CN111107712B - 一种控制电镀深度减少通孔Stub的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种控制电镀深度减少通孔Stub的方法，包括以下步骤：A钻孔；B树脂塞孔；C二次钻孔，选择直径为D1的钻头，钻孔深度＝D3+D4；D镀铜；E二次树脂塞孔。先钻孔，充满树脂之后，然后在树脂内钻孔，此时钻孔的深度为D3+D4，通过钻孔的深度控制D4的大小，之后进行镀铜，与传统背钻相比，D4的大小可通过钻孔的深度控制，而不需要背钻，减少D4大小的同时可防止D3撕裂、变形等，操作简单方便，可靠性好，同时减少D4的大小，效减少Stub长度，且节省PCB走线空间。

Description

一种控制电镀深度减少通孔Stub的方法

技术领域

本发明涉及印制线路板制作技术领域，具体地说是一种控制电镀深度减少通孔Stub的方法。

背景技术

随着数据的传输越来越块，通孔Stub对数据的高速传输的影响越来越大，现有技术中去除通孔Stub多是采用背钻工艺。背钻流程是一种特殊制作流程，其主要作用是在原有的层间导通孔上钻掉引起电气信号杂讯的无需导通的部分，使余留下的层间保持连通。

背钻过程是先钻孔，在通孔内壁镀铜，然后把多余的通孔Stub钻掉，最后树脂塞孔，如图5所示。但是现有的背钻技术剩余的通孔Stub长，为了防止钻头钻到信号层时通孔内镀铜变形以及信号层断裂，预留Stub长度至少8mil，通孔Stub过长，影响数据的高速传输。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种控制电镀深度减少通孔Stub的方法，有效减少Stub长度，且不引起通孔内镀铜变形以及信号层断裂，保证数据传输速度。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种控制电镀深度减少通孔Stub的方法，包括以下步骤：

A钻孔，利用机械切削的方法在PCB板上钻通孔；

B树脂塞孔，在PCB板上钻的通孔内完成树脂塞孔工艺；

C二次钻孔，选择直径为D1的钻头，钻孔深度＝D3+D4，D4是指通孔Stub的尺寸即无效镀铜的长度，D3是两层板之间的间隔即镀铜的有效长度，D1、D3、D4的单位均为mm；

D镀铜，通过化学镀和电镀，在钻孔的孔壁上沉积铜层，以实现多层板不同层之间的电气导通；

E二次树脂塞孔。

进一步地，步骤B中，将树脂塞进通孔中，塞孔饱满度为40％～90％，然后进行烤板，对树脂塞孔后的PCB板在160℃的温度烤板4小时。

进一步地，步骤C中，钻孔精度控制在1～3mil。

进一步地，步骤D中，镀铜具体步骤如下：

1)去毛刺，利用机械磨板的方式，去除钻孔过程中孔口产生的披锋和毛刺，并清洁板面；

2)去钻污，去除钻孔过程中因高温熔融而粘附在孔壁的环氧树脂；

3)化学镀铜，利用自催化氧化还原反应，在孔壁的树脂及玻璃纤维表面沉积一层铜，使其孔壁具有导电性；

4)电镀铜，利用电镀的方法对整板进行电镀，以使板子的孔内铜厚和表面铜厚达到厚度要求。

进一步地，一种控制电镀深度减少通孔Stub的方法，还包括以下步骤：

a外层干膜，使用感光性干膜，通过曝光、显影形成正相抗镀保护图形；

b图形电镀，在外层干膜后露出的线路位置电镀铜至要求铜厚，再电镀一层锡，以作为后续蚀刻时的抗蚀层；

c外层蚀刻，具体过程包括去膜、碱性蚀铜和褪锡；

d字符丝印处理；

e铣外形；

f电子测试；

g成品检查，包装出货。

进一步地，步骤a中，外层干膜具体步骤如下：

1)磨板，除去板面氧化、油污、粗糙板面，增加板与膜的结合力；

2)贴膜，贴膜后经过加压、加热，使干膜紧密的结合在经过洁净、粗化的铜板上；

3)曝光，在紫外线的作用下使菲林透光处的抗镀膜发生聚合反应，形成抗镀图形；

4)显影，用显影液将未感光聚合的干膜溶解去除，得到所需要的线路图形。

进一步地，步骤d中，字符丝印处理具体步骤如下：

1)丝印，利用丝网印刷工艺，在板面的指定位置印上字符油墨；

2)干燥固化，使用烘箱，将板面所印的字符油墨烘烤固化，从而形成各种元器件的标识文字。

进一步地，步骤f中，电子测试主要包括针床测试和飞针测试两种。

本发明的有益效果是：

1、本发明在加工过程中先进行钻孔，孔内充满树脂之后，然后在树脂内进行二次钻孔，此时钻孔的深度为D3+D4，通过钻孔的深度控制D4的大小，之后进行镀铜，与传统背钻相比，D4的大小可通过钻孔的深度控制，而不需要背钻，减少D4大小的同时可防止D3撕裂、变形等，操作简单方便，可靠性好，同时减少D4的大小，效减少Stub长度，且节省PCB走线空间。

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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明流程图；

图2为本发明镀铜流程图；

图3为本发明外层干膜流程图；

图4为本发明示意图；

图5为本发明背钻示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。

通孔Stub是指镀铜中引起电气信号杂讯的无需导通的部分。

如图1所示，一种控制电镀深度减少通孔Stub的方法，包括以下步骤：

A钻孔，根据钻孔表，利用机械切削的方法在PCB板上钻通孔；

B树脂塞孔，在PCB板上钻的通孔内完成树脂塞孔工艺；

C二次钻孔，根据Layout工程师提供的叠层计算需要钻孔的深度，如图4所示，选择直径为D1的钻头，钻孔深度＝D3+D4，选择直径为D1的钻头，钻孔深度＝D3+D4，d5是指背钻的深度，D1和d1是指钻头的直径，D4和d4是指通孔Stub的尺寸即无效镀铜的长度，D3和d3是两层板之间的间隔即镀铜的有效长度，D1、D3、d3、D4、d5的单位均为mm，此时，因为孔内没有镀铜，不用担心镀铜变形引起的变形，并且单纯的树脂比板材材质硬度较低，此时只考虑钻孔机器精度以及板材本身的厚度误差即可；钻孔精度控制在1～3mil。

D镀铜，通过化学镀和电镀，在钻孔的孔壁上沉积一定厚度的铜层，以实现多层板不同层之间的电气导通；

E二次树脂塞孔；

F外层干膜，使用感光性干膜，通过曝光、显影形成正相抗镀保护图形；

G图形电镀，在外层干膜后露出的线路位置电镀铜至要求铜厚，再电镀一层锡，以作为后续蚀刻时的抗蚀层，具体过程包括去膜、电镀铜和电镀锡；

H外层蚀刻，在外层干膜后露出的线路位置电镀铜至要求铜厚，再电镀一层锡，以作为后续蚀刻时的抗蚀层，具体过程包括去膜、碱性蚀铜和褪锡；

I字符丝印处理，在板面上印上一层文字，作为各种元器件代码、客户标记、UL标记、周期标记等；

J铣外形；现有的PCB一直都属于PANEL的形式，即一块大板。现在因为整个板子的制作已经完成需要将交货图形按照(UNIT交货或SET交货)从大板上分离下来。利用数控机床按照事先编好的程序进行加工。对外形边、条形铣槽进行加工。设计时需考虑图形到板边的安全距离等等。

K电子测试；

L成品检查，包装出货。

如图4所示，先钻孔，充满树脂之后，然后在树脂内钻孔，此时钻孔的深度为图4中D3+D4，通过钻孔的深度控制D4的大小，之后进行镀铜，与传统背钻相比，D4的大小可通过钻孔的深度控制，而不需要背钻，减少D4大小的同时可防止D3撕裂、变形等，操作简单方便，可靠性好，同时减少D4的大小，效减少Stub长度，且节省PCB走线空间。图5中的d5是指背钻的深度，图4中的D和图5中d是指PCB板的厚度，图4中的D1和图5中d1是指钻头的直径，图4中的D4和图5中d4是指通孔Stub的尺寸。

步骤B中，控制刮刀压力在4～8kg/cm2，将树脂塞进通孔中，塞孔饱满度为40％～90％，塞孔范围界定在0.4mm以下的孔径，然后进行烤板，对树脂塞孔后的PCB板在160℃的温度烤板4小时，通过树脂塞孔过程及孔口/内凹陷形成原理进行分析，并结合对烘板参数的优化使用及塞孔参数的优化，实现了高厚径比板树脂塞孔能力的提升，树脂塞孔后，PCB板面会有凸起，板面不平，塞孔后板面应越小越好，一般以小于15um为标准。

如图2所示，步骤D中，镀铜具体步骤如下：

1)去毛刺，利用机械磨板的方式，去除钻孔过程中孔口产生的披锋和毛刺，并清洁板面；

2)去钻污，去除钻孔过程中因高温熔融而粘附在孔壁的环氧树脂；

3)化学镀铜，利用自催化氧化还原反应，在孔壁的树脂及玻璃纤维表面沉积一层铜，使其孔壁具有导电性；

4)电镀铜，利用电镀的方法对整板进行电镀，以使板子的孔内铜厚和表面铜厚达到一定的厚度要求。

如图3所示，步骤F中，外层干膜具体步骤如下：

1)磨板，除去板面氧化、油污、粗糙板面，增加板与膜的结合力；

2)贴膜，贴膜后经过加压、加热，使干膜紧密的结合在经过洁净、粗化覆铜板上；

3)曝光，在紫外线的作用下使菲林透光处的抗镀膜发生聚合反应，形成抗镀图形；

4)显影，用显影液将未感光聚合的干膜溶解去除，得到所需要的线路图形。

步骤I中，字符丝印处理具体步骤如下：

1)丝印，利用丝网印刷工艺，在板面的指定位置印上字符油墨；

2)干燥固化，使用烘箱，将板面所印的字符油墨烘烤固化，从而形成各种元器件的标识文字。

步骤K中，电子测试主要包括针床测试和飞针测试两种。

针床测试需要提前制作专用的针床。由于针床制作的成本非常高，所以主要用于量产产品的测试。其缺点是制作成本高，而且一旦改版，哪怕微小的变动也会导致专用针床的报废。优点是测试速度非常快，在大批量生产时效率高。

飞针测试使用的是飞针测试机，它通过两面的移动探针(多对)分别测试每个网络的导通情况。由于探针可以自由移动，所以飞针测试也属于通用类测试。其优点是通用性强，任何设计都可以通过改变程序来进行测试；缺点是测试速度非常慢，通常要数十分钟甚至数十小时才能测一块板。

在对本发明的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”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。

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。

Claims (8)

1.一种控制电镀深度减少通孔Stub的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A钻孔，利用机械切削的方法在PCB板上钻通孔；

B树脂塞孔，在PCB板上钻的通孔内完成树脂塞孔工艺；

C二次钻孔，选择直径为D1的钻头，钻孔深度＝D3+D4，D4是指通孔Stub的尺寸即无效镀铜的长度，D3是两层板之间的间隔即镀铜的有效长度，D1、D3、D4的单位均为mm；

D镀铜，通过化学镀和电镀，在钻孔的孔壁上沉积铜层，以实现多层板不同层之间的电气导通；

E二次树脂塞孔。

2.如权利要求1所述的一种控制电镀深度减少通孔Stub的方法，其特征在于，步骤B中，将树脂塞进通孔中，塞孔饱满度为40％～90％，然后进行烤板，对树脂塞孔后的PCB板在160℃的温度烤板4小时。

3.如权利要求1所述的一种控制电镀深度减少通孔Stub的方法，其特征在于，步骤C中，钻孔精度控制在1～3mil。

4.如权利要求1所述的一种控制电镀深度减少通孔Stub的方法，其特征在于，步骤D中，镀铜具体步骤如下：

1)去毛刺，利用机械磨板的方式，去除钻孔过程中孔口产生的披锋和毛刺，并清洁板面；

2)去钻污，去除钻孔过程中因高温熔融而粘附在孔壁的环氧树脂；

3)化学镀铜，利用自催化氧化还原反应，在孔壁的树脂及玻璃纤维表面沉积一层铜，使其孔壁具有导电性；

4)电镀铜，利用电镀的方法对整板进行电镀，以使板子的孔内铜厚和表面铜厚达到厚度要求。

5.如权利要求1所述的一种控制电镀深度减少通孔Stub的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

a外层干膜，使用感光性干膜，通过曝光、显影形成正相抗镀保护图形；

b图形电镀，在外层干膜后露出的线路位置电镀铜至要求铜厚，再电镀一层锡，以作为后续蚀刻时的抗蚀层；

c外层蚀刻，具体过程包括去膜、碱性蚀铜和褪锡；

d字符丝印处理；

e铣外形；

f电子测试；

g成品检查，包装出货。

6.如权利要求5所述的一种控制电镀深度减少通孔Stub的方法，其特征在于，步骤a中，外层干膜具体步骤如下：

1)磨板，除去板面氧化、油污、粗糙板面，增加板与膜的结合力；

2)贴膜，贴膜后经过加压、加热，使干膜紧密的结合在经过洁净、粗化的铜板上；

3)曝光，在紫外线的作用下使菲林透光处的抗镀膜发生聚合反应，形成抗镀图形；

4)显影，用显影液将未感光聚合的干膜溶解去除，得到所需要的线路图形。

7.如权利要求5所述的一种控制电镀深度减少通孔Stub的方法，其特征在于，步骤d中，字符丝印处理具体步骤如下：

1)丝印，利用丝网印刷工艺，在板面的指定位置印上字符油墨；

2)干燥固化，使用烘箱，将板面所印的字符油墨烘烤固化，从而形成各种元器件的标识文字。

8.如权利要求5所述的一种控制电镀深度减少通孔Stub的方法，其特征在于，步骤f中，电子测试主要包括针床测试和飞针测试两种。

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