一種印制電路板雙面壓接通孔結構及其加工方法
【專利摘要】本發明公開了一種印制電路板雙面壓接通孔結構及其加工方法，加工方法步驟為：在基板上面控深鉆一個小孔A；在小孔A的相同位置鉆壓接孔B；將基板翻轉；在小孔A對面位置，控深鉆小孔C與小孔A相通；在小孔C的位置鉆壓接孔D；化學沉銅、電鍍銅、鍍錫；在小孔A的位置控深鉆孔E；將基板翻轉；在小孔C的位置控深鉆孔F；堿性蝕刻、剝錫；將壓接孔部分的銅層電鍍加厚到成品設計要求，即得。本發明完全消除了壓接器件間的寄生電容，更有利于信號傳輸的完整性，提高了布線密度；工藝流程合理，大大降低了鉆孔去除中間小孔的鍍層的難度，壓接孔的直接做到了最小；保證壓接孔的孔壁鍍層完整又做到中間小孔非金屬化；避免了孔內銅絲缺陷。
【專利說明】一種印制電路板雙面壓接通孔結構及其加工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及印制電路板加工領域，具體是一種印制電路板雙面壓接通孔結構及其加工方法。
【背景技術】
[0002]為適應電子產品向著功能多樣化、便攜化的發展要求，印制電路板出現高厚徑比、精細線路的高密度特征，線路越來越細、孔徑越來越小，例如應用于手機終端的任意層互聯電路板，應用于系統電路板的層數也逐漸增加及高速信號傳輸。
[0003]專利申請號201210379432.9公開了一種“啞鈴”壓接通孔結構，此結構的通孔兩端都會壓接器件，其加工方法是在機械鉆機上，先用大直徑鉆嘴加工出兩端壓接部分，再用小直徑鉆嘴加工出中間非壓接部分，利用化學沉銅和電鍍再將孔金屬化。與普通的通孔相t匕，孔中間直徑減小，兩端壓接器件間的寄生電容減小，更有利于高速信號的傳輸，獲得較高的信號完整性。但小孔內的鍍層沒有去除，仍有寄生電容存在，如果將小孔內鍍層完全去除，寄生電容將完全消失，更有利于信號傳輸，同時小孔非金屬化的長度、位置可以隨設計調整，一個孔起到兩個普通孔的功能，提高電路板的布線密度。
[0004]誠如專利申請號201210379432.9中所述，由于機械鉆機加工孔時有位置公差，也是業界的共識。包含此種結構的電路板，厚度高，完成客戶要求的銅層厚度后，孔徑會減小70 μ m以上，做到將小孔內的銅去除，又不破壞兩端壓接孔的銅層，且要把壓接部分的孔直徑盡量做到最小，加工難度會顯著提高。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種印制電路板雙面壓接通孔結構及其加工方法，該方法通過巧妙的選擇去除中間小孔金屬鍍層的加工點，合理的鉆孔加工方法，去除了小孔內的鍍層且壓接孔孔壁鍍層完整。
[0006]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
一種印制電路板雙面壓接通孔結構的加工方法，包括以下步驟:
步驟一、提供一塊已經完成層壓和銑邊，厚度為H的電路板基板；
步驟二、鉆小孔A，在基板上面控深鉆一個小孔A，其深度為Ha，直徑為Ra ；
步驟三、鉆壓接大孔B，在小孔A的相同位置鉆壓接孔B，其直徑為Rb，深度為Hb，Hb<Ha；
步驟四、將基板翻轉；
步驟五、鉆小孔C，在小孔A對面位置，控深鉆小孔C與小孔A相通，其直徑R。與小孔A的相同，深度為Hc,要求Ha+Hc > H，且Hc+Hb < H ；
步驟六、鉆壓接孔D，在小孔C的位置鉆壓接孔D，其直徑Rd與壓接孔B相同，深度為Hd，要求壓接孔Hd < Hc,且Hd+Ha < H ；
步驟七、化學沉銅、電鍍銅、鍍錫，鍍銅厚度5-10 μ m，不達到成品設計要求，鍍錫厚度3-7 μ m，錫層用來后續堿性蝕刻的保護層；
步驟八、鉆孔E，在小孔A的位置控深鉆孔E，其直徑Re大于Ra，且小于Rb，要求Re —Ra ≤ 75 μ m，Rb — Re ≤150 μ m，深度為 HE，He≤ Ha,且 HE+HD < H ；
步驟九、將基板翻轉；
步驟十、鉆孔F，在小孔C的位置控深鉆孔F，其直徑Rf大于R。，且小于Rd，要求Rf —Rc ≤ 75 μ m，Rd — Rf ≤ 150 μ m，深度設為 HF，Hf ≤ Hc,且 HF+HB < H ；
步驟十一、堿性蝕刻、剝錫，利用蝕刻去掉鉆孔產生的銅絲及孔壁殘留的銅層，然后剝掉鍍錫的保護層；
步驟十二、電鍍加厚，將壓接孔部分的銅層電鍍加厚到成品設計要求，即得到印制電路板雙面壓接通孔結構。
[0007]作為本發明進一步的方案:所述的控深鉆使用的是數控機械鉆機，該鉆機具有控深鉆孔功能。
[0008]作為本發明進一步的方案:步驟七中鍍銅厚度8 μ m，鍍錫厚度為5 μ m。
[0009]作為本發明進一步的方案:Re— Ra=Rf — Re，Rb — Re=Rd — Rf。
[0010]一種采用上述加工方法制作的印制電路板雙面壓接通孔結構，包括電路板基板，電路板基板上鉆有左孔和右孔；左孔和右孔兩端均為壓接孔，左孔和右孔中部均為左非金屬化小孔，所有壓接孔表面均有電鍍銅層。
[0011]作為本發明進一步的方案:所述電路板基板的厚度為5-7mm，壓接孔的直徑為
0.5-0.6mm,非金屬化小孔的直徑0.3-0.4mm ；電鍍銅層厚度為20-30 μ m。
[0012]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
1.將“啞鈴”對壓通孔中間部分非金屬化，完全消除了壓接器件間的寄生電容，更有利于信號傳輸的完整性，且非金屬化的長度和位置可以根據設計改變，提高布線密度。
[0013]2.設計合理的流程，鉆孔位置有公差是業界共識，客戶一般要求孔內銅厚在25 μ m以上，孔徑減小量很大(70 μ m以上)，采用鉆孔的方法去掉“啞鈴通孔中間小孔部分的鍍層，而又不破壞兩端壓接部分鍍層，如果電鍍完成后鉆掉小孔鍍層難度很大，很難達到將壓接孔做到最小。本專利選擇在電鍍5-10 μ m孔銅并鍍錫后鉆孔，孔徑變化量小(25 μ m以內)，很大降低了鉆孔去除中間小孔的鍍層的難度，壓接孔的直接做到了最小。
[0014]3.鉆通“啞鈴”型小孔部分，和金屬化后鉆掉鍍層，由于鉆孔的位置公差和兩端壓接孔對位公差，如果都采取一次性鉆加工，很容易破壞對面的壓接孔而不合格。本專利小孔部分也采用兩面鉆的方式，合理選擇鉆嘴直徑和控制鉆孔深度，即達到保證壓接孔的孔壁鍍層完整又做到中間小孔非金屬化。
[0015]4.用鉆孔的方式去除中間小孔金屬鍍層時，由于鉆嘴的受力不足，易產生孔內銅絲，如果不去除，再經過電鍍放大，會造成塞孔缺陷，甚至導致失效。本專利選擇在板電后、鉆孔前鍍錫保護層，鉆孔后再經過堿性蝕刻，將產生的銅絲去除，同時也可去掉非金屬化分別殘留的少量銅層，再通過化學方法剝掉錫保護層，從而避免了孔內銅絲缺陷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明步驟一選擇的板厚為H的多層基板的結構示意圖；
圖2為本發明步驟二鉆深度為Ha，直徑為Ra的小孔A后印制電路板的結構示意圖；圖3為本發明步驟三鉆深度為Hb，直徑為Rb的壓接孔B后印制電路板的結構示意圖； 圖4為本發明步驟四翻轉后印制電路板的結構示意圖；
圖5為本發明步驟五鉆深度為H。，直徑為R。的小孔C后印制電路板的結構示意圖；
圖6為本發明步驟六鉆深度為HD，直徑為Rd的壓接孔D后印制電路板的結構示意圖； 圖7為本發明步驟七化學沉銅、鍍銅、鍍錫后印制電路板的結構示意圖；
圖8為本發明步驟八鉆深度為He，直徑為Re的孔E后印制電路板的結構示意圖；
圖9為本發明步驟九再次翻轉后印制電路板的結構示意圖；
圖10為本發明步驟十鉆深度為Hf，直徑為Rf的孔F后印制電路板的結構示意圖；
圖11為本發明步驟十一堿性蝕刻、剝錫后印制電路板的結構示意圖；
圖12為本發明步驟十二電鍍加厚后印制電路板的結構示意圖；
圖13為本發明印制電路板雙面壓接通孔結構的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0018]請參閱圖1-12，本發明實施例中，一種印制電路板雙面壓接通孔結構的加工方法，包括以下步驟:
步驟一、提供一塊電路板基板，要求板件已經完成層壓和銑邊，板件層數和厚度根據設計要求而定，基板厚度設為H;
步驟二、鉆小孔A，使用數控機械鉆機，在基板上面控深鉆一個小孔A，深度根據設計而定，設置為Ha，直徑Ra根據加工能力做到最小。該鉆機需要有控深鉆孔功能，在業界已經十分成熟。
[0019]步驟三、鉆壓接大孔B，在小孔A的相同位置鉆壓接孔B，其直徑和深度根據設計而定，直徑設為Rb，深度設為Hb，且Hb < Ha。
[0020]步驟四、將基板翻轉。
[0021]步驟五、鉆小孔C，在小孔A對面位置，控深鉆小孔C與小孔A相通，直徑R。與小孔A的相同，深度設置為H。，要求小孔A的深度與小孔C的深度之和要求大于基板厚度，SPHa+Hc > H，并且小孔C不鉆到壓接孔B部分，即小孔C的深度與壓接孔B的深度之和小于基板厚度，即Hc+Hb < H。
[0022]步驟六、鉆壓接孔D，在小孔C的位置鉆壓接孔D，直徑Rd與壓接孔B相同，深度設置為Hd，要求壓接孔Hd < Hc,壓接孔D的深度與小孔A的深度之和小于基板厚度，即Hd+Ha< H。
[0023]步驟七、化學沉銅、電鍍銅、鍍錫，鍍銅厚度5-10 μ m，不達到客戶的要求(一般25 μ m)，鍍錫厚度5 μ m左右，錫層用來后續堿性蝕刻的保護層。
[0024]步驟八、鉆孔E，在小孔A的位置控深鉆孔E，直徑Re大于RA，且小于RB，一般Re —Ra ≥75 μ m, Rb - Re ≥150 μ m,深度設為HE，孔E的深度要大于或等于小孔A的深度，但不鉆到對面壓接孔D，即He≥Ha,且He+Hd < H。[0025]步驟九、基板翻轉。
[0026]步驟十、鉆孔F，在小孔C的位置控深鉆孔F，直徑Rf大于R。，且小于RD，一般Rf —Rc ≥75 μ m, Rd - Rf ≥150 μ m,深度設為HF，孔F的深度要大于或等于小孔C的深度，但不鉆到對面壓接孔B,即Hf≥Hc,且Hf+Hb < H。
[0027]步驟十一、堿性蝕刻、剝錫，利用蝕刻去掉鉆孔產生的銅絲及中間小孔孔壁殘留的銅層，然后剝掉錫保護層。
[0028]步驟十二、電鍍加厚，將壓接孔部分的銅層電鍍加厚到客戶要求。
[0029]實施例:請參閱圖13，按照上述的加工方法制作的印制電路板雙面壓接通孔結構，包括電路板基板I，其厚度為6.1mm,電路板基板I上鉆有左孔和右孔；左孔兩端均為左壓接孔3，其直徑為0.55mm ;中部為左非金屬化小孔5，其直徑0.35mm ;右孔兩端均為右壓接孔4，其直徑為0.55mm ;中部為右非金屬化小孔6，其直徑0.35mm，左壓接孔3和右壓接孔4表面有25 μ m的電鍍銅層2 ;上述尺寸可以根據實際需要調整。
[0030]對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
[0031]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【權利要求】
1.一種印制電路板雙面壓接通孔結構的加工方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、提供一塊已經完成層壓和銑邊，厚度為H的電路板基板； 步驟二、鉆小孔A，在基板上面控深鉆一個小孔A，其深度為Ha，直徑為Ra ； 步驟三、鉆壓接大孔B，在小孔A的相同位置鉆壓接孔B，其直徑為Rb，深度為Hb，Hb<Ha； 步驟四、將基板翻轉； 步驟五、鉆小孔C，在小孔A對面位置，控深鉆小孔C與小孔A相通，其直徑R。與小孔A的相同，深度為Hc,要求Ha+Hc > H，且Hc+Hb < H ； 步驟六、鉆壓接孔D，在小孔C的位置鉆壓接孔D，其直徑Rd與壓接孔B相同，深度為Hd，要求壓接孔Hd < Hc,且Hd+Ha < H ； 步驟七、化學沉銅、電鍍銅、鍍錫，鍍銅厚度5-10 μ m，不達到成品設計要求，鍍錫厚度3-7 μ m，錫層用來后續堿性蝕刻的保護層； 步驟八、鉆孔E，在小孔A的位置控深鉆孔E，其直徑Re大于Ra，且小于Rb，要求Re —Ra ≥ 75 μ m，Rb — Re ≥ 150 μ m，深度為 HE，He ≥ Ha,且 HE+HD < H ； 步驟九、將基板翻轉； 步驟十、鉆孔F，在小孔C的位置控深鉆孔F，其直徑Rf大于R。，且小于Rd，要求Rf —Rc ≥ 75 μ m，Rd — Rf ≥ 150 μ m，深度設為 HF，Hf ≥ Hc,且 HF+HB < H ； 步驟十一、堿性蝕刻、剝錫，利用蝕刻去掉鉆孔產生的銅絲及孔壁殘留的銅層，然后剝掉鍍錫的保護層； 步驟十二、電鍍加厚，將壓接孔部分的銅層電鍍加厚到成品設計要求，即得到印制電路板雙面壓接通孔結構。
2.根據權利要求1所述的印制電路板雙面壓接通孔結構的加工方法，其特征在于，所述的控深鉆使用的是數控機械鉆機，該鉆機具有控深鉆孔功能。
3.根據權利要求1所述的印制電路板雙面壓接通孔結構的加工方法，其特征在于，步驟七中鍍銅厚度8 μ m，鍍錫厚度為5 μ m。
4.根據權利要求1所述的印制電路板雙面壓接通孔結構的加工方法，其特征在于，Re — Ra=Rf — Re，rb — Re=Rd — Rf。
5.一種采用如權利要求1-4之一所述加工方法制作的印制電路板雙面壓接通孔結構，包括電路板基板，其特征在于，電路板基板上鉆有左孔和右孔；左孔和右孔兩端均為壓接孔，左孔和右孔中部均為左非金屬化小孔，所有壓接孔表面均有電鍍銅層。
6.根據權利要求5所述的印制電路板雙面壓接通孔結構，其特征在于，所述電路板基板的厚度為5-7mm，壓接孔的直徑為0.5-0.6mm,非金屬化小孔的直徑0.3-0.4mm ；電鍍銅層厚度為20-30 μ m。
【文檔編號】H05K3/42GK103458627SQ201310402491
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月7日 優先權日:2013年9月7日
【發明者】李國有, 邱彥佳, 黃函, 蔡錦松, 張學東 申請人:汕頭超聲印制板（二廠）有限公司, 汕頭超聲印制板公司