CN115551228A - 一种单面铝基板压铜柱pcb制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单面铝基板压铜柱PCB制作工艺，包括单面铝基板制作，所述单面铝基板制作后，进行FQC/FQA检查，待检查合格后进行包装入库，在FQC/FQA检查之前，先对单面铝基板进行钻大孔处理和压铜柱处理，所述钻大孔处理在单面铝基板上的元器件焊位处钻NPTH孔，然后对NPTH孔进行压铜柱处理，通过压合方式将铜柱压入NPTH孔内，使NPTH孔转变为PTH孔，用于焊接固定元器件脚。本发明单面铝基板压铜柱PCB制作工艺具有元器件焊接稳定、质量高等优点。

Description

一种单面铝基板压铜柱PCB制作工艺

技术领域

本发明涉及PCB制作技术领域，具体为一种单面铝基板压铜柱PCB制作工艺。

背景技术

随着区块链技术的发展，各种各样的虚拟货币开始呈现在市场上进行流通，这些虚拟货币的形成都是大量的数据代码而组成，需要大批量的计算进行运算开采。其中所用到的PCB板便是铝基板，但随着计算机工作功率增大，工作时间加长的情况下，对铝基板上所需元器件的焊接质量也越来越高。目前，传统的铝基板制作中，如图1所示，单面铝基板1由铝基11、导热PP12和铜箔层13构成，且其上钻有NPTH孔3，铜箔层13位于NPTH孔3周周围的位置设有焊盘，其元器件2直接焊接在单面铝基板1的焊盘上，该种焊接方式使元器件焊接易出现焊接不稳定、易松动脱落等问题。

发明内容

本发明提供一种具有元器件焊接稳定、质量高的单面铝基板压铜柱PCB制作工艺。

为了实现上述目的，通过以下技术方案实现。

一种单面铝基板压铜柱PCB制作工艺，包括单面铝基板制作，所述单面铝基板制作后，进行FQC/FQA检查，待检查合格后进行包装入库，本发明在FQC/FQA检查之前，先对单面铝基板进行钻大孔处理和压铜柱处理，所述钻大孔处理在单面铝基板上的元器件焊位处钻NPTH孔，然后对NPTH孔进行压铜柱处理，通过压合方式将铜柱压入NPTH孔内，使NPTH孔转变为PTH孔，用于焊接固定元器件脚。

上述技术方案中，在单面铝基板常规制作后，先对单面铝基板进行钻大孔处理和压铜柱处理，再进行FQC/FQA检查和包装入库，该种制作方法，使单面铝基板上形成PTH孔，以用于焊接固定元器件脚，确保单面铝基板上元器件焊接稳定，提高焊接质量，有效解决现有技术中因元器件焊接不稳定导致脱落等问题，进而有效提升了产品的质量和使用寿命。

进一步地，所述钻大孔处理包括如下步骤，

S1：选择钻针，根据待焊接元器件需要焊接的焊接孔径大小，选择比焊接孔径整体大0.4～0.5mm的钻针，确保钻孔大小大于焊接孔径，为后续压铜柱提供保障；

S2：钻大孔，根据制作好的工程资料，在单面铝基板上进行钻大孔，所述钻大孔分两次完成，第一次钻孔从铝基面钻孔，钻孔深度为板厚的一半；第一次钻孔完成后，第二次钻孔从线路面钻孔，钻孔深度为余下的另一半，第一次钻孔和第二次钻孔结合在一起钻出用于装入铜柱的铜柱通孔。

上述技术方案中，钻大孔处理先选择合适的钻针，为后续压铜柱提供保障；再根据制作好的工程资料，将钻大孔分两次，且分别从板的两面向中间进行钻孔完成整个铜柱通孔的钻孔处理，其相对于现有技术中一次钻孔方式，其钻孔稳定性更好，且有效避免钻大孔造成的板底部披峰和毛刺问题，使板表面光滑平整。

进一步地，在第一次钻孔时，所述单面铝基板的上部为铝基面，下部为线路面，此时，所述铝基面上设有盖板，所述线路面设有垫板。

上述技术方案中，第一次钻孔时，在钻孔面也即是铝基面设置盖板，使钻孔时，钻针先与盖板接触运转，待钻针钻通盖板进入铝基板时，钻针运行稳定，有效避免因设备启动不稳导致钻孔不稳定的问题，进而有效确保钻孔质量；在非钻孔面，也即是线路面设置垫板，有效避免铝基板底部直接与机台接触，垫板的设置，对铝基板底面起到保护的作用，有效避免铝基板因与机台面直接接触而出现刮花板面的问题。

进一步地，在第一次钻孔后，将单面铝基板翻面，使单面铝基板的上部为线路面，下部为铝基面，此时，所述线路面上设有纸皮和盖板，所述纸皮在线路面和盖板之间，所述铝基面放置在垫板上，然后进行第二次钻孔。

上述技术方案中，第二次钻孔时，此时单面铝基板翻面，上部为线路面，也即是第二次钻孔的钻孔面，此时线路面上设有纸皮和盖板，其中纸皮的设置，用于对线路面起到保护作用，避免盖板直接与线路面接触对线路面造成刮花或损伤，而盖板的设置，与第一次钻孔时盖板设置作用相同，使钻孔时，钻针先与盖板接触运转，待钻针钻通盖板进入铝基板时，钻针运行稳定，有效避免因设备启动不稳导致钻孔不稳定的问题，进而有效确保钻孔质量；第二次钻孔的非钻孔面，也即是此时位于单面铝基板下部的铝基面，其底部设置有垫板，有效避免铝基板底部直接与机台接触，垫板的设置，对铝基板底面也即是铝基面起到保护的作用，有效避免铝基板因与机台面直接接触而出现刮花板面的问题。

进一步地，第一次钻孔和第二次钻孔的钻孔参数均为：下刀速0.3～0.4m/min；转速22～23m/min；回刀速15～16m/min。

上述技术方案中，两次钻孔参数设置一致，有效确保两次钻孔后通孔的质量；其中下刀速0.3～0.4m/min，使钻针缓慢进入单面铝基板上部的盖板，确保钻针进入的位置精准；钻针进入盖板后，转速参数22～23m/min开始高速旋转进行钻孔处理，待钻孔完成后，采用15～16m/min的回刀速进行回刀操作，缓慢回刀，避免回刀对已钻孔产生刮碰或损伤，确保钻孔质量。

进一步地，所述压铜柱处理包括如下步骤，

S1：铜柱制作，选用紫铜材质制作成空心环状铜柱，所述铜柱的高度低于所述单面铝基板的整体厚度；选用紫铜制作空心环状铜柱，紫铜的选用，其焊接性能好，确保元器件与紫铜焊接稳定；空心环状铜柱的制作，可使元器件脚伸入铜柱内与铜柱进行焊接，进一步确保焊接质量；而铜柱的高度低于单面铝基板厚度设置，避免铜柱在后续压入铜柱通孔后凸出板面，即使铜柱在压入铜柱通孔后其顶部低于板面，进而使元器件脚能完全插入铜柱内，进一步确保元器件与铜柱的焊接质量和稳定性。

S2：治具制作，选择FR4材料的光板，根据单面铝基板上的孔位选择3个定位孔，再利用制作好的工程资料在光板上钻出与选定的3个定位孔相对应的治具孔，然后在治具孔中压入定位钉；选择FR4材料的光板制作治具，使后续单面铝基板放置在治具后，其接触紧密，使定位后的单面铝基板放置平稳，进而避免后续压铜柱出现偏差，确保压铜柱的精准度，进而为确保焊接质量提供保证。

S3：压铜柱，将单面铝基板的3个定位孔套入治具上的定位钉上，然后将制作好的铜柱放在单面铝基板上的铜柱通孔处，通过外力将铜柱压入铜柱通孔内，完成压铜柱处理。

进一步地，所述压铜柱采用压合设备或采用橡胶锤子将铜柱压入铜柱通孔。压铜柱可采用压合设备进行，以提高压铜柱效率；也可以采用橡胶锤子进行，其可用于少量制作，人工进行，采用橡胶锤子，有效避免损伤铜柱。

进一步地，选取的紫铜纯度为99%，导热系数为390W.C/K。该紫铜导热性能和焊接性能好，确保元器件与铜柱焊接的稳定性和质量。

进一步地，所述铜柱的高度比单面铝基板的整体厚度低30um～50um，避免铜柱压入铜柱通孔后凸出单面铝基板上表面。

进一步地，所述铜柱的内径与待焊接元器件的焊接孔径相适应，所述铜柱的环形铜厚为0.2mm～0.4mm。使铜柱在压入铜柱通孔内后，铜柱的内径与焊接孔径大小相适应，确保元器件脚能顺利伸入铜柱内，且保证焊接效果。

本发明单面铝基板压铜柱PCB制作工艺与现有技术相比，具有如下有益效果：

在单面铝基板常规制作后，先对单面铝基板进行钻大孔处理和压铜柱处理，再进行FQC/FQA检查和包装入库，该种制作方法，使单面铝基板上形成PTH孔，以用于焊接固定元器件脚，确保单面铝基板上元器件焊接稳定，提高焊接质量，有效解决现有技术中因元器件焊接不稳定导致脱落等问题，进而有效提升了产品的质量和使用寿命。

附图说明

图1为现有技术中单面铝基板上焊接元器件的结构示意图；

图2为本发明单面铝基板压铜柱PCB制作工艺制备的单面铝基板上焊接元器件的结构示意图；

图3为本发明单面铝基板压铜柱PCB制作工艺中钻大孔的第一次钻孔叠板示意图；

图4为本发明单面铝基板压铜柱PCB制作工艺中钻大孔的第二次钻孔叠板示意图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图对本发明单面铝基板压铜柱PCB制作工艺作进一步详细描述。

参照图2至图4，本发明一非限制实施例，一种单面铝基板压铜柱PCB制作工艺，本发明制作工艺是基于常规单面铝基板制作工艺进行的改进。常规单面铝基板制作工艺流程为开料→钻孔→外层线路→外层AOI→防焊→X-Ray打靶表孔→表面处理→电测→FQC/FQA→包装入库。该种制作工艺制备而成的单面铝基板，其上元器件的焊接只能焊接在铝基板的线路层表面焊盘上。本发明单面铝基板压铜柱PCB制作工艺包括单面铝基板1的制作，在常规单面铝基板制作工艺流程进行FQC/FQA检查之前，先对单面铝基板1进行钻大孔处理和压铜柱处理，所述钻大孔处理在单面铝基板1上的元器件焊位处钻NPTH孔3，然后对NPTH孔3进行压铜柱处理，通过压合方式将铜柱5压入NPTH孔3内，使NPTH孔3转变为PTH孔4，用于焊接固定元器件脚21。本实施例中，单面铝基板1包括铝基11、导热PP12和铜箔层13，在单面铝基板1常规制作后，先对单面铝基板1进行钻大孔处理和压铜柱处理，再进行FQC/FQA检查和包装入库，该种制作方法，使单面铝基板1上的NPTH孔3即非金属化孔形成PTH孔4即金属化孔，以用于焊接固定元器件脚21，使元器件脚21可以伸入铜柱5内与铜柱5焊接，确保单面铝基板1上元器件焊接稳定，提高焊接质量，有效解决现有技术中因元器件焊接不稳定导致脱落等问题，进而有效提升了产品的质量和使用寿命。

参照图2至图4，本发明一非限制实施例，所述钻大孔处理包括如下步骤，

S1：选择钻针，根据待焊接元器件需要焊接的焊接孔径大小，选择比焊接孔径整体大0.4～0.5mm的钻针，确保钻孔大小大于焊接孔径，为后续压铜柱提供保障；

S2：钻大孔，根据制作好的工程资料，在单面铝基板1上进行钻大孔，所述钻大孔分两次完成，第一次钻孔从铝基面14钻孔，钻孔深度为板厚的一半；第一次钻孔完成后，第二次钻孔从线路面15钻孔，钻孔深度为余下的另一半，第一次钻孔和第二次钻孔结合在一起钻出用于装入铜柱5的铜柱通孔，即NPTH孔，也即是非金属化通孔。本实施例中，钻大孔处理先选择合适的钻针，为后续压铜柱提供保障；再根据制作好的工程资料，将钻大孔分两次，且分别从板的两面向中间进行钻孔完成整个铜柱5通孔的钻孔处理，其相对于现有技术中一次钻孔方式，其钻孔稳定性更好，且有效避免钻大孔造成的板底部披峰和毛刺问题，使板表面光滑平整。

参照图2和图3，本发明一非限制实施例，在第一次钻孔时，所述单面铝基板1的上部为铝基面14，下部为线路面15，此时，所述铝基面14上设有盖板6，所述线路面15设有垫板7。本实施例中，第一次钻孔时，在钻孔面也即是铝基面14设置盖板6，使钻孔时，钻针先与盖板6接触运转，待钻针钻通盖板6进入铝基板时，钻针运行稳定，有效避免因设备启动不稳导致钻孔不稳定的问题，进而有效确保钻孔质量；在非钻孔面，也即是线路面15设置垫板7，有效避免铝基板底部直接与机台接触，垫板7的设置，对铝基板底面起到保护的作用，有效避免铝基板因与机台面直接接触而出现刮花板面的问题。

参照图2和图4，本发明一非限制实施例，在第一次钻孔后，将单面铝基板1翻面，使单面铝基板1的上部为线路面15，下部为铝基面14，此时，所述线路面15上设有纸皮8和盖板6，所述纸皮8在线路面15和盖板6之间，所述铝基面14放置在垫板7上，然后进行第二次钻孔。本实施例中，第二次钻孔时，此时单面铝基板1翻面，上部为线路面15，也即是第二次钻孔的钻孔面，此时线路面15上设有纸皮8和盖板6，其中纸皮8的设置，用于对线路面15起到保护作用，避免盖板6直接与线路面15接触对线路面15造成刮花或损伤，而盖板6的设置，与第一次钻孔时盖板6设置作用相同，使钻孔时，钻针先与盖板6接触运转，待钻针钻通盖板6进入铝基板时，钻针运行稳定，有效避免因设备启动不稳导致钻孔不稳定的问题，进而有效确保钻孔质量；第二次钻孔的非钻孔面，也即是此时位于单面铝基板1下部的铝基面14，其底部设置有垫板7，有效避免铝基板底部直接与机台接触，垫板7的设置，对铝基板底面也即是铝基面14起到保护的作用，有效避免铝基板因与机台面直接接触而出现刮花板面的问题。

参照图2至图4，本发明一非限制实施例，第一次钻孔和第二次钻孔的钻孔参数均为：下刀速0.3～0.4m/min；转速22～23m/min；回刀速15～16m/min。两次钻孔参数设置一致，有效确保两次钻孔后通孔的质量；其中下刀速0.3～0.4m/min，使钻针缓慢进入单面铝基板1上部的盖板6，确保钻针进入的位置精准；钻针进入盖板6后，转速参数22～23m/min开始高速旋转进行钻孔处理，待钻孔完成后，采用15～16m/min的回刀速进行回刀操作，缓慢回刀，避免回刀对已钻孔产生刮碰或损伤，确保钻孔质量。

参照图2至图4，本发明一非限制实施例，所述压铜柱处理包括如下步骤，

S1：铜柱5制作，选用紫铜材质制作成空心环状铜柱5，所述铜柱5的高度低于所述单面铝基板1的整体厚度；选用紫铜制作空心环状铜柱5，紫铜的选用，其焊接性能好，确保元器件与紫铜焊接稳定；空心环状铜柱5的制作，可使元器件脚21伸入铜柱5内与铜柱5进行焊接，进一步确保焊接质量；而铜柱5的高度低于单面铝基板1厚度设置，避免铜柱5在后续压入铜柱5通孔后凸出板面，即使铜柱5在压入铜柱5通孔后其顶部低于板面，进而使元器件脚21能完全插入铜柱5内，进一步确保元器件与铜柱5的焊接质量和稳定性。

S2：治具制作，选择FR4材料的光板，根据单面铝基板1上的孔位选择3个定位孔，再利用制作好的工程资料在光板上钻出与选定的3个定位孔相对应的治具孔，然后在治具孔中压入定位钉；选择FR4材料的光板制作治具，使后续单面铝基板1放置在治具后，其接触紧密，使定位后的单面铝基板1放置平稳，进而避免后续压铜柱出现偏差，确保压铜柱的精准度，进而为确保焊接质量提供保证。

S3：压铜柱，将单面铝基板1的3个定位孔套入治具上的定位钉上，然后将制作好的铜柱5放在单面铝基板1上的铜柱5通孔处，通过外力将铜柱5压入铜柱5通孔内，完成压铜柱处理。

参照图2至图4，本发明一非限制实施例，所述压铜柱采用压合设备或采用橡胶锤子将铜柱5压入铜柱5通孔。压铜柱可采用压合设备进行，以提高压铜柱效率；也可以采用橡胶锤子进行，其可用于少量制作，人工进行，采用橡胶锤子，有效避免损伤铜柱5。

参照图2至图4，本发明一非限制实施例，选取的紫铜纯度为99%，导热系数为390W.C/K。该紫铜导热性能和焊接性能好，确保元器件与铜柱5焊接的稳定性和质量。

参照图2至图4，本发明一非限制实施例，所述铜柱5的高度比单面铝基板1的整体厚度低30um～50um，避免铜柱5压入铜柱5通孔后凸出单面铝基板1上表面。

参照图2至图4，本发明一非限制实施例，所述铜柱5的内径与待焊接元器件的焊接孔径相适应，所述铜柱5的环形铜厚为0.2mm～0.4mm。使铜柱5在压入铜柱5通孔内后，铜柱5的内径与焊接孔径大小相适应，确保元器件脚21能顺利伸入铜柱5内，且保证焊接效果。

上述实施例仅为本发明的具体实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种单面铝基板压铜柱PCB制作工艺，包括单面铝基板制作，所述单面铝基板制作后，进行FQC/FQA检查，待检查合格后进行包装入库，其特征在于：在FQC/FQA检查之前，先对单面铝基板进行钻大孔处理和压铜柱处理，所述钻大孔处理在单面铝基板上的元器件焊位处钻NPTH孔，然后对NPTH孔进行压铜柱处理，通过压合方式将铜柱压入NPTH孔内，使NPTH孔转变为PTH孔，用于焊接固定元器件脚。

2.根据权利要求1所述的单面铝基板压铜柱PCB制作工艺，其特征在于，所述钻大孔处理包括如下步骤，

S1：选择钻针，根据待焊接元器件需要焊接的焊接孔径大小，选择比焊接孔径整体大0.4～0.5mm的钻针；

S2：钻大孔，根据制作好的工程资料，在单面铝基板上进行钻大孔，所述钻大孔分两次完成，第一次钻孔从铝基面钻孔，钻孔深度为板厚的一半；第一次钻孔完成后，第二次钻孔从线路面钻孔，钻孔深度为余下的另一半，第一次钻孔和第二次钻孔结合在一起钻出用于装入铜柱的铜柱通孔。

3.根据权利要求2所述的单面铝基板压铜柱PCB制作工艺，其特征在于，在第一次钻孔时，所述单面铝基板的上部为铝基面，下部为线路面，此时，所述铝基面上设有盖板，所述线路面设有垫板。

4.根据权利要求3所述的单面铝基板压铜柱PCB制作工艺，其特征在于，在第一次钻孔后，将单面铝基板翻面，使单面铝基板的上部为线路面，下部为铝基面，此时，所述线路面上设有纸皮和盖板，所述纸皮在线路面和盖板之间，所述铝基面放置在垫板上，然后进行第二次钻孔。

5.根据权利要求4所述的单面铝基板压铜柱PCB制作工艺，其特征在于，第一次钻孔和第二次钻孔的钻孔参数均为：下刀速0.3～0.4m/min；转速22～23m/min；回刀速15～16m/min。

6.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的单面铝基板压铜柱PCB制作工艺，其特征在于，所述压铜柱处理包括如下步骤，

S1：铜柱制作，选用紫铜材质制作成空心环状铜柱，所述铜柱的高度低于所述单面铝基板的整体厚度；

S2：治具制作，选择FR4材料的光板，根据单面铝基板上的孔位选择3个定位孔，再利用制作好的工程资料在光板上钻出与选定的3个定位孔相对应的治具孔，然后在治具孔中压入定位钉；

S3：压铜柱，将单面铝基板的3个定位孔套入治具上的定位钉上，然后将制作好的铜柱放在单面铝基板上的铜柱通孔处，通过外力将铜柱压入铜柱通孔内，完成压铜柱处理。

7.根据权利要求5所述的单面铝基板压铜柱PCB制作工艺，其特征在于，所述压铜柱采用压合设备或采用橡胶锤子将铜柱压入铜柱通孔。

8.根据权利要求6所述的单面铝基板压铜柱PCB制作工艺，其特征在于，选取的紫铜纯度为99%，导热系数为390W.C/K。

9.根据权利要求7所述的单面铝基板压铜柱PCB制作工艺，其特征在于，所述铜柱的高度比单面铝基板的整体厚度低30～50um。

10.根据权利要求8所述的单面铝基板压铜柱PCB制作工艺，其特征在于，所述铜柱的内径与待焊接元器件的焊接孔径相适应，所述铜柱的环形铜厚为0.2～0.4mm。

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