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PCB板埋孔的填孔方法
  1. [ 日期:2017-11-20 查看次数:65 ]

本文转自网络,由源兴光学整理编辑

 一般我们经常看到的PCB导孔有三种,分别为:

  通孔:Plating Through Hole 简称 PTH,这是最常见到的一种,你只要把PCB拿起来对着灯光,可以看到亮光的孔就是「通孔」。这也是最简单的一种孔,因为制作的时候只要使用钻头或雷射直接把电路板做全钻孔就可以了,费用也就相对较便宜。可是相对的,有些电路层并不需要连接这些通孔,比如说我们有一栋六层楼的房子,我买了它的三楼跟四楼,我想要在内部设计一个楼梯只连接三楼跟四楼之间就可以,对我来说四楼的空间无形中就被原本的一楼连接到六楼的楼梯给多用掉了一些空间。所以通孔虽然便宜,但有时候会多用掉一些PCB的空间。

  盲孔:Blind Via Hole,将PCB的最外层电路与邻近内层以电镀孔连接,因为看不到对面,所以称为「盲通」。 为了增加PCB电路层的空间利用,应运而生「盲孔」制程。这种制作方法就需要特别注意钻孔的深度(Z轴)要恰到好处,不可此法经常会造成孔内电镀困难所以几乎以无厂商采用;也可以事先把需要连通的电路层在个别电路层的时候就先钻好孔,最後再黏合起来,可是需要比较精密的定位及对位装置。

埋孔:Buried hole, PCB内部任意电路层的连接但未导通至外层。这个制程无法使用黏合後钻孔的方式达成,必须要在个别电路层的时候就执行钻孔,先局部黏合内层之後还得先电镀处理,最後才能全部黏合,比原来的「通孔」及「盲孔」更费工夫,所以价钱也最贵。这个制程通常只使用於高密度(HDI)电路板,来增加其他电路层的可使用空间。

 

关于PCB板的埋孔,有哪些填孔方法?

随着PCB板的不断发展,在如今的PCB板制备工艺中,为满足一些高端电子产品的需求,需要将PCB板制作的更轻薄更精密化,尤其是当PCB板本身承载的功率更小时,对PCB板上的导通孔和线路要求更高,线路、导通孔以及焊盘都力求精简,有些客户将PCB板上的焊盘与导通孔的位置设计在一起,也即导通孔位于焊盘位置上,或者焊盘与导通孔的位置有部分重叠,为了保证焊盘的平整度就需要将此导通孔内填满铜,形成埋孔,但在填满铜的过程中,为保证埋孔的电气性能,要求埋孔内不能存在空隙和气泡。

现有技术的PCB板制备工艺中,导通孔为圆柱形,在导通孔内镀铜来填满铜的过程中,通常直接向导通孔内通负电;由CuSO4、H2SO4、HCl混合液形成的电镀液喷入导通孔内,在负电的作用下,导通孔内电镀液中的Cu2+得到电子吸附在导通孔的内壁上;鉴于导通孔为圆柱形,其底部开口、顶部开口的孔径相同,在接通电流后,很容易在导通孔底部开口、顶部开口处产生电流尖端放电效应,使圆柱形导通孔的底部开口、顶部开口处首先镀上铜,并封住导通孔的顶部开口、底部开口处,使部分电镀液被包裹在导通孔的内部,导致导通孔内存在空隙,铜无法填充满整个导通孔;此外,由于电镀液中的H2SO4、HCl溶液中的H+在负电作用下,得到电子形成氢气,在不断通负电时,铜吸附在导通孔内的过程中,不可避免地将形成的氢气包裹在镀铜层内,形成气泡,难以满足将导通孔与焊盘合二为一的需求,从而使PCB板埋孔的电气性能差,影响PCB板的整体电气性能。

因此,克服现有技术中PCB板埋孔的电气性能差的缺陷,从而提供一种能够提高埋孔电气性能的填孔方法是十分有必要的。

PCB板埋孔的填孔方法,包括如下步骤:

PCB板的基板上的导通孔内壁面上形成铜模,所述导通孔上具有孔径小于其它部分的孔径的尖端位置;

从导通孔的与尖端位置相对设置的开口处向所述尖端位置处喷电镀液;

在尖端位置处依次通负脉冲直流电和正脉冲直流电,并且通负脉冲直流电的时间大于通正脉冲直流电的时间,以在导通孔内填满镀铜形成埋孔。

上述PCB板埋孔的填孔方法,所述尖端位置设置在导通孔的底部开口处,或顶部开口处,或中部。

上述PCB板埋孔的填孔方法,所述导通孔的纵截面形状为一个梯形,或两个对称设置且短边重合的梯形。

上述PCB板埋孔的填孔方法,所述尖端位置设置在导通孔的中部,所述从导通孔的与尖端位置相对设置的开口处向所述尖端位置处喷电镀液的步骤中,电镀液从导通孔的顶部开口、底部开口两端喷向尖端位置处。

上述PCB板埋孔的填孔方法,在PCB板的基板上的导通孔内壁面上形成铜膜的步骤中,所述铜膜的厚度为3μm-5μm。

上述PCB板埋孔的填孔方法,导通孔的高度与导通孔的最大孔径的比值为0.5-2,电镀液喷出的速度为6L/s-16L/s。

上述PCB板埋孔的填孔方法,在导通孔形成埋孔之后,对导通孔的开口处进行表面处理,使导通孔的表面与PCB板的基板上设置的焊盘表面平齐。

上述PCB板埋孔的填孔方法,在所述在尖端位置处依次通负脉冲直流电和正脉冲直流电,并且通负脉冲直流电的时间大于通正脉冲直流电的时间,以在导通孔内填满镀铜形成埋孔的步骤之中,通负脉冲直流电的时间与通正脉冲直流电的时间之比由3:1逐渐过渡到6:1。

上述的一种PCB板中,所述埋孔的纵截面形状为一个梯形,或两个对称设置且短边重合的梯形。

PCB板的制备方法,包括如下步骤:

在基板上形成预制的导通孔;

对基板表面进行整板第一次镀铜处理,形成第一镀铜层;

在基板表面覆盖遮挡膜,以遮挡基板上不需要进行填孔处理的位置,并暴露需要进行填孔处理的导通孔;

采用上述任一项所述的填孔方法,对暴露出来的导通孔进行填孔,以形成埋孔,并使埋孔的表面与基板表面上的第一镀铜层的表面平齐;

去除基板上的遮挡膜;

在基板的第一镀铜层上形成预制线路。

所述PCB板的制备方法,在基板上形成预制的导通孔的步骤中,采用激光器产生的激光钻出预制的导通孔。

本发明的技术方案,具有如下优点:

1.该填孔方法,在PCB板的基板上的导通孔内壁面上形成铜膜,导通孔上具有孔径小于其他部分的孔径的尖端位置,从导通孔的与尖端位置相对设置的开口处向尖端位置处喷电镀液;在尖端位置处依次通负脉冲直流电和正脉冲直流电,并且通负脉冲直流电的时间大于通正脉冲直流电的时间,以在导通孔内填满镀铜形成埋孔。

PCB板埋孔的填孔方法,将导通孔沿轴线方向上设置一处尖端位置,对尖端位置处通负脉冲直流电时,也即通负电,电镀液中的Cu2+得到电子形成Cu,由于金属尖端放电效应,Cu首先电镀在尖端位置;之后再通正脉冲直流电,也即通正电,电镀在尖端位置的Cu失去电子形成Cu2+,再溶入到电镀液中,将尖端位置处电镀上的镀铜内含有的气泡排出;同时,采用脉冲直流电,电流不断的变化也有助于电镀上镀铜或者溶解镀铜过程中气泡的排出;依次通负脉冲直流电和正脉冲直流电,并且通负脉冲直流电的时间大于通正脉冲直流电的时间,使电镀上的镀铜大于溶解在电镀液中的镀铜,以使在尖端位置处电镀上不含有气泡的镀铜,随着时间的推移,金属尖端放电效应的强度减弱,导通孔内从尖端位置向与尖端位置相对设置的开口处逐渐电镀上镀铜,减少空隙产生的概率,避免像现有技术填孔方法在导通孔内形成空隙,从而能够在导通孔内填满镀铜,来提高PCB板埋孔的电气性能。

2.该PCB板埋孔的填孔方法,尖端位置设置在导通孔的中部,从导通孔的与尖端位置相对设置的开口处向尖端位置处喷电镀液的步骤中,电镀液从导通孔的顶部开口、底部开口两端喷向尖端位置处。这种结构的导通孔,在电镀铜时,从导通孔的顶部开口、底部开口向中部的尖端位置处喷电镀液,来提高导通孔内电镀上镀铜的效率。

3.该PCB板埋孔的填孔方法,导通孔的纵截面形状为一个梯形,或两个对称设置且短边重合的梯形。采用这种结构的导通孔来代替现有技术中的圆柱形导通孔,在梯形的短边处形成一个尖端位置,一方面使导通孔内填满镀铜形成的埋孔内没有空隙和气泡,使埋孔的电气性能优良,另一方面便于在PCB板的基板上加工制造出此形状的导通孔。

4.该PCB板,具有埋孔,此埋孔采用上述记载的任意一种的填孔方法制备而成,来提高PCB板的整体电气性能。进一步,埋孔的纵截面形状为一个梯形,或两个对称设置且短边重合的梯形,便于由PCB板上的导通孔内填满镀铜后形成埋孔之前,在基板上加工制造出此形状的导通孔。

5.该PCB板制备方法,在基板上形成导通孔,对基板表面进行整板镀铜处理,形成第一镀铜层,在基板表面覆盖遮挡膜以遮挡基板上不需要进行填孔处理的位置,并暴露需要进行填孔处理的导通孔。采用上述填孔方法对暴露出来的导通孔进行填孔,使填满镀铜的导通孔的表面与基板表面上第一镀铜层平齐;去除基板上的遮挡膜,在基板的第一镀铜层上形成预制线路。

PCB板的制备方法,遮挡膜将PCB板的基板表面遮挡,只露出需要填满镀铜的导通孔,采用上述记载的任意一种填孔方法对暴露出来的导通孔进行填满镀铜处理,以形成埋孔,并且埋孔内不存在空隙和气泡,从而提高埋孔的电气性能,进一步提高PCB板整体的电气性能。

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