一种通孔部分金属化的制作工艺及PCB的制作方法

一种通孔部分金属化的制作工艺及pcb
技术领域
1.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：

2.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。
3.现阶段pcb行业常规的工艺做法为：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。


技术实现要素：

4.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。
5.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种通孔部分金属化的制作工艺，包括步骤：
7.提供金属探测针、中空的阻镀件和具有通孔的印制电路板，并构建测试回路；
8.其中，所述通孔沿其轴向包括相邻接的拟非金属化孔段和拟金属化孔段，所述拟非金属化孔段和所述拟金属化孔段的交界位置为目标塞孔深度位置；
9.所述阻镀件用于塞入所述通孔并与所述通孔的拟非金属化孔段的孔壁相贴合、与所述通孔的拟金属化孔段的孔壁不贴合，以阻挡沉铜/电镀药水接触所述拟非金属化孔段的孔壁；
10.所述阻镀件的外侧壁涂覆有第一导电层，所述通孔的孔壁在目标塞孔深度位置设有第二导电层，所述第二导电层通过内层图形与金属探测针固定电连接，所述金属探测针与阻镀件的第一导电层固定电连接，使得所述第一导电层、所述第二导电层、所述金属探测针、所述第一导电层形成所述测试回路；
11.以所述拟非金属化孔段的远离所述目标塞孔深度位置的孔口为入口端，将所述阻镀件塞入所述通孔，塞入过程中实时监测所述测试回路的电连接状态，在所述电连接状态由断开状态切换为导通状态时，停止塞入所述阻镀件；
12.在停止塞入所述阻镀件后，对所述通孔进行沉铜电镀，以在所述通孔的拟金属化孔段的孔壁形成电镀层。
13.可选的，所述印制电路板上还开设有金属化测试孔，所述金属化测试孔与所述内层图形电连接，所述金属探测针部分插设于所述金属化测试孔中。
14.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，所述中空支撑管由高结晶聚丙烯hcpp制成。
15.可选的，所述通孔沿其轴向划分为两个孔段，由所述拟非金属化孔段和所述拟金属化孔段组成；所述阻镀件的长度不小于所述拟非金属化孔段的深度。
16.可选的，所述通孔沿其轴向划分为至少三个孔段，由所述拟非金属化孔段和所述拟金属化孔段交叉分布组成；
17.所述阻镀件的数量与拟非金属化孔段的数量相同且一一对应，每个阻镀件的长度与对应拟非金属化孔段的深度相等；
18.在所述阻镀件的数量为至少两个时，每个所述阻镀件对应设有一个所述目标塞孔深度位置，且每个目标塞孔深度位置形成有对应的一个所述测试回路；在将各个阻镀件分别塞入通孔时，通过对应测试回路来控制各个阻镀件的塞孔深度。
19.可选的，所述拟非金属化孔段的孔壁与对应深度位置的各内层图形之间分别制作有开窗。
20.可选的，所述阻镀件的塞孔端为斜切口。
21.可选的，所述阻镀件的外径比所述通孔的孔径单边大0.10mm-0.25mm。
22.一种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。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
24.本发明实施例，只需要根据部分金属化需求在通孔的拟非金属化孔段和拟金属化孔段的交界位置设置第二导电层，再将外侧壁涂覆有第一导电层的阻镀件塞入通孔，并基于由第一导电层和第二导电层构建的测试回路来控制塞孔深度，之后对塞入有阻镀件的通孔进行沉铜电镀，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
25.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。
26.图1为本发明实施例提供的通孔部分金属化的制作方法流程图。
27.图2为本发明实施例提供的通孔部分金属化的制作工序示意图。
28.图3为本发明实施例提供的阻镀件的剖视图。
29.附图标记说明：阻镀件1、印制电路板2、通孔3、中空支撑管11、橡胶层12、金属探测针4、第一导电层5、第二导电层6。
具体实施方式
30.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。
31.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，先在新颖的具有阻镀功能的阻镀件1侧壁涂覆第一导电层5，在拟部分金属化的通孔3内孔铜断开位置铺设第二导电层6，并构建包括第一导电层5和第二导电层6的测试回路，再将阻镀件1塞入通孔3直至测试回路的电连接状态发生转变，然后对通孔3进行常规的沉铜电镀，即可在该通孔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。
32.请结合参阅图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：
33.步骤101、提供金属探测针4、中空的阻镀件1和具有拟部分金属化的通孔3的印制电路板2，并构建测试回路；
34.其中，拟部分金属化的通孔3，沿其轴向包括相邻接的拟非金属化孔段和拟金属化孔段，拟非金属化孔段和拟金属化孔段的交界位置作为阻镀件1的目标塞孔深度位置。
35.阻镀件1，用于塞入通孔3内的目标塞孔深度位置，与通孔3的拟非金属化孔段的孔壁相贴合、与通孔3的拟金属化孔段的孔壁不贴合，以阻挡沉铜/电镀药水接触拟非金属化孔段的孔壁。
36.阻镀件1的外侧壁涂覆有第一导电层5，通孔3的孔壁在目标塞孔深度位置设有第二导电层6，第二导电层6通过内层图形与金属探测针4固定电连接，金属探测针4与阻镀件1的第一导电层5固定电连接，使得第一导电层5、所述第二导电层6、所述金属探测针4、所述第一导电层5形成一测试回路。
37.步骤102、以拟非金属化孔段的远离目标塞孔深度位置的孔口为入口端，将阻镀件1塞入通孔3，塞入过程中实时监测测试回路的电连接状态，在电连接状态由断开状态切换为导通状态时，停止塞入阻镀件1。
38.需要说明的是，塞孔过程中，在阻镀件1未到达目标塞孔深度位置时，阻镀件1外侧壁的第一导电层5与通孔3的拟非金属化孔段的孔壁部分接触，无法与处于目标塞孔深度位置的第二导电层6接触，从而导致第一导电层5与第二导电层6之间不连接，造成测试回路为断开状态；
39.在阻镀件1到达目标塞孔深度位置时，阻镀件1外侧壁的第一导电层5开始与处于目标塞孔深度位置的第二导电层6接触，使得第一导电层5与第二导电层6之间建立电连接，造成测试回路由断开状态切换为导通状态；
40.在阻镀件1从目标塞孔深度位置继续向下塞入、且尚未完全通过目标塞孔深度位置时，阻镀件1外侧壁的第一导电层5始终与第二导电层6接触连接，使得测试回路保持在导通状态；
41.在阻镀件1整体完全通过目标塞孔深度位置时，阻镀件1外侧壁的第一导电层5与第二导电层6不再接触连接，测试回路由导通状态切换为断开状态。
42.因此，本发明实施例，通过实时监测测试回路的电连接状态即可判断阻镀件1的当前所处的深度位置，进而对阻镀件1的塞孔深度进行精准控制。
43.步骤103、在停止塞入阻镀件1后，对通孔3进行沉铜电镀，以在通孔3的拟金属化孔段的孔壁形成电镀层。
44.可以理解的是，阻镀件1的外径尺寸与通孔3的孔径相匹配，这样在塞至目标塞孔深度位置时阻镀件1才能够与对应位置的通孔3孔壁相贴合，以实现针对该部分孔壁的阻镀功能。
45.沉铜电镀过程中，拟非金属化孔段由于阻镀件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，拟金属化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，仅使得通孔3的拟金属化孔段的孔壁被金属化。
46.在实际应用中，可根据实际需求来调整第二导电层6的深度位置，以实现不同的部分金属化需求。由于第二导电层6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能够精准地被控制停留于目标塞孔深度位置，因此本发明实施例能够简单精准的实现通孔3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。
47.为方便测试，印制电路板2上还开设有金属化测试孔，金属化测试孔与内层图形电连接，金属探测针4部分插设于金属化测试孔中。这样，便于金属探测针4与阻镀件1外侧壁的第一导电层5之间的电连接操作。
48.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通孔3内壁即可。
49.在一种可选的实施方式中，请参阅图3，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，实现通孔3的拟金属化孔段的孔壁表面电镀层的均匀性和平整性。
50.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。
51.另外，通孔3可沿其轴向仅划分为两个孔段，由拟非金属化孔段和拟金属化孔段组成；此时阻镀件1的长度不小于拟非金属化孔段的深度。
52.在阻镀件1的长度与拟非金属化孔段的深度基本相等时，将阻镀件1塞孔到位时阻镀件1的外端与拟非金属化孔段的孔口基本持平。这时，根据测试回路来控制塞孔深度的方式，与根据阻镀件1的外端与拟非金属化孔段的孔口是否持平的外部观察结果来控制塞孔深度的方式相比，可有效提高塞孔精度。这是由于：层压过程中，在高温高压等多种环境因素的影响下，印制电路板2上通孔3的拟非金属化孔段和拟金属化孔段的理论深度与实际深度具有一定偏差，而阻镀件1是基于拟非金属化孔段的理论深度制成，因而仅靠外部观察方式来控制塞孔深度不够精准；而本实施例提供的电导通测试方式，由于将位于拟非金属化孔段和所述拟金属化孔段的交界位置的第二导电层6作为判断依据，且该第二导电层6的深度位置不受到高温高压等各种因素的影响，因此具有较高的控制精度。
53.当然，也可选择去除阻镀件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动力模块将阻镀件1从通孔3中拔出。此时，若阻镀件1的长度大于拟非金
属化孔段的深度，在将阻镀件1塞孔到位后阻镀件1仍然有部分裸露于孔外，工作人员或者或动力模块可作用于阻镀件1的裸露于外的端部执行拔出操作，简单快捷。
54.在另一可选的实施方式中，通孔3沿其轴向划分为至少三个孔段，由拟非金属化孔段和拟金属化孔段交叉分布组成；此时，阻镀件1的数量与拟非金属化孔段的数量相同且一一对应，每个阻镀件1的长度与对应拟非金属化孔段的深度相等；在阻镀件1的数量为至少两个时，每个阻镀件1对应设有一个目标塞孔深度位置，且每个目标塞孔深度位置形成有对应的一个测试回路；在将各个阻镀件1分别塞入通孔3时，通过对应测试回路来控制各个阻镀件1的塞孔深度。
55.基于此，同一通孔3内，可以借助至少两个阻镀件1实现多个网络层。在塞孔时，可利用动力模块由内至外依次塞入各个阻镀件1，每个阻镀件1的塞孔深度控制与上述的电导通测试方式相同，此处不再赘述。
56.为有效避免拟非金属化孔段的内层图形对测试结果产生干扰，拟非金属化孔段的孔壁与对应深度位置的各内层图形之间分别制作有开窗。
57.为降低塞孔难度，阻镀件1的塞孔端为斜切口；阻镀件1的外径比所述通孔3的孔径单边大0.10mm-0.25mm。
58.综上，本发明实施例提供的通孔部分金属化的制作工艺，只需要根据部分金属化需求在通孔3的拟非金属化孔段和拟金属化孔段的交界位置设置第二导电层6，再将外侧壁涂覆有第一导电层5的阻镀件1塞入通孔3，并基于由第一导电层5和第二导电层6构建的测试回路来控制塞孔深度，之后对塞入有阻镀件1的通孔3进行沉铜电镀，即可制得部分金属化的通孔3，与现有技术方法相比较，可杜绝残留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。
59.本发明实施例还提供了一种pcb，包括通孔3，该通孔3按照上述的通孔3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3，均可应用本发明提供的解决方案。
60.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。