CN103889147B - Pcb阶梯板的加工方法及pcb阶梯板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PCB阶梯板的加工方法，包括：钻孔：在基板预定的位置加工具有第一孔径的通孔；孔金属化：对所述通孔的表面进行金属化加工，以形成金属孔壁；电镀铜：在金属孔壁上进行电镀铜加工；二次钻孔：在所述基板的顶面对所述通孔进行扩钻加工，并扩钻至第一深度；制作阶梯部：在所述基板的顶面上所述通孔的开口处以及开口处的周围制作阶梯部，且所述阶梯部的深度小于所述第一深度。本发明先通过二次钻将孔壁扩钻，并且控制铣阶梯部的深度小于第一深度，这样可以使铣削时孔壁不会被拉扯，保证孔壁的完整性；而且通过一次二次钻即可满足PCB板的工艺需求，不用再对PCB板进行多次的二次钻加工，加工成本低廉。

Description

PCB阶梯板的加工方法及PCB阶梯板

技术领域

本发明涉及PCB板（Printed Circuit Board，印制电路板）技术领域，尤其涉及一种PCB阶梯板的加工方法及PCB阶梯板。

背景技术

连接器是常用的电子系统互连器件。使用时，利用PCB板上设计好的封装库，通过压接、焊接等方式将连接器装配在PCB板上，对插使用实现模块间的信号连接。

如图1所示，连接器3和4装配在PCB板5上，连接器4装配在PCB板5'上，两个模块进行连接器对插设计时，要求两个PCB板5和5'的平面有固定的相对位置

（通常是在同一个水平面内），避免插拔过程中的连接器损坏。

实际产品设计过程中，要克服多个因素的制约甚至是牺牲部分特性，才可以将两个模块的PCB板5和5'平面调整成连接器需要的相对位置。一般来说，可通过调整PCB厚度、调整支撑螺栓的高度来实现。部分条件下，模块2的位置已固定，不可调整；如果模块1的PCB板5的厚度向更厚的方向调整，一般是可以实现的，但是如果需要PCB板向更薄的方向调整，难度会非常高，甚至不可实现。此时，就需要将其中一个PCB板做成阶梯状，来实现连接器相对位置的一致性，从而实现两个模块的连接。

现有技术中，常规的PCB阶梯板加工流程为：各内层叠层制作→上阶梯位置叠层层压→制作上阶梯位置表面图形→上阶梯位置钻孔→孔金属化→下阶梯位置叠层层压→制作下阶梯位置图形→在需要做阶梯的位置铣阶梯部→绿油印刷等后加工流程。加工完成的PCB阶梯板如图2所示。

此种方式下，在铣阶梯部时，对应连接器的PCB孔2的金属侧壁会被铣刀拖拽翘起，进而损伤孔壁，从而影响插接过程中的接触的可靠性。

为了解决此问题，对PCB板的加工流程进行了改进，如图3所示，主要流程包括：钻通孔2→对需要制作阶梯部4部位的通孔2进行背钻→对所有的孔金属化→用铣刀铣削阶梯部4→对除去阶梯部4以外的部位的通孔进行二次背钻。其中，背钻即为对需要制作阶梯部4部位的通孔2进行扩孔。阶梯部4的铣削深度小于背钻的深度。二次背钻为对除去阶梯部4以外的部位的通孔进行扩孔。

此种方案虽然避免了铣刀对孔壁的损伤，但是适合用于无背钻要求的PCB板。由于孔金属化是整板处理，这对于有背钻要求的PCB板，由于需要对板上所有的孔进行背钻（即二次钻），所以在孔金属化步骤后，还要再次对PCB板的除去阶梯部以外的部位的通孔进行二次背钻加工，这样就需要多次背钻加工，从而导致加工工序繁琐，效率低下。

所以，需要一种可以适用于装配连接器的PCB阶梯板的加工方案，在可以避免阶梯部加工过程中孔的金属侧壁被损坏的同时，还节省加工工序。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种PCB阶梯板的加工方法及PCB阶梯板，以解决上述问题。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种PCB阶梯板的加工方法，包括：

钻孔：在基板预定的位置加工具有第一孔径的通孔；

孔金属化：对所述通孔的表面进行金属化加工，以形成金属孔壁；

电镀铜：在金属孔壁上进行电镀铜加工；

二次钻孔：在所述基板的顶面对所述通孔进行扩钻加工，并扩钻至第一深度；

制作阶梯部：在所述基板的顶面上所述通孔的开口处以及开口处的周围制作阶梯部，且所述阶梯部的深度小于所述第一深度。

优选地，所述钻孔为使用钻头或铣刀进行加工。

优选地，所述孔金属化的步骤具体为：

使用化学沉铜工艺在所述通孔的孔壁、所述基板的顶面及底面形成第一铜材料层。

优选地，所述电镀铜的步骤具体为：

使用电镀铜工艺在所述通孔孔壁上的所述第一铜材料层上以及所述通孔在顶面及底面的开口处周围的所述第一铜材料层上形成第二铜材料层。

优选地，所述扩钻的孔径大于所述第一孔径。

优选地，所述制作阶梯部的步骤具体为：使用铣刀，在所述基板的顶面上所述通孔的开口处以及开口处的周围铣削出阶梯部。

优选地，所述阶梯部的深度比所述第一深度小0.25-0.35毫米。

本发明还公开了一种PCB阶梯板，包括基板、开设于所述基板的顶面上的阶梯部以及开设于所述阶梯部上的通孔，

其中，所述通孔、所述阶梯部均通过如上所述的方法生成。

本发明的有益效果为，先通过孔金属化和电镀处理，再进行二次钻将孔壁扩钻，并且控制铣阶梯部的深度小于第一深度，这样可以使铣削时孔壁不会被拉扯，保证孔壁的完整性；而且通过一次二次钻即可满足PCB板的工艺需求，不用再对PCB板进行多次的二次钻加工，加工工序简单，成本低廉，可适合于有背钻要求和无背钻要求的PCB板的制作。

附图说明

图1为现有技术中连接器的装配示意图；

图2为现有技术中的一种PCB阶梯板的结构示意图；

图3为现有技术中的另一种PCB阶梯板的加工流程图；

图4a～图4d为本发明实施例中的PCB阶梯板的加工流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过具体实施例并参见附图，对本发明进行详细说明。

本发明实施例提供一种工艺简单、成本较低的PCB阶梯板的加工方法，至少包括以下步骤：

1、钻孔

如图4a所示，其中，基板10具有顶面11和底面12。在基板10上预先设定的位置加工出具有第一孔径d1的通孔20。

钻孔时，使用钻头或铣刀，沿基板10的顶面11朝底面12的方向进行通孔20的加工。

2、孔金属化

对所述通孔20的表面进行金属化加工，以形成金属孔壁13，如图4b所示。具体而言，孔金属化为使用化学沉铜工艺在所述通孔20的孔壁、所述基板10的顶面11及底面12形成第一铜材料层。

3、电镀铜

在金属孔壁上进行电镀铜加工。具体而言，此工艺步骤为使用电镀铜工艺在所述通孔孔壁上的所述第一铜材料层上以及所述通孔在顶面及底面的开口处周围的所述第一铜材料层上形成第二铜材料层。

第二铜材料层可以增加通孔焊盘的厚度及致密度。当然，铜材料也可以使用其他金属材料来代替。由于第二铜材料层仅需要在预先设定的通孔焊盘所在的区域上形成，而无需在整个的基板顶面上的第一铜材料层上均形成第二铜材料层，这样可以节省电镀铜工艺所耗费的铜离子。具体生产时，可以在电镀铜工艺过程中对不需要形成第二铜材料层的区域进行防护（例如：采用薄膜遮挡），仅使得预先设定的部分第一铜材料层上形成第二铜材料层。

一般地，在经过孔金属化和电镀铜步骤后，形成的孔壁为0.035毫米左右。

4、二次钻孔

在所述基板10的顶面11对所述通孔20进行扩钻加工，并扩钻至第一深度h1，如图4c所示。

扩钻时，扩钻的孔径d2需要大于第一孔径d1。这样可以将孔壁上的铜材料层全部去掉。

钻削时，要保证二次钻的钻头30与上述第一次钻孔的轴心相重叠，且二次钻的钻头30在钻削过程中的转动轴心线与基板10的顶面11或底面12相垂直。

进一步地，二次钻的钻头30倒角有一定的导向作用，利于连接器装配操作。因此，扩钻出的孔与通孔连接处呈锥形结构。

5、制作阶梯部

在基板的顶面上通孔的开口处以及开口处的周围制作阶梯部，且阶梯部的深度小于所述第一深度。具体而言，为使用铣刀，在所述基板10的顶面11上沿朝向底面12的方向铣出阶梯部40，如图4d所示。且阶梯部40的深度h2小于第一深度h1。此步骤形成阶梯板，以实现连接器的相对位置的一致性，从而实现连接器的彼此连接。

需要提及的是，为了便于说明，本发明实施例中所指的深度均为从基板的顶面开始，向基板的底面计算的长度。

所述阶梯部40的深度的尺寸h2比所述第一深度h1的尺寸小0.25-0.35毫米，以0.3毫米为宜。此时，通孔在阶梯部侧的孔壁为之前铣削加工预留的圆锥形孔壁。实际加工时，通孔在阶梯部侧的孔壁，即铣削加工预留的孔壁有可能是近似圆台形孔壁，此处的孔壁形状以实际加工预留为准，并不需要做过多的限定。

特别指出的是，如果连接器为压接器件，二次钻的深度应进行合理控制，要避免钻孔深度过深，而造成连接器压接针保持力不足。

由于之前的二次钻孔步骤已将孔壁加工成良好的锥形，且阶梯部的铣削深度不会到达第一深度，这样在铣削阶梯部时，不会对通孔的垂直孔壁有进一步地影响，进而保证孔铜的完整性。

本发明实施例的PCB阶梯板的加工方法，先通过二次钻将孔壁扩钻，并且控制铣阶梯部的深度小于第一深度，完成后的通孔，其顶部为二次钻过程中形成的锥形平面，且锥形平面处并不附有铜材料层。这样可以使铣削时孔壁不会被拉扯，保证孔壁的完整性。

而且，本发明实施例的加工方法先对孔进行金属化，然后通过一次二次钻即可满足PCB板的工艺需求，不用再对PCB板进行多次的、分区域的二次钻加工，从而节省工序，加工成本低廉。

另外，具体加工时，为了增强孔壁的抗拉性，可以在加工前的PCB板中增加一层非功能焊盘。非功能焊盘的位置应该位于本实施例中形成的通孔的垂直孔壁处。对于非功能焊盘的设置，本领域技术人员根据现有公开的技术便可以得知，本发明实施例便不再赘述。

本发明实施例还提供一种PCB阶梯板，包括基板、开设于所述基板的顶面上的阶梯部以及开设于所述阶梯部上的通孔，其中，所述通孔、所述阶梯部均通过如上的方法生成。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种PCB阶梯板的加工方法，其特征在于，包括：

钻孔：在基板预定的位置加工具有第一孔径的通孔；

孔金属化：对所述通孔的表面进行金属化加工，以形成金属孔壁；

电镀铜：在金属孔壁上进行电镀铜加工；

二次钻孔：在所述基板的顶面对所述通孔进行扩钻加工，并扩钻至第一深度；

制作阶梯部：在所述基板的顶面上所述通孔的开口处以及开口处的周围制作阶梯部，且所述阶梯部的深度小于所述第一深度。

2.根据权利要求1所述的PCB阶梯板的加工方法，其特征在于，所述钻孔为使用钻头或铣刀进行加工。

3.根据权利要求1所述的PCB阶梯板的加工方法，其特征在于，所述孔金属化的步骤具体为：

使用化学沉铜工艺在所述通孔的孔壁、所述基板的顶面及底面形成第一铜材料层。

4.根据权利要求3所述的PCB阶梯板的加工方法，其特征在于，所述电镀铜的步骤具体为：

使用电镀铜工艺在所述通孔孔壁上的所述第一铜材料层上以及所述通孔在顶面及底面的开口处周围的所述第一铜材料层上形成第二铜材料层。

5.根据权利要求1所述的PCB阶梯板的加工方法，其特征在于，所述扩钻的孔径大于所述第一孔径。

6.根据权利要求1所述的PCB阶梯板的加工方法，其特征在于，所述制作阶梯部的步骤具体为：

使用铣刀，在所述基板的顶面上所述通孔的开口处以及开口处的周围铣削出阶梯部。

7.根据权利要求1所述的PCB阶梯板的加工方法，其特征在于，所述阶梯部的深度比所述第一深度小0.25-0.35毫米。

8.一种PCB阶梯板，其特征在于，包括基板、开设于所述基板的顶面上的阶梯部以及开设于所述阶梯部上的通孔，

其中，所述通孔、所述阶梯部均通过如权利要求1-7任一项的方法生成。