CN113286428A - 一种背钻深度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及PCB技术领域，公开了一种背钻深度控制方法，包括：提供多层板；多层板包括：孔壁具有第一导电层的第一金属化通孔，孔壁具有第二导电层的第二金属化通孔，及第三导电层；控制钻刀在第一金属化通孔的位置背钻；复合钻刀包括：位于切削前端的外表面绝缘的外绝缘部，和位于切削后端的外表面导电的外导电部；外导电部与中间电连接单元电连接；外导电部、第三导电层、第二导电层、中间电连接单元及外导电部依次连接形成开关控制回路；背钻过程中，在开关控制回路由开路状态切换为短路状态时，控制停止背钻。本发明实施例通过在识别到开关控制回路的状态发生转换时控制背钻停止的方式，可精准的控制背钻深度，有效提高了钻深控制精度。

Description

一种背钻深度控制方法

技术领域

本发明涉及PCB(Printed Circuit Board，印制线路板)技术领域，尤其涉及一种背钻深度控制方法。

背景技术

随着无线网络通信技术的发展，信号传输速率越来越高。PCB是信号传输的重要组成部分，其中信号孔的Stub(多余孔铜)长度是关键的指标之一。

Stub在传输线中犹如一条多余的“尾巴”，扮演着凹痕式滤波器的功能；当信号传输线路中有出现两处这种Stub时，将会形成震荡段。不管是滤波或是震荡，都会对高速讯号的传输产生伤害，使信号失真，因此提高背钻精度以缩短Stub的长度非常重要。

目前，通常采用以下两种方法来进行背钻：

第一种背钻方法：先在PCB上制得金属化通孔，再在PCB的背钻面叠放铝片，然后控制位于金属化通孔上方的钻刀下行，并在检测到钻刀的钻头与铝片接触后控制钻刀继续下行预设理论钻深值，即完成背钻。

第二种背钻方法：在将制得金属化通孔的PCB放置于钻台上之后，先根据位于原始位置的钻刀至钻台的实际高度、预设理论钻深以及PCB板厚计算钻刀的所需下行距离，再控制钻刀按此计算结果下行相应距离，即完成背钻。

由于加工精度等原因，不同批次生产的各个PCB之间、同一批次生产的各个PCB之间，以及同一PCB的不同区域，均可能会存在板厚差异。然而，上述两种背钻方法均采用相同指令进行背钻深度控制，以制得具有相同预设理论钻深的背钻孔，未考虑前述的板厚差异现象，从而导致各个背钻孔的Stub存在较大偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种背钻深度控制方法，减小板厚差异对背钻的深度控制精度的影响。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种背钻深度控制方法，包括：

提供多层板；所述多层板包括：孔壁具有第一导电层的第一金属化通孔，孔壁具有第二导电层的第二金属化通孔，以及第三导电层；所述多层板的背钻面上，与所述第一导电层连通的第一面铜和与所述第二导电层连通的第二面铜不连接；

其中，所述第三导电层，位于所述多层板的其中一个背钻钻穿层，形成于所述第一金属化通孔的外周；所述第三导电层，与所述第一导电层和所述第二导电层分别电连接；所述第二导电层，还与位于所述多层板外的中间电连接单元电连接；

控制复合钻刀，在所述第一金属化通孔的位置进行背钻；

其中，所述复合钻刀包括：位于切削前端的至少外表面绝缘的外绝缘部，和位于切削后端的至少外表面导电的外导电部；所述外导电部与所述中间电连接单元电连接；所述外导电部、所述第三导电层、所述第二导电层、所述中间电连接单元以及所述外导电部依次连接形成开关控制回路；

在所述背钻的过程中，实时检测在所述复合钻刀开始接触背钻面之后所述开关控制回路的状态；在所述开关控制回路由开路状态切换为短路状态时，控制所述复合钻刀停止背钻。

可选的，所述第三导电层位于所述多层板的与背钻非钻穿层相邻的背钻钻穿层；

所述控制所述复合钻刀停止背钻，包括：控制所述复合钻刀立即停止运动或者延时停止运动。

可选的，所述第三导电层位于所述多层板的与背钻非钻穿层不相邻的任一背钻钻穿层；

所述控制所述复合钻刀停止背钻，包括：控制所述复合钻刀延时停止运动。

可选的，所述复合钻刀，具体包括：钻头，刀杆，以及刀柄；

所述钻头、所述刀杆和所述刀柄，由导电材料一体制成；所述钻头的表面镀有绝缘膜；所述刀杆的径向截面直径不小于所述钻头的径向截面直径；

其中，所述钻头与其表面镀有的绝缘膜，形成为所述外绝缘部；所述刀杆形成为所述外导电部，所述外导电部通过所述刀柄连接所述中间电连接单元。

可选的，所述复合钻刀，具体包括：钻头，刀杆，以及刀柄；

所述钻头由非导电材料制成，所述刀杆由导电材料制成，且所述刀杆的径向截面直径不小于所述钻头的径向截面直径；

其中，所述钻头形成为所述外绝缘部；所述刀杆形成为所述外导电部，所述外导电部通过所述所述刀柄连接所述中间电连接单元。

可选的，所述钻头整体呈锥形结构，或者，所述钻头包括呈锥形结构的尖端部和呈圆柱结构的连接柱。

可选的，所述第二金属化通孔，开设于所述多层板的工具边区域。

可选的，所述中间电连接单元，具体为用于控制所述复合钻刀运动的钻机。

可选的，所述多层板的制作方法包括：

在叠板压合之前，预先在所述背钻钻穿层上的局部区域铺设所述第三导电层，所述局部区域覆盖并超出待基于所述第一金属化通孔制作的背钻孔的投影区域；

叠板压合得到压合板，在所述压合板上钻孔并金属化，制成所述第一金属化通孔和所述第二金属化通孔；

在所述压合板的背钻面，于所述第一金属化通孔或所述第二金属化通孔的外周制作基材圈。

可选的，所述第三导电层的制作材料为铜或导电胶。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

由于本发明实施例预先在任一背钻钻穿层设置第三导电层，结合特制的复合钻刀，形成一由复合钻刀和第三导电层等等组成的开关控制回路，该开关控制回路的状态在复合钻刀钻经第三导电层时会发生转换，因此本发明实施例通过在识别到开关控制回路的状态发生转换时控制背钻停止的方式，可精准的控制背钻深度，降低了板厚差异造成的不良影响，有效提高了钻深控制精度。

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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它的附图。

图1为本发明实施例提供的背钻深度控制方法的流程图。

图2为本发明实施例提供的多层板的示意图。

图3为本发明实施例提供的复合钻刀的在背钻深度未达到第三导电层时的状态示意图；

图4为本发明实施例提供的复合钻刀的在背钻深度已达到第三导电层、但未到达背钻非钻穿层时的状态示意图；

图5为本发明实施例提供的第一种复合钻刀的结构示意图。

图6为本发明实施例提供的第二种复合钻刀的结构示意图。

图标说明：

多层板1：第一金属化通孔11、第一导电层12、第二金属化通孔13、第二导电层14、第三导电层15、基材圈16；

复合钻刀2：外绝缘部21、外导电部22、钻头23、刀杆24、刀柄25、绝缘膜26。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

为解决因板厚差异导致实际钻深与理论钻深产生较大偏差的问题，本发明实施例提供一种背钻深度控制方法，请参阅图1，包括步骤：

步骤101、提供多层板1，该多层板1上制作有第一金属化通孔11、第二金属化通孔13以及第三导电层15，如图2所示。

为便于描述，将第一金属化通孔11的孔壁铜层称为第一导电层12，将第二金属化通孔13的孔壁铜层称为第二导电层14。第一金属化通孔11，将用于制作所需的连接内层线路和外层线路的信号传输孔，为此在后续需要对其进行背钻处理。第二金属化通孔13，将用于制作开关控制回路，该开关控制回路用于对背钻运动的启停进行控制。

通常，按照所需背钻效果，可以将多层板1划分为若干个背钻钻穿层和若干个背钻非钻穿层。第三导电层15，可位于多层板1的任意一个背钻钻穿层上，并且形成于第一金属化通孔11的外周，用于实现第一金属化通孔11的第一导电层12和第二金属化通孔13的第二导电层14之间的电连接。

需要说明的是，在多层板1的背钻面上，与第一金属化通孔11内壁的第一导电层12连通的第一面铜，和与第二金属化通孔13内壁的第二导电层14连通的第二面铜，两者之间不连接。

具体的，可以在多层板1的背钻面，于第一金属化通孔11或第二金属化通孔13的外周制作基材圈16。具体制作时，通过蚀刻去除第一金属化通孔11或第二金属化通孔13的外周的部分面铜，使得位于该部分面铜底部的基材裸露出来，即形成基材圈16。该基材圈16可以阻断第一面铜与第二面铜的连接。

所述第二导电层14，还与位于多层板1外的中间电连接单元电连接。该中间电连接单元，主要起到电连接作用，也将作为开关控制回路的一个节点。该中间电连接单元的具体类型不限，也可以为钻机，也可以为专门设置的连接导线，只要能够连接与其相邻的两个节点即可。

示例性的，上述多层板1的具体制作方法，具体包括：

在叠板压合之前，预先在所选择的背钻钻穿层上的局部区域铺设铜或导电胶等导电材料以形成第三导电层15，该局部区域覆盖并超出待基于第一金属化通孔11制作的背钻孔投影区域；

然后叠板压合，之后在压合板上钻孔并金属化，制成第一金属化通孔11和第二金属化通孔13；

最后，在多层板1的背钻面，于第一金属化通孔11或第二金属化通孔13的外周制作基材圈16。

在上述多层板1的制作方法中，对于基材圈16，还可以在压合前预先在外层芯板上制成，压合时将该外层芯板直接叠合至外层即可。

另外，在多层板1仅包括一个单板时，第二金属化通孔13需要开设于多层板1的空闲区域，以避免对外层图形或者内层图形产生干涉。在多层板1包括单板和工具边时，优选的，第二金属化通孔13开设于工具边的区域内，以完全避免对单板的有限空间的占用。

步骤102、控制复合钻刀2，在第一金属化通孔11的位置进行背钻。

不同于由导电材料一体制成的整体仅具导电性能的传统钻刀，本实施例采用了特制的具有导电和绝缘两种性能的复合钻刀2，具体包括：连接成一体的位于切削前端的外绝缘部21和位于切削后端的外导电部22。也就是说，外绝缘部21位于背钻方向的前端位置，外导电部22位于背钻方向的后端位置。

外绝缘部21，至少其外表面具备绝缘功能；在沿第一金属化通孔11进行背钻的过程中，外绝缘部21能够始终与第一导电层12实现绝缘连接。而外导电部22，至少其外表面具备导电功能；背钻过程中，第三导电层15经背钻操作而裸露于背钻孔的孔壁表面，在外导电部22与第三导电层15的裸露部分接触时，两者实现导电连接。

同时，外导电部22还与中间电连接单元固定电连接。复合钻刀2的外导电部22、位于背钻钻穿层的第三导电层15、第二金属化通孔13内壁的第二导电层14、中间电连接单元、复合钻刀2的外导电部22依次连接形成本实施例的开关控制回路。

需要注意的是，在整个背钻过程中，除了外导电部22与第三导电层15之间的链路部分，开关控制回路的剩余链路部分中的全部相邻两链路节点之间始终保持电连接状态。

步骤103、在背钻过程中，实时检测在复合钻刀2开始接触背钻面之后开关控制回路的状态，在开关控制回路由开路状态切换为短路状态时，控制复合钻刀2停止背钻。

为便于描述，下述部分中，将复合钻刀2的外绝缘部21开始接触第一金属化通孔11内壁的第一导电层12的时刻，称为第一时刻T1；将复合钻刀2的外导电部22开始接触第三导电层15的时刻，称为第二时刻T2。

可以理解的是，在第一时刻T1(包括第一时刻T1)至第二时刻T2之间(不包括第二时刻T2)的背钻阶段，复合钻刀2沿第一金属化通孔11的轴向逐步下行，位于切削前端的外绝缘部21逐步切削去除所接触的第一导电层12，形成孔径大于第一金属化通孔11的背钻孔，且该背钻孔的孔壁非金属化。如图3所示，在此背钻阶段，外绝缘部21与第一导电层12始终接触性的绝缘连接，外导电部22与背钻孔的非金属化孔壁始终接触性的绝缘连接、与第三导电层15始终不接触，同时由于外导电部22与第二导电层14不连接(这是由于，虽然外导电部22和背钻面的与第一导电层12电连接的第一面铜可能会接触性的导电连接、但是第一面铜和背钻面的与第二导电层14电连接的第二面铜之间不连接，使得外导电部22无法通过背钻面的面铜与第二导电层14连接)，因此外导电部22无法直接的或通过第二导电层14间接的与第三导电层15形成电连接，进而造成由外导电部22、第三导电层15、第二导电层14、中间电连接单元、外导电部22依次连接形成的开关控制回路始终处于开路状态。

在第二时刻T2及之后，如图4所示，由于第三导电层15于背钻孔的孔壁的裸露部分能够与复合钻刀2的外导电部22接触性的导电连接，因此开关控制回路由开路状态转换为短路状态。

基于此，本实施例在识别到开关控制回路由开路状态转换为短路状态时生成停止背钻的控制指令，将会获得与理论要求钻深基本一致或者特别接近的实际钻深，有效提升背钻深度控制精度。

示例性的，第三导电层15位于多层板1的与背钻非钻穿层相邻的背钻钻穿层。在此情况下，控制复合钻刀2停止背钻的步骤，具体包括：控制复合钻刀2立即停止运动或者延时停止运动。

同时，由于复合钻刀2的外绝缘部21有一定高度且可能具有切削尖角，第三导电层15具有一定厚度，因此在背钻到达第二时刻，即开关控制回路转换为短路状态时，存在以下两种情况：第一种情况，外绝缘部21已完全钻断第三导电层15，此时可控制立即停止背钻，也可以控制延时停止背钻；第二种情况，外绝缘部21尚未完全钻断第三导电层15，此时需要控制延时停止背钻。无论哪种情况，为避免背钻过深或者背钻过浅，均需要保证在停止背钻运动后，第三导电层15已被完全钻断且外绝缘部21未钻至背钻非钻穿层。实际应用中，可通过多次试验，根据试验对比结果来选择最佳的停止控制方式、较优的延时时长以及合理尺寸的复合钻刀2；也可以根据实际环境中复合钻刀2的实际尺寸、第三导电层15的厚度、背钻速度等参数来估算所需要的延时时长，本发明不作限制。

明显的，此示例中，由于第三导电层15位于最底层的背钻钻穿层，本实施例在开关控制回路形成短路时立即或者延时停止背钻，可有效保证复合钻刀2既能够完全钻穿最底层的背钻钻穿层、又不会钻到紧邻背钻钻穿层的背钻非钻穿层，因此获得的实际钻深与理论钻深基本一致，完全杜绝了板厚差异现象的不良影响，大大提升了钻深控制精度。

又一示例性的，第三导电层15位于多层板1的与背钻非钻穿层不相邻的任一背钻钻穿层。在此情况下，控制复合钻刀2停止背钻的步骤，具体包括：控制复合钻刀2延时停止运动。同样原理，为避免背钻过深(如钻到紧邻背钻钻穿层的背钻非钻穿层)或者背钻过浅(如未钻到紧邻背钻非钻穿层的背钻钻穿层)，需要保证：停止背钻运动后，外绝缘部21的端部位于相邻的背钻钻穿层和背钻非钻穿层之间。实际应用中，可通过多次试验，根据试验对比结果来选择较优的延时时长以及合理尺寸的复合钻刀2；也可以根据实际环境中复合钻刀2的实际尺寸、第三导电层15的厚度、背钻速度等参数来估算所需要的延时时长，本发明不作限制。

不同于前一示例，本示例将第三导电层15设于非最底层的背钻钻穿层，即在检测到背钻达到稍浅位置(尚未达到理论钻深)时，控制复合钻刀2继续背钻预设时长后停止。相比于现有技术，本示例也能够在一定程度上提升钻深控制精度。

本实施例中，复合钻刀2包括外绝缘部21和外导电部22，其结构实现可以各种各样，具体可选以下几种：

第一种复合钻刀2，如图5所示，具体包括：钻头23，刀杆24，以及刀柄25；钻头23、刀杆24和刀柄25由导电材料一体制成，且钻头23的表面镀有绝缘膜26。刀杆24的径向截面直径不小于钻头23的径向截面直径，以确保在背钻到位时刀杆24能够与第三导电层15的于背钻孔孔壁的裸露部分接触性的导电连接。

其中，钻头23与其表面镀有的绝缘膜26，形成为外绝缘部21；刀杆24形成为外导电部22，该外导电部22通过刀柄25电连接中间电连接单元。

可以理解的，钻头23可以整体呈锥形结构(如图5所示)，或者，钻头23包括呈锥形结构的尖端部和呈圆柱结构的连接柱，本发明具体不做限制。

第二种复合钻刀2，如图6所示，具体包括：钻头23，刀杆24，以及刀柄25。

钻头23由非导电材料制成，刀杆24由导电材料制成，且刀杆24的径向截面直径不小于钻头23的径向截面直径，以确保在背钻到位时刀杆24能够与第三导电层15的于背钻孔孔壁的裸露部分接触性的导电连接。

其中，钻头23形成为外绝缘部21；刀杆24形成为外导电部22，外导电部22通过刀柄25连接中间电连接单元。

除了上述结构类型之外，本实施例的复合钻刀2还可采用其他具体结构，只要能够具有上述功能的外绝缘部21和外导电部22即可。

在实际生产过程中，针对上述多层板1还需要完成其他各种常规工艺，如外层图形制作、表面处理等。需要说明的是，其中的外层图形制作工序，可以在本实施例的在对多层板1进行背钻处理之前或之后进行，对背钻处理工序不产生任何影响，此处不再赘述。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种背钻深度控制方法，其特征在于，包括：

提供多层板；所述多层板包括：孔壁具有第一导电层的第一金属化通孔，孔壁具有第二导电层的第二金属化通孔，以及第三导电层；所述多层板的背钻面上，与所述第一导电层连通的第一面铜和与所述第二导电层连通的第二面铜不连接；

其中，所述第三导电层，位于所述多层板的其中一个背钻钻穿层，形成于所述第一金属化通孔的外周；所述第三导电层，与所述第一导电层和所述第二导电层分别电连接；所述第二导电层，还与位于所述多层板外的中间电连接单元电连接；

控制复合钻刀，在所述第一金属化通孔的位置进行背钻；

其中，所述复合钻刀包括：位于切削前端的至少外表面绝缘的外绝缘部，和位于切削后端的至少外表面导电的外导电部；所述外导电部与所述中间电连接单元电连接；所述外导电部、所述第三导电层、所述第二导电层、所述中间电连接单元以及所述外导电部依次连接形成开关控制回路；

在所述背钻的过程中，实时检测在所述复合钻刀开始接触背钻面之后所述开关控制回路的状态；在所述开关控制回路由开路状态切换为短路状态时，控制所述复合钻刀停止背钻。

2.根据权利要求1所述的背钻深度控制方法，其特征在于，所述第三导电层位于所述多层板的与背钻非钻穿层相邻的背钻钻穿层；

所述控制所述复合钻刀停止背钻，包括：控制所述复合钻刀立即停止运动或者延时停止运动。

3.根据权利要求1所述的背钻深度控制方法，其特征在于，所述第三导电层位于所述多层板的与背钻非钻穿层不相邻的任一背钻钻穿层；

所述控制所述复合钻刀停止背钻，包括：控制所述复合钻刀延时停止运动。

4.根据权利要求1所述的背钻深度控制方法，其特征在于，所述复合钻刀，具体包括：钻头，刀杆，以及刀柄；

所述钻头、所述刀杆和所述刀柄，由导电材料一体制成；所述钻头的表面镀有绝缘膜；所述刀杆的径向截面直径不小于所述钻头的径向截面直径；

其中，所述钻头与其表面镀有的绝缘膜，形成为所述外绝缘部；所述刀杆形成为所述外导电部，所述外导电部通过所述刀柄连接所述中间电连接单元。

5.根据权利要求1所述的背钻深度控制方法，其特征在于，所述复合钻刀，具体包括：钻头，刀杆，以及刀柄；

所述钻头由非导电材料制成，所述刀杆由导电材料制成，且所述刀杆的径向截面直径不小于所述钻头的径向截面直径；

其中，所述钻头形成为所述外绝缘部；所述刀杆形成为所述外导电部，所述外导电部通过所述所述刀柄连接所述中间电连接单元。

6.根据权利要求4或5所述的背钻深度控制方法，其特征在于，所述钻头整体呈锥形结构，或者，所述钻头包括呈锥形结构的尖端部和呈圆柱结构的连接柱。

7.根据权利要求1所述的背钻深度控制方法，其特征在于，所述第二金属化通孔，开设于所述多层板的工具边区域。

8.根据权利要求1所述的背钻深度控制方法，其特征在于，所述中间电连接单元，具体为用于控制所述复合钻刀运动的钻机。

9.根据权利要求1所述的背钻深度控制方法，其特征在于，所述多层板的制作方法包括：

在叠板压合之前，预先在所述背钻钻穿层上的局部区域铺设所述第三导电层，所述局部区域覆盖并超出待基于所述第一金属化通孔制作的背钻孔的投影区域；

叠板压合得到压合板，在所述压合板上钻孔并金属化，制成所述第一金属化通孔和所述第二金属化通孔；

在所述压合板的背钻面，于所述第一金属化通孔或所述第二金属化通孔的外周制作基材圈。

10.根据权利要求1所述的背钻深度控制方法，其特征在于，所述第三导电层的制作材料为铜或导电胶。

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