CN102886546B

CN102886546B - 通孔加工方法

Info

Publication number: CN102886546B
Application number: CN201210396152.9A
Authority: CN
Inventors: 徐杰栋; 吴小龙; 吴梅珠; 张秀波; 刘秋华; 胡广群; 梁少文
Original assignee: Wuxi Jiangnan Computing Technology Institute
Current assignee: Wuxi Jiangnan Computing Technology Institute
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2032-10-17
Also published as: CN102886546A

Abstract

本发明提供了一种通孔加工方法，其中对预粘结高频金属基板的高频材料面和金属材料面分别进行钻孔，使得两面钻孔对接以形成最终的通孔。在预粘结高频金属基板上多个定位孔，并且以高频材料的一侧朝外的方式，利用穿过所述多个定位孔的第一定位销钉将预粘结高频金属基板固定至垫板上；对固定至垫板的预粘结高频金属基板，利用钻刀从高频材料侧进行钻孔以穿透高频材料；以金属材料的一侧朝外的方式，利用穿过所述多个定位孔的第二定位销钉将预粘结高频金属基板固定至垫板上；对固定至垫板的预粘结高频金属基板，利用钻刀从金属材料侧进行钻孔，从而使得金属材料面钻孔步骤的钻孔与高频材料面钻孔步骤的钻孔对接，形成完整的通孔。

Description

通孔加工方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种通孔加工方法。

背景技术

在对通孔进行加工时，会遇到需要对两种不同物理特性的材料预粘结在一起的钻孔进行加工的情况。

例如，如图1所示，有时候诸如PTFE（聚四氟乙烯，Poly tetra fluoroethylene）材料之类的高频材料2和金属基板材料1会预粘结。这种金属基高频板类型PCB具有优良的热传导性，能够满足高热能及高散热性能的元器件的使用，广泛用于射频、雷达、卫星等领域。

但是，金属基高频板类型PCB采用预粘结高频金属基板，由两种不同物性材料粘接而成，通孔钻孔存在困难。即，在这种情况下，PTFE材料偏软较难切削，对钻孔参数要求转速高、落速快，加工后的材料孔壁比较平整；金属基板材料硬度高、质地坚韧，延展性强，较容易粘刀，钻孔参数要求转速低、落速慢，钻头散热性要好。两种不同物性材料预粘结在一起，通孔钻孔加工难度大。

如图2所示，一侧为高频材料2，另一侧为金属基板材料1（金属基面）。钻刀3从一侧钻穿至另一侧，钻孔时转速高落速快才能将PTFE切削干净（一般钻刀参数:转速S80-90krpm落速2.5-2.7m/min），穿透另一侧时同金属基板产生比较高的磨擦，使得钻头发热切削能力下降，并且出现钻头缺口。另一侧的金属屑排出时金属丝也会拉伤高频材料面，造成高频材料损伤,电镀后孔内结瘤严重,孔口孔凸严重。

虽然现有技术提出了一种预粘结金属基板的金属基盲钻方法，其中采用175°的特殊钻头分步钻金属基从而达到盲钻后底部平整，从而满足沉镍金深度能力，解决孔内无铜、孔内无金的缺陷。

但是现有技术还没有提出过针对上述类型的高频金属基板的通孔钻孔方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种预粘接高频金属基板的通孔钻孔方法，使该类板材钻孔后两种材料孔壁表观都良好，从而使电镀后孔壁品质得到保证。

根据本发明，提供了一种通孔加工方法，其中，对预粘结高频金属基板的高频材料面和金属材料面分别进行钻孔，使得两面钻孔对接以形成最终的通孔。

优选地，所述通孔加工方法包括依次执行的步骤：

高频材料面钻孔定位步骤，用于在预粘结高频金属基板上多个定位孔，并且以高频材料的一侧朝外的方式，利用穿过所述多个定位孔的第一定位销钉将预粘结高频金属基板固定至垫板上；

高频材料面钻孔步骤，用于对固定至垫板的预粘结高频金属基板，利用钻刀从高频材料侧进行钻孔以穿透高频材料；

金属材料面定位步骤，用于以金属材料的一侧朝外的方式，利用穿过所述多个定位孔的第二定位销钉将预粘结高频金属基板固定至垫板上；

金属材料面钻孔步骤，用于对固定至垫板的预粘结高频金属基板，利用钻刀从金属材料侧进行钻孔，从而使得金属材料面钻孔步骤的钻孔与高频材料面钻孔步骤的钻孔对接，形成完整的通孔。

优选地，所述通孔加工方法包括依次执行的步骤：

金属材料面定位步骤，用于在预粘结高频金属基板上多个定位孔，并且以金属材料的一侧朝外的方式，利用穿过所述多个定位孔的第二定位销钉将预粘结高频金属基板固定至垫板上；

金属材料面钻孔步骤，用于对固定至垫板的预粘结高频金属基板，利用钻刀从金属材料侧进行钻孔以穿透金属材料；

高频材料面钻孔定位步骤，用于以高频材料的一侧朝外的方式，利用穿过所述多个定位孔的第一定位销钉将预粘结高频金属基板固定至垫板上；

高频材料面钻孔步骤，用于对固定至垫板的预粘结高频金属基板，利用钻刀从高频材料侧进行钻孔，从而使得金属材料面钻孔步骤的钻孔与高频材料面钻孔步骤的钻孔对接，形成完整的通孔。

优选地，在预粘结高频金属基板的四个角上分别形成一个定位孔。

优选地，所述定位孔的直径为3.2mm，所述定位销钉的直径为3.15或3.175mm。

优选地，第一定位销钉与第二定位销钉为相同的定位销钉。

优选地，在所述高频材料面钻孔步骤中，使用具有135°的钻尖角的ST形钻头，钻孔深度设定等于高频材料面的厚度再增加0.2mm针尖深度。

优选地，在所述高频材料面钻孔步骤中，钻孔参数为：钻刀转速S80-90krpm，钻刀落速F2.5-2.7m/min，钻刀回刀速R15-18m/min。

优选地，在所述金属材料面钻孔步骤中，钻刀采用具有135°钻尖角的ST型钻头，钻孔深度设定等于金属基板厚度再增加0.2mm的钻尖角深度，钻刀的转速为S25-30krpm，钻刀的落速F0.5-0.6m/min，钻刀的回刀速R4-5m/min。

优选地，在所述金属材料面钻孔步骤中，采用分步钻孔方式，在执行了每一步钻孔之后使钻刀从钻孔中伸出以排出钻孔时产生的金属屑。

在本发明的通孔加工方法中，针对高频材料和金属基板的同一个孔，采取正反两面对接钻孔；由此可以针对不同的材料分别使用对应材料属性的钻孔参数，保证了不同材料孔壁的切屑质量。本发明实施例降低了加工时钻头和金属基板的间磨损；提升了高频金属基板高频材料部分钻孔后的孔口、孔内光滑度，使得电镀后孔壁结瘤问题改善明显，孔的可靠性得以提升。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了高频材料和金属基板材料预粘结的示意图。

图2示意性地示出了根据现有技术的通孔加工方法的钻孔示意图。

图3示意性地示出了根据本发明实施例的通孔加工方法的流程图。

图4示意性地示出了根据本发明实施例的通孔加工方法的PTFE面钻孔定位步骤的俯视图。

图5示意性地示出了根据本发明实施例的通孔加工方法的PTFE面钻孔定位步骤的剖面图。

图6示意性地示出了根据本发明实施例的通孔加工方法的PTFE面钻孔步骤的剖面图。

图7示意性地示出了根据本发明实施例的通孔加工方法的金属基面定位步骤的俯视图。

图8示意性地示出了根据本发明实施例的通孔加工方法的金属基面定位步骤的剖面图。

图9示意性地示出了根据本发明实施例的通孔加工方法的金属基面钻孔步骤的剖面图。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

根据本发明，针对两种材料的物理特性不同，考虑到不同材料对钻孔参数的要求不一样，采取两面钻孔的方式，使得正反两面钻孔时产生的凹槽对接以形成最终的通孔。也就是说，根据本发明，对预粘结高频金属基板的高频材料面和金属材料面分别进行钻孔，使得两面钻孔对接以形成最终的通孔。

其中，高频材料（例如，PTFE、含PTFE材料）在指的是具有偏软特性且对加工参数要求较高的材料。

<第一实施例>

具体地说，图3示意性地示出了根据本发明实施例的通孔加工方法的流程图。

如图3所示，根据本发明实施例的通孔加工方法包括：

第一步骤S1：PTFE面钻孔定位

其中，对预粘结高频金属基板的高频材料面（在本实施例中为PTFE面）进行钻孔定位。其中，预粘结高频金属基板指的是：通过某种压合方式将高频材料和金属基板（例如，铜基、铝基）粘接（例如，经过高温粘接）在一起，形成预粘结高频金属基板。

更具体地说，在第一步骤S1中，在预粘结高频金属基板的四个角上分别形成一个定位孔4，并且以高频材料2的一侧朝外的方式，利用穿过定位孔4的第一定位销钉6将预粘结高频金属基板固定至垫板7上，如图4和图5所示。

例如，可采用直径为3.2mm的工具孔作为定位孔4，此外，例如定位销钉的直径可以为3.15或3.175mm。

第二步骤S2:PTFE面钻孔

其中，对固定至垫板7的预粘结高频金属基板，利用钻刀3从高频材料侧进行钻孔以穿透高频材料2，从而形成穿透高频材料2的凹槽，如图6所示。

高频材料对钻孔参数要求较高，转速、落速要求比较快，由此，钻孔参数可设定为：使用具有135°的钻尖角的ST形钻头，钻孔深度设定等于高频材料面的厚度再增加0.2mm针尖深度，钻孔参数进一步可设定：钻刀转速S80-90krpm、钻刀落速F2.5-2.7m/min、钻刀回刀速R15-18m/min。

第三步骤S3：金属材料面定位

其中，对预粘结高频金属基板的金属材料侧（在本实施例中为铜或铝面）进行钻孔定位。

更具体地说，例如，同样，利用第一步骤S1中在预粘结高频金属基板的四个角上分别形成的定位孔4，以金属基板材料1的一侧朝外的方式，利用穿过定位孔4的第二定位销钉9将预粘结高频金属基板固定至垫板7上，如图7和图8所示。

例如，可采用直径为3.2mm的工具孔作为定位孔4，定位销钉的直径可以为3.15或3.175mm。

优选地，第一定位销钉6与第二定位销钉9为相同的定位销钉。使用相同的定位孔、相同的定位销钉，可使得后面的正反对接的通孔精准度最高。

第四步骤S4：金属材料面钻孔

其中，对固定至垫板7的预粘结高频金属基板，利用钻刀3从金属材料侧进行钻孔，从而使得第四步骤S4的钻孔与第二步骤S2的钻孔对接，形成完整的通孔。

更具体地说，在第四步骤S4，对金属材料侧进行钻孔，以便与高频材料面行成孔对接，从而形成一个贯穿基板的通孔，如图9所示。其中，金属基板材料的密度大且比较硬，此类材料对钻孔参数的要求较低，由此，钻孔参数可设定为：钻刀采用具有135°钻尖角的ST型钻头，钻孔深度设定等于金属基板厚度再增加0.2mm的钻尖角深度，钻孔参数可进一步设定：钻刀转速S25-30krpm、钻刀落速F0.5-0.6m/min、钻刀回刀速R4-5m/min。

并且，优选地，采用分步钻孔方式，在执行了每一步钻孔之后使钻刀3从钻孔中伸出以排出钻孔时产生的金属屑；此外，优选地每一步的钻孔深度设定等于铜基后度的1/3。由此，排出的金属屑是顺着钻刀的排屑槽向上运动，不会损伤高频材料的断面。

在本发明上述实施例的通孔加工方法中，针对高频材料和金属基板的同一个孔，采取正反两面对接钻孔；由此可以针对不同的材料分别使用对应材料属性的钻孔参数，保证了不同材料孔壁的切屑质量。本发明实施例降低了加工时钻头和金属基板的间磨损；提升了高频金属基板高频材料部分钻孔后的孔口、孔内光滑度，使得电镀后孔壁结瘤问题改善明显，孔的可靠性得以提升。

<第二实施例>

虽然第一实施例描述了先对高频材料侧进行钻孔、然后对金属材料进行钻孔的情况（即，依次执行图3所示的通孔加工方法的流程图的第一步骤S1、第二步骤S2、第三步骤S3、第四步骤S4），但是，显然的是，本发明同样适用于先对金属材料侧进行钻孔、然后对高频材料侧进行钻孔的情况。

也就是说，针对图3所示的通孔加工方法的流程图，可先执行依次执行第三步骤S3、第四步骤S4、第一步骤S1和第二步骤S2。

由此，例如，根据本发明第二实施例的通孔加工方法包括依次执行的步骤：

<第三实施例>

虽然第一实施例描述了在预粘结高频金属基板的四个角上分别形成一个定位孔4的情况，但是在其它实施例中，可以在预粘结高频金属基板上形成多个定位孔，只要能够通过所述多个定位孔来将预粘结高频金属基板固定至垫板7。

例如，可以在预粘结高频金属基板的四个角的三个上分别形成一个定位孔，或者在预粘结高频金属基板的四个角的两个对角上分别形成一个定位孔，当然也可以在预粘结高频金属基板的其它位置形成定位孔，只要能够通过所述多个定位孔来将预粘结高频金属基板固定至垫板7。

此外，需要说明的是，说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种通孔加工方法，其特征在于，其中，对预粘结高频金属基板的高频材料面和金属材料面分别进行钻孔，使得两面钻孔对接以形成最终的通孔；其中所述的通孔加工方法包括依次执行的步骤：

高频材料面钻孔步骤，用于对固定至垫板的预粘结高频金属基板，利用钻刀从高频材料侧进行钻孔以穿透高频材料；其中，在所述高频材料面钻孔步骤中，使用具有135°的钻尖角的ST形钻头，钻孔深度设定等于高频材料面的厚度再增加0.2mm钻尖角深度；而且，在所述高频材料面钻孔步骤中，钻孔参数为：钻刀转速S80-90krpm，钻刀落速F2.5-2.7m/min，钻刀回刀速R15-18m/min；

金属材料面钻孔步骤，用于对固定至垫板的预粘结高频金属基板，利用钻刀从金属材料侧进行钻孔，从而使得金属材料面钻孔步骤的钻孔与高频材料面钻孔步骤的钻孔对接，形成完整的通孔；其中，在所述金属材料面钻孔步骤中，钻刀采用具有135°钻尖角的ST型钻头，钻孔深度设定等于金属基板厚度再增加0.2mm的钻尖角深度，钻刀的转速为S25-30krpm，钻刀的落速F0.5-0.6m/min，钻刀的回刀速R4-5m/min。

2.一种通孔加工方法，其特征在于，其中，对预粘结高频金属基板的高频材料面和金属材料面分别进行钻孔，使得两面钻孔对接以形成最终的通孔；其中，所述的通孔加工方法包括依次执行的步骤：

金属材料面钻孔步骤，用于对固定至垫板的预粘结高频金属基板，利用钻刀从金属材料侧进行钻孔以穿透金属材料；其中，在所述金属材料面钻孔步骤中，钻刀采用具有135°钻尖角的ST型钻头，钻孔深度设定等于金属基板厚度再增加0.2mm的钻尖角深度，钻刀的转速为S25-30krpm，钻刀的落速F0.5-0.6m/min，钻刀的回刀速R4-5m/min；

高频材料面钻孔步骤，用于对固定至垫板的预粘结高频金属基板，利用钻刀从高频材料侧进行钻孔，从而使得金属材料面钻孔步骤的钻孔与高频材料面钻孔步骤的钻孔对接，形成完整的通孔；其中，在所述高频材料面钻孔步骤中，使用具有135°的钻尖角的ST形钻头，钻孔深度设定等于高频材料面的厚度再增加0.2mm钻尖角深度；而且，在所述高频材料面钻孔步骤中，钻孔参数为：钻刀转速S80-90krpm，钻刀落速F2.5-2.7m/min，钻刀回刀速R15-18m/min。

3.根据权利要求1或2所述的通孔加工方法，其特征在于，在预粘结高频金属基板的四个角上分别形成一个定位孔。

4.根据权利要求1或2所述的通孔加工方法，其特征在于，所述定位孔的直径为3.2mm，所述第一定位销钉和所述第二定位销钉的直径为3.15或3.175mm。

5.根据权利要求1或2所述的通孔加工方法，其特征在于，第一定位销钉与第二定位销钉为相同的定位销钉。

6.根据权利要求1或2所述的通孔加工方法，其特征在于，在所述金属材料面钻孔步骤中，采用分步钻孔方式，在执行了每一步钻孔之后使钻刀从钻孔中伸出以排出钻孔时产生的金属屑。