背鉆是一種特殊的控深鉆技術(shù)，用于多層PCB板的制造。例如，在12層板中，如果需要將第1層連接到第9層，通常會(huì)先進(jìn)行一次鉆孔（通孔）并沉銅，這樣會(huì)導(dǎo)致第1層直接連接到第12層。實(shí)際上，我們只需要第1層連接到第9層，第10到第12層之間沒有線路連接，形成了一個(gè)無用的柱狀結(jié)構(gòu)（稱為STUB），這會(huì)影響信號(hào)完整性。

為解決這個(gè)問題，從反面進(jìn)行二次鉆孔（背鉆），去除多余的STUB。由于后續(xù)工序中的電解過程會(huì)進(jìn)一步去除一些銅，且鉆頭本身是尖銳的，因此PCB制造商通常會(huì)保留一小段STUB，這段保留的長度稱為B值，一般在50-150微米范圍內(nèi)。這樣既能保證信號(hào)完整性，又能確保制造過程順利進(jìn)行。

一、背鉆孔定義及特性

1、背鉆孔類型

背鉆孔利用機(jī)械鉆機(jī)的深度控制功能，用較大直徑的鉆刀鉆出具有一定深度要求的NPTH孔，并鍍上孔銅。常見的背鉆孔類型有斷樁式、階梯式和非導(dǎo)通式。

2、產(chǎn)品特性

（1）在布線空間緊張的情況下，背鉆孔可以連接內(nèi)層芯板，減少出線層數(shù)，降低PCB厚度。

（2）設(shè)計(jì)背鉆孔可以減小過孔帶來的“殘樁效應(yīng)”，減少孔鏈路損耗，提高信號(hào)完整性。

3、作用

在PCB制造過程中，鍍通孔可視為線路的一部分。某些鍍通孔端部無連接，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)折回共振，引起反射、散射和延遲等問題，從而影響信號(hào)傳輸?shù)耐暾浴Ｍㄟ^背鉆孔去除這些無用的“殘樁”，可以有效減輕這些問題，保證信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量。

二、背鉆線路板產(chǎn)品類型

1、斷樁式：背鉆后不鍍銅。

2、階梯孔：背鉆后鍍銅。

3、半封背鉆孔：非導(dǎo)通孔。

三、背鉆線路板生產(chǎn)工藝流程

1、工藝流程

2、背鉆孔制作關(guān)鍵技術(shù)配置

（1）設(shè)備：具備CCD射電深控功能的大族鉆機(jī)。

（2）材料：底板、紙板、酚醛蓋板、0.125mm鋁片、皺紋膠紙。

（3）工具：鉆咀、銷釘、大力鉗、錘子。

3、深度控制能力界定

（1）工程設(shè)計(jì)評(píng)審：確保介質(zhì)層厚度 h×90% 符合最小要求。

（2）夾pin生產(chǎn)選擇：

① 當(dāng)符合電木板能力（優(yōu)先選擇）時(shí)，無需特殊標(biāo)注。

② 當(dāng)超出電木板能力時(shí)，使用夾PIN生產(chǎn)，并在指示中注明。

③ 夾PIN生產(chǎn)能力限制：板長≤29.5" 且板厚≤3.5mm。

（3）超出能力處理：工程部需與客戶協(xié)商放寬公差或提交業(yè)務(wù)評(píng)審。

4、背鉆鉆帶編程

（1）深度設(shè)定：每把刀后插入“M18 Zxx”設(shè)定下鉆深度，最后加“M19”關(guān)閉功能。

（2）拼板尺寸：當(dāng)拼板長方向≥29.5"時(shí)，分割鉆孔程序應(yīng)遵循規(guī)則：︱Ymax－Ymin︱≤29.5"，確保最大坐標(biāo)差值小于機(jī)臺(tái)加工尺寸。

5、背鉆深度值設(shè)定

（1）切片測(cè)試：一鉆后送切片至物測(cè)室，取板邊和板中間各2pcs，記錄H和h值于《鉆孔切片測(cè)試報(bào)告》。

（2）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定：鋁片平均厚度中值+下鉆深度標(biāo)準(zhǔn)中值。

（3）定位孔：夾pin方式生產(chǎn)的背鉆型號(hào)需在標(biāo)靶孔左側(cè)10mm區(qū)域加一對(duì)定位孔，雙面背鉆則在右側(cè)10mm區(qū)域再加一對(duì)。定位孔居中放置，距離板邊≤10"，并封孔制作。

6、背鉆試鉆孔制作

（1）試鉆孔位置：板邊四周每種背鉆孔各加一組6個(gè)/組的試鉆孔，標(biāo)識(shí)為Ls-m。

（2）單元間試鉆孔：拼2個(gè)或以上單元的板需在單元間加試鉆孔，離單元外形邊距離≥5mm。

（3）排列要求：多種背鉆深度、不同孔徑的孔依次對(duì)稱排列，孔壁間距25mil。

（4）焊盤設(shè)計(jì)：試鉆孔按比背鉆刀徑單邊大10mil制作，首鉆時(shí)編入鉆帶，上下板邊試鉆孔作為出進(jìn)刀孔編程。

7、受影響重點(diǎn)生產(chǎn)工序控制

（1）開料：100%全測(cè)板厚，超標(biāo)板不允許過板。

（2）壓合：

① 小于24"×28"的板采用Mass-lam壓機(jī)生產(chǎn)。

② 使用同一批次半固化片壓板。

③ IPQC負(fù)責(zé)測(cè)板厚，抽測(cè)頻率30pnl抽取6pnl。

（3）鉆孔：

① 使用具有CCD射電深控測(cè)量功能的鉆孔設(shè)備。

② 背鉆孔采用鎢鋼一體新刀，1塊/疊，下刀速0.5-1m/min，孔位精度±2mil。

③ 單面背鉆孔從相同面鉆孔，雙面按工程設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。

④ M孔（防反盲孔）制作：CS面在切片孔下方，SS面在左下角，使用1.5mm條孔刀，單獨(dú)組成一把刀，程序中標(biāo)注1.55，鉆刀補(bǔ)償Z+0.8。

（4）鍍銅：

① 一次鍍銅方式，避免二銅上錫問題。

② 槽體改造成VCP噴射方式攪拌，調(diào)整光澤劑配比。

③ 背鉆板過前后處理時(shí)，背鉆孔向下，烘干速度100-110℃，速度1-1.5m/min，減少氧化問題。

四、背鉆線路板制作關(guān)鍵技術(shù)

1、關(guān)鍵技術(shù)概述

公司在首次嘗試背鉆技術(shù)時(shí)，主要面臨以下三個(gè)難點(diǎn)：背鉆孔深度控制、背鉆孔深度公差值控制以及背鉆孔鍍銅厚度控制。通過與相關(guān)人員的技術(shù)交流，我們確定了以下關(guān)鍵控制技術(shù)。

2、背鉆孔下鉆深度設(shè)定控制

為了確保背鉆孔的下鉆深度準(zhǔn)確，需要嚴(yán)格控制溫升速率在2.0-2.5℃/min，并且保證壓合厚度的均勻性。具體步驟如下：

（1）在試樣板上進(jìn)行九點(diǎn)測(cè)量，計(jì)算板厚中值，作為背鉆孔下鉆深度的參考值之一。

（2）測(cè)量鋁片厚度并取中值，作為背鉆下鉆深度的另一個(gè)參考值。

（3）計(jì)算背鉆孔下鉆深度參數(shù)為板厚參考值加上鋁片參考值。

3、背鉆孔深度公差值控制

背鉆孔是單通孔，連接內(nèi)層芯板（L2/L3層），但不穿透L1層，因此對(duì)下鉆精度要求極高。具體措施包括：

（1）使用特殊的疊板結(jié)構(gòu)進(jìn)行鉆孔：紙墊板*2 + 1pnl覆銅板 + 鋁片 + 0.3mm酚醛蓋板。

（2）采用頂角150°槽刀，壽命控制在800hit，使用正常鉆速和起刀速，下刀速控制在0.5m/min。

（3）使用帶有CCD射電測(cè)量功能的鉆機(jī)設(shè)備，在槽刀接觸鋁片時(shí)立即計(jì)算下鉆深度，并在達(dá)到設(shè)定值時(shí)立即起刀，將公差控制在±0.05mm范圍內(nèi)。

4、背鉆孔鍍銅厚度控制

為了確保背鉆孔的鍍銅厚度符合要求，采取了以下措施：

（1）采用二次除膠工藝，減少背鉆孔內(nèi)的細(xì)小殘?jiān)⑦M(jìn)行二次沉銅以提高沉積率。

（2）板電采用低電流長時(shí)間原則，避免二銅鍍錫不均導(dǎo)致蝕刻侵蝕，影響孔銅厚度。

（3）鍍銅后，對(duì)板進(jìn)行九點(diǎn)測(cè)量，計(jì)算銅厚中值，以便在酸性蝕刻過程中根據(jù)實(shí)際銅厚調(diào)整蝕刻參數(shù)和壓力。

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審核編輯 黃宇