PCB机械钻孔.ppt

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1、机械钻孔机械钻孔机械钻孔机械钻孔 制作：彭承刚2021/9/171课课 程程 大大 纲纲一一 钻孔的目的钻孔的目的二二 钻孔的基本物料介绍钻孔的基本物料介绍三三 钻孔的设备介绍钻孔的设备介绍四四 钻孔的工艺参数设定原理钻孔的工艺参数设定原理五五 几种钻孔制作工艺几种钻孔制作工艺六六 钻孔质量控制钻孔质量控制2021/9/172 在板料上钻出客户要求的孔，孔的位置及 大小均需满足客户的要求。实现层与层间的导通，以及将来的元件插焊。为后工序的加工做出定位或对位孔。一一 钻孔的目的：钻孔的目的：2021/9/173二二 钻孔的基本物料介绍：钻孔的基本物料介绍：底板底板底板底板底板底板 作用：防止钻孔

2、披锋；防止损坏钻机台；减少钻咀损耗。作用：防止钻孔披锋；防止损坏钻机台；减少钻咀损耗。要求：板面平滑、清洁；产生的碎屑小；与待钻板大小一致。要求：板面平滑、清洁；产生的碎屑小；与待钻板大小一致。木浆板白色密胺板树脂板酚醛板适用于普通非密集孔位钻孔邵氏硬度562适用于HDI板,软板钻孔专用耗材邵氏硬度782适用于HDI板,软板钻孔专用耗材邵氏硬度782适用于HDI板,软板钻孔专用耗材大于邵氏D级硬度852021/9/174二二 钻孔的基本物料介绍：钻孔的基本物料介绍：底板底板底板底板底板底板 垫板的选择一样依各厂条件来评估，其重点在：不含有机油脂，屑够软不伤孔垫板的选择一样依各厂条件来评估，其重

3、点在：不含有机油脂，屑够软不伤孔 壁，表面够硬，壁，表面够硬，板厚均匀、平整等板厚均匀、平整等 2021/9/175 盖板盖板盖板盖板 作用：防止钻孔上表面毛刺保护覆铜箔层不被压伤，提高孔位精 度。要求：有利于钻刀的散热，降低钻孔温度；不折断钻咀；二二 钻孔的基本物料介绍：钻孔的基本物料介绍：铝片复合树脂铝片浸FP树脂纸板酚醛板0.15-0.2mm适用于普通板钻孔0.3mm软板钻孔0.25mm适用于HDI板,PTFE板,BT板,软板钻孔专用耗材0.25mm适用于HDI板,软板，背钻钻孔专用耗材适用于软板和0.5mmPTFE以上板钻孔 硬度852021/9/176 盖板盖板盖板盖板 作用：防止钻

4、孔上表面毛刺保护覆铜箔层不被压伤，提高孔位精 度。要求：有利于钻刀的散热，降低钻孔温度；不折断钻咀；二二 钻孔的基本物料介绍：钻孔的基本物料介绍：2021/9/177 钻刀钻刀钻刀钻刀 作用：通过钻机在高转速和一定落速带动下钻穿线路板。要求：钻刀直径、钻尖面；材质有一定韧性、硬度及耐磨性能。二二 钻孔的基本物料介绍：钻孔的基本物料介绍：2021/9/178 钻刀钻刀钻刀钻刀 钨钴类合金材料，以碳化钨（WC）粉末为基体，以钴（Co）作粘接剂，加压烧结而成，其成分90%94%是碳化钨，6%10%是钴。耐磨性和硬度是钻针评估的重点，为改善硬质合金性能，可以改变MIX粉末颗粒大小，调整碳化钨和钴（Co

5、）的配比，WC合金粒子0.41um。二二 钻孔的基本物料介绍：钻孔的基本物料介绍：2021/9/179 皱纹胶纸皱纹胶纸皱纹胶纸皱纹胶纸 作用：固定铝片及板于机台，提高钻孔精度。要求：每叠板四边固定，只覆盖板边，不能接触板面。管位钉管位钉管位钉管位钉 作用：固定每叠板于机台，提高钻孔精度。要求：不能松动、弯曲，管位钉直径一致二二 钻孔的基本物料介绍：钻孔的基本物料介绍：2021/9/1710钻带钻带钻带钻带客户资料PE制作QE检查合格标签发放不合格绿胶片：绿胶片：绿胶片：绿胶片：钻带PE制作胶片及标准板QE检查合格标签发放二二 钻孔的基本物料介绍钻孔的基本物料介绍：2021/9/1711三三

6、钻孔的设备讲解：钻孔的设备讲解：主要型号HITACHIPOSALUXADVANCED CONTROL制造区域日本制造瑞士制造美国制造基本信息型号6L180、E210E，有6个钻头，钻头钻速最高160/125rpm，空气轴承钻头。型号分别有M22、M23两种，有5个钻头，分别最高是80Krpm-160Krpm，是空气轴承钻头。型号是TRUDRIL 104、2550，有5个钻头，钻头钻速最高200Krpm，空气轴承钻头。设备式样钻机由CNC电脑系统控制机台移动，按所输入电脑的资料制作出客户所需孔的位置控制方面分别有X、Y辆坐标及Z轴坐标，电脑控制机台适当的钻孔参数，F、N、Hits、D等，机器自动

7、按照资料，把所需的孔位置钻出来。2021/9/1712三三 钻孔的设备介绍：钻孔的设备介绍：伺服系统 servomechanism用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。又称随动系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。要求:高扭矩、高转速 光栅尺 起到的作用是对刀具和工件的坐标起一个检测的作用,在数控机床中常用来观察其是否走刀有误差,以起到一个补偿刀具的运动的误差的补偿作用.其实就象人眼睛看到我切割偏没偏的

8、作用.然后可以给手起到一个是否要调整我是否要改变用力的标准 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。联轴器所联两轴由于制造误差、安装误差、轴受载而产生的变形、基座变形、轴承磨损、温度变化（热胀、冷缩）、部件之间的相对运动等多种因素而产生相对位移。2021/9/1713三三 钻孔的设备介绍：钻孔的设备介绍：2021/9/1714三

9、三 钻孔的设备介绍：钻孔的设备介绍：主轴剖面图间隙示意图两种主轴对比图主轴运转温显2021/9/1715三三 钻孔的设备讲解：钻孔的设备讲解：钻针直径测量仪验孔机2D测量仪主轴摆幅测量仪X-RAY检查机2021/9/1716三三 钻孔的设备介绍：钻孔的设备介绍：3次元测量仪2021/9/1717三三 钻孔的设备介绍：钻孔的设备介绍：UV UV 和和和和COCO2 2激光钻机激光钻机激光钻机激光钻机 激光激光激光激光钻机钻机钻机钻机波长 能量密度(光点尺寸)脉冲数 局限性UVUV200-400um50200J/cm2 30到120 可用来在涂覆了任意一种铜材料的高档PCB和基板即高密度互连技术（

10、HDI）上钻小孔 COCO2 2约10um5070J/cm2 2到10 第一：由于10um光波在孔边缘的绕射，需要考虑最小的孔尺寸。第二：在铜上该波长的反射。第三：厚度达波长1/2的底层铜上的残留物2021/9/1718Galvo XYLinear Motor XLinear Motor Y355nm UV266nm UV9.24um CO2Compound Beam PositionerInput Beam2021/9/1719三三 钻孔的设备介绍：钻孔的设备介绍：磨钻咀机磨钻咀机磨钻咀机磨钻咀机磨钻磨钻咀机咀机解释磨钻咀能力砂轮试用粗糙度机器手动手动由马达带动两个砂轮转动，分为初级及次级，

11、待磨钻咀放入已调好翻磨钻尖角度的索咀夹头内，使用放大镜调好翻磨深度后，控制机台移动，带动夹着钻咀的索咀移向砂轮，经过 初级及次级砂轮打磨钻尖位置0.7mm至3.175mm是130度 3.2mm至6.4mm是165度0.7mm至1.6mm用幼细粗糙度1200/2000 1.6mm至3.6mm用中粗糙度1200 3.6mm至6.4mm用大粗糙600/1200自动自动由一台小型电脑按所需要的翻磨程序控制机械装置，移动作翻磨钻咀之用，翻磨前先用样板钻咀作调校，使机器的钻咀感光系统识别钻咀的切削角位置，在翻磨时电脑控制步进马达转动，带动钻咀作翻磨0.3mm至3.175mm是130度0.7mm至1.6mm

12、用幼细粗糙度1200/2000 1.6mm至3.175mm用中粗糙度12002021/9/1720切削速度是指钻咀外径的丝速度，理想的切削速度是横刀与主切削刀的磨损速度相同。公式：V=.D.N1000(m/min)其中：D钻咀直径（mm）N钻咀转速（rpm）四四 钻孔的工艺参数设定原理：钻孔的工艺参数设定原理：主轴的转速主轴的转速主轴的转速主轴的转速 N N N N（rpm/minrpm/minrpm/minrpm/min）2021/9/1721四四 钻孔的工艺参数设定原理：钻孔的工艺参数设定原理：进给速度进给速度进给速度进给速度 F F（feed Rate/minfeed Rate/min）

13、进给速度表示钻咀单位时间的进刀量；F=N.F（mm/min)式中:f-进给转速比(mm/r)N-钻咀转速(r/min)f 表示每一转的进刀量,f的取值范围为0.01-0.4mm;(一般取钻咀直径的5-7%).当f 0.4mm时,切削刀变成冲孔,钻孔质量差且易断钻咀.2021/9/1722最大钻孔数取决于钻刀的材质，直径大小以及所钻板的层数来定。为便于控制，我们现用的最大钻孔数暂未将层数的因素在内。新钻咀钻孔 够Hits数翻 磨清洗后标记四四 钻孔的工艺参数设定原理：钻孔的工艺参数设定原理：最大钻孔数最大钻孔数最大钻孔数最大钻孔数 Hits Hits（max Hitmax Hit）叠板块数叠板块

14、数叠板块数叠板块数 PL/STK PL/STK（panel/stackpanel/stack）2021/9/1723四四 钻孔的工艺参数设定原理：钻孔的工艺参数设定原理：钻孔参数验证实验讲解钻孔参数验证实验讲解钻孔参数验证实验讲解钻孔参数验证实验讲解因素实验号ABC孔粗1um孔粗2um孔粗3um孔粗um ave 进刀速m/min退刀速m/min转速KR/min实验11(2.1m/min)1(10m/min)1(65KR/min)15.9918.6118.4717.69实验21(2.1m/min)2(17m/min)2(100KR/min)17.6419.1613.2316.68实验31(2.1

15、m/min)3(25m/min)3(140KR/min)16.5414.3315.2315.37实验42(2.5m/min)1(10m/min)2(100KR/min)21.0912.6816.6816.82实验52(2.5m/min)2(17m/min)3(140KR/min)16.9516.6820.1817.94实验62(2.5m/min)3(25m/min)1(65KR/min)16.2618.0616.416.91实验73(2.8m/min)1(10m/min)3(140KR/min)19.4320.5417.7819.25实验83(2.8m/min)2(17m/min)1(65KR

16、/min)15.9917.9217.3717.09实验93(2.8m/min)3(25m/min)2(100KR/min)14.0613.7819.9915.94K116.5817.9217.23K217.2217.2416.48K317.4316.0717.52极差0.851.851.04正交因子正交因子 分析方法分析方法2021/9/1724四四 钻孔的工艺参数设定原理：钻孔的工艺参数设定原理：钻孔参数验证实验讲解钻孔参数验证实验讲解钻孔参数验证实验讲解钻孔参数验证实验讲解剖面切片制作剖面切片制作切削面切削量孔切面图孔粗灯芯测量方法孔位精度-雷达图2021/9/1725五五 几种钻孔制作工艺：几种钻孔制作工艺：背背背背钻钻钻钻规格要求规格要求背钻原理背钻原理 孔切面孔切面2021/9/1726缺陷:板有偏孔歪孔原因:管位钉松脱或偏移,或零位位置不准确.六六 钻孔质量控制：钻孔质量控制：2021/9/1727缺陷:钻孔后孔内有塞孔现象原因:生产板孔被钻屑堵住,不能吸走,吸尘系统 吸尘不良所致或钻深设定不当缺陷:基板钻孔未能钻穿原因:钻咀长度不正确或钻机的深度数值调校不正确所致六六 钻孔质量控制：钻孔质量控制：2021/9/1728ENDENDENDENDHome PageHome Page2021/9/1729