CN108990279A - 一种pcb背钻孔的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PCB背钻孔的制作方法，包括：层压、钻通孔、化学沉铜、电镀铜、整板镀锡、钻背钻孔、退锡、预烘板材、树脂塞孔、烘板、磨板的工序；其中，所述背钻孔为具有特殊结构的背钻孔，即背钻孔深度与导通孔深度的深度比大于或等于1，且背钻孔的深度大于或等于0.5mm；所述预烘板材，使板面保留余温，且余温高于环境温度下进行树脂塞孔；所述树脂塞孔的塞孔方式为树脂油墨从板材的导通孔流入背钻孔中，将整个背钻孔及导通孔填满。本发明增加了具有特殊结构的背钻孔的塞孔的饱满度，提高了具有特殊结构的背钻孔的塞孔的均匀性和可靠性。

Description

一种PCB背钻孔的制作方法
技术领域
本发明涉及多层微带板生产技术领域，尤其是一种PCB背钻孔的制作及树脂塞孔方法。
背景技术
在PCB制造过程中，需要通孔来实现各内层线路之间的连接，通孔通常由钻机加工形成，其加工精度要求较高，而且钻成通孔后还需要经过沉铜、电镀等处理，在通孔中形成导电层，从而实现各内层线路之间的连接，但是一些PCB板的镀通孔因只需要部分导通，而经过沉铜、电镀处理后的通孔是全部导通的，这样就会出现通孔端部连接的问题，从而会导致信号的折回，造成信号传输的返射、散射、延迟等现象，给信号带来“失真”问题。为防止上述现象的产生，通常需要对PCB进行背钻孔处理，钻掉没有起到任何的连接或传输作用的通孔段，也就是用较大直径的钻刀在较小直径的通孔上将部分没有连接的信号层钻掉，以减少信号的损失。
在制作多层微带板时，使用背钻孔结构代替盲孔结构和埋孔结构，可以提高多层微带板的稳定性和生产效率。同时，为了实现更高的焊接密度和更可靠的焊接，需要对背钻孔进行塞孔处理。
传统的塞孔方法：树脂油墨从板材的背钻孔流入导通孔中，将整个背钻孔及导通孔填满。如中国专利文献公开号为CN102523699A公开了一种PCB背钻孔的树脂塞孔装置及方法。
传统的塞孔方法能满足普通背钻孔的塞孔要求，但当背钻孔为具有特殊结构的背钻孔时，即背钻孔深度与导通孔深度的深度比为大于或等于1，且背钻孔深度大于或等于0.5mm时，采用传统的塞孔方法，将树脂油墨从板材的背钻孔流入导通孔中，由于背钻孔的深度大于或等于大于导通孔深度，即背钻孔的体积较大，当导通孔填满时，背钻孔还未填满，将使得背钻孔中的空气无法完全排除，在后续进行烘板处理时，空气受热膨胀，而导致背钻孔中的树脂溢出，使背钻孔出现空洞或凹陷，在后续的cap电镀中，孔金属化的溶液进入背钻孔，导致背钻孔短路。因此，传统的塞孔方法无法满足具有特殊结构的背钻孔塞孔的均匀性和饱满程度的要求。
发明内容
为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种PCB背钻孔的制作方法，增加了具有特殊结构的背钻孔塞孔的饱满度，提高了具有特殊结构的背钻孔塞孔的均匀性和可靠性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，包括：
一种PCB背钻孔的制作方法，包括以下步骤：
S1，板材预叠并进行压合；对压合后的板材进行一次钻，得到通孔(10)；
S2，对板材的通孔(10)进行化学沉铜；对包括通孔(10)在内的整个板材进行电镀铜；
S3，对包括通孔(10)在内的整个板材进行镀锡；
S4，对板材的通孔(10)进行二次钻，得到背钻孔(12)和导通孔(11)；
其中，所述背钻孔(12)为具有特殊结构的背钻孔，即背钻孔(12)深度与导通孔(11)深度的深度比为大于或等于1，且背钻孔(12)深度大于或等于0.5mm；所述导通孔(11)为没有进行二次钻的通孔段；
S5，对包括背钻孔(12)和导通孔(11)在内的整个板材进行退锡；
S6，对板材进行预烘处理，且预烘的温度为70o～80o；
S7，预烘处理后，在板材的余温高于环境温度20o及以上的温度时，对所述背钻孔(12)进行树脂塞孔；
所述树脂塞孔的方式为树脂油墨从板材的导通孔(11)流入背钻孔(12)中，将整个背钻孔(12)及导通孔(11)填满；
S8，对树脂塞孔后的板材进行烘板处理；
S9，对烘板后的板材进行磨板处理。
步骤S7中，所述树脂塞孔的具体方式为：
S71，将板材水平放置，且将板材的开有导通孔(11)的一面向上，将板材的开有背钻孔(12)的一面向下；
S72，将设有辅孔(21)的铝片或治具(20)置于板材的上方，并将铝片或治具(20)上的辅孔(21)与板材的导通孔(11)对准，且铝片或治具(20)的辅孔(21)的孔直径与板材的导通孔(11)的孔直径相同；将设有辅孔(31)的导气板(30)置于板材的下方，并将导气板(30)上的辅孔(31)与板材的背钻孔(12)对准，且导气板(30)的辅孔(31)的孔直径比板材的背钻孔(12)的孔直径大1mm；
S73，将树脂油墨通过铝片或治具(20)的辅孔(21)从板材的导通孔(11)导流入背钻孔(12)中，将整个背钻孔(12)及导通孔(11)填满。
所述治具为厚度0.1mm的FR-4板材。
步骤S8中，烘板的温度和时间分别保持为140o和40分钟。
步骤S3中，在整个板材镀锡后，进行金相切片处理并检查镀锡厚度，锡层的厚度为7～10μm。
步骤S4中，在二次钻后，通过碱性腐蚀机对背钻孔进行快速的碱性腐蚀处理。
步骤S9中，所述磨板为采用沙袋或陶瓷磨板机将板材表面的树脂磨平。
本发明的优点在于：
(1)对整个板材镀锡，锡层的厚度为7～10μm，保护板面及通孔内铜层在后续的碱性腐蚀处理中不受影响。
(2)钻背钻孔后，对背钻孔进行快速的碱性腐蚀处理，去除背钻孔内残余的铜丝，避免发生短路；且通过碱性腐蚀处理，还将二次钻过程中背钻孔未钻完的部分蚀刻掉2～3μm，提高背钻孔质量，降低信号的互相干扰。
(3)本发明的树脂塞孔的方式，有效的增加了背钻孔树脂塞孔的饱满度，提高了背钻孔塞孔的可靠性。
(4)在塞孔前，对板材进行预烘处理，去除了板材内残存的水汽，避免了在烘板时出现爆孔现象；且在塞孔时，板材表面保留余温，提高了树脂在孔内的流动性，增加塞孔的饱满度。
(5)针对具有特殊结构的背钻孔的树脂塞孔方式，树脂油墨导流入背钻孔时，空气通过背钻孔从导气板排出，使得在塞孔时背钻孔中的空气完全排除，在后续进行烘板处理时，背钻孔中不会出现空洞或凹陷。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
图2为本发明的通孔示意图。
图3为本发明的背钻孔示意图。
图4为本发明的树脂塞孔示意图。
具体实施方式
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。
如图1所示，一种PCB背钻孔的制作方法，包括以下具体步骤：
S1，板材预叠并进行压合；如图2所示，对压合后的板材进行一次钻，得到通孔(10)。
步骤S1中，板材之间通过图形上的对位系统来判定对准度。本实施中，采用在每层放置不同长度比例的同中心正方形来判定对准度；预叠时通过X-Ray检测板材间的对准度，对准度满足要求后，开始进行压合，具体参见现有技术。
S2，对板材的通孔(10)进行化学沉铜；对包括通孔(10)在内的整个板材进行电镀铜。
步骤S2中，化学沉铜是指通过化学反应在通孔表面形成一层薄铜层。本实施例中，采用在离子钯的催化作用下铜配位离子与甲醛发生的氧化还原反应。同时，通过电镀铜增加板材和通孔的铜厚，根据板材的通孔的孔直径与板材的厚度的比值决定电镀铜参数，若所述比值较小时，即通孔的孔直径较小，且板材较厚，则电流密度降低，以保证孔壁铜厚的均匀性；若所述比值较大时，即通孔的孔直径较大，且板材较薄，则电流密度增加，以提升生产效率。
S3，对包括通孔(10)在内的整个板材进行镀锡。
步骤S3中，对板材进行整板镀锡，且要求锡层厚度达到7～10μm，保护板面及通孔内的铜层在后续的碱性腐蚀处理过程中不受影响。本实施例中，通过金相切片检查镀锡厚度。
S4，如图3所示，对板材的通孔(10)进行二次钻，得到背钻孔(12)和导通孔(11)；对背钻孔(12)进行快速的碱性腐蚀处理。
步骤S4中，所述背钻孔(12)为具有特殊结构的背钻孔，即背钻孔(12)深度L2与导通孔(11)深度L1的深度比为大于或等于1，且背钻孔(12)深度L2大于或等于0.5mm；所述导通孔(11)为进行背钻后的通孔(10)的剩余孔段。
在对板材二次钻得到背钻孔后，对背钻孔进行快速的碱性腐蚀处理，去除背钻孔内残留残余铜丝，避免发生短路和堵孔。通过碱性腐蚀处理，还将二次钻过程中背钻孔未钻完的部分蚀刻掉2～3μm，提高背钻孔质量，降低信号的互相干扰。
S5，对包括背钻孔(12)和导通孔(11)在内的整个板材进行退锡；
步骤S5中，由于在步骤S3中对包括通孔在内的整个板材进行镀锡处理，导致通孔内塞有锡，因此采用化学退锡剂对包括背钻孔和导通孔在内的整个板材进行退锡处理，所述化学退锡剂的主要成分为硝酸。
S6，对板材进行浸酸和喷砂的处理。
步骤S6中，对板材进行浸酸和喷砂的处理，去除表面的氧化物、油渍、手指印。
S7，对板材进行预烘处理，且预烘处理的温度为70o～80o。
步骤S7中，对板材进行预烘处理，将板材孔内水汽去除，防止在后续烘板过程中产生爆孔。
S8，预烘处理后，在板材的余温高于环境温度20o时，对具有特殊结构的所述背钻孔进行树脂塞孔。
如图4所示，步骤S8中，所述树脂塞孔的方式为树脂油墨从板材的导通孔(11)流入背钻孔(12)中，将整个背钻孔(12)及导通孔(11)填满，所述树脂塞孔的具体方式为：
S81，将板材水平放置，且将板材的开有导通孔(11)的一面向上，将板材的开有背钻孔(12)的一面向下；
S82，将设有辅孔(21)的铝片或治具(20)置于板材的上方，并将铝片或治具(20)上的辅孔(21)与板材的导通孔(11)对准，且铝片或治具(20)的辅孔(21)的孔直径与板材的导通孔(11)的孔直径相同；将设有辅孔(31)的导气板(30)置于板材的下方，并将导气板(30)上的辅孔(31)与板材的背钻孔(12)对准，且导气板(30)的辅孔(31)的孔直径比板材的背钻孔(12)的孔直径大1mm；
S83，树脂油墨通过铝片或治具(20)的辅孔(21)从板材的导通孔(11)流入背钻孔(12)中，将整个背钻孔(12)及导通孔(11)填满。
本实施例中，治具为0.1mm的FR-4板材；导气板的厚度为2～3mm；树脂油墨为PHP-900。
在进行树脂塞孔时，板材表面保留余温，且余温高于环境温度，提高树脂在孔内的流动度，增加塞孔的饱满程度。针对具有特殊结构的所述背钻孔的树脂塞孔方式，树脂油墨导流入背钻孔时，空气通过背钻孔从导气板排出，使得在塞孔时背钻孔中的空气完全排除，在后续进行烘板处理时，背钻孔中不会出现空洞或凹陷。
S9，对树脂塞孔后的板材进行烘板处理。
步骤S9中，烘板的温度和时间分别保持为140o和40分钟。
S10，对烘板后的板材进行磨板处理。
步骤S10中，磨板为采用沙袋或陶瓷磨板机磨去板材表面多余树脂。
在完成本发明的PCB背钻孔的制作及塞孔后，转入制作PCB的后道工序，所述的后道工序包括：板材图形制作、蚀刻、AOI检验、阻焊、表面涂覆、电测、包装出货；所述表面涂覆包括喷锡、化学镀锡、化学镍金、化学镀银。
以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种PCB背钻孔的制作方法，包括以下步骤：
S1，板材预叠并进行压合；对压合后的板材进行一次钻，得到通孔(10)；
S2，对板材的通孔(10)进行化学沉铜；对包括通孔(10)在内的整个板材进行电镀铜；
S3，对包括通孔(10)在内的整个板材进行镀锡；
S4，对板材的通孔(10)进行二次钻，得到背钻孔(12)和导通孔(11)；
其中，所述背钻孔(12)为具有特殊结构的背钻孔，即背钻孔(12)深度与导通孔(11)深度的深度比为大于或等于1，且背钻孔(12)深度大于或等于0.5mm；所述导通孔(11)为没有进行二次钻的通孔段；
S5，对包括背钻孔(12)和导通孔(11)在内的整个板材进行退锡；
S6，对板材进行预烘处理，且预烘的温度为70°～80°；
S7，预烘处理后，在板材的余温高于环境温度20°及以上的温度时，对所述背钻孔(12)进行树脂塞孔；
所述树脂塞孔的方式为树脂油墨从板材的导通孔(11)流入背钻孔(12)中，将整个背钻孔(12)及导通孔(11)填满；
S8，对树脂塞孔后的板材进行烘板处理；
S9，对烘板后的板材进行磨板处理。
2.根据权利要求1所述的一种PCB背钻孔的制作方法，其特征在于，步骤S7中，所述树脂塞孔的具体方式为：
S71，将板材水平放置，且将板材的开有导通孔(11)的一面向上，将板材的开有背钻孔(12)的一面向下；
S72，将设有辅孔(21)的铝片或治具(20)置于板材的上方，并将铝片或治具(20)上的辅孔(21)与板材的导通孔(11)对准，且铝片或治具(20)的辅孔(21)的孔直径与板材的导通孔(11)的孔直径相同；将设有辅孔(31)的导气板(30)置于板材的下方，并将导气板(30)上的辅孔(31)与板材的背钻孔(12)对准，且导气板(30)的辅孔(31)的孔直径比板材的背钻孔(12)的孔直径大1mm；
S73，将树脂油墨通过铝片或治具(20)的辅孔(21)从板材的导通孔(11)导流入背钻孔(12)中，将整个背钻孔(12)及导通孔(11)填满。
3.根据权利要求2所述的一种PCB背钻孔的制作方法，其特征在于，所述治具为厚度0.1mm的FR-4板材。
4.根据权利要求1所述的一种PCB背钻孔的制作方法，其特征在于，步骤S8中，烘板的温度和时间分别保持为140°和40分钟。
5.根据权利要求1所述的一种PCB背钻孔的制作方法，其特征在于，步骤S3中，在整个板材镀锡后，进行金相切片处理并检查镀锡厚度，锡层的厚度为7～10μm。
6.根据权利要求1所述的一种PCB背钻孔的制作方法，其特征在于，步骤S4中，在二次钻后，通过碱性腐蚀机对背钻孔进行快速的碱性腐蚀处理。
7.根据权利要求1所述的一种PCB背钻孔的制作方法，其特征在于，步骤S9中，所述磨板为采用沙袋或陶瓷磨板机将板材表面的树脂磨平。
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