CN110461085A - 一种可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板及其制作方法 - Google Patents

一种可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板及其制作方法，包括内层板组件，内层板组件包括若干个内层板，各内层板上均设有蚀刻有内层图形的图形层，位于图形层中含有信号层铜箔的内层板上方的内层板内设有独立铜箔；内层板组件上设有阶梯槽，独立铜箔和信号层铜箔均位于阶梯槽区下方；内层板组件上位于阶梯槽区域下方处还设有若干个贯通式的通孔，通孔的孔壁上设有沉积铜。本发明在进行内层板设计时，在阶梯槽表面向下所对应的内层板上位于需压接或插拔孔的位置设计一个非功能性的独立铜箔，其功能主要跟外层孔环功能一样，起到了增加孔壁上沉积铜与孔壁及孔环的结合，防止在压接或插拔状况下孔壁铜分离导致开路的问题。

Description

一种可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板及其制作方法
技术领域
本发明属于PCB板制作技术领域，具体涉及一种可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板及其制作方法。
背景技术
电子信息产品更新换代很快，PCB板厚也会因功能增加需增加其厚度，但由于设备硬件架构的原因，设备之间高度固定，故如要安装原来的元器件，则需在线路板上做成相应的阶梯，在阶梯部位进行元器件的压接插拔。
目前，在阶梯槽内可以实现电镀的通孔的方式有以下二种：
第1种方式：使用深镀铣捞方式，由于铣捞的作业时的应力及产品加工后外层没有孔环，在承受外力的冲击(压接或插拔)的时候，会出现孔内的孔壁铜跟孔壁分离现象，从而导致产品功能性上开路的问题，故无法实现在阶梯槽内进行元器件的压接插拔。此方案目前加工形成的孔一般只用于导通或散热。
第2种方式：在阶梯槽内使用填充物进行压合，压合后使用深度铣捞取出填充物，再进行钻孔电镀铜和电镀锡，然后进行在锡面上进行图形加工(激光或深镀捞)形成外成孔环，此方案的缺点为(1)需要压合前需要增加填充物和钻孔前取出填充物，其需要手动操作阶梯槽位精度差、作业周期长、阶梯槽侧壁有电镀铜等问题。(2)在锡面上进行图形加工(激光或深镀捞)形成外成孔环部分：使用激光时，工作效率低，作业周期长，使用深镀捞时由于深镀捞精度在+/-4mil左右，有捞深和捞浅的问题，同时两次对位，深镀捞出现孔偏位的问题，导致孔环不足的问题。
发明内容
为了解决在深镀铣捞过程中对孔壁铜应力影响，提升电镀铜与孔壁的结合力，同时可以不使用填充物的方法，避免了加工周期长，槽位精度差，捞深捞浅及孔环不足的问题，实现在阶梯槽内压接插拔功能，本发明提供了一种可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板及其制作方法。
为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供了一种可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板，包括内层板组件，所述内层板组件包括若干个顺次设置的内层板，各内层板上均设有蚀刻有内层图形的图形层，其中，位于图形层中含有信号层铜箔的内层板上方的内层板内设有独立铜箔；所述内层板组件上设有阶梯槽，所述独立铜箔和信号层铜箔均位于所述阶梯槽区下方；所述内层板组件上位于阶梯槽区域下方处还设有若干个贯通式的通孔，所述通孔的孔壁上设有沉积铜；所述内层板组件两端处的内层板上均制作有外层图形及防焊层。
可选地，所述沉积铜的厚度>20um。
可选地，所述独立铜箔的尺寸大于或者等于所述通孔的孔径加上8mil。
第二方面，本发明提供了一种可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板制作方法，包括：
制作内层板，各内层板上均设有蚀刻有内层图形的图形层；
按照设定的顺序将各内层板进行压合，形成内层板组件，其中，位于图形层中含有信号层铜箔的内层板上方的内层板内设有独立铜箔，所述信号层铜箔和独立铜箔均位于需要压接或插拔元器件的阶梯槽区下方；
对所述内层板组件上位于需要压接或插拔元器件的阶梯槽区进行钻孔形成通孔，并在通孔的孔壁上沉积铜；
在位于所述内层板组件两端处的内层板上制作外层图形及防焊层；
钻除所述通孔上位于需要压接或插拔元器件的阶梯槽区部分的沉积铜；
对需要压接或插拔元器件的阶梯槽区进行铣捞，形成一定深度的阶梯槽，完成线路板制作。
可选地，所述在通孔的孔壁上沉积铜的具体过程为：
利用化学沉铜和电镀铜的方式在通孔的孔壁上沉积铜。
可选地，所述沉积铜的厚度>20um。
可选地，所述独立铜箔的尺寸大于或者等于所述通孔的孔径加上8mil。
可选地，所述按照设定的顺序将各内层板进行压合具体为：
按照设定的顺序使用粘结片和热压机将各内层板压合在一起。
可选地，所述在位于所述内层板组件两端处的内层板上制作外层图形及防焊层，具体过程为：
使用全板影像或图形电镀影像转移在位于所述内层板组件两端处的内层板上制作出外层图形及进行油墨覆盖形成防焊层。
可选地，所述对需要压接或插拔元器件的阶梯槽区进行铣捞，形成一定深度的阶梯槽步骤之后还包括：
进行成型、表面处理、功能性测试形成线路板成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明在进行内层板设计时，在阶梯槽表面向下所对应的内层板上位于需压接或插拔孔的位置设计一个非功能性的独立铜箔，其功能主要跟外层孔环功能一样，起到了增加孔壁上沉积铜与孔壁及孔环的结合，防止在压接或插拔状况下孔壁铜分分离导致开路的问题。
本发明在铣捞阶梯槽之前先采用深钻钻孔的方式把通孔孔壁上的沉积铜去除掉，然后再进行深镀控制铣捞形成阶梯槽，不会捞到阶梯槽内通孔上的沉积铜，从而对通孔孔壁上的沉积铜不会产生应力影响，保障孔壁上的沉积铜与孔壁的结合力。
本发明流程简单，自动化程度高，在作业时间上比采用填充物的方法可降低24-48小时作业时间，质量稳定性高。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明一种实施例的可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板制作方法的流程示意图；
图2为本发明一种实施例中内层板制作加工的结构示意图；
图3为本发明一种实施例中内层板压合制作加工的结构示意图；
图4为本发明一种实施例中外层钻孔制作加工的结构示意图；
图5为本发明一种实施例中外层电镀制作加工的结构示意图；
图6为本发明一种实施例中外层线路及防焊制作加工的结构示意图；
图7为本发明一种实施例中深钻钻孔制作加工的结构示意图；
图8为本发明一种实施例中深度控制铣捞制作加工的结构示意图；
图9为本发明一种实施例的可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板的结构示意图；
1-内层板，2-铜箔层，3-信号层铜箔，4-独立铜箔，5-深度钻孔深度距阶梯槽表面距离；6-独立铜箔距阶梯槽表面距离，7-粘接片，8-通孔，9-沉积铜，10-外层图形，11-防焊层，12-阶梯槽。
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，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
实施例1
本发明实施例提供了一种可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板制作方法，如图1所示，包括以下步骤：
(1)内层板制作：制作内层板1，各内层板1均包括芯板，所述芯板的上下两侧均设有蚀刻有内层图形的图形层(即刻蚀有内层图形的铜箔层)；
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述步骤(1)具体为：
根据需要形成的线路板结构制作相应的内层板，通过内层压干膜、内层曝光机的图像转移，使用酸性蚀刻，在每个内层板上蚀刻出内层图形，具体参见图3，该过程为现有技术，因此本发明中不做过多的赘述；
(2)内层板压合：按照设定的顺序将各内层板进行压合，形成内层板组件，优选地，所述内层板组件的两端处均设有铜箔层2，其中，位于含有信号层铜箔3的内层板上方的内层板内设有独立铜箔4，所述独立铜箔4位于信号层铜箔3的正上方，且二者均位于需要压接或插拔元器件的阶梯槽区下方，具体参见图3；
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述按照设定的顺序将各内层板进行压合具体为：
按照设定的顺序使用粘结片7(比如半固化片)和热压机将各内层板压合在一起，即根据线路板结构次序，使用粘结片7，把内层板与粘结片7按次序迭放在压机平台上，使用热压机把线路板压合在一起；
具体地：
在内层数据部分，需要在阶梯槽位置的下面与信号层铜箔3(L7第7层)之间的位置(H)6所对应的需压接或插拔孔的位置设计一个非功能性的独立铜箔4(L5第5层)。阶梯槽位置的下面与信号层铜箔3之间的位置(H)因公差原因，需要大于一定的厚度，厚度要求如下：
H>＝T+R
其中，T为深度钻孔公差；此公差与深钻深度相关(即阶梯槽深度H”)
其中R为深镀铣捞精度，R>＝8mil
如印制线路板设计阶梯槽深度H”20mil，则H>＝T+R＝8+8＝16mil，则应的非功能性铜箔4需加在>16mil的下面对应层，同时要保证在信号层铜箔3的上面层，且所述独立铜箔的尺寸大于或者等于所述通孔的孔径加上8mil；
(3)外层钻孔电镀：对所述内层板组件进行钻孔形成通孔8，并在通孔8的孔壁上沉积铜9，如图4和5所示；
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述步骤(3)具体为：
使用数控钻孔机钻出需电镀和压接插拔使用的通孔8，再利用化学沉铜和电镀铜实现沉积一定的铜(>20um)在孔壁上，形成沉积铜9；
更具体地为：
数控钻孔机钻出的通孔孔径需进行相应的管控，控制<＝+/-1mil；
电镀后的通孔孔径也需进行相应的管制，控制在<＝+/-1.5mil；
(4)外层线路及防焊制作：在位于所述内层板组件两端处的内层板上制作外层图形(即外层铜箔)及防焊层，如图6所示；
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述步骤(4)具体为：
根据线路图使用全板影像或图形电镀影像转移制作出外层图形10(即外层线路图形)及根据数据进行油墨11覆盖形成防焊层；
(5)深钻钻孔：钻除所述通孔上位于需要压接或插拔元器件的阶梯槽区部分的沉积铜，如图7所示；
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述步骤(5)具体为：
在需要压接或插拔元器件阶梯槽区的通孔使用深镀控制钻孔的方式进行深钻，把相应深镀的孔壁上的沉积铜钻除，更具体为：
在进行深钻时，需要控制钻孔钻过梯槽表面向下H’5，此值前面所提到的R(深镀铣捞精度能力)值一直为>＝8mil，保证深镀铣捞时不会捞到孔壁铜。但不可钻超H的深镀，比如前面所说的16mil；
深钻孔孔径大于等于通孔+8mil。
(6)深度控制铣捞：对需要压接或插拔元器件的阶梯槽区进行铣捞，形成一定深度的阶梯槽12，完成线路板制作，如图8和9所示；
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述步骤(6)具体为：
利用深度控制铣床，对需要压接或插拔元器件的阶梯槽区进行铣捞，形成一定深度的的阶梯槽。深镀控制铣捞可以使用一次铣或粗精铣捞(精度可以提升)的方式进行作业，需控制H’值小于8mil，保障捞到孔壁上的沉积铜。
实施例2
基于与实施例1相同的发明构思，本发明实施例在所述对需要压接或插拔元器件的阶梯槽区进行铣捞，形成一定深度的阶梯槽步骤之后还包括：
(7)进行成型、表面处理、功能性测试形成线路板成品。
实施例3
本发明实施例中提供了一种可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板，包括内层板组件，所述内层板组件包括若干个顺次设置的内层板1，各内层板上均蚀刻有内层图形；所述内层板组件上设有阶梯槽12，位于含有信号层铜箔3的内层板1上方的内层板1内设有独立铜箔4，所述独立铜箔4位于信号层铜箔3的正上方，且二者均位于所述阶梯槽区下方；所述内层板组件上位于阶梯槽区域处还设有若干个通孔8，所述通孔的孔壁上设有沉积铜；所述内层板组件两端处的内层板上均制作有外层图形10及防焊层11。
优选地，所述沉积铜的厚度>20um。
优选地，所述独立铜箔的尺寸大于或者等于所述通孔的孔径加上12mil。
综上所述：
本发明在进行内层板设计时，在阶梯槽表面向下所对应的内层板上位于需压接或插拔孔的位置设计一个非功能性的独立铜箔(PAD)，其功能主要跟外层孔环功能一样，起到了增加孔壁上沉积铜与孔壁及孔环的结合，防止在压接或插拔状况下孔壁铜分立导致开路的问题。
本发明在铣捞阶梯槽之前先采用深钻钻孔的方式把通孔孔壁上的沉积铜去除掉，然后再进行深镀控制铣捞形成阶梯槽，不会捞到通孔上除阶梯槽以外的沉积铜，从而对通孔孔壁上的沉积铜不会产生应力影响，保障孔壁上的沉积铜与孔壁的结合力。
本发明流程简单，自动化程度高，在作业时间上比采用填充物的方法可降低24-48小时作业时间，质量稳定性高。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板，其特征在于：包括内层板组件，所述内层板组件包括若干个顺次设置的内层板，各内层板上均设有蚀刻有内层图形的图形层，其中，位于图形层中含有信号层铜箔的内层板上方的内层板内设有独立铜箔；所述内层板组件上设有阶梯槽，所述独立铜箔和信号层铜箔均位于所述阶梯槽区下方；所述内层板组件上位于阶梯槽区域下方处还设有若干个贯通式的通孔，所述通孔的孔壁上设有沉积铜；所述内层板组件两端处的内层板上均制作有外层图形及防焊层。
2.根据权利要求1所述的可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板，其特征在于：所述沉积铜的厚度>20um。
3.根据权利要求1所述的可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板，其特征在于：所述独立铜箔的尺寸大于或者等于所述通孔的孔径加上8mil。
4.一种可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板制作方法，其特征在于，包括：
制作内层板，各内层板上均设有蚀刻有内层图形的图形层；
按照设定的顺序将各内层板进行压合，形成内层板组件，其中，位于图形层中含有信号层铜箔的内层板上方的内层板内设有独立铜箔，所述信号层铜箔和独立铜箔均位于需要压接或插拔元器件的阶梯槽区下方；
对所述内层板组件上位于需要压接或插拔元器件的阶梯槽区进行钻孔形成通孔，并在通孔的孔壁上沉积铜；
在位于所述内层板组件两端处的内层板上制作外层图形及防焊层；
钻除所述通孔上位于需要压接或插拔元器件的阶梯槽区部分的沉积铜；
对需要压接或插拔元器件的阶梯槽区进行铣捞，形成一定深度的阶梯槽，完成线路板制作。
5.根据权利要求4所述的一种可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板制作方法，其特征在于：所述在通孔的孔壁上沉积铜的具体过程为：
利用化学沉铜和电镀铜的方式在通孔的孔壁上沉积铜。
6.根据权利要求4所述的一种可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板制作方法，其特征在于：所述沉积铜的厚度>20um。
7.根据权利要求4所述的一种可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板制作方法，其特征在于：所述独立铜箔的尺寸大于或者等于所述通孔的孔径加上8mil。
8.根据权利要求4所述的一种可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板制作方法，其特征在于：所述按照设定的顺序将各内层板进行压合具体为：
按照设定的顺序使用粘结片和热压机将各内层板压合在一起。
9.根据权利要求4所述的一种可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板制作方法，其特征在于：所述在位于所述内层板组件两端处的内层板上制作外层图形及防焊层，具体过程为：
使用全板影像或图形电镀影像转移在位于所述内层板组件两端处的内层板上制作出外层图形及进行油墨覆盖形成防焊层。
10.根据权利要求4所述的一种可实现在阶梯槽内压接元器件的线路板制作方法，其特征在于：所述对需要压接或插拔元器件的阶梯槽区进行铣捞，形成一定深度的阶梯槽步骤之后还包括：
进行成型、表面处理、功能性测试形成线路板成品。
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