背钻是一种特殊的控深钻技术，用于多层PCB板的制造。例如，在12层板中，如果需要将第1层连接到第9层，通常会先进行一次钻孔（通孔）并沉铜，这样会导致第1层直接连接到第12层。实际上，我们只需要第1层连接到第9层，第10到第12层之间没有线路连接，形成了一个无用的柱状结构（称为STUB），这会影响信号完整性。
为解决这个问题，从反面进行二次钻孔（背钻），去除多余的STUB。由于后续工序中的电解过程会进一步去除一些铜，且钻头本身是尖锐的，因此PCB制造商通常会保留一小段STUB，这段保留的长度称为B值，一般在50-150微米范围内。这样既能保证信号完整性，又能确保制造过程顺利进行。
一、背钻孔定义及特性
1、背钻孔类型
背钻孔利用机械钻机的深度控制功能，用较大直径的钻刀钻出具有一定深度要求的NPTH孔，并镀上孔铜。常见的背钻孔类型有 断桩式、阶梯式和非导通式 。
2、产品特性
（1）在布线空间紧张的情况下，背钻孔可以连接内层芯板， 减少出线层数，降低PCB厚度 。
（2）设计背钻孔可以 减小过孔带来的“残桩效应”，减少孔链路损耗 ，提高信号完整性。
3、作用
在PCB制造过程中，镀通孔可视为线路的一部分。某些镀通孔端部无连接，会导致信号折回共振，引起反射、散射和延迟等问题，从而影响信号传输的完整性。通过背钻孔去除这些无用的“残桩”，可以有效减轻这些问题，保证信号传输的质量。
二、背钻线路板产品类型
1、断桩式：背钻后不镀铜。
2、阶梯孔：背钻后镀铜。
3、半封背钻孔：非导通孔。
三、背钻线路板生产工艺流程
1、工艺流程
2、背钻孔制作关键技术配置
（1） 设备： 具备CCD射电深控功能的大族钻机。
（2） 材料： 底板、纸板、酚醛盖板、0.125mm铝片、皱纹胶纸。
（3） 工具： 钻咀、销钉、大力钳、锤子。
3、深度控制能力界定
（1） 工程设计评审： 确保介质层厚度 h×90% 符合最小要求。
（2）夹pin生产选择：
① 当符合电木板能力（优先选择）时，无需特殊标注。
② 当超出电木板能力时，使用夹PIN生产，并在指示中注明。
③ 夹PIN生产能力限制：板长≤29.5" 且板厚≤3.5mm。
（3） 超出能力处理： 工程部需与客户协商放宽公差或提交业务评审。
4、背钻钻带编程
（1） 深度设定： 每把刀后插入“M18 Zxx”设定下钻深度，最后加“M19”关闭功能。
（2） 拼板尺寸： 当拼板长方向≥29.5"时，分割钻孔程序应遵循规则：︱Ymax－Ymin︱≤29.5"，确保最大坐标差值小于机台加工尺寸。
5、背钻深度值设定
（1） 切片测试： 一钻后送切片至物测室，取板边和板中间各2pcs，记录H和h值于《钻孔切片测试报告》。
（2） 标准设定： 铝片平均厚度中值+下钻深度标准中值。
（3） 定位孔： 夹pin方式生产的背钻型号需在标靶孔左侧10mm区域加一对定位孔，双面背钻则在右侧10mm区域再加一对。定位孔居中放置，距离板边≤10"，并封孔制作。
6、背钻试钻孔制作
（1） 试钻孔位置： 板边四周每种背钻孔各加一组6个/组的试钻孔，标识为Ls-m。
（2） 单元间试钻孔： 拼2个或以上单元的板需在单元间加试钻孔，离单元外形边距离≥5mm。
（3） 排列要求： 多种背钻深度、不同孔径的孔依次对称排列，孔壁间距25mil。
（4） 焊盘设计： 试钻孔按比背钻刀径单边大10mil制作，首钻时编入钻带，上下板边试钻孔作为出进刀孔编程。
7、受影响重点生产工序控制
（1） 开料： 100%全测板厚，超标板不允许过板。
（2）压合：
① 小于24"×28"的板采用Mass-lam压机生产。
② 使用同一批次半固化片压板。
③ IPQC负责测板厚，抽测频率30pnl抽取6pnl。
（3）钻孔：
① 使用具有CCD射电深控测量功能的钻孔设备。
② 背钻孔采用钨钢一体新刀，1块/叠，下刀速0.5-1m/min，孔位精度±2mil。
③ 单面背钻孔从相同面钻孔，双面按工程设计要求进行。
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条孔刀，单独组成一把刀，程序中标注1.55，钻刀补偿Z+0.8。
（4）镀铜：
① 一次镀铜方式，避免二铜上锡问题。
② 槽体改造成VCP喷射方式搅拌，调整光泽剂配比。
③ 背钻板过前后处理时，背钻孔向下，烘干速度100-110℃，速度1-1.5m/min，减少氧化问题。
四、背钻线路板制作关键技术
1、关键技术概述
公司在首次尝试背钻技术时，主要面临以下三个难点： 背钻孔深度控制、背钻孔深度公差值控制以及背钻孔镀铜厚度控制 。通过与相关人员的技术交流，我们确定了以下关键控制技术。
2、背钻孔下钻深度设定控制
为了确保背钻孔的下钻深度准确，需要严格控制温升速率在2.0-2.5℃/min，并且保证压合厚度的均匀性。具体步骤如下：
（1） 在试样板上进行九点测量 ，计算板厚中值，作为背钻孔下钻深度的参考值之一。
（2） 测量铝片厚度并取中值 ，作为背钻下钻深度的另一个参考值。
（3）计算背钻孔下钻深度参数为板厚参考值加上铝片参考值。
3、背钻孔深度公差值控制
背钻孔是单通孔，连接内层芯板（L2/L3层），但不穿透L1层，因此对下钻精度要求极高。具体措施包括：
（1）使用特殊的叠板结构进行钻孔： 纸垫板*2 + 1pnl覆铜板 + 铝片 + 0.3mm酚醛盖板 。
（2）采用顶角150°槽刀，寿命控制在800hit，使用正常钻速和起刀速， 下刀速控制在0.5m/min 。
（3）使用带有CCD射电测量功能的钻机设备，在槽刀接触铝片时立即计算下钻深度，并在达到设定值时立即起刀，将 公差控制在±0.05mm范围内 。
4、背钻孔镀铜厚度控制
为了确保背钻孔的镀铜厚度符合要求，采取了以下措施：
（1） 采用二次除胶工艺 ，减少背钻孔内的细小残渣，并进行二次沉铜以提高沉积率。
（2） 板电采用低电流长时间原则 ，避免二铜镀锡不均导致蚀刻侵蚀，影响孔铜厚度。
（3）镀铜后， 对板进行九点测量 ，计算铜厚中值，以便在酸性蚀刻过程中根据实际铜厚调整蚀刻参数和压力。
华秋DFM软件是一款专业的PCB设计和制造分析工具，旨在帮助设计师在设计阶段就发现并解决潜在的制造问题。 背钻线路板作为一种特殊类型的多层PCB ，其设计和制造过程中存在一些特定的技术挑战，利用华秋DFM软件可以高效准确的检查出设计问题和生产隐患。
比如检查背钻孔的设计是否符合制造商的工艺能力，包括孔径、位置、深度等参数；确保背钻孔与其他元件和走线之间的间距满足最小安全距离要求，避免短路或干扰；还能帮助设计师验证阻抗匹配是否正确，确保信号传输的质量；以及提供 初步的成本估算 ，帮助设计师了解不同设计方案的经济性等等。欢迎大家下载体验！
华秋DFM软件下载地址（复制到电脑浏览器打开）：
https://dfm.elecfans.com/dl/software/hqdfm.zip?from=zdwz
关注【华秋DFM】公众号，获取最新可制造性干货合集
0
/7 
工商网监
湘ICP备2023018690号
116
淘帖
0
