一种PCB板阶梯孔背钻残端控制方法与流程

文档序号：23506718发布日期：2021-01-01 18:16阅读：177来源：国知局

技术领域：

本发明涉属于pcb板制作领域，尤其涉及一种pcb板阶梯孔背钻残端控制方法。

背景技术：
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随着5g高速产品的发展，pcb朝向高密度、高集成方向前进，特别是对高层数、高布线密度、低残端(stub)需求越来越多，一种提高布线密度的方法是通过阶梯背钻，通过小孔再控深钻，再用与控深钻孔径等大的背钻孔径加工；相对常规背钻孔径较通孔大造成空间的浪费。

比如0.4mm的通孔为例，常规上使用0.4mm钻刀，通过沉铜、电镀在孔壁上镀上一层铜；为控制stub，一般需要使用比通孔大0.2mm的钻刀(0.6mm)从背面进行背钻，才能保证把多余的孔铜铜壁钻掉。而采用阶梯孔+背钻的形式；先钻0.2mm的通孔，再通过0.4mm钻刀控深钻，钻穿目标导通层，再沉铜+电镀；电镀后进行背钻，此时只需比小孔大0.2mm的钻刀(0.4mm)；这样可以大幅降低背钻孔直径，在离孔更近的地方布线。

而在阶梯孔布加工时，受到钻孔精度影响，业内钻机对准度按六西格玛计算(+/-3σ)，孔位精度在+/-0.075mm。因此，一般控深孔和背钻孔较通孔单边大0.075-0.125mm。虽然背钻孔刀径较通孔大可以完全保证小孔孔铜被去除，但是在与控深孔等大时，存在如下一些缺陷，当背钻相对控深孔有偏位时，按照常规背钻stub控制，客户要求stub＜0.254mm长度，一般板边测试coupon控制stub在中值0.127mm左右；按照常规控制，当板边背钻与控深钻没有偏位，图形某一处有偏位时，可能出现焊环开路等可靠性风险。

为规避阶梯背钻这一风险，需要更加精准深度控制。因常规背钻钻刀可以覆盖钻孔孔位偏差影响，受影响的因素主要有板厚极差，在测试coupoun的切片确认stub大于板厚极差即可保证不会开路的风险；但对于阶梯背钻孔，除了板厚极差，还存在孔偏造成局部开路风险。

一种阶梯孔背钻stub控制方法，先通过“机械钻通孔-控深钻孔-沉铜-电镀-背钻”流程实现。机械钻通孔和孔深钻孔可选择同一套定位孔，钻完通孔后继续进行控深孔提高对位精度一般控深钻的刀径较通孔大0.075～0.1mm，保证控深钻孔和通孔的对位精度。而在背钻时，背钻比通孔单边大0.075～0.125mm，受到背钻钻孔精度的影响，背钻可以完全把通孔覆盖，但背钻与控深孔存在对位偏差；当背钻从控深孔的背面进行对钻时，会出现错位，常规的stub首板确认会造成局部孔壁钻开的风险，且另一侧孔壁残端过长等缺陷。

技术实现要素：
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本发明的目的在于提供一种pcb板阶梯孔背钻残端控制方法，本发明通过各相关条件的限定，确定了背钻深度的范围，以保证背钻stub长度且不伤及控深段铜柱。

为解决上述问题，本发明的技术方案是：

一种pcb板阶梯孔背钻残端控制方法，包括如下步骤：

步骤一、机械钻对pcb板钻通孔，通孔的直径为r；钻通孔的钻刀刀尖角为；

步骤二、与通孔同轴进行控深钻，控深钻钻刀直径为r且r＞r；

步骤三、沉铜；

步骤四、电镀；

步骤五、与通孔同轴进行背钻；背钻的钻刀直径为r，背钻目标层到板面的距离为h1，背钻深度为h，控深钻目标层到板面的距离为l＝h-h1；h表示pcb板的厚度；控深钻深度为h2；

其中，控深钻时，控制控深钻深度为h2>l+r/2*cot(/2)+最大stub值+b，b表示安全距离；

在对位不偏的情况下，背钻深度h>h1+r/2*cot(/2)+σ2*h1/h+c，c表示背钻安全距离；σ2表示板厚极差；

要求b+stub的长度≥σ2*l/h+c；σ表示背钻钻刀偏差距离；

stub的长度≥σ2*l/h+c+b，且stub的长度处于预设要求范围内；

控制0.025-σ2*l/h≤b≤0.15-σ2*l/h；

当背钻相对控深钻偏移σ时，限定背钻深度h>h1+(r/2-σ)*cot(/2)+σ2*h1/h+c。

进一步的改进，所述stub的长度预设要求范围为0.05mm～0.25mm。

进一步的改进，b处于0.05mm～0.25mm之间。

本发明的优点：

本发明通过各相关条件的限定，确定了背钻深度的范围，以保证背钻stub长度且不伤及控深段铜柱。

附图说明：

图1为背钻无偏位的示意图；

图2为背钻偏位的示意图。

具体实施方式：

本发明的钻孔流程如下：

如图1和图2所示，设，板厚h，背钻和控深钻钻刀直径为r，小孔直径为r；钻刀刀尖角为θ；背钻目标层到板面为h1，背钻深度h；控深钻目标层到板面为l＝h-h1,控深钻深度为h2；要求stub介于0.05mm～0.25mm。背钻钻刀偏差距离为σ；板厚极差为σ2。

主要控制要求(1)：控深深度为h2>l+r/2*cot(θ/2)+最大stub值+b(安全距离)；

(2)：在对位不偏的情况下，背钻深度h>h1+r/2*cot(θ/2)+σ2*h1/h+c(背钻安全距离)；

(3)要求：b+stub≥σ2*l/h+c

(4)一般c值在0.025～0.1mm；stub≥σ2*l/h+c+b介于0.05mm～0.25mm，所以b介于0.025-σ2*l/h～0.15-σ2*l/h。

(5)当背钻相对控深钻偏移σ时，背钻深度h>h1+(r/2-σ)*cot(θ/2)+σ2*h1/h+c(背钻安全距离)。

如上步骤才能保背钻不伤及控深段的孔铜及目标层的焊盘。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种pcb板阶梯孔背钻残端控制方法，其特征在于，包括如下步骤：