一种无残桩的过孔制作方法、PCB板及电子设备与流程

一种无残桩的过孔制作方法、pcb板及电子设备
技术领域
1.本发明涉及pcb(printed circuit board，印制线路板)技术领域，尤其涉及一种无残桩的过孔制作方法、pcb板及电子设备。


背景技术：

2.在电路板中一条线路从板的一面跳到另一面，连接两条连线的孔也叫过孔（区别于焊盘，边上没有助焊层）过孔也称金属化孔，在双面板和多层板中，为连通各层之间的印制导线，在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔，即过孔。在工艺上，过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属，用以连通中间各层需要连通的铜箔，而过孔的上下两面做成圆形焊盘形状。传统带有过孔的pcb板的制作流程参见图1a所示，由于开孔时开设的是通孔，然后整个通孔都镀铜，然后背钻的方式去掉多余的镀铜，过孔的残桩（stub）指的就是过孔中不走信号线的部分。在服务器设计中尤其pcie5.0高速信号互联拓扑链路中（pci-express(peripheral component interconnect express是一种高速串行计算机扩展总线标准），随着信号速率的增大，信号随着运行环境的变化，损坏也随之变化，尤其针对链路中过孔残桩（stub）的长度影响，残桩越长天线效应越大，从而信号干扰增大，直接导致链路信号完整性降低。
3.目前，传统制作过孔的方式依赖背钻去除残桩，然而背钻去掉残桩的方式存在以下问题：如果使用较大钻头的背钻难以有效背钻多余的残桩stub，还会影响被背钻层的走线空间，并且背钻面积大走线空间会相应减少；同时两个过孔间最小间距变大，增大了pcb设计难度，尤其在pcb板上空间比较拥挤的地方。另一方面，如果使用小钻头背钻，由于pcb加工时的误差，钻头可能会出现偏移，导致背钻不成功，如图1b所示。这种情况，stub仍然存在，影响信号的完整性。此外，pcb板内需背钻的信号较多时背钻误差会增大，从而导致pcb板加工成功的概率减小，废板率升高。无论是大钻头背钻还是小钻头背钻，由于工业制成上的精度控制问题，不能完全去除残桩，一般会有8-12mil的残桩残留。


技术实现要素：

4.有鉴于此，有必要针对背钻残桩无法彻底去除残桩的问题，提供了一种无残桩的过孔制作方法、pcb板及电子设备。
5.根据本发明的第一方面，提供了一种无残桩的过孔制作方法，所述方法包括：获取待开过孔的目标镀铜长度；在待开过孔位置沿pcb板厚度方向开设通孔；对所述通孔进行封堵以形成盲孔以使所述盲孔的底部距离pcb板表面距离等于所述目标镀铜长度；对所述盲孔的内壁进行镀铜形成过孔。
6.在一些实施例中，所述对所述通孔进行封堵以形成盲孔以使所述盲孔的底部距离pcb板表面距离等于所述目标镀铜长度的步骤包括：
制作与所述通孔形状匹配的插件并将所述插件从pcb板的第一表面插入所述通孔，其中，所述插件留在通孔中的长度等于所述目标镀铜长度，所述第一表面为所述待开过孔与pcb板相交的面；从与所述第一表面相对的第二表面使用树脂将所述通孔未插入所述插件的区域填满；将所述插件从通孔中移除形成盲孔。
7.在一些实施例中，所述对所述通孔进行封堵以形成盲孔以使所述盲孔的底部距离pcb板表面距离等于所述目标镀铜长度的步骤包括：制作与所述通孔形状匹配的插件并将所述插件从与pcb板的第一表面相对的第二表面插入所述通孔以形成盲孔，其中，所述插件留在通孔中的长度等于pcb板厚度与所述目标镀铜长度的差值。
8.在一些实施例中，所述插件均为弹性材质，且插入通孔后所述插件的侧壁均与通孔侧壁贴合。
9.在一些实施例中，在所述对所述盲孔的内壁进行镀铜形成过孔的步骤之前还包括：对所填充的树脂的上表面和下表面分别进行电镀填平以形成预设厚度的铜层。
10.在一些实施例中，所述方法还包括：所述插件插入通孔前在所述插件的表面涂覆脱模剂。
11.在一些实施例中，在所述对所述盲孔的内壁进行镀铜形成过孔的步骤之后方法还包括：将所述插件从通孔中移除。
12.在一些实施例中，所述pcb板的内部具有至少一个布线层，所述目标镀铜长度等于pcb板内任意布线层到pcb表面的距离。
13.根据本发明的第二方面，还提供了一种pcb板，所述pcb板包括至少一个过孔，且至少一个过孔采用以上所述的无残桩的过孔制作方法形成，所述无残桩的过孔制作方包括以下步骤；获取待开过孔的目标镀铜长度；在待开过孔位置沿pcb板厚度方向开设通孔；对所述通孔进行封堵以形成盲孔以使所述盲孔的底部距离pcb板表面距离等于所述目标镀铜长度；对所述盲孔的内壁进行镀铜形成过孔。
14.根据本发明的第三方面，还提供了一种电子设备，所述电子设备包括带有至少一个过孔的pcb板，且至少一个过孔采用以上所述的无残桩的过孔制作方法形成，所述无残桩的过孔制作方包括以下步骤；获取待开过孔的目标镀铜长度；在待开过孔位置沿pcb板厚度方向开设通孔；对所述通孔进行封堵以形成盲孔以使所述盲孔的底部距离pcb板表面距离等于所述目标镀铜长度；对所述盲孔的内壁进行镀铜形成过孔。
15.上述一种无残桩的过孔制作方法改进了传统的过孔制作工艺，在通孔镀铜之前根据预期过孔镀铜长度对通孔进行堵塞从而形成盲孔，由于可能会形成残桩的部分被遮挡，后续镀铜不会在该位置上附着铜，从而实现完全去除过孔的残桩，解决了过孔残桩对高速线信号链路的信号完整性的影响，相比于传统背钻工艺可以做到不留残桩，达到了完全去除过孔残桩的效果。
16.此外，本发明还提供了一种pcb板和一种电子设备，同样能实现上述技术效果，这里不再赘述。
附图说明
17.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他的实施例。
18.图1a为传统带过孔pcb板加工流程；图1b为采用图1a方式加工得到的过孔示意图；图2为本发明一个实施例提供的无残桩的过孔制作方法100的流程示意图；图3为本发明另一个实施例提供的pcb板加工的流程示意图；图4为本发明一个实施例提供的pcb板钻孔形成的通孔的示意图；图5为本发明一个实施例提供的pcb板上过孔的示意图；图6为本发明一个实施例提供插件的结构示意图；图7为本发明一个实施例提供的插件插入通孔形成盲孔的示意图；图8为本发明一个实施例提供的在电镀填平后过孔示意图；图9为本发明一个实施例提供的采用本发明方法制得的过孔的结构示意图。
具体实施方式
19.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
20.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
21.此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.在一些实施例中，请结合图2所示，图2示出了本发明一个实施例提供的无残桩的过孔制作方法100的流程示意图，具体来说所述方法可以包括以下步骤：步骤101，获取待开过孔的目标镀铜长度；在本实施例中，待开过孔可以是任何现有信号链路的过孔，待开过孔可以传输的信号包括但不限于是pcie（高速串行计算机扩展总线标准）、i2c（inter－integrated circuit，是内部整合电路的称呼，是一种串行通讯总线）等。目标镀铜长度可以根据设计文件或者通过理论计算的方式获得，目标镀铜长度是指过孔设计时期望的镀铜长度，例如pcb板上某个过孔在设计时预留用于连接pcb板顶层布线层到内部的第三布线层，那么此时目标铜线长度即为顶层布线层到第三布线层的距离，当然在pcb板设计时可以直接采用数值的方式定义过孔镀铜的长度。
23.步骤102，在待开过孔位置沿pcb板厚度方向开设通孔；在具体实施过程中，开设通孔可以采用现有开孔方式，例如通过钻头或者打孔器等，通孔的形状包括但不限于圆柱、棱柱等。
24.步骤103，对所述通孔进行封堵以形成盲孔以使所述盲孔的底部距离pcb板表面距离等于所述目标镀铜长度；在本实施例中，封堵通孔是指将打开的通孔中的部分区域封堵，封堵的方式包括但不限于从封堵位置处将通孔分割为两部分或者直接堵住部分通孔。
25.步骤104，对所述盲孔的内壁进行镀铜形成过孔。
26.上述一种无残桩的过孔制作方法改进了传统的过孔制作工艺，在通孔镀铜之前根据预期过孔镀铜长度对通孔进行堵塞从而形成盲孔，由于可能会形成残桩的部分被遮挡，后续镀铜不会在该位置上附着铜，从而实现完全去除过孔的残桩，解决了过孔残桩对高速线信号链路的信号完整性的影响，相比于传统背钻工艺可以做到不留残桩，达到了完全去除过孔残桩的效果。
27.在一些实施例中，前述步骤103，对所述通孔进行封堵以形成盲孔以使所述盲孔的底部距离pcb板表面距离等于所述目标镀铜长度具体包括：步骤1，制作与所述通孔形状匹配的插件并将所述插件从pcb板的第一表面插入所述通孔，其中，所述插件留在通孔中的长度等于所述目标镀铜长度，所述第一表面为所述待开过孔与pcb板相交的面；在本实施例中，插件可以采用木质、橡胶、树脂或者是具有可塑性的橡皮泥等，插入塞住的部位是后续镀铜时的部位，塞住此部位可以防止在封堵通孔时将树脂填充到镀铜位置，从而保证后续封堵时封堵位置精准，不会妨碍到镀铜区域还能够准确的封堵形成残桩的区域。第一表面和第二表面是指pcb板的两个表面，第一表面可以是布线层的最上层，也可以是布线层的底层，通常在具体实施过程中过孔都与pcb板顶层连通，因而在无特殊规定的情况下第一表面为pcb板的顶面，第二表面为pcb板的底面步骤2，从与所述第一表面相对的第二表面使用树脂将所述通孔未插入所述插件的区域填满；在具体实施过程中，树脂填充时即可以采用固态也可采用熔融态，优选的为了保证封堵效果可以预先对树脂进行加热使其融化成熔融态，然后采用熔融态的树脂填充通孔未被插件遮挡的位置，由此通孔的此部分区域可以完全填充，即有效遮挡该区域使得后续
镀铜时该区域不能附着铜，从而无法形成残桩。
28.步骤3，将所述插件从通孔中移除形成盲孔。
29.在本实施例中，通过先在通孔中需要镀铜的区域插入插件使得树脂填充时能够准确定位到填充区域，精准的将通孔分割成两部分，进而有效的对残桩形成部位进行遮挡，保证信号线走线区域不受影响，显著降低了废板率，节省资源。
30.在一些实施例中，前述步骤103，对所述通孔进行封堵以形成盲孔以使所述盲孔的底部距离pcb板表面距离等于所述目标镀铜长度具体包括：制作与所述通孔形状匹配的插件并将所述插件从与pcb板的第一表面相对的第二表面插入所述通孔以形成盲孔，其中，所述插件留在通孔中的长度等于pcb板厚度与所述目标镀铜长度的差值。
31.在本实施例中，与采用树脂封堵通孔的不同的是本实施例的插件可以直接封堵通孔，即直接将插件插入可能会形成残桩的区域，虽然封堵效果可能相比于采用树脂封堵略差，但是操作的流程较为简单，实施方便，提升通孔的制作效率。
32.需要特别说明的是，在具体实施过程中当pcb板上存在多个过孔时，可为便于快速放置和拿出各个过孔对应的插件，可以在制作插件时预留部分长度，然后根据各个过孔之间的位置关系将各过孔对应的插件一端固定在插孔板上，优选地插孔板和插件可以采用可拆卸的方式连接，对于不同的电路板只需要更换所需要长度的插件即可，使得各个插件和插孔板可反复使用。
33.在一些实施例中，所述插件均为弹性材质，且插入通孔后所述插件的侧壁均与通孔侧壁贴合。
34.在本实施例中，弹性材质可以是橡胶或者乳胶，例如对于圆柱形通孔，弹性材质的插件的孔径可以略大于通孔孔径从而使其塞入通孔的部分能够对通孔的侧壁形成积压，避免形成缝隙影响后续镀铜。
35.在又一个实施例中，在步骤104，对所述盲孔的内壁进行镀铜形成过孔的步骤之前还包括：对所填充的树脂的上表面和下表面分别进行电镀填平以形成预设厚度的铜层。
36.在一些实施例中，所述方法还包括：所述插件插入通孔前在所述插件的表面涂覆脱模剂。
37.在一些实施例中，在所述对所述盲孔的内壁进行镀铜形成过孔的步骤之后方法还包括：将所述插件从通孔中移除。
38.在上述实施例中，对于采用插件直接遮挡不需要镀铜位置的情况，采用此种方式可以防止镀铜后插件难以拔出的问题，使得最终形成的过孔内无插件残留不会影响到过孔的外观及功能。
39.在一些实施例中，所述pcb板的内部具有至少一个布线层，所述目标镀铜长度等于pcb板内任意布线层到pcb表面的距离。
40.具体举例来说，假设pcb板从顶层到底层共包括五个布线层，那么目标镀铜长度可以是中间的三个布线层到顶层布线层的距离，当然也可以是中间三个布线层到底层布线层的距离，可以保证信号传输效果，避免形成天线效应。
41.在一些实施例中，为了便于理解本发明的技术方案，下面以带有过孔的pcb板制造流程为例详细说明的本发明的方案，请参照图3所示，区别于传统pcb加工流程，本发明方法在镀铜前先进行树脂塞孔，将传统pcb加工制成流程中通孔中产生残桩处先用树脂塞住，然后在镀铜过程中只将过通孔需要镀铜的信号路径进行镀铜，从而过孔不会产生多余的残桩，无需背钻去掉多余的镀铜，由于本发明的过孔制作方法改进的是钻孔后的流程，因此对钻孔前的内容不再过多叙述，下面将过孔的制作过程分为四个部分将详细说明：第一部分：钻孔；pcb板加工过程中，经过钻孔后，在pcb板上生成通孔，此时通孔贯穿整个pcb板，但此时通孔内壁并没有铜，钻孔后的pcb如图4所示。
42.第二部分，将完成钻孔的pcb板上的通孔进行树脂塞孔，具体塞孔可以参考如下步骤：步骤a，确定通孔中生成残桩的位置。
43.对通孔进行树脂塞孔时，需要先确定每一个通孔残桩生成的位置。每一个通过孔的残桩生成位置和其本身的信号路径有关，过孔中信号经过的地方（即过孔的信号路径）需要镀铜，而信号不经过的地方不需要镀铜（若镀上铜，就会成为过孔的残桩）；如图5所示，需要确定整个pcb板上不允许有残桩的信号过孔位置以及每个过孔的信号线路径（例如pcie等高速信号）。
44.步骤b：使用插件保护通孔的信号路径；确定整个pcb板上不允许有残桩的信号过孔的位置后，根据每个过孔的信号路径制作特定的插件，插件可以参照图6所示，该插件用于pcb上通孔树脂塞孔时保护过孔的信号路径部分，避免其被树脂塞住。
45.步骤c，采用树脂对通孔中会生成残桩的位置填塞。
46.当使用插件保护好过孔信号路径需要镀铜的部分后，对剩余通孔剩余部分进行树脂塞孔，即用树脂塞满通孔，如图7所示。
47.第三部分，电镀填平，即把通孔内树脂上下表面电镀上一层铜；通孔可能会生成残桩的位置处虽然已经被树脂塞住，但仍然需要进行电镀填平。这是因为，在pcb后续生产流程中部分生产步骤会有化学试剂和pcb板进行反应，而树脂容易老化，为了避免树脂老化从而对通孔产生破坏，需要进行电镀填平，即把通孔中树脂上下表面电镀上一层铜，如图8所示。
48.第四部分，通孔镀铜形成过孔；对通孔信号路径经过部分进行沉铜，加厚铜，从而形成没有信号残桩的过孔，达到完全去除过孔残桩的目的。
49.请参照图9所示，采用本发明方法制作的过孔形成后，由于不存在残桩因而无需背钻处理，每个过孔信号路径基本上设计值相同，极大的保证了电路板上信号传输质量，降低废板率，降低生产成本。
50.上述一种无残桩的过孔制作方法至少具备以下有益技术效果：1）通过在pcb生产流程中先塞孔后电镀的方式，实现根据pcb板上信号实际走线路径，针对不同过孔分情况塞孔镀铜，从而实现完全去除过孔的残桩，没有残留残桩，解决了过孔残桩对高速线信号链路的信号完整性的影响；（2）增大了走线面积，从而减小了pcb设计走线难度，不用进行背钻，从而不会因背钻减小背钻层过孔附近的走线面积，适合各种样式的pcb板，具有较好的通用性；
（3）增加pcb板加工成功的概率，减少成本。
51.在又一个实施例中，本发明还提供了一种pcb板，所述pcb板包括至少一个过孔，且至少一个过孔采用无残桩的过孔制作方法形成，所述无残桩的过孔制作方包括以下步骤：获取待开过孔的目标镀铜长度；在待开过孔位置沿pcb板厚度方向开设通孔；对所述通孔进行封堵以形成盲孔以使所述盲孔的底部距离pcb板表面距离等于所述目标镀铜长度；对所述盲孔的内壁进行镀铜形成过孔。
52.在一些实施例中，所述对所述通孔进行封堵以形成盲孔以使所述盲孔的底部距离pcb板表面距离等于所述目标镀铜长度的步骤包括：制作与所述通孔形状匹配的插件并将所述插件从pcb板的第一表面插入所述通孔，其中，所述插件留在通孔中的长度等于所述目标镀铜长度，所述第一表面为所述待开过孔与pcb板相交的面；从与所述第一表面相对的第二表面使用树脂将所述通孔未插入所述插件的区域填满；将所述插件从通孔中移除形成盲孔。
53.在一些实施例中，所述对所述通孔进行封堵以形成盲孔以使所述盲孔的底部距离pcb板表面距离等于所述目标镀铜长度的步骤包括：制作与所述通孔形状匹配的插件并将所述插件从与pcb板的第一表面相对的第二表面插入所述通孔以形成盲孔，其中，所述插件留在通孔中的长度等于pcb板厚度与所述目标镀铜长度的差值。
54.在一些实施例中，所述插件均为弹性材质，且插入通孔后所述插件的侧壁均与通孔侧壁贴合。
55.在一些实施例中，在所述对所述盲孔的内壁进行镀铜形成过孔的步骤之前还包括：对所填充的树脂的上表面和下表面分别进行电镀填平以形成预设厚度的铜层。
56.在一些实施例中，所述方法还包括：所述插件插入通孔前在所述插件的表面涂覆脱模剂。
57.在一些实施例中，在所述对所述盲孔的内壁进行镀铜形成过孔的步骤之后方法还包括：将所述插件从通孔中移除。
58.在一些实施例中，所述pcb板的内部具有至少一个布线层，所述目标镀铜长度等于pcb板内任意布线层到pcb表面的距离。
59.在一些实施例中，本发明还提供了一种电子设备，所述电子设备可以包括带有至少一个过孔的pcb板，且至少一个过孔采用无残桩的过孔制作方法形成，所述无残桩的过孔制作方包括以下步骤：获取待开过孔的目标镀铜长度；在待开过孔位置沿pcb板厚度方向开设通孔；对所述通孔进行封堵以形成盲孔以使所述盲孔的底部距离pcb板表面距离等于所
述目标镀铜长度；对所述盲孔的内壁进行镀铜形成过孔。
60.在一些实施例中，所述对所述通孔进行封堵以形成盲孔以使所述盲孔的底部距离pcb板表面距离等于所述目标镀铜长度的步骤包括：制作与所述通孔形状匹配的插件并将所述插件从pcb板的第一表面插入所述通孔，其中，所述插件留在通孔中的长度等于所述目标镀铜长度，所述第一表面为所述待开过孔与pcb板相交的面；从与所述第一表面相对的第二表面使用树脂将所述通孔未插入所述第一插件的区域填满；将所述插件从通孔中移除形成盲孔。
61.在一些实施例中，所述对所述通孔进行封堵以形成盲孔以使所述盲孔的底部距离pcb板表面距离等于所述目标镀铜长度的步骤包括：制作与所述通孔形状匹配的插件并将所述插件从与pcb板的第一表面相对的第二表面插入所述通孔以形成盲孔，其中，所述插件留在通孔中的长度等于pcb板厚度与所述目标镀铜长度的差值。
62.在一些实施例中，所述插件均为弹性材质，且插入通孔后所述插件的侧壁均与通孔侧壁贴合。
63.在一些实施例中，在所述对所述盲孔的内壁进行镀铜形成过孔的步骤之前还包括：对所填充的树脂的上表面和下表面分别进行电镀填平以形成预设厚度的铜层。
64.在一些实施例中，所述方法还包括：所述插件插入通孔前在所述插件的表面涂覆脱模剂。
65.在一些实施例中，在所述对所述盲孔的内壁进行镀铜形成过孔的步骤之后方法还包括：将所述插件从通孔中移除。
66.在一些实施例中，所述pcb板的内部具有至少一个布线层，所述目标镀铜长度等于pcb板内任意布线层到pcb表面的距离。
67.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
68.以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
69.应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
70.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非
旨在暗示本发明实施例公开的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。