CN114980570A - 一种通孔部分金属化的制作工艺及pcb - Google Patents
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Abstract
本发明涉及PCB技术领域，公开了一种通孔部分金属化的制作工艺及PCB。制作工艺包括：提供印制电路板；在印制电路板上制作阶梯状通孔，阶梯状通孔沿其轴向包括相邻接的拟非金属化的第一通孔段和拟金属化的第二通孔段，第一通孔段贯穿第一板面，且第一通孔段的孔径大于第二通孔段的孔径，两通孔段的交界位置形成有第一台阶面；由第一板面为塞入面，将一中空的阻镀件塞入阶梯状通孔，直至抵接于第一台阶面；阻镀件用于阻挡沉铜/电镀药水接触第一通孔段的孔壁；对已塞入阻镀件的阶梯状通孔进行沉铜电镀。本发明实施例，可杜绝残留stub无法完全清除等问题，且阻镀件可根据需求塞入任意深度位置，实现任意不同的部分金属化需求，通用性较强。
Description
技术领域
本发明涉及PCB(Printed Circuit Boards，印制电路板)技术领域，尤其涉及一种通孔部分金属化的制作工艺及PCB。
背景技术
通孔部分金属化是指保留通孔内部有效网络层间的孔壁铜，将对信号传输无用、影响信号传输质量的无效孔壁铜层去除的一种工艺，这不仅有利于减少PCB信号传输损耗，提升信号传输完整性，还可提高PCB整体布线密度，实现一孔多网络。
现阶段PCB行业常规的工艺做法：通过机械背钻的方式去除部分孔壁铜实现指定层之间断开。但这种工艺存在弊端，无法完全且准确地将指定部分的孔铜去除，会留下部分无效的孔壁铜“残桩”，影响信号传输质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通孔部分金属化的制作工艺及PCB，以解决无法完全且准确地将指定部分的孔铜去除的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种通孔部分金属化的制作工艺，包括步骤：
提供印制电路板，所述印制电路板包括相对的第一板面和第二板面；
在所述印制电路板上制作阶梯状通孔，所述阶梯状通孔沿其轴向包括相邻接的拟非金属化的第一通孔段和拟金属化的第二通孔段，所述第一通孔段贯穿所述第一板面，且所述第一通孔段的孔径大于所述第二通孔段的孔径，以使所述第一通孔段与所述第二通孔段的交界位置形成有第一台阶面；
由所述第一板面为塞入面，将一中空的阻镀件塞入所述阶梯状通孔，直至所述阻镀件抵接于所述第一台阶面；所述阻镀件用于阻挡沉铜/电镀药水接触所述第一通孔段的孔壁；
对已塞入所述阻镀件的阶梯状通孔进行沉铜电镀，使得所述第二通孔段的孔壁形成电镀层。
可选的，所述阶梯状通孔还包括贯通所述第二板面的拟非金属化的第三通孔段；
所述第三通孔段与所述第二通孔段邻接，且所述第三通孔段的孔径大于所述第二通孔段的孔径，以使所述第三通孔段与所述第二通孔段的交界位置形成有第二台阶面。
可选的，所述制作工艺还包括：
在所述沉铜电镀前，由所述第二板面为塞入面，将另一所述阻镀件塞入所述阶梯状通孔，直至所述阻镀件抵接于所述第二台阶面。
可选的，所述阻镀件包括中空支撑管和橡胶层，所述橡胶层包裹于中空支撑管的全部外侧壁。
可选的，所述中空支撑管为高结晶聚丙烯HCPP制成。
可选的，与所述第一台阶面相抵接的阻镀件的长度大于所述第一通孔段的长度，和/或，与所述第二台阶面相抵接的阻镀件的长度大于所述第三通孔段的长度。
可选的，所述在所述印制电路板上制作阶梯状通孔的方法包括：
在所述印制电路板上钻通孔，得到一钻孔；
以所述第一板面为入钻面，在所述一钻孔的对应位置进行背钻且背钻孔径大于所述一钻孔的孔径，以将一钻孔划分为所述第一通孔段和所述第二通孔段。
可选的，在所述背钻的方法包括：
先进行控深机械钻，所述控深机械钻的钻深小于所述第一台阶面的深度，使得所述第一台阶面上留有余厚；
再通过激光蚀刻方式去除所述余厚。
可选的，所述余厚的厚度为3mil-4mil。
一种PCB，包括通孔，所述通孔按照以上任意一项所述的通孔部分金属化的制作工艺制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明实施例，只需要在先根据部分金属化需求制得阶梯状通孔，再在阶梯状通孔的孔径较大的一端塞入适配的阻镀件后沉铜电镀，即可制得部分金属化的通孔，与现有技术方法相比较，可以杜绝残留stub无法完全清除等问题，避免残留stub对信号产生干扰；而且阻镀件可以根据需求塞入任意深度位置，实现任意不同的部分金属化需求，通用性较强。
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通孔部分金属化的制作工艺流程图。
图2为本发明实施例提供的通孔部分金属化的一种制作工序示意图。
图3为本发明实施例提供的通孔部分金属化的另一种制作工序示意图。
图4为本发明实施例提供的阻镀件的剖视图。
附图标记说明：阻镀件1、印制电路板2、阶梯状通孔3、中空支撑管11、橡胶层12。
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。
为解决现有的无效孔铜去除方案所存在的工序复杂、无效孔铜无法实现全部去除等问题，本发明实施例提供了一种全新的解决思路，先根据通孔的部分金属化需求来制作对应的阶梯状通孔3，再将新颖的具有阻镀功能的阻镀件1塞入阶梯状通孔3直至与孔内的台阶面相抵接，然后对阶梯状通孔3进行常规的沉铜电镀，即可在该阶梯状通孔3的部分孔壁上镀上电镀层，与此同时部分孔壁由于阻镀件1的作用而无法镀上电镀层。
请参阅图1和图2，本发明实施例提供了一种通孔部分金属化的制作工艺，包括步骤：
步骤101、提供印制电路板2，该印制电路板2包括相对的第一板面和第二板面。
具体的，可按照常规工序先叠板压合得到印制电路板2。
步骤102、在印制电路板2上制作阶梯状通孔3，阶梯状通孔3沿其轴向包括相邻接的拟非金属化的第一通孔段和拟金属化的第二通孔段，第一通孔段贯穿第一板面，且第一通孔段的孔径大于第二通孔段的孔径，以使第一通孔段与第二通孔段的交界位置形成有第一台阶面。
需要说明的是，为方便描述，本实施例根据部分金属化需求，将常规直筒状通孔沿其轴向划分为拟非金属化的通孔段和拟金属化的通孔段。
本步骤中，阶梯状通孔3的制作位置即拟部分金属化的常规直筒状通孔制作位置，实际就是将拟部分金属化的通孔结构，由常规的上下整体孔径相同的直筒状结构调整为上大下小的阶梯状结构。而且阶梯状通孔3的第一通孔段实际对应于常规直筒状通孔的拟非金属化的通孔段，阶梯状通孔3的第二通孔段实际对应于常规直筒状通孔的拟金属化的通孔段。
换言之，本实施例相当于对常规直筒状通孔的拟非金属化的通孔段进行了扩孔操作，以在其拟非金属化的通孔段和拟金属化的通孔段的交界位置形成第一台阶面，该第一台阶面的作用在于：对后续塞入阶梯状通孔3的阻镀件1进行限位，确保阻镀件1仅对拟非金属化的通孔段实现阻镀功能。
步骤103、由第一板面为塞入面，将一中空的阻镀件1塞入阶梯状通孔3，直至阻镀件1抵接于第一台阶面；阻镀件1用于阻挡沉铜/电镀药水接触第一通孔段的孔壁。
可以理解的是，阻镀件1的外径尺寸与阶梯状通孔3的第一通孔段的孔径相匹配，这样才能够实现在阻镀件1在塞入一定深度后端部能够抵接于第一台阶面，该第一台阶面可以阻止阻镀件1的进一步塞入。
阻镀件1的作用在于：在塞入到位后，阻镀件1与第一通孔段相贴合，从而阻止沉铜/电镀药水接触第一通孔段的孔壁，使得第一通孔段不能够镀上电镀层。
步骤104、对已塞入阻镀件1的阶梯状通孔3进行沉铜电镀，使得第二通孔段的孔壁形成电镀层。
沉铜电镀过程中，第一通孔段由于阻镀件1的遮挡无法与沉铜/电镀药水接触，因此表面无法镀上电镀层；然而，第二通孔段由于表面无遮挡，能够与沉铜/电镀药水充分接触，因此表面能够顺利镀上电镀层。最终，仅使得阶梯状通孔3的第二通孔段被金属化。
在实际应用中，可根据实际需求来调整第一台阶面的深度位置，以实现不同的部分金属化需求。由于第一台阶面的位置即拟金属化孔段与拟非金属化孔段的分界位置，而阻镀件1能够精准地被限位于第一台阶面对应位置，因此本发明实施例能够简单精准的实现通孔部分金属化，与传统的背钻方式以及蚀刻方式相比，不仅可以完全准确的实现孔铜在指定位置的分开，不留下残桩，而且工艺简单，周期较短，成本较低。
实际上，请参阅图3，阶梯状通孔3还可包括贯通第二板面的拟非金属化的第三通孔段；第三通孔段与第二通孔段邻接，且第三通孔段的孔径大于第二通孔段的孔径，以使第三通孔段与第二通孔段的交界位置形成有第二台阶面。
在阶梯状通孔3为图3所示的二级阶梯结构时，本发明实施例提供通孔部分金属化的制作工艺还包括：在沉铜电镀前，由印制电路板2的第二板面为塞入面，将另一阻镀件1塞入阶梯状通孔3，直至阻镀件1抵接于所述第二台阶面。
此时，应用两个阻镀件1分别由印制电路板2的相对的第一板面和第二板面塞入阶梯状通孔3，分别对阶梯状通孔3的位于两端位置的第一通孔段和第三通孔段进行阻镀，从而实现阶梯状通孔3的位于中间位置的第二通孔段的金属化。
阻镀件1，可以为任意的能够起到阻镀功能的结构；为实现阻镀效果，阻镀件1整体可以采用非导电性的塑胶等任意材质制成，只要其不能渗透沉铜/电镀药水以导致沉铜/电镀药水接触至对应位置的阶梯状通孔3内壁即可。
在一种可选的实施方式中，请参阅图4，阻镀件1包括中空支撑管11和橡胶层12，橡胶层12包裹于中空支撑管11的全部外侧壁。中空支撑管11具有中空的特点，该特点确保在沉铜电镀过程中沉铜/电镀药水能够进行充分交换，实现第二通孔段表面电镀层的均匀性和平整性。
为了进一步提高阻镀件1的复用性，中空支撑管11由非极性材料制成，如HCPP(高结晶聚丙烯)，在浸入沉铜/电镀药水时，该非极性材料能够避免因阻镀件1表面与药水发生化学反应而造成阻镀件1表面受到腐蚀或者形成电镀层。
在完成沉铜电镀操作后，可选择去除阻镀件1，具体可以根据阻镀件1的具体材质或结构采用不同的去除方式，本发明实施例对此不作限制。这里提供一种通用型的阻镀件1去除方式：直接人工手动或者通过机器将阻镀件1从阶梯状通孔3中拔出。
通常，阻镀件1的整体长度不小于对应塞入位置的通孔段长度。为便于阻镀件1的拔出，与第一台阶面相抵接的阻镀件1的长度大于第一通孔段的长度，和/或，与第二台阶面相抵接的阻镀件1的长度大于第三通孔段的长度。这样阻镀件1在塞孔到位后仍然有部分裸露于孔外，工作人员或者或机器设备可作用于阻镀件1的裸露于外的端部执行拔出操作，简单快捷。另，可选的，阻镀件外径较第一通孔或第三通孔孔径单边大6mil-8mil，与保证阻镀件与孔壁的紧密贴合度。
步骤102中，在印制电路板2上制作阶梯状通孔3的方法可以包括：在印制电路板2上钻通孔，得到一钻孔；以第一板面为入钻面，在一钻孔的对应位置进行背钻且背钻孔径大于一钻孔的孔径(如单边大8mil)，以将一钻孔划分为第一通孔段和第二通孔段。
通过背钻的方式，可以快速制得阶梯状通孔3。为了提高控深精度，背钻的方法可进一步包括：先进行控深机械钻，控深机械钻的钻深小于第一台阶面的深度，使得第一台阶面上留有余厚；再通过激光蚀刻方式去除余厚。示例性的，余厚的厚度为3mil-4mil。
综上，本发明实施例提供的通孔部分金属化的制作工艺，只需要在根据部分金属化需求制得阶梯状通孔3，再在阶梯状通孔3的孔径较大的一端塞入适配的阻镀件1后沉铜电镀，即可制得部分金属化的通孔，与现有技术方法相比较，可以杜绝残留stub无法完全清除等问题，避免残留stub对信号产生干扰；而且阻镀件1可以根据需求塞入任意深度位置，实现任意不同的部分金属化需求，通用性较强。
本发明实施例还提供了一种PCB，包括通孔，该通孔按照上述的通孔部分金属化的制作工艺制成。具体的，该PCB可以为软板、硬板或者软硬结合板，只要其具有需要部分金属化的通孔，均可应用本发明提供的解决方案。
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)
1.一种通孔部分金属化的制作工艺，其特征在于，包括步骤：
提供印制电路板，所述印制电路板包括相对的第一板面和第二板面；
在所述印制电路板上制作阶梯状通孔，所述阶梯状通孔沿其轴向包括相邻接的拟非金属化的第一通孔段和拟金属化的第二通孔段，所述第一通孔段贯穿所述第一板面，且所述第一通孔段的孔径大于所述第二通孔段的孔径，以使所述第一通孔段与所述第二通孔段的交界位置形成有第一台阶面；
由所述第一板面为塞入面，将一中空的阻镀件塞入所述阶梯状通孔，直至所述阻镀件抵接于所述第一台阶面；所述阻镀件用于阻挡沉铜/电镀药水接触所述第一通孔段的孔壁；
对已塞入所述阻镀件的阶梯状通孔进行沉铜电镀，使得所述第二通孔段的孔壁形成电镀层。
2.根据权利要求1所述的通孔部分金属化的制作工艺，其特征在于，所述阶梯状通孔还包括贯通所述第二板面的拟非金属化的第三通孔段；
所述第三通孔段与所述第二通孔段邻接，且所述第三通孔段的孔径大于所述第二通孔段的孔径，以使所述第三通孔段与所述第二通孔段的交界位置形成有第二台阶面。
3.根据权利要求2所述的通孔部分金属化的制作工艺，其特征在于，所述制作工艺还包括：
在所述沉铜电镀前，由所述第二板面为塞入面，将另一所述阻镀件塞入所述阶梯状通孔，直至所述阻镀件抵接于所述第二台阶面。
4.根据权利要求3所述的通孔部分金属化的制作工艺，其特征在于，所述阻镀件包括中空支撑管和橡胶层，所述橡胶层包裹于中空支撑管的全部外侧壁。
5.根据权利要求4所述的通孔部分金属化的制作工艺，其特征在于，所述中空支撑管为高结晶聚丙烯HCPP制成。
6.根据权利要求3所述的通孔部分金属化的制作工艺，其特征在于，与所述第一台阶面相抵接的阻镀件的长度大于所述第一通孔段的长度，和/或，与所述第二台阶面相抵接的阻镀件的长度大于所述第三通孔段的长度。
7.根据权利要求1所述的通孔部分金属化的制作工艺，其特征在于，所述在所述印制电路板上制作阶梯状通孔的方法包括：
在所述印制电路板上钻通孔，得到一钻孔；
以所述第一板面为入钻面，在所述一钻孔的对应位置进行背钻且背钻孔径大于所述一钻孔的孔径，以将一钻孔划分为所述第一通孔段和所述第二通孔段。
8.根据权利要求7所述的通孔部分金属化的制作工艺，其特征在于，在所述背钻的方法包括：
先进行控深机械钻，所述控深机械钻的钻深小于所述第一台阶面的深度，使得所述第一台阶面上留有余厚；
再通过激光蚀刻方式去除所述余厚。
9.根据权利要求8所述的通孔部分金属化的制作工艺，其特征在于，所述余厚的厚度为3mil-4mil。
10.一种PCB，包括通孔，其特征在于，所述通孔按照权利要求1至9任意一项所述的通孔部分金属化的制作工艺制成。
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