CN110557890A - 一种纵横比大于一的半金属盲孔加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纵横比大于1的半金属盲孔加工方法，包括如下步骤：钻设盲槽，选取适合的板材，在板材的表面钻设盲孔，且使得孔深大于孔径；钻导流孔，以盲孔的直径作为分割线划分其两侧分别为保留区域和切割区域，在切割区域一侧的孔底钻设通孔，通孔不越过两个区域的分隔线；沉铜电镀，将板材整体进行化学沉铜、电镀工艺处理，在板材表面及盲操控的内壁形成均匀的电镀层；铣削切割，将板材移载至铣削机床，沿S2步骤中划定的分割线作为切线将板材进行铣削切割，去除切割区域；完成加工，经过修边及后处理工艺后，完成半金属盲孔的加工。避免了孔内树脂脱落，从而导致的无法在半金属盲孔内制作焊盘或盖帽铜的问题。

Description

一种纵横比大于一的半金属盲孔加工方法

技术领域

本发明涉及半金属盲孔加工领域，特别是涉及纵横比大于1的半金属盲孔加工方法。

背景技术

PCB(Printed CircuitBoard)，中文名称为印制电路板，又称印刷线路板。为了满足一定的功能要求，需在PCB上制作金属化盲孔。目前由于电镀能力的制约，对于纵横比大于1的金属化盲孔只能采用背钻孔及树脂塞孔的方式制作，一般流程如下：开料→内层线路→压合→钻通孔(制背钻孔用)→沉铜→板电→外层镀孔图形→背钻→树脂塞孔→砂带磨板→外层钻孔→正常后工序。但若背钻孔的孔径过大而介质层的厚度相对较薄，树脂塞孔后，部分背钻孔会出现孔内树脂与孔壁的结合力较差，使孔内树脂脱落，从而导致无法在背钻孔上(金属化盲孔)制作焊盘或盖帽铜，造成生产板报废。

发明内容

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种纵横比大于1的半金属盲孔加工方法，包括如下步骤：

S1、钻设盲槽，选取适合的板材，在板材的表面钻设盲孔，且使得孔深大于孔径；

S2、钻导流孔，以盲孔的直径作为分割线划分其两侧分别为保留区域和切割区域，在切割区域一侧的孔底钻设通孔，通孔不越过两个区域的分隔线；

S3、沉铜电镀，将板材整体进行化学沉铜、电镀工艺处理，在板材表面及盲操控的内壁形成均匀的电镀层；

S4、铣削切割，将板材移载至铣削机床，沿S2步骤中划定的分割线作为切线将板材进行铣削切割，去除切割区域；

S5、完成加工，经过修边及后处理工艺后，完成半金属盲孔的加工。

进一步的，所述S2步骤中的通孔用于在S3步骤的化学沉铜、电镀工艺中起到导流作用，使得盲孔内形成流动效果，使盲孔内壁电镀层更均匀。

进一步的，所述S4步骤中，铣削机床上的铣刀以刀具边缘贴合分割线的刀具路径进刀，铣削掉切割区域后保留区域内剩余完整的半圆柱状槽体。

进一步的，所述S3步骤中，沉铜工艺为化学沉铜，其工艺步骤为依次进行的磨板、上板、溶涨、去钻污、中和、整孔、微蚀、预浸、活化、解胶、沉铜和下板。

进一步的，所述铣削切割工艺可替换为裁刀切割工艺、激光切割工艺、水切割工艺中的一种。

进一步的，所述后处理工艺包括打磨、清洗、烘干、阻焊中的一种或组合。

本发明的工作原理为：盲孔即不钻通板材的有底孔，纵横比又称深径比，是盲孔的深度与盲孔直径的比值。经过大量实验论证而知，在盲孔的纵横比小于1时，进行化学沉铜、电镀所获得的电镀层厚度更加均匀，各项性能相对优异。而当盲孔的纵横比大于1时，随着比值的增大，化学沉铜步骤时镀铜液的流动会受到液体张力、盲孔内壁附着气泡等因素的影响，而造成盲孔内壁的电镀层不均匀，从而影响整个板材的电性能。

针对上述问题，本发明设计了一种全新的半金属盲孔加工工艺。值得一提的是本发明针对的是位置处于PCB板材边缘的半金属盲孔制备。首先在PCB板材上定位盲孔位置，以盲孔的孔径圆心作为基点画出分割线。以分割线区分其一侧为保留区域，另一侧为将会切除丢弃的切割区域。通过钻孔设备在定位好的盲孔位置钻设盲孔。其中钻设深度大于钻孔直径。具体的纵横比根据实际需求设定。

在由分割线划分的切割区域一侧，在盲孔的底部钻设通孔作为导流孔。导流孔的直径小于或等于盲孔的半径。且导流孔不越过分割线占据保留区域。在将整板浸入化学沉铜溶液中时，由于导流孔的存在，使得盲孔的半封闭性得以改善，形成贯通板材两侧的通透结构。能够有效排出气泡，同时能够有助于化学沉铜溶液自该通透结构中流过，增强盲孔内部的液体流动性，从而使得盲孔内壁接触到的铜离子更加均匀，后续进行电镀时氧化膜即更加均匀。

在通过导流孔获得均匀优质的盲孔内壁电镀层后，以铣削的方式去除掉切割区域。裸露出半个电镀层均匀的盲孔结构。其中去除切割区域除了采用铣削工艺以外，还可以采用裁刀切割工艺、激光切割工艺、水切割工艺中的一种进行替换。在完成分离后，对保留部分的切口进行适配需求的后处理工艺，包括有打磨、清洗、烘干和阻焊等。最后进行修边处理完善外观。得到成品的半金属盲孔。

在本发明中举例的切割刀具为铣刀，由于铣刀自身具有一定厚度，因此在铣削过程中设置刀具路径，以铣刀的边缘与分割线相切的方式进行运算。保证铣削完成糊保留区域内的半个盲孔完整无缺。

化学沉铜通常也叫沉铜或孔化，是一种自身催化的氧化还原反应。双面板以上完成钻孔后即进行该步骤。首先用活化剂处理，使绝缘基材表面吸附上一层活性粒子，通常是用的是金属钯粒子，铜离子首先在这些活性的金属钯粒子上被还原，而这些被还原的金属铜晶核本身又成为铜离子的催化层，使铜离子的还原反应继续在这些新的铜晶核表面上进行。化学沉铜的目的是使孔壁上的非导体部分树脂及玻璃束进行金属化，以进行后来的电镀铜制程。完成足够导电及焊接的金属孔壁。其工艺步骤为：磨板、上板、溶涨、去钻污、中和、整孔、微蚀、预浸、活化、解胶、沉铜、下板。

电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化(如锈蚀)，提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性(硫酸铜等)及增进美观等作用。

本发明的有益效果为：在进行符合要求的半金属盲孔制备时，能够通过该方法获得纵横比大于1且电镀均匀的优质成品。避免了孔内树脂脱落，从而导致的无法在半金属盲孔内制作焊盘或盖帽铜的问题。

附图说明

附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1为本发明一实施例提供的一种纵横比大于1的半金属盲孔加工方法过度结构俯视示意图。

图2为本发明一实施例提供的一种纵横比大于1的半金属盲孔加工方法过度结构剖面示意图。

图示：

1板材；2盲孔；3分割线；4导流孔；

11保留区域；12切割区域。

具体实施方式

如图1-2中所示，本发明一实施例提供的一种纵横比大于1的半金属盲孔加工方法，包括如下步骤：

S1、钻设盲槽，选取适合的板材1，在板材1的表面钻设盲孔2，且使得孔深大于孔径；

S2、钻导流孔4，以盲孔2的直径作为分割线3划分其两侧分别为保留区域11和切割区域12，在切割区域12一侧的孔底钻设通孔，通孔不越过两个区域的分隔线；

S3、沉铜电镀，将板材1整体进行化学沉铜、电镀工艺处理，在板材1表面及盲操控的内壁形成均匀的电镀层；

S4、铣削切割，将板材1移载至铣削机床，沿S2步骤中划定的分割线3作为切线将板材1进行铣削切割，去除切割区域12；

S5、完成加工，经过修边及后处理工艺后，完成半金属盲孔2的加工。

进一步的，所述S2步骤中的通孔用于在S3步骤的化学沉铜、电镀工艺中起到导流作用，使得盲孔2内形成流动效果，使盲孔2内壁电镀层更均匀。

进一步的，所述S4步骤中，铣削机床上的铣刀以刀具边缘贴合分割线3的刀具路径进刀，铣削掉切割区域12后保留区域11内剩余完整的半圆柱状槽体。

进一步的，所述S3步骤中，沉铜工艺为化学沉铜，其工艺步骤为依次进行的磨板、上板、溶涨、去钻污、中和、整孔、微蚀、预浸、活化、解胶、沉铜和下板。

进一步的，所述铣削切割工艺可替换为裁刀切割工艺、激光切割工艺、水切割工艺中的一种。

进一步的，所述后处理工艺包括打磨、清洗、烘干、阻焊中的一种或组合。

本发明的工作原理为：盲孔2即不钻通板材1的有底孔，纵横比又称深径比，是盲孔2的深度与盲孔2直径的比值。经过大量实验论证而知，在盲孔2的纵横比小于1时，进行化学沉铜、电镀所获得的电镀层厚度更加均匀，各项性能相对优异。而当盲孔2的纵横比大于1时，随着比值的增大，化学沉铜步骤时镀铜液的流动会受到液体张力、盲孔2内壁附着气泡等因素的影响，而造成盲孔2内壁的电镀层不均匀，从而影响整个板材1的电性能。

针对上述问题，本发明设计了一种全新的半金属盲孔2加工工艺。值得一提的是本发明针对的是位置处于PCB板材1边缘的半金属盲孔2制备。首先在PCB板材1上定位盲孔2位置，以盲孔2的孔径圆心作为基点画出分割线3。以分割线3区分其一侧为保留区域11，另一侧为将会切除丢弃的切割区域12。通过钻孔设备在定位好的盲孔2位置钻设盲孔2。其中钻设深度大于钻孔直径。具体的纵横比根据实际需求设定。

在由分割线3划分的切割区域12一侧，在盲孔2的底部钻设通孔作为导流孔4。导流孔4的直径小于或等于盲孔2的半径。且导流孔4不越过分割线3占据保留区域11。在将整板浸入化学沉铜溶液中时，由于导流孔4的存在，使得盲孔2的半封闭性得以改善，形成贯通板材11两侧的通透结构。能够有效排出气泡，同时能够有助于化学沉铜溶液自该通透结构中流过，增强盲孔2内部的液体流动性，从而使得盲孔2内壁接触到的铜离子更加均匀，后续进行电镀时氧化膜即更加均匀。

在通过导流孔4获得均匀优质的盲孔2内壁电镀层后，以铣削的方式去除掉切割区域12。裸露出半个电镀层均匀的盲孔2结构。其中去除切割区域12除了采用铣削工艺以外，还可以采用裁刀切割工艺、激光切割工艺、水切割工艺中的一种进行替换。在完成分离后，对保留部分的切口进行适配需求的后处理工艺，包括有打磨、清洗、烘干和阻焊等。最后进行修边处理完善外观。得到成品的半金属盲孔2。

在本发明中举例的切割刀具为铣刀，由于铣刀自身具有一定厚度，因此在铣削过程中设置刀具路径，以铣刀的边缘与分割线3相切的方式进行运算。保证铣削完成糊保留区域11内的半个盲孔2完整无缺。

化学沉铜通常也叫沉铜或孔化，是一种自身催化的氧化还原反应。双面板以上完成钻孔后即进行该步骤。首先用活化剂处理，使绝缘基材表面吸附上一层活性粒子，通常是用的是金属钯粒子，铜离子首先在这些活性的金属钯粒子上被还原，而这些被还原的金属铜晶核本身又成为铜离子的催化层，使铜离子的还原反应继续在这些新的铜晶核表面上进行。化学沉铜的目的是使孔壁上的非导体部分树脂及玻璃束进行金属化，以进行后来的电镀铜制程。完成足够导电及焊接的金属孔壁。其工艺步骤为：磨板、上板、溶涨、去钻污、中和、整孔、微蚀、预浸、活化、解胶、沉铜、下板。

电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化(如锈蚀)，提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性(硫酸铜等)及增进美观等作用。

在进行符合要求的半金属盲孔2制备时，能够通过该方法获得纵横比大于1且电镀均匀的优质成品。避免了孔内树脂脱落，从而导致的无法在半金属盲孔2内制作焊盘或盖帽铜的问题。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利基于purley平台的大数据服务器系统套板的核心技术攻关的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种纵横比大于1的半金属盲孔加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、钻设盲槽，选取适合的板材，在板材的表面钻设盲孔，且使得孔深大于孔径；

S2、钻导流孔，以盲孔的直径作为分割线划分其两侧分别为保留区域和切割区域，在切割区域一侧的孔底钻设通孔，通孔不越过两个区域的分隔线；

S3、沉铜电镀，将板材整体进行化学沉铜、电镀工艺处理，在板材表面及盲操控的内壁形成均匀的电镀层；

S4、铣削切割，将板材移载至铣削机床，沿S2步骤中划定的分割线作为切线将板材进行铣削切割，去除切割区域；

S5、完成加工，经过修边及后处理工艺后，完成半金属盲孔的加工。

2.根据权利要求1所述纵横比大于1的半金属盲孔加工方法，其特征在于：所述S2步骤中的通孔用于在S3步骤的化学沉铜、电镀工艺中起到导流作用，使得盲孔内形成流动效果，使盲孔内壁电镀层更均匀。

3.根据权利要求1所述纵横比大于1的半金属盲孔加工方法，其特征在于：所述S4步骤中，铣削机床上的铣刀以刀具边缘贴合分割线的刀具路径进刀，铣削掉切割区域后保留区域内剩余完整的半圆柱状槽体。

4.根据权利要求1所述纵横比大于1的半金属盲孔加工方法，其特征在于：所述S3步骤中，沉铜工艺为化学沉铜，其工艺步骤为依次进行的磨板、上板、溶涨、去钻污、中和、整孔、微蚀、预浸、活化、解胶、沉铜和下板。

5.根据权利要求1所述纵横比大于1的半金属盲孔加工方法，其特征在于：所述铣削切割工艺可替换为裁刀切割工艺、激光切割工艺、水切割工艺中的一种。

6.根据权利要求1所述纵横比大于1的半金属盲孔加工方法，其特征在于：所述后处理工艺包括打磨、清洗、烘干、阻焊中的一种或组合。