為什么六層板需要二次鉆孔工藝？

多層板設(shè)計可以在有限的空間內(nèi)實現(xiàn)更多的電氣連接，提高信號完整性，優(yōu)化電源分布。在這些設(shè)計中，六層板是一種常見的中等復(fù)雜度結(jié)構(gòu)，廣泛用于工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)通信、醫(yī)療設(shè)備和高端消費電子。

六層板不僅層數(shù)多，而且各層之間常有特定的連接需求。這些連接往往需要通過盲孔、埋孔等特殊結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。而傳統(tǒng)的單次鉆孔方式無法滿足所有層間連接的要求。因此，“二次鉆孔工藝”應(yīng)運而生。

在六層板中，通常存在以下幾種連接需求：

• 表層到中間層的信號線；

• 中間層之間的電源平面連接；

• 特定元件焊盤需要避開某些層的電氣干擾。

一次鉆孔難以滿足這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，使用二次鉆孔（Second Drilling）就成為必要手段。這項工藝雖然增加了工序，但能在不增加板厚的前提下，實現(xiàn)多層可靠互連。

二次鉆孔的基本技術(shù)原理

什么是二次鉆孔

二次鉆孔，指的是在完成部分層壓之后，先進行一次鉆孔和電鍍，之后再進行剩余層壓和再次鉆孔的過程。這種方式可以實現(xiàn)層間結(jié)構(gòu)更靈活的互聯(lián)設(shè)計。

與之相對的是一次鉆孔，即所有層壓完成后統(tǒng)一鉆孔。但一次鉆孔無法制作盲孔和埋孔，也不利于控制孔徑精度和孔內(nèi)質(zhì)量。

二次鉆孔的典型應(yīng)用結(jié)構(gòu)

在六層板中，常見的二次鉆孔結(jié)構(gòu)如下：

• 埋孔結(jié)構(gòu)：比如從內(nèi)層2到內(nèi)層3形成連接，稱為埋孔，這類孔不能貫穿整個板體；

• 盲孔結(jié)構(gòu)：比如從表層到內(nèi)層2的連接，孔深有限，無法貫通底層；

• 階梯孔結(jié)構(gòu)：有時為了連接多個不同深度的層，需要設(shè)計不等深的盲孔，這種情況更依賴多次鉆孔工藝。

這些結(jié)構(gòu)都無法通過單次鉆孔完成。只有通過分段式鉆孔工藝，才能形成這樣的多層連接。

二次鉆孔的工藝流程詳解

整個二次鉆孔的工藝過程，通常包含以下幾個主要階段：

一、分段式層壓設(shè)計

在六層板中，不是一次將所有六層疊壓在一起，而是采用**“分層疊壓”**方式。例如：

• 第一步：先將內(nèi)層2~5層進行層壓，形成一個中間結(jié)構(gòu)；

• 第二步：在這四層的中間結(jié)構(gòu)上鉆孔（例如埋孔）并電鍍；

• 第三步：再將外層1、6加上去，進行第二次層壓；

• 第四步：在此基礎(chǔ)上進行二次鉆孔（例如通孔或盲孔）并完成后續(xù)工序。

通過這種方式，可以在不增加板厚的前提下，制作復(fù)雜的內(nèi)層互聯(lián)結(jié)構(gòu)。

二、第一次鉆孔（埋孔鉆孔）

完成第一次四層結(jié)構(gòu)疊壓后，對指定位置進行第一次鉆孔。這次鉆孔主要用來制作埋孔，連接中間的層，比如L2–L3、L3–L4等。

注意事項：

• 鉆孔深度需要精準(zhǔn)控制；

• 鉆孔位置必須與后續(xù)層對齊；

• 在鉆孔前應(yīng)完成圖形轉(zhuǎn)移和蝕刻，避免后期對位困難。

完成鉆孔后，需進行孔壁處理、電鍍銅，形成可靠的金屬通路。

三、第二次層壓（壓合外層）

完成第一次鉆孔并電鍍后，將頂層和底層（L1和L6）壓合到之前的結(jié)構(gòu)上。此步驟完成后，整個六層板的結(jié)構(gòu)才算完整。

需要特別注意：

• 第二次層壓要確保各層之間的介質(zhì)均勻，防止鼓包或滑移；

• 控制層壓溫度、壓力，避免損傷已電鍍好的埋孔。

四、第二次鉆孔（通孔或盲孔）

外層壓合完成后，再次鉆孔，這次的孔通常是：

• 貫通孔（L1–L6）：連接所有層；

• 表層盲孔（L1–L2 或 L6–L5）：連接表層與部分內(nèi)層。

鉆孔后再次進行孔壁處理、電鍍銅、圖形蝕刻等工序。

如果設(shè)計中還有第三次鉆孔（比如階梯孔結(jié)構(gòu)），則需進一步分工序進行壓合與鉆孔，工藝難度更大。

五、最終表面處理與檢測

在鉆孔、電鍍、圖形完成后，還需進行焊盤處理（如沉金、噴錫）、阻焊印刷、文字印刷、成品切割等。整板需要通過自動光學(xué)檢測（AOI）、X-ray定位、飛針測試等手段，確保層間對位和連接可靠性。

二次鉆孔工藝的挑戰(zhàn)與控制重點

1. 層間對準(zhǔn)精度

在兩次或多次鉆孔中，最關(guān)鍵的是對準(zhǔn)。如果第一次鉆孔與第二次層壓之間發(fā)生移位，就會導(dǎo)致第二次鉆孔出現(xiàn)偏差，孔位無法居中。

解決辦法：

• 使用X-Ray定位系統(tǒng)進行內(nèi)層靶標(biāo)識別；

• 控制層壓滑移量；

• 采用激光打靶或通孔靶點系統(tǒng)提升對準(zhǔn)精度。

2. 孔壁質(zhì)量控制

埋孔在第一次鉆后要先電鍍，這時孔壁表面活性不好，如果清潔不徹底，電鍍銅會附著不牢，影響導(dǎo)通。

控制措施：

• 使用等離子體清洗增強孔壁活性；

• 電鍍前進行微蝕處理；

• 嚴(yán)格控制電鍍厚度，確保連接牢固。

3. 層壓應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的影響

第二次層壓時，會對之前完成的埋孔區(qū)域產(chǎn)生應(yīng)力，如果層壓溫度或壓力過高，容易造成開裂、內(nèi)層剝離等問題。

建議做法：

• 選擇合適的半固化片材料，控制膠流；

• 分階段升溫，減緩應(yīng)力集中；

• 層壓完成后進行應(yīng)力釋放處理。

4. 成本與生產(chǎn)效率

二次鉆孔必然增加制程復(fù)雜度、時間和設(shè)備使用頻率，導(dǎo)致成本上升、良率波動。

應(yīng)對方式：

• 優(yōu)化埋孔設(shè)計，減少無效孔；

• 集中鉆孔區(qū)域，降低換刀頻率；

• 標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，批量化生產(chǎn)提高效率。

總結(jié)：二次鉆孔為高密度互聯(lián)提供可能

PCB六層板的二次鉆孔工藝，是解決復(fù)雜層間連接需求的重要手段。它通過分步層壓、分層鉆孔，使設(shè)計者可以自由配置埋孔、盲孔、通孔等結(jié)構(gòu)，為產(chǎn)品小型化、高速化、可靠化提供支撐。

雖然該工藝對設(shè)備、技術(shù)、流程提出更高要求，但只要控制好層壓對準(zhǔn)、孔壁處理和工藝節(jié)奏，就能實現(xiàn)高質(zhì)量、高可靠性的多層PCB生產(chǎn)。

在今后的電子制造中，隨著層數(shù)繼續(xù)增加、設(shè)計密度不斷提升，二次甚至三次鉆孔將會成為高端PCB制造的重要工藝之一。掌握這一技術(shù)，有助于提升企業(yè)工藝競爭力，也為產(chǎn)品提供更大的設(shè)計自由度和更高的性能保障。在捷配PCB，我們隨時為您的項目提供量身定制的高質(zhì)量 PCB 制造和組裝服務(wù)，為您的旅程提供支持。