PCB就是印制電路板,PCB鉆孔是PCB制版的一個過程,也是非常重要的一步。主要是給板子打孔,走線需要,要打個過孔,結(jié)構(gòu)需要,打個孔做定位什么的;多層板子打孔不是一次打完的,有些孔埋在電路板內(nèi),有些就在板子上面打通了,所以會有一鉆二鉆
隨著表面貼裝技術(shù)的廣泛使用及高密度板子的制造,對于小孔鉆鉆孔的需求也在增加,而小孔鉆仍有許多技術(shù)上的困難。從鉆孔的觀點(diǎn)來看,一般孔徑在雙排插腳IC孔著重于解決鉆污、孔壁粗糙度、刀具壽命等問題;對于小孔鉆則著重于下列幾點(diǎn);
鉆針需不宜折斷;
由于小孔的孔徑縱橫比較一般孔要增加許多,因此斷針及孔位精度也因鉆針撓性強(qiáng)度降低及退屑槽減小排屑困難而變得更加重要。對于鉆孔機(jī),鉆孔條件及使用的鉆針若不作研討,則仍有許多問題無法解決。而鉆針的形狀及材質(zhì)有更進(jìn)一步的改善,鉆孔問題將會減少,而在目前條件限制下,也尚能對產(chǎn)量及刀具壽命作一定程度的改善。針對鉆針的幾何特性(鉆尖角),槽溝長度,鉆針的橫切面,可采用添加碳化物材質(zhì)以提供較高強(qiáng)度的鉆針來實行更有效的鉆孔及超小孔徑的鉆孔。
這是小孔鉆的最大困難,但在一般孔徑(直徑1毫米或40密耳)并不成問題。發(fā)生斷針的主要原因除了材料的等級和鉆針的幾何形狀外,尚有以下幾種情況造成:
鉆孔機(jī): 鉆機(jī)本身的震動及鉆軸的搖擺基本上隨鉆針直徑的減小而減小。一半而言,對振動的要求位鉆振直徑在0.1-0.3毫米時,振幅在微米以下;鉆針直徑在0.35-0.5毫米時, 振幅在10微米以下,同時從生產(chǎn)力的觀點(diǎn)來說,鉆針直徑減小時,鉆軸轉(zhuǎn)速必須相對增加.雖然高速鉆軸已經(jīng)發(fā)展到80000轉(zhuǎn)/分鐘,但在使用最大轉(zhuǎn)速時,仍會有震動問題,高性能高頻率之氣動鉆軸正是我們所需,它允許超高速(100000轉(zhuǎn)/分鐘或更高轉(zhuǎn)速,理想值150000轉(zhuǎn)/分鐘)同時在高精度的要求下,機(jī)器的震動要限制在最小程度.
基板材料之組成; 鉆針之橫截面積隨鉆針直徑的減小而減小,因而,鉆屑的排除能力也逐漸下降.此外,依據(jù)線路板制造材質(zhì)的不同,鉆屑的形狀及切削阻力也跟著改變,這是有必要改變鉆孔操作條件,甚至鉆針形狀及制造材料也要修正以符合特殊要求.銅層部分(含內(nèi)層)的鉆孔是特別困難的,它在切削阻力上(包括扭力及推力)都數(shù)倍于基材,甚至切削也比較長,因此基板的機(jī)械加工性主要變化在銅箔的厚度及內(nèi)層銅箔的數(shù)量,換言之,即較厚的銅箔及較多的內(nèi)層銅箔在鉆孔時是比較困難的.當(dāng)銅箔層數(shù)增加時對鉆頭的磨損程度也增加,特別是刃帶的磨損,除此之外,隨銅箔厚度的增加及層數(shù)的增加斷針的可能性也增加.
孔的縱橫比 當(dāng)孔的縱橫比增加時或鉆針的直徑減小,鉆孔變的困難,同時也容易斷針,特別是鉆針直徑減小后相對在碳化物合金結(jié)構(gòu)中的分子顆粒就比較大(0.3毫米以下直徑鉆針) 因此即使是晶粒界面或結(jié)構(gòu)上的極小的缺點(diǎn)亦會造成超過破裂強(qiáng)度的影響,所以超小直徑鉆針的強(qiáng)度相對減弱,.為彌補(bǔ)其強(qiáng)度必須增加鉆腹(Web)厚度及降低排屑槽面積的比例,也對排屑能力及切削阻力也產(chǎn)生副面的影響,有些實例顯示斷針也由于退屑不良造成.所以對強(qiáng)度的增加應(yīng)著眼于高破壞強(qiáng)度碳化物材質(zhì)的尋求及鉆針形狀的改進(jìn).
鉆孔條件
作為線路板鉆孔用的鉆針據(jù)ISO規(guī)定一般是以燒結(jié)后的碳化物組成K10或K20作為材料,但小孔或高縱橫比的小孔則不合時宜了,.正常鉆診所要求的特性是耐磨利(Wear Resistance)此類鉆頭直徑在0.6毫米以上以提高轉(zhuǎn)速,鉆孔效率及延長刀具壽命,換言之,超小鉆針要求的特性是要具有優(yōu)越的橫軸面斷裂強(qiáng)度及撓性(抗折)強(qiáng)度.此外對于在0.3-0.6毫米之間的鉆針其碳化物組成的特性,要求必須有抗磨及抗折(Rupture Resistance)中級程度要求.超小鉆針材質(zhì)等級具有超過500公斤/平方毫米斷裂強(qiáng)度.可通過逐漸增加進(jìn)刀量來提高切削負(fù)荷的方法對不同材質(zhì)等級的抗折強(qiáng)度作一比較.MD30具有極佳的抗折及斷裂強(qiáng)度,為得到如此撓曲強(qiáng)度高的材質(zhì)除鉆頭材料中的碳化物含量及粒子尺寸外,減少合金結(jié)構(gòu)上的缺失及粒子(Grain)大小的均一化技術(shù),然而為增加碳化物的硬度作了鈷的添加,相應(yīng)的其楊式模數(shù)(Young’s Modulus)會相應(yīng)下降,造成鉆針易斷.同一形狀但不同材質(zhì)的鉆頭具有較高楊氏模數(shù)的材質(zhì)具有極佳的孔位精度.
另外鉆針的幾何形狀的應(yīng)享有盛譽(yù)材質(zhì)等級,諸如鉆針橫斷面(鉆腹厚度Web Thickness,槽溝面積比),鉆尖膠(Point Angle) 及槽溝的長度等.鉆針的抗折強(qiáng)度及剛性隨著橫斷面積的增加而增加,斷鉆幾率也大為減小,同時因孔曲造成的孔位偏差也因而減小.鉆尖角會影響到切削的難易程度及鉆針的彎曲,對小孔而言容易彎折(Bending)的是一個特別的現(xiàn)象.當(dāng)具有小鉆尖角的鉆針在切削環(huán)氧樹脂膠片(Prepreg)內(nèi)較為堅硬的部分(如玻璃纖維)會產(chǎn)生偏移情形,即因鉆針發(fā)生彎曲造成, 換句話說,當(dāng)鉆尖角較大時鉆針阻力會增加,易發(fā)生斷針.鉆尖角較大時會有較好的孔位精度,但當(dāng)具有150度鉆尖角的鉆針極易折斷.當(dāng)槽溝長度增加時會因彎曲力矩的增加而使鉆針易于彎曲,相對孔位精度也降低.當(dāng)晚趨向銅的程度是,具有較長槽溝的鉆針其根部(Neck Root)所受彎曲應(yīng)力越小.因此在一定長度下,槽溝長度越長的鉆針不易折斷.
歸納如下: