一种多层大尺寸高速背板的制作方法与流程

本发明涉及高速背板制作技术领域，具体为一种多层大尺寸高速背板的制作方法。

背景技术：

信息产业10G、15G技术变革，对信号高速传输、完整性提出了更高的要求，要求蚀刻精度高，阻抗控制严格。通讯基站、大型工控设备提出多层大尺寸高速背板的需求，产品技术含量高、附加价值高，众多PCB厂商都想争取该类型产品市场订单，但是，该类型高速背板在加工过程中容易出现以下问题：

1.高多层大尺寸高速印制线路板制作方法存在不足：

（1）产品尺寸超大，层数高，板材需求大，采用一次压合，若其中有一张芯板偏移，将导致整体报废，例如：48层，采用23张芯板进行制作，物料成本高，压合过程中1张芯板偏移过大将导致其余22张芯板报废，成本损失严重，导致现有线路板加工厂商不敢接此类型产品；

（2）产品层数高，厚度高，产品使用0.1mm芯板+0.05mm106半固化片压合后的总厚度＞4mm，排板层数高，不利于中间导热，造成中间产品压合温度不足，导致产品报废；

（3）大尺寸高速印制线路板尺寸大，一般在500mm×800mm以上，常规钻孔、成型机加工最大尺寸在500mm×600mm左右，无法满足要求，导致需使用采购大尺寸加工设备或者外发给其它加工商代加工，来回运输耗时，外发加工品质难管控。

2.在高速PCB产品中，为去除通孔之间形成的串扰，保证信号传输完整性，会采用背钻加工。背钻是指利用机械钻机的深度控制功能，在特定的金属化孔（PTH）上采用较大直径的钻刀加工出具有一定深度要求的非金属化孔（NPTH），以除去部分孔铜。现有PCB工厂背钻方法参差不齐，容易出现深度不足、深度过大导致报废的问题，不适用大尺寸高多层高速印制线路板的加工。

技术实现要素：

本发明提供了一种压合品质好、报废率低、成本低、检测快速、效率高的多层大尺寸高速背板的制作方法。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

一种多层大尺寸高速背板的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，工程文件设计，包括

1.1）分层压合设计，所述分层压合为根据产品层数的多少将常规的1次压合成形更改为多次压合成形方式；

1.2），钻孔、背钻、成型文件设计，将钻孔文件、背钻文件和成型文件分别设计为包括钻孔文件1、钻孔文件2、背钻文件1和背钻文件2的分次钻孔文件和包括成型文件1和成型文件2的分次成型文件；

1.3），层压结构设计，根据背钻的深度，确定需求的介层厚度；

1.4），背钻测试单元设定，在板边空白区域，设定一个与背钻位置一致的背钻深度测试单元；

第二步，高速背板的制作，根据第一步中的工程文件设计进行多层大尺寸高速背板的制作，按分层压合设计进行高速背板的多次压合形成高速背板整体；

第三步，通孔加工处理，按第一步中的分次钻孔文件进行高速背板通孔的制作，后续正常进行沉铜板电、外线制作和图电锡；

第四步，背钻加工处理，按第一步中的分次钻孔文件和背钻测试单元设定对高速背板进行分次背钻处理，后续正常进行碱性蚀刻、阻焊印刷、字符印刷和表面处理；

第五步，成型加工处理，按第一步中的分次成型文件对高速背板进行成型加工处理；

第六步，后工序处理，按常规线路板加工流程进行电测、终检后，进行包装出货。

本发明多层大尺寸高速背板的制作方法用于制作多层大尺寸高速背板，其具有如下效果：

1、本发明将现有技术中的1次压合方式更改为多次压合方式，通过使用分层分次压合设计，有效降低了层压过程中，芯板偏移报废的成本，同时有效确保层压产品压合品质；

2、本发明通过使用分层分次压合设计，有效降低了分次压合产品层数和高度，有效确保产品压合传热效果；

3、本发明分次钻孔文件和分次成型文件的设计，有效解决了大尺寸高多层高速印制线路板钻孔、成型难，需要专用大型设备的问题，使钻孔和成型采用普通双轴设备即可完成，有效减少额外生产设备投入，大大减少了外发制作成本，同时有效确保加工品质；

4、本发明背钻加工方式和背钻检测单元的设定，有效实现了品质稳定的背钻加工，减少产品报废，实现快速有效的检测，有效提升加工效率。

进一步地，所述分层压合为根据产品层数的多少将产品分成多组，分别对每组产品进行压合，然后将各组第1次分次压合后的产品依次叠板后，进行第2次总压合，得到多层大尺寸背板。

进一步地，所述钻孔、成型文件设计具体包括如下步骤，在板边的一侧上下两角位置设置第一定位孔，另一侧上下两角位置设置第二定位孔，在板边长边中部设置第三定位孔，所述第三定位孔的设置整板钻孔、成型文件分成2部分形成分次钻孔文件和分次成型文件，分次钻孔文件分别为钻孔文件1和钻孔文件2，分次成型文件分别为成型文件1和成型文件2，所述第一定位孔与第三定位孔间距与第三定位孔与第二定位孔间距不相同。

进一步地，第二步中高速背板的制作包括如下步骤：

2.1），内层芯板图形制作，按常规工艺流程进行内层芯板开料、线路制作、自动光学检测、棕化，等待进行第1次压合；

2.2），各组产品第1次分次压合，分别将各组压合所需的芯板、半固化片准备完成，分别将各组以芯板、半固化片的方式依次叠板，叠板完成后上下压合铜箔，形成第1组产品，其它组产品压合流程与第1组产品压合流程相同；

2.3），图形制作，按常规工艺流程对相邻组产品的相邻层铜箔进行线路制作、自动光学检测、棕化，等待进行第2次总压合；

2.4），第2次总压合，分别将上述经第1次压合的各组产品进行叠板，叠板完成后进行第2次总压合形成高速背板。

进一步地，第三步中通孔加工处理包括如下步骤：

3.1）第1次钻孔加工，高速背板压合成形后，按分次钻孔文件中的钻孔文件1，对高速背板进行第1次钻孔加工；

3.2）第2次钻孔加工，第1次钻孔完成后，按分次钻孔文件中的钻孔文件2，对高速背板进行第2次钻孔加工完成高速背板的通孔加工；

3.3）高速背板制作，按常规工艺进行沉铜板电、外层线路制作、图电锡工作，等待进行背钻加工。

进一步地，第四步中背钻加工处理包括如下步骤：

4.1）第1次钻孔加工，高速背板图电锡后，按分次钻孔文件中的背钻文件1，对高速背板进行第1次钻孔加工；

4.2）第2次钻孔加工，第1次钻孔完成后，按分次钻孔文件中的背钻文件2，对高速背板进行第2次钻孔加工完成高速背板的背钻。

进一步地，在第三步背钻加工处理前，需按第一步中背钻测试单元结合万用表对背钻品质进行检测和确定，具体包括如下步骤：

1）在背钻前，制作切片观察记录各层厚度，用于计算控深深度；

2）根据切片厚度对背钻测试单元进行加工，根据客户设计和要求，使用万用表测量背钻测试单元钻穿层、非钻穿层的通断情况，或者切片观察背钻测试单元背钻品质，判定首件是否满足要求；

3）若首件满足品质要求，进行正常加工，如首件不满足品质要求，根据切片调整控深深度，再制作首件进行如上步骤进行确认。

进一步地，对高速背板进行常规工序处理完成后，继续对高速背板进行后工序处理，具体按常规线路板加工流程进行碱性蚀刻、自动光学、阻焊印刷、字符喷墨和化金制作。

进一步地，高速背板后工序处理完成后，对高速背板进行成型加工处理，具体按分次成型文件中的成型文件1和成型文件2进行成型处理，成型文件1和成型文件2走线设置重合区域，所述重合区域宽度为1mm，然后采用双轴成型机进行成型加工处理。

本发明多层大尺寸高速背板的制作方法，具有如下的有益效果：

第一、本发明将现有技术中的1次压合方式更改为多次压合方式，通过使用分层分次压合设计，有效降低了层压过程中，芯板偏移报废的成本，同时有效确保层压产品压合品质；

第二、本发明通过使用分层分次压合设计，有效降低了分次压合产品层数和高度，有效确保产品压合传热效果；

第三、本发明分次钻孔文件和分次成型文件的设计，有效解决了大尺寸高多层高速印制线路板钻孔、成型难，需要专用大型设备的问题，使钻孔和成型采用普通双轴设备即可完成，有效减少额外生产设备投入，大大减少了外发制作成本，同时有效确保加工品质；

第四、本发明背钻加工方式和背钻检测单元的设定，有效实现了品质稳定的背钻加工，减少产品报废，实现快速有效的检测，有效提升加工效率。

附图说明

附图1为本发明多层大尺寸高速背板的制作方法的工艺流程图；

附图2、附图3为本发明各部分产品第1次分次压合图；

附图4为本发明第2次总压合图；

附图5为常规钻孔文件设计图；

附图6和附图7分别为本发明钻孔文件1和钻孔文件2；

附图8为常规成型文件设计图；

附图9和附图10分别为本发明成型文件1和成型文件2；

附图11为本发明L10层测试单元图形；

附图12为本发明L11层测试单元图形。

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的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明产品作进一步详细的说明。

如图1至图12所示，一种多层大尺寸高速背板的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，工程文件设计，包括

1.1）分层压合设计，所述分层压合为根据产品层数的多少将常规的1次压合成形更改为多次压合成形方式，具体地，所述分层压合为根据产品层数的多少将产品分成多组，分别对每组产品进行压合，然后将各组第1次分次压合后的产品依次叠板后，进行第2次总压合，得到多层大尺寸背板；

1.2）钻孔、背钻、成型文件设计，将钻孔文件和成型文件分别设计为包括钻孔文件1、钻孔文件2、背钻文件1和背钻文件2的分次钻孔文件和包括成型文件1和成型文件2的分次成型文件，所述钻孔、成型文件设计具体包括如下步骤，在板边的一侧上下两角位置设置第一定位孔，另一侧上下两角位置设置第二定位孔，在板边长边中部设置第三定位孔，所述第三定位孔的设置整板钻孔、成型文件分成2部分形成分次钻孔文件和分次成型文件，分次钻孔文件分别为钻孔文件1、钻孔文件2、背钻文件1和背钻文件2，分次成型文件分别为成型文件1和成型文件2，所述第一定位孔与第三定位孔间距与第三定位孔与第二定位孔间距不相同；

1.3）层压结构设计，根据背钻的深度，确定需求的介层厚度；

1.4）背钻测试单元设定，在板边空白区域，设定一个与背钻位置一致的背钻深度测试单元；

第二步，高速背板的制作，根据第一步中的工程文件设计进行多层大尺寸高速背板的制作，按分层压合设计进行高速背板的多次压合形成高速背板整体；

第三步，通孔加工处理，按第一步中的分次钻孔文件对高速背板进行分次钻孔处理；

第四步，背钻加工处理，按第一步中的分次钻孔文件和背钻测试单元设定对高速背板进行分次背钻处理；

第五步，成型加工处理，按第一步中的分次成型文件对高速背板进行成型加工处理；

第六步，后工序处理，按常规线路板加工流程进行电测、终检后，进行包装出货。

本发明多层大尺寸高速背板的制作方法用于制作多层大尺寸高速背板，其具有如下效果：

1、本发明将现有技术中的1次压合方式更改为多次压合方式，通过使用分层分次压合设计，有效降低了层压过程中，芯板偏移报废的成本，同时有效确保层压产品压合品质；

2、本发明通过使用分层分次压合设计，有效降低了分次压合产品层数和高度，有效确保产品压合传热效果；

3、本发明分次钻孔文件和分次成型文件的设计，有效解决了大尺寸高多层高速印制线路板钻孔、成型难，需要专用大型设备的问题，使钻孔和成型采用普通双轴设备即可完成，有效减少额外生产设备投入，大大减少了外发制作成本，同时有效确保加工品质；

4、本发明背钻加工方式和背钻检测单元的设定，有效实现了品质稳定的背钻加工，减少产品报废，实现快速有效的检测，有效提升加工效率。

如图1至图12所示，以48层750x480mm高速背板制备为例，该48层750x480mm高速背板的制作方法，包括如下步骤：

第一步，工程文件设计，包括

1.1）分层压合设计，结合图2至图4，将L1-48层板分为L1-24和L25-48两部分，将原有1次压合结构更改为2次压合结构，第1次压合得到L1-24和L25-48，再将L1-24和L25-48进行第2次总压合得到L1-48；

1.2），钻孔、成型文件设计，结合图5至图10,将钻孔文件和成型文件分别设计为包括钻孔文件1（见图6）和钻孔文件2（见图7）的分次钻孔文件和包括成型文件1（见图9）和成型文件2（见图10）的分次成型文件，具体地，在板工艺边增加定位孔在板边的一侧上下两角位置设置 第一定位孔，另一侧上下两角位置设置第二定位孔，在板边长边中部设置第三定位孔，第三定位孔为在板工艺边增设有定位孔，所述第三定位孔的设置整板钻孔、成型文件分成2部分形成分次钻孔文件和分次成型文件，使用常规双轴钻机、锣机即可实现大尺寸高速印制线路板的钻孔和成型加工，分次钻孔文件分别为钻孔文件1和钻孔文件2，分次成型文件分别为成型文件1和成型文件2，为了防止文件使用错误，所述第一定位孔与第三定位孔间距与第三定位孔与第二定位孔间距不相同，即是2文件的定位孔长度设置不一样，所述第一定位孔、第三定位孔间距与第三定位孔、第二定位孔间距按4:6比例设置；

1.3），层压结构设计，根据背钻的深度，确定需求的介层厚度，背钻深度≤2.0mm，需求的介层厚度需≥0.20mm（包括铜层厚度）；背钻深度＞2.0mm，需求的介层厚度需≥0.3mm（包括铜层厚度）；需求的介层厚度将根据需要钻穿层Ln（指任意一层）到未钻穿层Ln-x(x指1、2、3……)的总厚度；

1.4），背钻测试单元设定，在板边空白区域，设定一个与背钻位置一致的背钻深度测试单元，结合图11和图12，以背钻深度为L11-10，即要求钻穿L11层，但不能钻伤L10层为例，在线路层上钻首钻孔和背钻孔，所述背钻孔与首钻孔的钻孔中心相同且形成孔环，孔环制作设计为4mil，线宽设计为8mil，孔边缘间距设计为20mil，其他层的铺铜设计，按照实际背钻板的需求，对应层次的残铜率>50%，采取全铺铜设计，对应层次的残铜率≤50%,采取不留铜设计，背钻测试单元的增设，结合成用表可对背钻效果进行检测，如果背钻深度过大，L10测试孔会被钻破，导致导通孔1和2之间的线路开路，判定NG；如果背钻深度过浅，L11测试孔没被钻除，导致导通孔3和4之间的线路连接形成通路，判定NG，有效减少切片制作，提高效率；

第二步，高速背板的制作，根据第一步中的工程文件设计进行多层大尺寸高速背板的制作，按分层压合设计进行高速背板的多次压合形成高速背板整体，高速背板的制作包括如下步骤：

2.1），内层芯板图形制作，按常规工艺流程进行内层芯板开料、线路制作、自动光学检测、棕化，等待进行第1次压合；

2.2），第1次压合，将L1-48层板分为L1-24和L25-48两部分，分别将L1-24和L25-48两部分压合所需的芯板、半固化片准备完成，将L1-24部分L2-3、L4-5、…、L22-23芯板叠板，然后上下压合铜箔进行第1次压合，形成L1-24；L25-48部分压合流程与L1-24压合流程相同；

2.3），图形制作，按常规工艺流程对相邻组产品的相邻层铜箔进行线路制作、自动光学检测、棕化，等待进行第2次总压合；

2.4），第2次总压合，分别将上述经第1次压合的L1-24和L25-48进行叠板，叠板完成后进行第2次总压合形成L1-48高速背板；

第三步，通孔加工处理，按第一步中的分次钻孔文件对高速背板进行分次钻孔处理，所述通孔加工处理包括如下步骤：

3.1）第1次钻孔加工，高速背板压合成形后，按分次钻孔文件中的钻孔文件1，对高速背板进行第1次钻孔加工；

3.2）第2次钻孔加工，第1次钻孔加工完成后，按分次钻孔文件中的钻孔文件2，对高速背板进行第2次钻孔加工完成高速背板的通孔加工；

3.3）高速背板制作，按常规工艺流程进行沉铜板电、外层线路制作、图电锡工作，等待进行背钻加工；

第四步，背钻加工处理，按第一步中的分次钻孔文件和背钻测试单元设定对高速背板进行分次背钻处理,所述背钻加工处理包括如下步骤：

4.1）第1次钻孔加工，高速背板压合成形后，按分次钻孔文件中的钻孔文件1，对高速背板进行第1次钻孔加工；

4.2）第2次钻孔加工，第1次钻孔完成后，按分次钻孔文件中的钻孔文件2，对高速背板进行第2次钻孔加工完成高速背板的背钻；

第五步，成型加工处理，按第一步中的分次成型文件对高速背板进行成型加工处理，高速背板后工序处理完成后，对高速背板进行成型加工处理，具体按分次成型文件中的成型文件1和成型文件2进行成型处理，成型文件1和成型文件2走线设置重合区域，所述重合区域宽度为1mm，然后采用双轴成型机进行成型加工处理；

第六步，后工序处理，按常规线路板加工流程进行电测、终检后，进行包装出货。

在第三步背钻加工处理前，需按第一步中背钻测试单元结合万用表对背钻品质进行检测和确定，具体包括如下步骤：

1）在背钻前，制作切片观察记录各层厚度，用于计算控深深度；

2）根据切片厚度对背钻测试单元进行加工，根据客户设计和要求，使用万用表测量背钻测试单元钻穿层、非钻穿层的通断情况，或者切片观察背钻测试单元背钻品质，判定首件是否满足要求；

3）若首件满足品质要求，进行正常加工，如首件不满足品质要求，根据切片调整控深深度，再制作首件进行如上步骤进行确认。

进一步地，对高速背板进行常规工序处理完成后，继续对高速背板进行后工序处理，具体按常规线路板加工流程进行碱性蚀刻、自动光学、阻焊印刷、字符喷墨和化金制作。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。