CN112739031A - 一种具有侧面金属化凹槽的印制电路板及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有侧面金属化凹槽的印制电路板及其加工工艺，涉及具有侧面金属化凹槽的印制电路板及其加工工艺和批量加工方法领域。所述加工工艺包括以下步骤：S01、进行钻孔与铣槽；S02、进行金属化处理；S03、布设外层线路；S04、进行图形电镀；S05、进行第一铣凹槽；S06、进行外层蚀刻；S07、印阻焊、印文字后，表面处理；S08、成型，以铣掉工艺边连接处；S09、进行第二铣凹槽，并形成贯通凹槽。本发明的有益效果可包括：印制电路板的长边能够直接与地线连接，不需单独安装接地线；占用空间小，便于更换。

Description

一种具有侧面金属化凹槽的印制电路板及其加工工艺

技术领域

本发明涉及印制电路板及其加工工艺技术领域，具体来讲，涉及具有侧面金属化凹槽的印制电路板及其加工工艺和批量加工方法，以及包含多块该具有侧面金属化凹槽的印制电路板的高密度多模块的工业或计算机网络用控制柜。

背景技术

常规的印制板组装后一般采用螺丝利用印制板的非金属化孔将印制电路板固定在设备的机壳上，或采用将金属件焊接在印制板上再通过金属件将印制电路板装配到设备机壳上。

这两种方法占用的空间大，装配的方式繁琐，需要另外安装接地线，且无法应用在高密度多模块的工业控制柜或计算机网络控制柜。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明解决了现有技术中的印制电路板需另外安装接地线，装配方式繁琐的不足。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种具有侧面金属化凹槽的印制电路板加工工艺。所述加工工艺包括以下步骤：S01、对形成有内层线路的半成品印制电路板进行钻孔与铣槽，其中，所述铣槽为，铣掉半成品印制电路板的两个长边与工艺边之间除工艺边连接处之外的接触部，以在每个长边处形成两个第一类槽，或形成两个第一类槽和至少一个第二类槽，其中，所述第一类槽由一个半成品印制电路板侧面、一个工艺边侧面、以及一个工艺边连接处侧面形成，所述第二类槽由一个半成品印制电路板侧面、一个工艺边侧面、以及两个工艺边连接处侧面围成；S02、进行金属化处理，以使所述第一类槽位于半成品印制电路板的长边的部分被金属化形成第一类金属化槽，使所述第二类槽位于半成品印制电路板的长边的部分被金属化形成第二类金属化槽，使所述钻孔所得的孔被金属化以形成金属化孔，且使第一类金属化槽和第二类金属化槽均与半成品印制电路板的板面电地层导通；S03、布设外层线路；S04、对外层线路以及第一类金属化槽和第二类金属化槽进行图形电镀；S05、进行第一铣凹槽，所述第一铣凹槽为，在所述第一类金属化槽的侧面铣出第一类凹槽，在所述第二类金属化槽的侧面铣出第二类凹槽，其中，第一类凹槽和第二类凹槽均位于半成品印制电路板长边所在侧面的中线上，且具有沿长边的厚度方向相同的预定宽度和/或具有沿长边垂直方向相同的预定深度；S06、进行外层蚀刻；S07、印阻焊、印文字后，表面处理；S08、成型，以铣掉工艺边连接处；S09、进行第二铣凹槽，所述第二铣凹槽为，在S08的成型步骤铣掉工艺边连接处后所形成的半成品印制电路板侧面铣出第三类凹槽，其中，第三类凹槽位于半成品印制电路板长边所在侧面的中线上，且具有沿长边的厚度方向的所述预定宽度和/或对应具有沿长边垂直方向的所述预定深度，第三类凹槽、所述第一类凹槽和所述第二类凹槽配合形成贯通凹槽。

本发明的另一方面提供了一种采用如上加工工艺制作得到的具有侧面金属化凹槽的印制电路板。

本发明的又一方面提供了一种高密度多模块的工业或计算机网络用控制柜。所述控制柜包括插箱和多块上述具有侧面金属化凹槽的印制电路板。所述插箱包括一条地线、以及与该地线连接的多对金属条轨。所述多对金属条轨中的每对能够与一块具有侧面金属化凹槽的印制电路板的两个贯通凹槽构成滑轨连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果可包括：（1）印制电路板的电地层能够直接与地线连接，不需单独安装接地线；（2）占用空间小，便于更换，能够用于密度高多模块的工业控制柜或计算机网络控制柜等设备；（3）加工工艺高效、方便。

附图说明

图1示出了本发明的一个示例性实施例中的第一半成品印制电路板的结构示意图；

图2示出了本发明的一个示例性实施例中的第二半成品印制电路板的立体结构示意图；

图3示出了本发明的一个示例性实施例中印制电路板与插箱的连接示意图；

图4示出了本发明的一个示例性实施例中所使用的T型铣刀的结构示意图。

图中标记：

1-第一半成品印制电路板，2-工艺边，3-工艺边连接处，4-第一类槽，5-第二类槽，6-第二半成品印制电路板，7-贯通凹槽，8-插箱，9-金属条轨对，10-印制电路板，11-上金属条轨，12-下金属条轨，13-刀头，14-连接部，15-刀柄，16-第一类凹陷位，17-第二类凹陷位。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的一种具有侧面金属化凹槽的印制电路板及其加工工艺。本文中，“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是为了方便描述和便于区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性或具有严格的顺序性。

在本发明的一个示例性实施例中，具有侧面金属化凹槽的印制电路板加工工艺可通过以下步骤实现。

步骤S01，钻孔与铣槽。

具体来讲，对形成有内层线路的半成品印制电路板进行钻孔与铣槽。钻孔和铣槽可无严格的先后顺序，例如，可先后进行或同时进行。半成品印制电路板可通过开料、布设内层线路、内层蚀刻、棕化、压合等工序得到。铣槽可具体为铣掉半成品印制电路板的两个长边与对应工艺边之间除工艺边连接处之外的接触部，从而可在每个长边处形成两个第一类槽，或形成两个第一类槽和至少一个第二类槽。第一类槽可由一个半成品印制电路板侧面、一个工艺边侧面、以及一个工艺边连接处侧面形成；第二类槽可由一个半成品印制电路板侧面、一个工艺边侧面、以及两个工艺边连接处侧面围成。

此外，步骤S01中的铣槽可采用I型铣刀实现。该I型铣刀具有类柱形刀头，且该类柱形刀头具有均匀的刃径和不小于半成品印制电路板厚度的高度。可通过编程设置铣槽的程式。例如，沿长边行进，并避开工艺边连接处，从而形成第一类槽和/或第二类槽。

步骤S02，金属化处理。

具体来讲，对步骤01处理后的半成品印制电路板进行金属化处理，以使第一类槽位于半成品印制电路板的长边的部分被金属化形成第一类金属化槽，使第二类槽位于半成品印制电路板的长边的部分被金属化形成第二类金属化槽，使钻孔所得的孔被金属化以形成金属化孔，且使第一类金属化槽和第二类金属化槽均与半成品印制电路板的板面电地层导通。这里，金属化处理可以为沉铜工序。此外，金属化处理还可在沉铜工序之后，设置镀铜工序。

步骤S03，布设外层线路。

在步骤S02处理得到的半成品印制电路板上布设外层线路。布设外层线路的方式可通过常规工序实现。

步骤S04，图形电镀。

对外层线路、第一类金属化槽和第二类金属化槽进行图形电镀，以形成蚀刻保护层。例如，图形电镀可以为图形电镀锡处理。

步骤S05，第一铣凹槽。

具体来讲，第一铣凹槽可以为：在第一类金属化槽的侧面铣出第一类凹槽，在第二类金属化槽的侧面铣出第二类凹槽。第一类凹槽和第二类凹槽均位于半成品印制电路板长边所在侧面的中线上，且具有沿长边的厚度方向相同的预定宽度和/或具有沿长边垂直方向相同的预定深度。

此外，步骤S05的第一铣凹槽可通过T型铣刀实现。例如，T型铣刀可具有类圆台状刀头，且类圆台状刀头的高度可以为步骤S04处理后的半成品印制电路板的厚度的0.2～0.8倍，从而能够得到厚度为半成品印制电路板的厚度的0.2～0.8倍的第一类凹槽和第二类凹槽。第一类凹槽和第二类凹槽的深度可通过T型铣刀的类圆台状刀头的直径伸入长边的程度确定。可通过编程设置第一铣凹槽的程式。例如，沿长边行进，并避开工艺边连接处，从而形成第一类凹槽和/或第二类凹槽。另外，所述T型铣刀还可具有与圆台状刀头依次连接的连接部和刀柄，所述刀头由周向均匀分布的刀刃组成，且刀刃所组成的圆周的直径大于连接部的直径。

步骤S06，外层蚀刻。

对步骤S05处理后的半成品印制电路板进行外层蚀刻处理。外层蚀刻处理可采用常规工序实现。

步骤S07，印阻焊、印文字后，表面处理。

在步骤S06处理后的半成品印制电路板上印阻焊、印文字后，进行表面处理。印阻焊、印文字、表面处理可通过常规工序实现。

步骤S08，成型。

对步骤S07处理后的半成品印制电路板进行成型，以铣掉工艺边连接处。

步骤S09，第二铣凹槽。

具体来讲，第二铣凹槽可以为：在步骤S08铣掉工艺边连接处后所形成的半成品印制电路板侧面铣出第三类凹槽。第三类凹槽可位于半成品印制电路板长边所在侧面的中线上，且具有沿长边的厚度方向的所述预定宽度和/或对应具有沿长边垂直方向的所述预定深度，而且第三类凹槽、第一类凹槽和第二类凹槽配合（例如，连接）形成贯通凹槽。也就是说，对于任意长边而言，均形成有一条具有预定宽度和/或预定深度的贯通凹槽。该贯通凹槽可作为插箱的金属条轨的滑行轨道。

此外，步骤S09的第二铣凹槽可通过上述T型铣刀实现。第三类凹槽的深度可通过T型铣刀的类圆台状刀头的直径伸入长边的程度确定。可通过编程设置第二铣凹槽的程式。例如，沿长边在工艺边连接处行进，从而形成第三类凹槽。

在本发明的另一个示例性实施例中，具有侧面金属化凹槽的印制电路板加工工艺可以包括步骤：开料→布设内层线路→内层蚀刻→棕化→压合→钻孔与铣槽→沉铜（属于金属化）→镀铜→布设外层线路→图形电镀→第一铣凹槽→外层蚀刻→印阻焊→印文字→表面处理→成型→第二铣凹槽→测试→成品检验。

也就是说，在本示例性实施例中，具有侧面金属化凹槽的印制电路板加工工艺在压合步骤与沉铜步骤之间设置钻孔和铣槽步骤；在图形电镀步骤和外层蚀刻步骤之间设置第一铣凹槽步骤；在成型步骤和测试步骤之间设置第二铣凹槽步骤。这里，对于钻孔与铣槽步骤而言，可先进行钻孔工序，随后进行铣槽工序；也可先进行铣槽工序，随后进行钻孔工序。

钻孔和铣槽步骤中的铣槽工序可以为，铣掉半成品印制电路板的两个长边与工艺边之间除工艺边连接处之外的接触部，形成两个第一类槽，或形成两个第一类槽与至少一个第二类槽。其中，印制电路板或半成品印制电路板边长较长的两边为其长边。如图1所示，第一半成品印制电路板1按照上述开料至压合的步骤加工至钻孔和铣槽步骤。所述铣槽工序铣掉第一半成品印制电路板1的两个长边与工艺边2之间除工艺边连接处3之外的接触部，在两个长边处分别形成了两个第一类槽4和三个第二类槽5。铣槽步骤可使用刃径恒定的铣刀，例如圆柱形刀头的铣刀。

在沉铜步骤中，对完成钻孔和铣槽步骤后的半成品印制电路板进行沉铜。所述第一类槽位于半成品印制电路板的长边的部分在沉铜步骤中能够被金属化以形成第一类金属化槽，所述第二类槽位于半成品印制电路板的长边的部分在沉铜步骤中能够被金属化以形成第二类金属化槽，钻孔和铣槽步骤中的钻孔工序所得的孔在沉铜步骤中能够被金属化以形成金属化孔；且沉铜步骤能够使得第一类金属化槽和第二类金属化槽均与半成品印制电路板的板面电地层相导通。所述板面电地层为印制电路板或半成品印制电路板在板面上与电地层相导通的地方。具体来讲，第一类金属化槽可以由第一类槽位于半成品印制电路板的长边的部分的上板面、下板面和侧面经沉铜步骤而形成，其可呈条带状。第二类金属化槽可以由第二类槽位于半成品印制电路板的长边的部分的上板面、下板面和侧面经沉铜步骤而形成，其可呈条带状。

在镀铜步骤中，对第一类金属化槽、第二类金属化槽以及金属化孔进行镀铜处理，以加固第一类金属化槽和第二类金属化槽与电地层导通，并相应强化和加固金属化孔。

在布设外层线路步骤后，进行图形电镀。具体来讲，对外层线路以及第一类金属化槽和第二类金属化槽进行镀锡处理，以确保第一类金属化槽和第二类金属化槽即使经历后续的外层蚀刻步骤依然能够与板面电地层保持导通。此外，图形电镀也可仅对外层线路、第一类金属化槽除第一类凹槽外的部分、以及对第二类金属化槽除第二类凹槽外的部分进行镀锡处理。

第一铣凹槽步骤可以为，在所述第一类金属化槽的侧面铣出第一类凹槽，在所述第二类金属化槽的侧面铣出第二类凹槽。第一类凹槽和第二类凹槽均位于半成品印制电路板长边所在侧面的中线上，且具有沿长边垂直方向的预定深度。

进一步地，所述第一铣凹槽步骤可使用T型铣刀。所述T型铣刀包括依次连接的刀头、连接部和刀柄。所述刀头由周向均匀分布的刀刃组成，且刀刃所组成的圆周的直径大于连接部的直径。如图4所示的T型铣刀，刀头13的最大外径大于连接部14的直径，所述刀柄15与连接部14之间可以具有直径逐渐缩小的过渡部。T型铣刀的刀头的径向突出连接部的部分用于形成第一类凹槽和第二类凹槽。T型铣刀的刀头高度对应于第一类凹槽和第二类凹槽的宽度，T型铣刀的刀头与连接部之间的直径差对应于第一类凹槽和第二类凹槽的最大深度。

外层蚀刻步骤能够将第一铣凹槽步骤在半成品印制电路板侧面所导致的翘起铜皮蚀刻掉。图形电镀步骤所形成的镀锡层能够使被该镀锡层覆盖的铜免于被蚀刻。

第二铣凹槽步骤可以为，在成型步骤铣掉工艺边连接处后所形成的半成品印制电路板侧面铣出第三类凹槽。第三类凹槽位于半成品印制电路板长边所在侧面的中线上，且具有沿长边垂直方向的预定深度。第三类凹槽能够连通位于同一长边上的任意相邻两个第一类凹槽和/或第二类凹槽，从而在该长边上配合形成贯通凹槽。例如图2所示，第二半成品印制电路板6在第二铣凹槽步骤后配合形成贯通凹槽7，贯通凹槽7位于第二半成品印制电路板6的长边所在侧面的中线上，且具有沿长边垂直方向的预定深度。

这里，所述第二铣凹槽步骤也可使用T型铣刀。

此外，当半成品印制电路板长边侧面存在凹陷位时，对所述凹陷位省略所述第一铣槽步骤。也就是说，该凹陷位可进行沉铜以金属化，但不形成第一类凹槽和第二类凹槽。例如，凹陷位可由开料步骤、钻孔工序、以及铣槽工序中的一个或多个形成。所述凹陷位包括第一类凹陷位和第二类凹陷位。所述第一类凹陷位为所述第一类槽存在的从印制电路板长边往内凹陷的面，例如图1所示的第一类凹陷位16。所述第二类凹陷位为所述第二类槽存在的从印制电路板长边往内凹陷的面，例如图1所示的第二类凹陷位17。也就是说，当半成品印制电路板长边侧面存在第一类凹陷位和/或第二类凹陷位时，第一类凹槽、第二类凹槽、以及第三类凹槽可以处于同一直线上，且第一类凹槽、第二类凹槽、以及第三类凹槽相配合所形成的贯通凹槽虽然不连通，但是仍可以作为插箱的金属条轨的滑行轨道。

在本发明的又一个示例性实施例中，具有侧面金属化凹槽的印制电路板批量加工方法可包括以下步骤：通过开料→布设内层线路→内层蚀刻→棕化→压合，分别形成多块半成品印制电路板；随后，将所述多块半成品印制电路板重叠，然后进行钻孔与铣槽→沉铜（即孔金属化）→镀铜；接下来，拆开重叠状态，分别进行布设外层线路→图形电镀→第一铣凹槽；随后，集中进行外层蚀刻；然后，分别进行印阻焊→印文字→表面处理→成型→第二铣凹槽→测试→成品检验。这样有利于提高加工效率，降低成本。

在本发明的另外一个示例性实施例中，具有侧面金属化凹槽的印制电路板加工工艺也可包括以下步骤：

在拼版时的每一块半成品印制电路板的四边预留工艺边得到拼接板，所述拼接板由多块（如4或6块等）位于同一水平面的半成品印制电路板拼接而成；

使拼接板经历开料→布设内层线路→内层蚀刻→棕化→压合→以及上述步骤S01中的钻孔工序后，将拼接板拆分为多个单独的具有工艺边的半成品印制电路板；

经历上述步骤S01的钻孔、以及步骤S02至S09，得到具有侧面金属化凹槽的印制电路板。

在本发明的另一示例性实施例中，高密度多模块的工业或计算机网络用控制柜包括插箱和多块如上所述的具有侧面金属化凹槽的印制电路板。插箱包括一条地线、以及与该地线连接的多对金属条轨，且多对金属条轨中的每对能够与一块具有侧面金属化凹槽的印制电路板的两个贯通凹槽构成滑轨连接。多对金属条轨中的各对可彼此平行设置。例如各对金属条轨彼此可沿上下方向或左右方向平行设置，例如，一对金属条轨可以由上（左）金属条和下（右）金属条构成，从而相应使得多块具有侧面金属化凹槽的印制电路板在插箱中构成上下设置或左右设置的重叠状，进而获得占用空间小且高密度、多模块的工业用控制柜或计算机网络用控制柜。

如图3所示，印制电路板10的两长边的所述贯通凹槽之间的距离等于插箱8的金属条轨对9之间的距离，也就是上金属条轨11和下金属条轨12之间的距离。印制电路板10能够滑动卡接在插箱8的金属条轨对9之间，且印制电路板10的板面电地层通过贯通凹槽与插箱的金属条轨对9导通。也就是说，印制电路板10的电地层能够通过第一类金属槽和第二类金属槽与上金属条轨11和下金属条轨12导通。即印制电路板的电地层与插箱的地线（例如外壳）连接，使得印制电路板的电地层与地线连接，解决了印制电路板在装配时装配方式繁琐且需要单独安装接地线的问题。插箱8能够同时装配多块印制电路板，实现了高密度多模块，且在任意一块印制电路板发生故障后能够直接替换，解决了现有技术占用空间大，且更换维修困难的问题。

综上所述，本发明的有益效果可包括：

（1）印制电路板的长边能够直接与地线连接，不需单独安装接地线；

（2）占用空间小，便于更换，能够用于密度高多模块的工业控制柜或计算机网络控制柜等设备；

（3）加工工艺高效、方便。

尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (8)

1.一种具有侧面金属化凹槽的印制电路板加工工艺，其特征在于，所述加工工艺包括以下步骤：

S01、对形成有内层线路的半成品印制电路板进行钻孔与铣槽，其中，所述铣槽为，铣掉半成品印制电路板的两个长边与工艺边之间除工艺边连接处之外的接触部，以在每个长边处形成两个第一类槽，或形成两个第一类槽和至少一个第二类槽，其中，所述第一类槽由一个半成品印制电路板侧面、一个工艺边侧面、以及一个工艺边连接处侧面形成，所述第二类槽由一个半成品印制电路板侧面、一个工艺边侧面、以及两个工艺边连接处侧面围成；

S02、进行金属化处理，以使所述第一类槽位于半成品印制电路板的长边的部分被金属化形成第一类金属化槽，使所述第二类槽位于半成品印制电路板的长边的部分被金属化形成第二类金属化槽，使所述钻孔所得的孔被金属化以形成金属化孔，且使第一类金属化槽和第二类金属化槽均与半成品印制电路板的板面电地层导通；

S03、布设外层线路；

S04、对外层线路以及第一类金属化槽和第二类金属化槽进行图形电镀；

S05、进行第一铣凹槽，所述第一铣凹槽为，在所述第一类金属化槽的侧面铣出第一类凹槽，在所述第二类金属化槽的侧面铣出第二类凹槽，其中，第一类凹槽和第二类凹槽均位于半成品印制电路板长边所在侧面的中线上，且具有沿长边的厚度方向相同的预定宽度和/或具有沿长边垂直方向相同的预定深度；

S06、进行外层蚀刻；

S07、印阻焊、印文字后，表面处理；

S08、成型，以铣掉工艺边连接处；

S09、进行第二铣凹槽，所述第二铣凹槽为，在S08的成型步骤铣掉工艺边连接处后所形成的半成品印制电路板侧面铣出第三类凹槽，其中，第三类凹槽位于半成品印制电路板长边所在侧面的中线上，且具有沿长边的厚度方向的所述预定宽度和/或对应具有沿长边垂直方向的所述预定深度，第三类凹槽、所述第一类凹槽和所述第二类凹槽配合形成贯通凹槽。

2.根据权利要求1所述的具有侧面金属化凹槽的印制电路板加工工艺，其特征在于，S01中的所述铣槽使用I型铣刀，S05中的所述第一铣凹槽和S09中的第二铣凹槽使用T型铣刀，其中，所述I型铣刀具有类柱形刀头，所述类柱形刀头具有均匀的刃径和不小于半成品印制电路板厚度的高度，所述T型铣刀具有类圆台状刀头，所述类圆台状刀头的高度为步骤S04处理后的半成品印制电路板的厚度的0.2～0.8倍。

3.根据权利要求2所述的具有侧面金属化凹槽的印制电路板加工工艺，其特征在于，所述T型铣刀还具有与圆台状刀头依次连接的连接部和刀柄，所述刀头由周向均匀分布的刀刃组成，且刀刃所组成的圆周的直径大于连接部的直径。

4.根据权利要求1所述的具有侧面金属化凹槽的印制电路板加工工艺，其特征在于，所述S02通过沉铜处理实现，且所述S04通过镀锡处理实现。

5.一种具有侧面金属化凹槽的印制电路板批量加工方法，其特征在于，所述批量加工方法采用如权利要求1至4中任意一项所述的加工工艺同时加工多块半成品印制电路板，所述批量加工方法先将多块半成品印制电路板重叠，然后进行所述S01和S02；随后，将处于重叠状态的多块半成品印制电路板拆开，进行所述S03、S04和S05；然后，将多块半成品印制电路板集中进行S06；接下来，将多块半成品印制电路板中的每块分别进行上所述S07、S08和S09。

6.一种具有侧面金属化凹槽的印制电路板，其特征在于，所述具有侧面金属化凹槽的印制电路板通过如权利要求1～4中任意一项所述的加工工艺得到。

7.一种高密度多模块的工业或计算机网络用控制柜，其特征在于，所述控制柜包括插箱和多块如权利要求6所述的具有侧面金属化凹槽的印制电路板，所述插箱包括一条地线、以及与该地线连接的多对金属条轨，所述多对金属条轨中的每对能够与一块具有侧面金属化凹槽的印制电路板的两个贯通凹槽构成滑轨连接。

8.根据权利要求7所述的高密度多模块的工业或计算机网络用控制柜，其特征在于，所述多对金属条轨中的各对彼此平行设置。

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