CN107708298A - 一种pcb的加工方法及pcb - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PCB的加工方法及PCB，所述加工方法包括：将内层芯板与外层芯板压合形成PCB；在PCB上制作阶梯状通孔并对其进行沉铜电镀；阶梯状通孔沿其轴向包括第一通孔部和第二通孔部，第一通孔部的孔径大于第二通孔部的孔径，第一通孔部与第二通孔部之间形成第一台阶面；去除第一台阶面的全部或部分铜层，或者去除所述第二通孔部侧壁的至少一部分铜层，使得阶梯状通孔内壁的铜层断开形成互不导通的至少两部分。本发明实施例中，PCB的阶梯状通孔内壁的铜层被划分为互不导通的两部分或者三部分，这样一个通孔位置可实现两个或者三个网络连接层，与现有技术相比，在同一面积的PCB上，大大减少过孔数量，提高PCB的布线密度。

Description

一种PCB的加工方法及PCB
技术领域
本发明涉及PCB(Printed Circuit Board，印刷线路板)技术领域，尤其涉及一种PCB的加工方法及PCB。
背景技术
随着高密度集成电路技术和微电子技术的发展，电子产品的体积变得更轻、更薄、更小。目前，在高多层PCB制作布线设计中，不同层间网络连接都是利用过孔，且一个过孔通常只设计一个网络连接层。由于每个过孔在PCB板面上占据一定面积，PCB容量越大设计网络越多，过孔的数量就越多，这样PCB板面的设计面积就越大，这就无法满足电子产品更薄更小的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PCB的加工方法及PCB，克服现有技术中存在的产品布线密度低的缺陷。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种PCB的加工方法，所述加工方法包括：
将内层芯板完成内层线路图形制作后与外层芯板压合形成PCB；
在所述PCB上制作阶梯状通孔并对所述阶梯状通孔进行沉铜电镀；所述阶梯状通孔沿其轴向包括第一通孔部和第二通孔部，所述第一通孔部的孔径大于第二通孔部的孔径，所述第一通孔部与第二通孔部之间形成第一台阶面；
去除所述第一台阶面的全部或部分铜层，或者去除所述第二通孔部侧壁的至少一部分铜层，使得所述阶梯状通孔内壁的铜层断开形成互不导通的至少两部分，每部分铜层作为一网络连接层。
可选的，所述加工方法中，采用单面控深钻、化学蚀刻或者激光烧蚀方式，去除所述第一台阶面的全部或部分铜层，或者去除所述第二通孔部侧壁的部分铜层。
可选的，所述阶梯状通孔沿其轴向还包括第三通孔部，所述第二通孔部位于第一通孔部和第三通孔部之间；所述第三通孔部的孔径大于第二通孔部的孔径，所述第三通孔部与第二通孔部之间形成第二台阶面。
可选的，在所述阶梯状通孔包括第一通孔部、第二通孔部和第三通孔部时，所述加工方法还包括：
在去除所述第一台阶面的全部或部分铜层的同时，去除所述第二台阶面的全部或者部分铜层，使得所述阶梯状通孔内壁的铜层断开形成相互不导通的三部分；
或者，在去除所述第二通孔部侧壁的至少一部分铜层的同时，去除所述第二通孔部侧壁的剩余部分铜层，使得所述阶梯状通孔内壁的铜层断开形成相互不导通的两部分。
可选的，所述去除第一台阶面的铜层的方法包括：
在所述PCB的第一通孔部所处位置进行第一控深钻；
所述第一控深钻的钻孔孔径小于所述第一通孔部的孔径，同时大于所述第二通孔部的孔径；所述第一控深钻的钻孔深度大于第一通孔部的孔深，同时小于第一通孔部和第二通孔部的孔深之和。
可选的，所述去除第一台阶面和第二台阶面的全部或部分铜层的方法包括：
在所述PCB的第一通孔部所处位置进行第一控深钻；所述第一控深钻的钻孔孔径小于所述第一通孔部的孔径，同时大于所述第二通孔部的孔径；
在所述PCB的第三通孔部所处位置进行第二控深钻；所述第二控深钻的钻孔孔径小于所述第三通孔部的孔径，同时大于所述第二通孔部的孔径；
所述第一控深钻的钻孔深度大于第一通孔部的深度，所述第二控深钻的钻孔深度大于第三通孔部的深度，且所述第一控深钻与第二控深钻的钻孔深度之和小于所述第一通孔部、第二通孔部和第三通孔部的孔深之和。
可选的，所述加工方法还包括：在所述阶梯状通孔孔壁的铜层断开形成三部分之后，先采用真空树脂塞孔将所述阶梯状通孔填平，再制作外层芯板的图形线路。
可选的，所述内层芯板包括有至少两张。
可选的，所述PCB的加工方法中，利用图像转移技术进行所述内层芯板的内层线路图形制作。
一种PCB，所述PCB采用如上任一所述加工方法制成。
本发明的有益效果：
本发明实施例中，PCB上的阶梯状通孔内壁的铜层在台阶面被断开，使得铜层划分为互不导通的上下两个部分或者上中下三个部分，每部分铜层可单独作为一个网络连接层，使得与本部分铜层连接的不同图形线路层之间相互导通，从而使得一个阶梯状通孔位置实现两个或者三个网络连接层，与现有的一个通孔位置仅实现一个网络连接层的方案相比，在同一面积的PCB上，可大大减少过孔数量，提高PCB的布线密度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的PCB的加工方法流程图；
图2为本发明实施例提供的钻柱状通孔后的PCB的剖视图；
图3为本发明实施例提供的形成阶梯状通孔后的PCB的剖视图；
图4为本发明实施例提供的阶梯状通孔金属化后的PCB的剖视图；
图5为本发明实施例提供的阶梯状通孔内铜层断开后的PCB的剖视图；
图6为本发明实施例提供的阶梯状通孔填平后的PCB的剖视图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1示出了PCB的加工方法流程。
本实施例中，PCB的加工方法包括以下步骤：
S101、按照正常工艺流程，完成内层芯板的内层线路图形制作之后将内层芯板与外层芯板压合形成PCB。
本步骤中，具体的制作工艺为：
1)开料
按照设计要求，将大张覆铜板裁切成所需尺寸，便于后工序操作。
覆铜板是由铜箔和绝缘材料(玻璃布和树脂等)压合而成，依板厚、铜厚、材料不同有不同规格。
在开料后，板边毛刺需要圆角处理；开料后需进行烘烤，为增加尺寸稳定性，避免涨缩；开料还需注意经、纬方向与工程指示一致，避免翘曲问题。
2)利用图形转移原理制作内层线路
内层线路是制作多层板的核心工序，对多层板质量产生决定性影响，其制作流程依次为：前处理，压膜，对位/曝光，显影，蚀刻，退膜，打靶，AOI(Automatic OpticalInspection，自动光学检测)。
前处理的目的：去除铜面上的污染物，增加铜面粗糙度，后续贴膜更加牢固。
压膜的目的：将基板铜面透过热压方式贴上感光干膜，作为后续形成线路的基础。
曝光的目的：经UV光照射将菲林(底片)上的线路图像转移到感光干膜上。工艺原理：白色透光部分的干膜见到UV光发生光聚合反应，黑色不透光的干膜不发生反应。
显影的目的：使用碳酸钠将未发生光聚合反应的干膜溶解掉，让图像显现出来。工艺原理：未发生光聚合反应的干膜可以被碳酸钠溶解，而发生光聚合反应的干膜不能溶解掉，保留在板面上，作为后续蚀刻时的抗蚀保护层。
酸性蚀刻的目的：利用蚀刻液将显影后露出的铜腐蚀掉，形成线路图形。工艺原理：由于铜可以被蚀刻液溶解掉，没有被干膜保护的铜会溶解于蚀刻液，而被干膜保护的铜不会溶解，最终形成了线路。
退膜的目的：利用强碱将保护铜面的抗蚀层剥掉，露出线路图形。
打靶的目的：利用CCD对位冲出板边的靶孔，便于后续层压时铆合。
AOI的目的：检测出线路上的缺点，加以修补，提高合格率。工艺原理：先将线路文件调入AOI设备，AOI设备扫描实物板线路与设备内的模拟文件作比较，找出不一样的位置，即缺点位置。
3)将多张芯板层压
层压流程依次为：对靶，棕化，预排/铆合，叠板，压板，打靶/铣边。
对靶的目的：利用CCD对位冲出板边的靶孔，便于后续层压时铆合。
棕化的目的：粗化、清洁铜面，增强线路与树脂接触表面积，使之压合的更紧，避免分层。
预排/铆合的目的：利用铆钉将多张内层芯板钉在一起，避免后续压合时产生层间滑移。
叠板的目的：将预叠好的多张板叠成待压多层板形式。
压板的目的：通过热压方式将叠在一起的内层芯板压成多层板。
打靶/铣边的目的：提供后续铣边、钻孔的定位孔；将层压后板周围的多余边铣掉，形成规则的板边，便于后续加工。
S102、在多张芯板压合形成的PCB上制作金属化阶梯状通孔。
本步骤中，金属化阶梯孔的制作工艺为：
1)如图2所示，在PCB的预设位置钻柱状通孔，该柱状通孔由PCB的第一面贯穿至与第一面相对的第二面，柱状通孔孔径为A。
2)如图3所示，在PCB的第一面的柱状通孔处进行第一次控深钻，在第二面的柱状通孔处进行第二次控深钻，形成其顶部和底部为大孔径、中部为小孔径的阶梯状通孔。
其中，第一次控深钻的钻孔孔深与第二次控深钻的钻孔孔深之和小于整个柱状通孔的孔深；同时，第一次控深钻的钻孔孔径与第二次控深钻的钻孔孔径可以相同，也可以不同(图3中所示的第一次控深钻的钻孔孔径与第二次控深钻的钻孔孔径相同)，但均大于孔径A，从而形成阶梯状通孔。
为方便描述，本实施例中，下文将阶梯状通孔的顶部的大孔径部分称为第一通孔部、中部的小孔径部分称为第二通孔部、底部的大孔径部分称为第三通孔部；由于相邻的两个通孔部的孔径不同，因此第一通孔部与第二通孔部之间形成第一台阶面，第三通孔部与第二通孔部之间形成第二台阶面。
3)如图4所示，对阶梯状通孔进行沉铜电镀，形成金属化的阶梯状通孔。
阶梯状通孔内金属化后，使得所有层之间线路导通。
S103、采用双面控深钻的方式，去除第一台阶面及第二台阶面的全部或者部分铜层，使得阶梯状通孔内壁的铜层沿阶梯状通孔的轴向断开形成相互不导通的三部分，如图5所示。
具体地，该步骤包括：
在PCB的第一面的第一通孔部处进行第三次控深钻，去除第一台阶面的全部或者部分铜层；在第二面的第三通孔部处进行第四次控深钻，去除第二台阶面的全部或者部分铜层；
第三次控深钻的钻孔孔径大于第二通孔部的孔径，同时小于第一通孔部的孔径；第四次控深钻的钻孔孔径大于第二通孔部的孔径，同时小于第三通孔部的孔径；第三次控深钻的钻孔孔径与第四次控深钻的钻孔孔径可以相同，也可以不同；
第三次控深钻的钻孔深度大于第一通孔部的深度，第四次控深钻的钻孔深度大于第三通孔部的深度，且第三次控深钻与第四次控深钻的钻孔深度之和小于第一通孔部、第二通孔部和第三通孔部的孔深之和。
由于本步骤中，采用双面控深钻目的是，为了使阶梯状通孔内壁的铜层断开形成上中下三部分，因而第三次控深钻的钻孔深度略大于第一通孔部的深度、第四次控深钻的钻孔深度略大于第三通孔部的深度即可。
S104、如图6所示，采用真空树脂塞孔将阶梯状通孔填平，然后完成外层芯板的图形制作，实现不同网络线路。
在本实施例中，阶梯状通孔内壁的铜层在两个位置断开，形成互不导通的上中下三个部分，每部分铜层可单独作为一个网络连接层，使得与本部分铜层连接的不同图形线路层之间相互导通，从而使得一个阶梯状通孔位置实现三个网络连接层。与现有的一个通孔位置仅实现一个网络连接层的方案相比，在同一面积的PCB上，可大大减少过孔数量，提高PCB的布线密度。
此外，在阶梯状通孔包括第一通孔部、第二通孔部和第三通孔部时，还可通过去除第二通孔部侧壁的全部铜层或者一部分铜层的方式，使得阶梯状通孔内壁的铜层沿通孔的轴向划分为互不导通的上下两部分，每部分形成一网络连接层。当第二通孔部贯穿多层时，也可以去除第二通孔部侧壁的多部分相互分离的铜层，使得阶梯状通孔内壁的铜层沿通孔的轴向断开形成互不导通的三部分或者更多部分。
在其他实施例中，还可采用单面控深钻的方式仅去除第一台阶面或者第二台阶面的全部或部分铜层，将阶梯状通孔内铜层分为相互不导通的两部分，从而使得同一通孔内壁的铜层形成两个网络连接层，具体实现原理与双面控深钻方式的原理相同，此处不再赘述。
另外，对于其他结构的阶梯状通孔，如仅包括大孔径的第一通孔部和小孔径的第二通孔部，也可采用单面控深钻的方式去除第一通孔部与第二通孔部形成的台阶面的全部或者部分铜层，使得阶梯状通孔内壁的铜层断开形成互不导通的两部分。此时，也可通过去除第二通孔部侧壁的部分铜层的方式，使得阶梯状通孔内壁的铜层断开形成为互不导通的两部分。
除了控深钻方式之外，还可采用化学蚀刻、激光烧蚀等其他不同方式，去除台阶面的全部或部分铜层，使得阶梯状通孔内壁的铜层断开，均在本发明的保护范围内。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种PCB的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：
将内层芯板完成内层线路图形制作后与外层芯板压合形成PCB；
在所述PCB上制作阶梯状通孔并对所述阶梯状通孔进行沉铜电镀；所述阶梯状通孔沿其轴向包括第一通孔部和第二通孔部，所述第一通孔部的孔径大于第二通孔部的孔径，所述第一通孔部与第二通孔部之间形成第一台阶面；
去除所述第一台阶面的全部或部分铜层，或者去除所述第二通孔部侧壁的至少一部分铜层，使得所述阶梯状通孔内壁的铜层断开形成互不导通的至少两部分，每部分铜层作为一网络连接层。
2.根据权利要求1所述的PCB的加工方法，其特征在于，所述加工方法中，采用单面控深钻、化学蚀刻或者激光烧蚀方式，去除所述第一台阶面的全部或部分铜层，或者去除所述第二通孔部侧壁的部分铜层。
3.根据权利要求1所述的PCB的加工方法，其特征在于，所述阶梯状通孔沿其轴向还包括第三通孔部，所述第二通孔部位于第一通孔部和第三通孔部之间；所述第三通孔部的孔径大于第二通孔部的孔径，所述第三通孔部与第二通孔部之间形成第二台阶面。
4.根据权利要求3所述的PCB的加工方法，其特征在于，在所述阶梯状通孔包括第一通孔部、第二通孔部和第三通孔部时，所述加工方法还包括：
在去除所述第一台阶面的全部或部分铜层的同时，去除所述第二台阶面的全部或者部分铜层，使得所述阶梯状通孔内壁的铜层断开形成相互不导通的三部分；
或者，在去除所述第二通孔部侧壁的至少一部分铜层的同时，去除所述第二通孔部侧壁的剩余部分铜层，使得所述阶梯状通孔内壁的铜层断开形成相互不导通的两部分。
5.根据权利要求1所述的PCB的加工方法，其特征在于，所述去除第一台阶面的铜层的方法包括：
在所述PCB的第一通孔部所处位置进行第一控深钻；
所述第一控深钻的钻孔孔径小于所述第一通孔部的孔径，同时大于所述第二通孔部的孔径；所述第一控深钻的钻孔深度大于第一通孔部的孔深，同时小于第一通孔部和第二通孔部的孔深之和。
6.根据权利要求4所述的PCB的加工方法，其特征在于，所述去除第一台阶面和第二台阶面的全部或部分铜层的方法包括：
在所述PCB的第一通孔部所处位置进行第一控深钻；所述第一控深钻的钻孔孔径小于所述第一通孔部的孔径，同时大于所述第二通孔部的孔径；
在所述PCB的第三通孔部所处位置进行第二控深钻；所述第二控深钻的钻孔孔径小于所述第三通孔部的孔径，同时大于所述第二通孔部的孔径；
所述第一控深钻的钻孔深度大于第一通孔部的深度，所述第二控深钻的钻孔深度大于第三通孔部的深度，且所述第一控深钻与第二控深钻的钻孔深度之和小于所述第一通孔部、第二通孔部和第三通孔部的孔深之和。
7.根据权利要求4所述的PCB的加工方法，其特征在于，所述加工方法还包括：在所述阶梯状通孔孔壁的铜层断开形成两部分或者三部分之后，先采用真空树脂塞孔将所述阶梯状通孔填平，再制作外层芯板的图形线路。
8.根据权利要求1所述的PCB的加工方法，其特征在于，所述内层芯板包括有至少两张。
9.根据权利要求1所述的PCB的加工方法，其特征在于，所述PCB的加工方法中，利用图像转移技术进行所述内层芯板的内层线路图形制作。
10.一种PCB，其特征在于，所述PCB根据权利要求1至9任一所述加工方法制成。
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