一种高速信号过孔结构与制作工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种过孔及其制作方法，尤其是一种高速信号过孔结构与制作工艺。
【背景技术】
[0002]在多层互连PCB的设计中，通过布置过孔可以将各层需要连通的导线于过孔处连通起来。该过孔也称金属化孔，通常在过孔的圆柱形孔壁上镀有一层金属，用以连通各层需要连通的铜箔。对于低频信号的传输，在多层互连PCB设计中，以常规圆柱形过孔的布线互连即可满足低频信号传输要求。
[0003]随着信号传输速度和频率的提高，当信号频率高于4GHz后，由于过孔残端的影响，信号容易出现谐振，使得插入损耗增大。因此，目前多是通过对金属化孔进行背钻，以减少残端长度，来降低残端影响。然而，随着PCB高速信号多层互连布线密度的提升，单纯减少残端长度已经不能满足高频信号传输要求。
[0004]信号传输会受到传输线路尺寸、形状、阻抗一致性等方面的影响。在常规多层互连PCB的布线设计中，过孔与各层连接的转角位置A均为90°直角布线。而对于存在高频信号高速传输的多层互连PCB，各高频信号线分别位于不同层，因此需要通过过孔将相邻的两高频信号线连接起来。通常是通过过孔将两相邻的高频信号线所在层连接起来，并且过孔与高速信号线所在层的转角位置A为90°直角布线，该直角布线会增强高频信号反射，使损耗进一步增大，造成高频信号失真。因此，随着信号传输频率与速度的进一步提升，单纯减少残端长度已经不能满足高频信号传输要求，还需要考虑过孔与高频信号线转层的转角位置A的布线角度对信号失真的影响。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明的目的旨在于提供一种高速信号过孔结构与制作工艺，以降低信号反射，提高高速信号传输质量。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]—种高速信号过孔结构，所述过孔结构为阶梯孔，该阶梯孔具有一个以上的锥形阶梯面，该锥形阶梯面用于与高速信号线的端部连接，并且锥形阶梯面与高速信号线所在层连接处的转角位置A为钝角布线。
[0008]优选的，所述钝角的角度在135°?150°之间。
[0009]—种高速信号过孔结构的制作工艺，包括以下步骤:
[0010](S1)确定高速信号线所在层及高速信号线端部位置；
[0011](S2)获得高速信号线所在层与表层或底层距离d，并确定高速信号线端部在表层或底层的对应位置0;
[0012](S3)采用锥形阶梯钻刀在所述位置0处竖直下钻，控制锥形阶梯钻刀的下钻深度，使锥形阶梯钻刀的锥形阶梯段与高速信号线的端部连接，形成一具有锥形阶梯面的阶梯孔；
[0013](S4)采用沉铜或电镀金属化阶梯孔；
[0014](S5)对金属化后的阶梯孔进行背钻，控制残端长度小于15mi 1。
[0015]优选的，所述步骤S3中的锥形阶梯钻刀采用包括小刀段、锥形阶梯段和大刀段的钻刀，其中，锥形阶梯段呈圆台状，该锥形阶梯段的顶面与小刀段远离刀尖的一端连接，锥形阶梯段的底面与大刀段的一端连接。
[0016]优选的，所述锥形阶梯段的侧面与顶面的夹角在135°?150°之间。
[0017]—种高速信号过孔结构的制作工艺，包括以下步骤:
[0018](S1)确定高速信号线所在层及高速信号线端部位置；
[0019](S2)获得高速信号线所在层与表层或底层的距离d，并确定高速信号线端部在表层或底层的对应位置0;
[0020](S3)沿位置0的竖直方向钻等截面通孔；
[0021](S4)采用截面面积大于通孔截面面积的锥形刀在位置0处竖直下钻，控制锥形刀的下钻深度，使锥形刀的锥形刀尖段与高速信号线所在层相连，形成一具有锥形阶梯面的阶梯孔；
[0022](S5)采用沉铜或者电镀金属化阶梯孔；
[0023](S6)对金属化后的阶梯孔进行背钻，控制残端长度小于15mi 1。
[0024]优选的，所述步骤S4中的锥形刀采用具有呈圆锥状锥形刀尖段的钻刀，其中，锥形刀尖段的锥角在60°?90°之间。
[0025]相比现有技术，本发明的有益效果在于:
[0026]通过在相邻高速信号线所在层的转角位置A进行钝角布线，可降低信号反射，避免信号失真，从而提高高速信号传输质量。
【附图说明】
[0027]图1为现有的通孔图；
[0028]图2为现有的背钻图；
[0029]图3为实施例一的爆炸图；
[0030]图4为实施例一的爆炸图；
[0031 ]图5为实施例一的阶梯孔结构图；
[0032]图6为本发明的锥形阶梯钻刀结构图；
[0033]图7为实施例二的阶梯孔结构图；
[0034]图8为实施例三的阶梯孔结构图；
[0035]图9为一种高速信号过孔结构的制作工艺流程图；
[0036]图10为一种高速信号过孔结构的制作工艺流程图；
[0037]图中:1、通孔；2、阶梯孔；3、锥形阶梯钻刀；31、小刀段；32、锥形阶梯段；33、大刀段。
【具体实施方式】
[0038]下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本发明做进一步描述:
[0039]实施例一:
[0040]请参见图1，需要将La层的高速信号线与Ln层的高速信号线连接起来，其中，a和η分别对应不同的层数，并且a<n，a>l且η小于总层数。常规做法是从设计图中获得La层的高速信号线端部与Ln层中对应的高速信号线端部连接的交汇位置，并分析该交汇位置在PCB表层对应的位置0，从而在位置0处竖直下钻，形成一圆柱形通孔1。对通孔1金属化后，SP对通孔1沉铜或板镀后，该通孔1即可使La层的高速信号线与Ln层的高速信号线连通，并且通孔1与La层、Ln层连接处的转角位置A均为90°直角布线。为了降低残端影响，如图2所示，会对金属化后的通孔1进行背钻2，以减少插入损耗。随着高频信号传输频率和速度的进一步提升，单纯减少残端长度已不能满足高频信号的传输要求。
[0041]请参见图3至图5，针对上述现有技术无法解决的问题，实施例一从信号传输效果与传输线路之间的关联情况考虑，改变圆柱形通孔1形状形成一具有两个锥形阶梯面的阶梯孔2，该阶梯孔2的锥形阶梯面分别与La层、Ln层连接，并且使锥形阶梯面与La层、Ln层连接处的转角位置A为钝角布线，从而可降低信号在转角位置A的反射率，使因反射信号造成的信号失真情况减少。并且，为了进一步降低所述反射率，可控制钝角角度在135°?150°之间。
[0042]为了加工出实施例一中的具有两个锥形阶梯面的阶梯孔2，需要依次进行以下步骤。首先需要根据设计图确定La层距离表层L1的距离dl、La层上高速信号线端部在表层L1对应的位置01、以及Ln层距离底层L的距离d2和Ln层上需与La层高速信号线端部连接的高速信号线端部在底层L对应的位置02。而后续对于具有两个锥形阶梯面的阶