CN109640528B - 一种提高pcb背钻精度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高PCB背钻精度的方法，主要包括以下步骤：钻通孔；在钻出的孔内覆铜，形成圆柱筒形的陈铜层；钻辅助孔，在辅助孔内覆铜形成辅助孔陈铜层，引出信号线与钻头形成通路。背钻机设有通断监测系统，使钻头为电路的一个电极，辅助孔陈铜层引出信号线为另一电极。以上方法步骤可以精确的检测到背钻机钻头钻至第5层，然后设定钻头下钻第5层距第6层的距离，这样仅需要控制第5层距第6层的距离这个误差，大大减小了原背钻工序的误差，可以更精确控制STUB长度，对后期使用PCB板的减少杂讯、提高信息完整性有很大的帮助。
Description
技术领域
本发明涉及多层PCB板加工背钻技术领域，具体地说是一种提高PCB背钻精度的方法。
背景技术
PCB制作过程很复杂，制作流程很长，其中一个制程为背钻。背钻的主要目的为去除多余部分，背钻其实就是控深钻比较特殊的一种，在多层板的制作中，在此我们以9层板的制作来举例说明，我们需要将第6层至第9层均连通，通常我们钻出通孔(一次钻)，然后在孔内陈铜(如附图2中的陈铜层，就是在钻孔内圆柱面敷设一层铜)。这样第1层至第9层均连通，实际我们只需要第6层至第9层均连通，第1到第5层不该相连。
现在需要连接的一般是有最外层(第1或第9层)向内连续几层，没有内部几层连接的情况，也没有隔层连接的情况。
在第1到第5层分两种情况：第一种是钻孔均为触及相关层的金属线，这种情况下陈铜层像一个“铜制圆筒”，在通讯信号相关的系统内会引起信号完整性。
第二种是钻孔触及部分金属线，这样陈铜层会连通不需要连通的金属线层。所以将这个多余的“铜制圆筒”从反面钻掉(二次钻)，因此叫背钻。第二种情况一般在选择钻孔的时候会避开不需要连接的层的金属线走线，所以一般不会出现。因此我们以第一种为例讲述背钻。
一般也不会钻那么干净，因为后续工序会电解掉一点铜，且钻尖本身也是尖的。所以PCB厂家会留下一小点(业内叫STUB)，这个留下的STUB的长度一般在50-150UM范围为好。
背钻的主要目的：减少杂讯、提高信息完整性。背钻的作用是钻掉没有起到任何连接或者传输作用的通孔段，避免造成高速信号传输的反射、散射、延迟等，给信号带来“失真”。研究表明：影响信号系统信号完整性的主要因素除设计、板材料、传输线、连接器、芯片封装等因素外，导通孔对信号完整性有较大影响。
电路板的孔电镀后，再通过背钻方式来钻电镀孔(钻孔孔径大于电镀孔孔径)，电镀钻孔设一定深度后，背钻孔壁底端到不钻穿层的留铜长度即为STUB(如附图4所示的标记21)但是最理想状态此处距第六层(16)高度为0。
目前背钻的常规做法是直接使用背钻机进行钻孔，依靠钻针下钻时，钻针尖接触基板板面铜箔时产生的微电流来感应板面高度位置，再依据设定的下钻深度进行下钻，在达到下钻深度时停止下钻。
下钻深度常规做法主要依据PCB设计值，以及再参考实际的加工值，最后取一个安全深度。依据此深度钻孔，先小批量试产，试产通过后依据此值进行批量生产。在PCB实际生产中由于工艺问题，会导致实际加工出来的PCB板厚不一样。在此情况下，按照统一标准进行背钻的板子STUB长度就会长短不一。
现需要一种方便简单的背钻方法来保证STUB长度一致或者无STUB且不影响连接层的连接。
发明内容
本发明就是为了解决现有技术存在的上述不足，提供一种提高PCB背钻精度的方法，可以精确的检测到背钻机钻头钻至第5层，然后设定钻头下钻第5层距第6层的距离，这样仅需要控制第5层距第6层的距离这个误差，大大减小了原背钻工序的误差，可以更精确控制STUB长度，对后期使用PCB板的减少杂讯、提高信息完整性有很大的帮助。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种提高PCB背钻精度的方法，包括以下步骤：
步骤一、选择钻孔位置，根据多层线路板布线方式，本发明选取9层线路板为例，需要连通的为第6-9层，第9层为最外层，选取一个钻孔位置，可以通过所有待连接层(第6-9层)以及和最内部待连接层(第6层)相邻层(第5层)的金属线，同时钻孔位置尽量避开剩余不需连接的层(第1-4层)的金属线，然后钻通孔；
步骤二、在步骤一钻出的孔内覆铜，形成圆柱筒形的陈铜层；
步骤三、选取辅助孔位置，根据多层线路板布线方式，选取一个辅助孔的位置，辅助孔直通至步骤一所述的和最内部待连接层相邻的层(第5层)，设置钻孔深度，保证钻孔至该层(第5层)金属线形成盲孔，且避开其他所有层的金属线；
步骤四、在步骤三钻出的辅助孔内覆铜形成辅助孔陈铜层，此时辅助孔陈铜层连接步骤一所述的和最内部待连接层相邻的层(第5层)；
步骤五、从步骤四所述的辅助孔陈铜层引出信号线至背钻机，同时设置背钻机下钻深度；背钻机设有通断监测系统，使钻头为电路的一个电极，辅助孔陈铜层引出信号线为另一电极。
步骤六、使用步骤五所述的背钻机在步骤二的孔内进行背钻，开始钻除产生干扰的“铜制圆筒”，此时钻头有一定的下钻压力，这样钻头前端与陈铜层连接紧密，这样通断监测系统通过钻头与辅助孔陈铜层形稳定连通，通过信号线和背钻机通断监测系统形成稳定闭合回路；
步骤七、背钻机继续下钻至步骤一所述的和最内部待连接层相邻的层(第5层)，钻头旋转将该层(第5层)和陈铜层连接处切断(如附图5所示)，此时钻头旋转侧面与通过该层与辅助孔陈铜层出现不稳定连通，进而通过信号线和背钻机通断监测系统形成不稳定闭合回路；
步骤八、背钻机根据步骤五设置的下钻深度继续下钻，钻掉STUB，同时不会钻坏第6层和陈铜层连接处。
步骤六所述的背钻机钻头直径大于步骤二所述圆柱筒形的陈铜层外圆柱面直径。
本发明的有益效果是：
1、以上方法步骤可以精确的检测到背钻机钻头钻至第5层，然后设定钻头下钻第5层距第6层的距离，这样仅需要控制第5层距第6层的距离这个误差，大大减小了原背钻工序的误差，可以更精确控制STUB长度，对后期使用PCB板的减少杂讯、提高信息完整性有很大的帮助。
2、辅助孔可以采用相同的背钻机和陈铜工艺进行加工，同时背钻机的钻头本就可以采集电信号，所以增加辅助孔不仅大大提高了对STUB长度的精确控制，同时还不会增加加工工序和时间。
附图说明
图1为本发明多层线路板示意图图；
图2为本发明钻孔陈铜后视图；
图3为本发明理想的陈铜层视图；
图4为本发明背钻后留有STUB视图；
图5为本发明开有辅助孔后辅助孔陈铜层和背钻钻孔配合视图；
图6为本发明开有辅助孔后理想钻孔视图。
图中：1-多层线路板，2-陈铜层，11-19依次为第1层至第9层，21-STUB，22-辅助孔陈铜层。
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种提高PCB背钻精度的方法，包括以下步骤：
步骤一、选择钻孔位置，根据多层线路板1布线方式，本发明选取9层线路板为例，需要连通的为第6-9层，第9层为最外层，选取一个钻孔位置，可以通过所有待连接层(第6-9层)以及和最内部待连接层(第6层)相邻层(第5层)的金属线，同时钻孔位置尽量避开剩余不需连接的层(第1-4层)的金属线，然后钻通孔；
步骤二、在步骤一钻出的孔内覆铜，形成圆柱筒形的陈铜层2；
步骤三、选取辅助孔位置，根据多层线路板布线方式，选取一个辅助孔的位置，辅助孔直通至步骤一所述的和最内部待连接层相邻的层(第5层)，设置钻孔深度，保证钻孔至该层(第5层)金属线形成盲孔，且避开其他所有层的金属线；
步骤四、在步骤三钻出的辅助孔内覆铜形成辅助孔陈铜层22，此时辅助孔陈铜层22连接步骤一所述的和最内部待连接层相邻的层(第5层)；
步骤五、从步骤四所述的辅助孔陈铜层22引出信号线至背钻机，同时设置背钻机下钻深度；背钻机设有通断监测系统，使钻头为电路的一个电极，辅助孔陈铜层22引出信号线为另一电极。
步骤六、使用步骤五所述的背钻机在步骤二的孔内进行背钻，开始钻除产生干扰的“铜制圆筒”，此时钻头有一定的下钻压力，这样钻头前端与陈铜层连接紧密，这样通断监测系统通过钻头与辅助孔陈铜层22形稳定连通，通过信号线和背钻机通断监测系统形成稳定闭合回路；
步骤七、背钻机继续下钻至步骤一所述的和最内部待连接层相邻的层(第5层)，钻头旋转将该层(第5层)和陈铜层连接处切断(如附图5所示)，此时钻头旋转侧面与通过该层与辅助孔陈铜层22出现不稳定连通，进而通过信号线和背钻机通断监测系统形成不稳定闭合回路；
步骤八、背钻机根据步骤五设置的下钻深度继续下钻，钻掉STUB21，同时不会钻坏第6层和陈铜层连接处。
以上方法步骤可以精确的检测到背钻机钻头钻至第5层，然后设定钻头下钻第5层距第6层的距离，这样仅需要控制第5层距第6层的距离这个误差，大大减小了原背钻工序的误差，可以更精确控制STUB21长度，对后期使用PCB板的减少杂讯、提高信息完整性有很大的帮助。
辅助孔可以采用相同的背钻机和陈铜工艺进行加工，同时背钻机的钻头本就可以采集电信号，所以增加辅助孔不仅大大提高了对STUB21长度的精确控制，同时还不会增加加工工序和时间。
步骤六所述的背钻机钻头直径大于步骤二所述圆柱筒形的陈铜层外圆柱面直径。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种提高PCB背钻精度的方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一、选择钻孔位置，根据多层线路板布线方式，选取一个钻孔位置，可以通过所有待连接层以及和最内部待连接层相邻层的金属线，同时钻孔位置尽量避开剩余不需连接的层的金属线，然后钻通孔；
步骤二、在步骤一钻出的孔内覆铜，形成圆柱筒形的陈铜层；
步骤三、选取辅助孔位置，根据多层线路板布线方式，选取一个辅助孔的位置，辅助孔直通至步骤一所述的和最内部待连接层相邻的层，设置钻孔深度，保证钻孔至该层金属线形成盲孔，且避开其他所有层的金属线；
步骤四、在步骤三钻出的辅助孔内覆铜形成辅助孔陈铜层，此时辅助孔陈铜层连接步骤一所述的和最内部待连接层相邻的层；
步骤五、从步骤四所述的辅助孔陈铜层引出信号线至背钻机，同时设置背钻机下钻深度；
步骤六、使用步骤五所述的背钻机在步骤二的孔内进行背钻，开始钻除产生干扰的“铜制圆筒”，此时钻头前端通过陈铜层与辅助孔陈铜层形稳定连通，通过信号线和背钻机形成稳定闭合回路；
步骤七、背钻机继续下钻至步骤一所述的和最内部待连接层相邻的层，钻头旋转将该层和陈铜层连接处切断，此时钻头旋转侧面与通过该层与辅助孔陈铜层出现不稳定连通，进而通过信号线和背钻机形成不稳定闭合回路；
步骤八、背钻机根据步骤五设置的下钻深度继续下钻，钻掉STUB。
2.根据权利要求1所述的一种提高PCB背钻精度的方法，其特征是，步骤六所述的背钻机钻头直径大于步骤二所述圆柱筒形的陈铜层外圆柱面直径。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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