通孔技术的技术原理

       通孔技术的核心原理是通过 “物理钻孔 + 孔壁金属化”,在多层线路板中构建贯穿不同线路层的导电通道,实现层间信号与电流的稳定传输。
       一、物理通道构建:钻孔形成层间连通路径
       首先根据多层线路板的设计需求,确定通孔的位置、数量与孔径尺寸(常见直径 0.1-0.5mm)。通过数控钻机搭配高速旋转的钨钢或金刚石钻头,在压合后的多层基板(含内层线路、绝缘层)上钻出贯穿整个基板的孔洞,该孔洞即为层间连通的物理基础。钻孔过程中需精准控制钻机的定位精度与转速,避免孔洞偏离预设位置 —— 若偏离可能导致孔洞与内层线路错位,无法形成有效连接,或与相邻线路距离过近引发短路风险。同时需通过冷却系统控制钻孔温度,防止高温导致基板材料(如 FR-4)变形,确保孔洞内壁平整,为后续金属化工序奠定基础。
       二、孔壁金属化:赋予通道导电能力
       钻孔形成的孔洞内壁为绝缘材质(基板树脂、玻璃纤维),需通过金属化处理使其具备导电性能,这是通孔实现导通的关键步骤,具体分为三步:
       孔壁清洁预处理:先用化学溶液去除孔壁残留的树脂碎屑、铜渣与油污,再通过微蚀刻工艺轻微腐蚀孔壁表面,形成粗糙的微观结构,增强后续金属层与孔壁的结合力,避免金属层脱落。
       化学沉铜形成导电底层:将线路板放入含有硫酸铜、甲醛等成分的化学镀铜液中,通过化学反应让铜离子在孔壁表面均匀沉积,形成一层厚度约 0.5-1μm 的薄铜层。这层薄铜虽厚度较薄,但已能初步实现孔壁的导电功能,为后续电镀铜打底。
       电镀铜增厚强化导电性能:将完成化学沉铜的线路板放入电镀槽,以线路板为阴极、纯铜为阳极,通入电流后让铜离子在孔壁的薄铜层上进一步沉积,使孔壁铜层厚度提升至 15-25μm。增厚后的铜层不仅降低了导电电阻,还增强了孔壁的机械强度,能稳定承载线路层间的电流与信号传输。
       三、层间导通整合:连接不同线路层
       当孔壁形成稳定的金属导电层后,该金属层会与多层线路板中各层的铜箔线路直接接触 —— 内层线路在层压前已预设与通孔位置对应的连接点,外层线路则在后续制作时,通过光刻、蚀刻工艺让外层铜箔与通孔两端的金属层连接。最终,通孔的金属壁成为贯穿所有线路层的 “导电桥梁”,电流与信号可通过该桥梁在不同线路层之间传输,例如外层的芯片焊点信号,能经通孔传递至内层的电源线路,或内层的传感器信号经通孔传递至外层的接口元件,实现多层线路板的整体功能。