過孔(via)是涉及PCB多層板高可靠性的重要因素之一,因此,鉆孔的費(fèi)用最多可以占到PCB制板費(fèi)用的30%~40%。但PCB上的每一個(gè)孔,并不是都為過孔。從作用上看,孔可以分為兩類:一是用作各層間的電氣連接,如via孔,插件孔,埋盲孔等;二是用作器件的固定或定位,如定位孔,螺絲孔,散熱槽等。
關(guān)于過孔,隨著高頻高速PCB的發(fā)展,設(shè)計(jì)者總是希望過孔越小越好,這樣就可以預(yù)留更多的布線空間,此外,過孔越小,其自身的寄生電容也越小,更適合高速電路。但是孔數(shù)越多,產(chǎn)品尺寸越大,鉆孔需要花費(fèi)的時(shí)間,就越長,也越容易偏離中心位置,我們稱之為孔偏。典型的孔偏現(xiàn)象如下:
圖1 鉆孔孔偏圖
很多線路板廠的孔偏報(bào)廢基本成了鉆孔報(bào)廢率的“頭號(hào)殺手”,而孔偏,會(huì)進(jìn)一步造成孔壁無銅,影響線路電氣連接,線路導(dǎo)通,進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)出的PCB沒有高可靠性。造成孔偏的原因有多種,可能涉及到管理、物料、設(shè)計(jì)、加工及設(shè)備等,這里我們要提到造成孔偏的一個(gè)重要原因——過度地進(jìn)行鉆咀研磨。
一般而言,PCB的厚度、材料不同,對(duì)鉆咀有不同程度的磨損,比如填料多、高TG、高厚銅對(duì)鉆咀就有較大的磨損;另外,適合的進(jìn)刀速、回刀速、轉(zhuǎn)速、孔限和研磨次數(shù)會(huì)讓孔的精度保持在一個(gè)較好的水準(zhǔn),參數(shù)的不適用,不僅造成孔粗、披鋒、爆孔現(xiàn)象,也會(huì)伴隨著較高的偏孔風(fēng)險(xiǎn)。
通常而言,由于鉆咀在前兩次使用時(shí),才能夠達(dá)到2000轉(zhuǎn),而后續(xù)就會(huì)逐漸減少至1500轉(zhuǎn),甚至最后會(huì)銳減到100轉(zhuǎn)。所以,往往在6次之后,鉆咀就不用繼續(xù)使用,宣布報(bào)廢。
為保證所生產(chǎn)PCB的高可靠性,華秋對(duì)鉆咀研磨次數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格管控。不過出于成本考慮,有的工廠可能會(huì)使用到12次,甚至一直用下去,直至針的長度不足以打穿疊板為止。而隨著研磨次數(shù)變多,鉆咀的刃口會(huì)逐漸磨損,并各項(xiàng)性能全面下降......在這一連串的影響下,極易造成孔偏。
圖2 如何識(shí)別PCB鉆孔是否鉆偏
在PCB行業(yè)中,機(jī)械鉆孔一直是主流PCB鉆孔方式,它通過使用數(shù)控技術(shù),控制高速旋轉(zhuǎn)的切削鉆頭和 PCB 板高速精準(zhǔn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)在 PCB 板不同位置鉆孔加工。
華秋配備有20萬轉(zhuǎn)6軸鉆機(jī),控制精度15μm以內(nèi);采用全數(shù)字化動(dòng)態(tài)仿真分析設(shè)計(jì)手段、高精度配件和科學(xué)成熟的生產(chǎn)制造工藝,以及嚴(yán)格的質(zhì)量管控,確保了整機(jī)的高精度鉆孔精度。三軸采用高速直線電機(jī)驅(qū)動(dòng),搭配先進(jìn)的數(shù)字控制技術(shù)和性能優(yōu)異的高轉(zhuǎn)速主軸,以及獨(dú)立快鉆功能,保證高效的鉆孔效率。
此外,像0.1mm這種很小的孔,在制作它時(shí),受鉆咀、設(shè)備、材料等方面的局限,傳統(tǒng)的機(jī)械鉆機(jī)顯得十分吃力。一般而言,最小的機(jī)械鉆是0.15mm,低于0.15mm的孔則需要采用激光鉆孔。激光鉆孔其優(yōu)勢在于非接觸式加工無應(yīng)力,不會(huì)使板子變形,目前華秋激光鉆孔最小可以做到0.075mm,激光鉆孔廣泛應(yīng)用于在高密度高精度PCB、HDI的制造。
為滿足廣大客戶的需求和產(chǎn)品的可靠性,華秋引入了三菱 CO?鐳射鉆機(jī),該設(shè)備具有優(yōu)越的加工能力,實(shí)現(xiàn)不可匹敵的可追溯性效率、穩(wěn)定的加工質(zhì)量及高加工定位精度。
設(shè)備能力:
最大加工尺寸:620×560mm
水平移動(dòng)速度:≥50m/min
垂直移動(dòng)速度:≥10m/min
輸出功率:200W
額定脈沖頻率:10~10000Hz
Galvano的掃描面積:50×50mm
Galvano的掃描速度:1400×2PPS
最小孔徑:≥50μm
孔位精度:±5μm
圖3 三菱激光鉆孔機(jī)
綜上,機(jī)械鉆孔或激光鉆孔是PCB加工工序中不可或缺的一環(huán),而華秋一直秉承高可靠PCB的理念,從工藝、設(shè)備、質(zhì)量管控等方面踐行,為廣大客戶提供高質(zhì)量的產(chǎn)品。
審核編輯:湯梓紅
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