo)電孔的厚徑比為4:1，選用銅(銀)漿灌孔的方式將導(dǎo)電孔內(nèi)壁金屬化。
[0070]控深鉆工序中，定位層的厚度a為10Z,定位層與目標(biāo)層的距離e為0.4mm, stub設(shè)計(jì)為0.2mm,鉆尖補(bǔ)償值K為0.017mm,計(jì)算得到控深鉆的深度z為0.218_。對控深鉆機(jī)設(shè)置好后，即開始控深鉆。
[0071]通過本實(shí)施例的方法制備得到線路板C。
[0072]實(shí)施例4
[0073]本實(shí)施例的線路板高精度控深鉆孔的方法與實(shí)施例3中的方法基本相同，不同在于:
[0074]蝕刻工序中，由于控深鉆的孔徑設(shè)計(jì)為0.5_，從而將定位層中位于鉆孔工序所鉆出孔的孔壁處導(dǎo)電物質(zhì)蝕刻掉，蝕刻區(qū)域的直徑比鉆孔工序所鉆出的孔的孔徑大0.15mm。
[0075]控深鉆工序中，定位層的厚度a為10Z,定位層與目標(biāo)層的距離e為0.4mm, stub設(shè)計(jì)為0.1mm,鉆尖補(bǔ)償值K為0.017mm,計(jì)算得到控深鉆的深度z為0.318_。對控深鉆機(jī)設(shè)置好后，即開始控深鉆。
[0076]通過本實(shí)施例的方法制備得到線路板D。
[0077]實(shí)施例5采用本發(fā)明的高精度控深鉆孔方法制備得到的線路板鉆孔精度測試
[0078]以下將上述實(shí)施例1-4的方法制備得到的線路板以及采用常規(guī)背鉆方法得到的線路板進(jìn)行測試，考察其控深鉆孔的精度。
[0079]其中，常規(guī)背鉆方法為，將背鉆面的最外層做為導(dǎo)電層，即深度計(jì)算的開始層，無需進(jìn)行導(dǎo)電孔的制作，通過首件切片的方式來確定控深鉆的深度，得到線路板E和F。 [0080]將實(shí)施例1-4的方法和常規(guī)背鉆方法制備得到的線路板進(jìn)行切片，測量控深鉆孔的底部到下層目標(biāo)層之間的距離L，結(jié)果如下表1所示。
[0081]表1對不同孔深鉆方法制的線路板進(jìn)行考察
[0082]
【權(quán)利要求】
1.一種線路板高精度控深鉆孔的方法，其特征在于，包括內(nèi)層圖形制作、蝕刻、壓合、鉆孔、導(dǎo)電孔制作、導(dǎo)電孔金屬化、錫邊、控深鉆工序；其中: 蝕刻工序中，根據(jù)預(yù)定設(shè)計(jì)，對定位層進(jìn)行蝕刻，將定位層中位于鉆孔工序所鉆出孔的孔壁處導(dǎo)電物質(zhì)蝕刻掉，使該定位層與鉆孔工序所鉆出的孔絕緣；所述定位層為壓合后位于控深鉆孔需達(dá)到的目標(biāo)層的上一層； 鉆孔工序中，在需控深鉆孔位置處鉆孔，鉆孔深度為至少鉆穿定位層； 導(dǎo)電孔制作工序中，由線路板的底面鉆孔，在與上述鉆孔工序中不同的位置鉆出導(dǎo)電孔，該導(dǎo)電孔的深度為達(dá)到定位層； 導(dǎo)電孔金屬化工序中，將導(dǎo)電孔內(nèi)壁金屬化，使定位層通過該導(dǎo)電孔與線路板的底面導(dǎo)通； 鑼邊工序中，將線路板進(jìn)行鑼邊處理，斷開線路板頂面和底面的金屬連接； 控深鉆工序中，將線路板的底面連接控深鉆機(jī)的電流感應(yīng)系統(tǒng)，設(shè)直控深鉆的深度，進(jìn)行控深鉆。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路板高精度控深鉆孔的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電孔制作工序中，在后續(xù)工序中需要鑼掉的區(qū)域或線路板的邊緣區(qū)域鉆出導(dǎo)電孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路板高精度控深鉆孔的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電孔制作工序中，利用控深盲孔或激 光盲孔的方式加工出導(dǎo)電孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路板高精度控深鉆孔的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電孔金屬化工序中，采用沉銅、銅漿灌孔或銀漿灌孔的方式將導(dǎo)電孔內(nèi)壁金屬化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路板高精度控深鉆孔的方法，其特征在于，所述控深鉆工序中，控深鉆的深度通過以下方法計(jì)算:
z=a+e_K_stub 其中:z為控深鉆的深度； a為定位層的厚度； e為定位層與目標(biāo)層的距離； K為鉆尖補(bǔ)償值； stub為設(shè)計(jì)中目標(biāo)層以上殘留的長度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路板高精度控深鉆孔的方法，其特征在于，所述蝕刻工序中，蝕刻區(qū)域的直徑比鉆孔工序所鉆出的孔的孔徑大0.1-0.15mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路板高精度控深鉆孔的方法，其特征在于，所述鉆孔工序中，鉆孔深度為鉆為通孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的線路板高精度控深鉆孔的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電孔金屬化工序中，將導(dǎo)電孔和鉆孔工序中所鉆出的通孔同時金屬化，并使該通孔與連接控深鉆機(jī)電流感應(yīng)系統(tǒng)的底面之間絕緣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路板高精度控深鉆孔的方法，其特征在于，所述鉆孔工序中，鉆孔深度為鉆芽定位層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路板高精度控深鉆孔的方法，其特征在于，在控深鉆工序之后，還包括外層圖形制作、表面處理工序。
【文檔編號】H05K3/42GK103687338SQ201310675152
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】陳曦, 劉攀, 曾志軍 申請人:廣州興森快捷電路科技有限公司, 深圳市興森快捷電路科技股份有限公司, 宜興硅谷電子科技有限公司