一种印制电路板双面压接通孔结构及其加工方法
【专利摘要】本发明公开了一种印制电路板双面压接通孔结构及其加工方法，加工方法步骤为：在基板上面控深钻一个小孔A；在小孔A的相同位置钻压接孔B；将基板翻转；在小孔A对面位置，控深钻小孔C与小孔A相通；在小孔C的位置钻压接孔D；化学沉铜、电镀铜、镀锡；在小孔A的位置控深钻孔E；将基板翻转；在小孔C的位置控深钻孔F；碱性蚀刻、剥锡；将压接孔部分的铜层电镀加厚到成品设计要求，即得。本发明完全消除了压接器件间的寄生电容，更有利于信号传输的完整性，提高了布线密度；工艺流程合理，大大降低了钻孔去除中间小孔的镀层的难度，压接孔的直接做到了最小；保证压接孔的孔壁镀层完整又做到中间小孔非金属化；避免了孔内铜丝缺陷。
【专利说明】一种印制电路板双面压接通孔结构及其加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及印制电路板加工领域，具体是一种印制电路板双面压接通孔结构及其加工方法。
【背景技术】
[0002]为适应电子产品向着功能多样化、便携化的发展要求，印制电路板出现高厚径比、精细线路的高密度特征，线路越来越细、孔径越来越小，例如应用于手机终端的任意层互联电路板，应用于系统电路板的层数也逐渐增加及高速信号传输。
[0003]专利申请号201210379432.9公开了一种“哑铃”压接通孔结构，此结构的通孔两端都会压接器件，其加工方法是在机械钻机上，先用大直径钻嘴加工出两端压接部分，再用小直径钻嘴加工出中间非压接部分，利用化学沉铜和电镀再将孔金属化。与普通的通孔相t匕，孔中间直径减小，两端压接器件间的寄生电容减小，更有利于高速信号的传输，获得较高的信号完整性。但小孔内的镀层没有去除，仍有寄生电容存在，如果将小孔内镀层完全去除，寄生电容将完全消失，更有利于信号传输，同时小孔非金属化的长度、位置可以随设计调整，一个孔起到两个普通孔的功能，提高电路板的布线密度。
[0004]诚如专利申请号201210379432.9中所述，由于机械钻机加工孔时有位置公差，也是业界的共识。包含此种结构的电路板，厚度高，完成客户要求的铜层厚度后，孔径会减小70 μ m以上，做到将小孔内的铜去除，又不破坏两端压接孔的铜层，且要把压接部分的孔直径尽量做到最小，加工难度会显著提高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种印制电路板双面压接通孔结构及其加工方法，该方法通过巧妙的选择去除中间小孔金属镀层的加工点，合理的钻孔加工方法，去除了小孔内的镀层且压接孔孔壁镀层完整。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种印制电路板双面压接通孔结构的加工方法，包括以下步骤:
步骤一、提供一块已经完成层压和铣边，厚度为H的电路板基板；
步骤二、钻小孔A，在基板上面控深钻一个小孔A，其深度为Ha，直径为Ra ；
步骤三、钻压接大孔B，在小孔A的相同位置钻压接孔B，其直径为Rb，深度为Hb，Hb<Ha；
步骤四、将基板翻转；
步骤五、钻小孔C，在小孔A对面位置，控深钻小孔C与小孔A相通，其直径R。与小孔A的相同，深度为Hc,要求Ha+Hc > H，且Hc+Hb < H ；
步骤六、钻压接孔D，在小孔C的位置钻压接孔D，其直径Rd与压接孔B相同，深度为Hd，要求压接孔Hd < Hc,且Hd+Ha < H ；
步骤七、化学沉铜、电镀铜、镀锡，镀铜厚度5-10 μ m，不达到成品设计要求，镀锡厚度3-7 μ m，锡层用来后续碱性蚀刻的保护层；
步骤八、钻孔E，在小孔A的位置控深钻孔E，其直径Re大于Ra，且小于Rb，要求Re —Ra ≤ 75 μ m，Rb — Re ≤150 μ m，深度为 HE，He≤ Ha,且 HE+HD < H ；
步骤九、将基板翻转；
步骤十、钻孔F，在小孔C的位置控深钻孔F，其直径Rf大于R。，且小于Rd，要求Rf —Rc ≤ 75 μ m，Rd — Rf ≤ 150 μ m，深度设为 HF，Hf ≤ Hc,且 HF+HB < H ；
步骤十一、碱性蚀刻、剥锡，利用蚀刻去掉钻孔产生的铜丝及孔壁残留的铜层，然后剥掉镀锡的保护层；
步骤十二、电镀加厚，将压接孔部分的铜层电镀加厚到成品设计要求，即得到印制电路板双面压接通孔结构。
[0007]作为本发明进一步的方案:所述的控深钻使用的是数控机械钻机，该钻机具有控深钻孔功能。
[0008]作为本发明进一步的方案:步骤七中镀铜厚度8 μ m，镀锡厚度为5 μ m。
[0009]作为本发明进一步的方案:Re— Ra=Rf — Re，Rb — Re=Rd — Rf。
[0010]一种采用上述加工方法制作的印制电路板双面压接通孔结构，包括电路板基板，电路板基板上钻有左孔和右孔；左孔和右孔两端均为压接孔，左孔和右孔中部均为左非金属化小孔，所有压接孔表面均有电镀铜层。
[0011]作为本发明进一步的方案:所述电路板基板的厚度为5-7mm，压接孔的直径为
0.5-0.6mm,非金属化小孔的直径0.3-0.4mm ；电镀铜层厚度为20-30 μ m。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
1.将“哑铃”对压通孔中间部分非金属化，完全消除了压接器件间的寄生电容，更有利于信号传输的完整性，且非金属化的长度和位置可以根据设计改变，提高布线密度。
[0013]2.设计合理的流程，钻孔位置有公差是业界共识，客户一般要求孔内铜厚在25 μ m以上，孔径减小量很大(70 μ m以上)，采用钻孔的方法去掉“哑铃通孔中间小孔部分的镀层，而又不破坏两端压接部分镀层，如果电镀完成后钻掉小孔镀层难度很大，很难达到将压接孔做到最小。本专利选择在电镀5-10 μ m孔铜并镀锡后钻孔，孔径变化量小(25 μ m以内)，很大降低了钻孔去除中间小孔的镀层的难度，压接孔的直接做到了最小。
[0014]3.钻通“哑铃”型小孔部分，和金属化后钻掉镀层，由于钻孔的位置公差和两端压接孔对位公差，如果都采取一次性钻加工，很容易破坏对面的压接孔而不合格。本专利小孔部分也采用两面钻的方式，合理选择钻嘴直径和控制钻孔深度，即达到保证压接孔的孔壁镀层完整又做到中间小孔非金属化。
[0015]4.用钻孔的方式去除中间小孔金属镀层时，由于钻嘴的受力不足，易产生孔内铜丝，如果不去除，再经过电镀放大，会造成塞孔缺陷，甚至导致失效。本专利选择在板电后、钻孔前镀锡保护层，钻孔后再经过碱性蚀刻，将产生的铜丝去除，同时也可去掉非金属化分别残留的少量铜层，再通过化学方法剥掉锡保护层，从而避免了孔内铜丝缺陷。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明步骤一选择的板厚为H的多层基板的结构示意图；
图2为本发明步骤二钻深度为Ha，直径为Ra的小孔A后印制电路板的结构示意图；图3为本发明步骤三钻深度为Hb，直径为Rb的压接孔B后印制电路板的结构示意图； 图4为本发明步骤四翻转后印制电路板的结构示意图；
图5为本发明步骤五钻深度为H。，直径为R。的小孔C后印制电路板的结构示意图；
图6为本发明步骤六钻深度为HD，直径为Rd的压接孔D后印制电路板的结构示意图； 图7为本发明步骤七化学沉铜、镀铜、镀锡后印制电路板的结构示意图；
图8为本发明步骤八钻深度为He，直径为Re的孔E后印制电路板的结构示意图；
图9为本发明步骤九再次翻转后印制电路板的结构示意图；
图10为本发明步骤十钻深度为Hf，直径为Rf的孔F后印制电路板的结构示意图；
图11为本发明步骤十一碱性蚀刻、剥锡后印制电路板的结构示意图；
图12为本发明步骤十二电镀加厚后印制电路板的结构示意图；
图13为本发明印制电路板双面压接通孔结构的示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0018]请参阅图1-12，本发明实施例中，一种印制电路板双面压接通孔结构的加工方法，包括以下步骤:
步骤一、提供一块电路板基板，要求板件已经完成层压和铣边，板件层数和厚度根据设计要求而定，基板厚度设为H;
步骤二、钻小孔A，使用数控机械钻机，在基板上面控深钻一个小孔A，深度根据设计而定，设置为Ha，直径Ra根据加工能力做到最小。该钻机需要有控深钻孔功能，在业界已经十分成熟。
[0019]步骤三、钻压接大孔B，在小孔A的相同位置钻压接孔B，其直径和深度根据设计而定，直径设为Rb，深度设为Hb，且Hb < Ha。
[0020]步骤四、将基板翻转。
[0021]步骤五、钻小孔C，在小孔A对面位置，控深钻小孔C与小孔A相通，直径R。与小孔A的相同，深度设置为H。，要求小孔A的深度与小孔C的深度之和要求大于基板厚度，SPHa+Hc > H，并且小孔C不钻到压接孔B部分，即小孔C的深度与压接孔B的深度之和小于基板厚度，即Hc+Hb < H。
[0022]步骤六、钻压接孔D，在小孔C的位置钻压接孔D，直径Rd与压接孔B相同，深度设置为Hd，要求压接孔Hd < Hc,压接孔D的深度与小孔A的深度之和小于基板厚度，即Hd+Ha< H。
[0023]步骤七、化学沉铜、电镀铜、镀锡，镀铜厚度5-10 μ m，不达到客户的要求(一般25 μ m)，镀锡厚度5 μ m左右，锡层用来后续碱性蚀刻的保护层。
[0024]步骤八、钻孔E，在小孔A的位置控深钻孔E，直径Re大于RA，且小于RB，一般Re —Ra ≥75 μ m, Rb - Re ≥150 μ m,深度设为HE，孔E的深度要大于或等于小孔A的深度，但不钻到对面压接孔D，即He≥Ha,且He+Hd < H。[0025]步骤九、基板翻转。
[0026]步骤十、钻孔F，在小孔C的位置控深钻孔F，直径Rf大于R。，且小于RD，一般Rf —Rc ≥75 μ m, Rd - Rf ≥150 μ m,深度设为HF，孔F的深度要大于或等于小孔C的深度，但不钻到对面压接孔B,即Hf≥Hc,且Hf+Hb < H。
[0027]步骤十一、碱性蚀刻、剥锡，利用蚀刻去掉钻孔产生的铜丝及中间小孔孔壁残留的铜层，然后剥掉锡保护层。
[0028]步骤十二、电镀加厚，将压接孔部分的铜层电镀加厚到客户要求。
[0029]实施例:请参阅图13，按照上述的加工方法制作的印制电路板双面压接通孔结构，包括电路板基板I，其厚度为6.1mm,电路板基板I上钻有左孔和右孔；左孔两端均为左压接孔3，其直径为0.55mm ;中部为左非金属化小孔5，其直径0.35mm ;右孔两端均为右压接孔4，其直径为0.55mm ;中部为右非金属化小孔6，其直径0.35mm，左压接孔3和右压接孔4表面有25 μ m的电镀铜层2 ;上述尺寸可以根据实际需要调整。
[0030]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0031]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【权利要求】
1.一种印制电路板双面压接通孔结构的加工方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、提供一块已经完成层压和铣边，厚度为H的电路板基板； 步骤二、钻小孔A，在基板上面控深钻一个小孔A，其深度为Ha，直径为Ra ； 步骤三、钻压接大孔B，在小孔A的相同位置钻压接孔B，其直径为Rb，深度为Hb，Hb<Ha； 步骤四、将基板翻转； 步骤五、钻小孔C，在小孔A对面位置，控深钻小孔C与小孔A相通，其直径R。与小孔A的相同，深度为Hc,要求Ha+Hc > H，且Hc+Hb < H ； 步骤六、钻压接孔D，在小孔C的位置钻压接孔D，其直径Rd与压接孔B相同，深度为Hd，要求压接孔Hd < Hc,且Hd+Ha < H ； 步骤七、化学沉铜、电镀铜、镀锡，镀铜厚度5-10 μ m，不达到成品设计要求，镀锡厚度3-7 μ m，锡层用来后续碱性蚀刻的保护层； 步骤八、钻孔E，在小孔A的位置控深钻孔E，其直径Re大于Ra，且小于Rb，要求Re —Ra ≥ 75 μ m，Rb — Re ≥ 150 μ m，深度为 HE，He ≥ Ha,且 HE+HD < H ； 步骤九、将基板翻转； 步骤十、钻孔F，在小孔C的位置控深钻孔F，其直径Rf大于R。，且小于Rd，要求Rf —Rc ≥ 75 μ m，Rd — Rf ≥ 150 μ m，深度设为 HF，Hf ≥ Hc,且 HF+HB < H ； 步骤十一、碱性蚀刻、剥锡，利用蚀刻去掉钻孔产生的铜丝及孔壁残留的铜层，然后剥掉镀锡的保护层； 步骤十二、电镀加厚，将压接孔部分的铜层电镀加厚到成品设计要求，即得到印制电路板双面压接通孔结构。
2.根据权利要求1所述的印制电路板双面压接通孔结构的加工方法，其特征在于，所述的控深钻使用的是数控机械钻机，该钻机具有控深钻孔功能。
3.根据权利要求1所述的印制电路板双面压接通孔结构的加工方法，其特征在于，步骤七中镀铜厚度8 μ m，镀锡厚度为5 μ m。
4.根据权利要求1所述的印制电路板双面压接通孔结构的加工方法，其特征在于，Re — Ra=Rf — Re，rb — Re=Rd — Rf。
5.一种采用如权利要求1-4之一所述加工方法制作的印制电路板双面压接通孔结构，包括电路板基板，其特征在于，电路板基板上钻有左孔和右孔；左孔和右孔两端均为压接孔，左孔和右孔中部均为左非金属化小孔，所有压接孔表面均有电镀铜层。
6.根据权利要求5所述的印制电路板双面压接通孔结构，其特征在于，所述电路板基板的厚度为5-7mm，压接孔的直径为0.5-0.6mm,非金属化小孔的直径0.3-0.4mm ；电镀铜层厚度为20-30 μ m。
【文档编号】H05K3/42GK103458627SQ201310402491
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月7日 优先权日:2013年9月7日
【发明者】李国有, 邱彦佳, 黄函, 蔡锦松, 张学东 申请人:汕头超声印制板（二厂）有限公司, 汕头超声印制板公司