過(guò)孔是PCB板的重要組成部分之一,簡(jiǎn)單的說(shuō)來(lái)PCB板上的每一個(gè)孔都可以稱之為過(guò)孔。從作用上看過(guò)孔可以分成兩類:一是用作各層間的電氣連接。二是用作器件的固定或定位。如果從工藝制程上來(lái)說(shuō),這些過(guò)孔一般又分為三類,即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。
盲孔位于PCB板的頂層和底層表面,具有一定深度,用于表層線路和下面的內(nèi)層線路的連接,孔的深度通常不超過(guò)一定的比率(孔徑)。埋孔是指位于印刷線路板內(nèi)層的連接孔,它不會(huì)延伸到線路板的表面。上述兩類孔都位于線路板的內(nèi)層,層壓前利用通孔成型工藝完成,在過(guò)孔形成過(guò)程中可能還會(huì)重疊做好幾個(gè)內(nèi)層。第三種稱為通孔,這種孔穿過(guò)整個(gè)線路板主要提供電氣連接實(shí)現(xiàn)內(nèi)部互連或作為元件的安裝定位孔。由于通孔在工藝上更易于實(shí)現(xiàn),成本較低,所以絕大部分PCB板均使用它,而不用另外兩種過(guò)孔。
隨著電子裝聯(lián)技術(shù)質(zhì)量的提高以及市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)需要,全自動(dòng)插裝機(jī)得到迅速普及。有關(guān)沖孔質(zhì)量引起的投訴及退貨率也隨之增多。本文主要介紹了PCB鉆孔常見(jiàn)的瑕疵以及解決辦法,具體的一起來(lái)了解一下。
一,斷鉆咀產(chǎn)生原因有:
1.主軸偏轉(zhuǎn)過(guò)度,數(shù)控鉆機(jī)鉆孔時(shí)操作不當(dāng)。
2.鉆咀選用不合適。
3.鉆頭的轉(zhuǎn)速不足,進(jìn)刀速率太大。
4.疊板層數(shù)太多,
5.板與板間或蓋板下有雜物。
6.鉆孔時(shí)主軸的深度太深造成鉆咀排屑不良發(fā)生絞死。
7.鉆咀的研磨次數(shù)過(guò)多或超壽命使用。
8.蓋板劃傷折皺,墊板彎曲不平。
9.固定基板時(shí)膠帶貼的太寬或是蓋板鋁片、板材太小。
10.進(jìn)刀速度太快造成擠壓。
11.補(bǔ)孔時(shí)操作不當(dāng),蓋板鋁片下嚴(yán)重堵灰。
12.焊接鉆咀尖的中心度與鉆咀柄中心有偏差。
解決方法:
1.通知機(jī)修對(duì)主軸進(jìn)行檢修,或者更換好的主軸。
2.檢測(cè)鉆咀的幾何外形,磨損情況和選用退屑槽長(zhǎng)度適宜的鉆咀。
3.選擇合適的進(jìn)刀量,減低進(jìn)刀速率。
4.減少至適宜的疊層數(shù)。
5.上PCB板時(shí)清潔板面和蓋板下的雜物,保持板面清潔。
6.通知機(jī)修調(diào)整主軸的鉆孔深度,保持良好的鉆孔深度。
7.控制研磨次數(shù)(按作業(yè)指導(dǎo)書(shū)執(zhí)行)或嚴(yán)格按參數(shù)表中的參數(shù)設(shè)置。
8.選擇表面硬度適宜、平整的蓋、墊板。
9.認(rèn)真的檢查膠紙固定的狀態(tài)及寬度,更換蓋板鋁片、檢查板材尺寸。
10.適當(dāng)降低進(jìn)刀速率。
11.操作時(shí)要注意正確的補(bǔ)孔位置。
12.更換同一中心的鉆咀。
二,孔損產(chǎn)生原因?yàn)椋?/p>
1.斷鉆咀后取鉆咀。
2.鉆孔時(shí)沒(méi)有鋁片或夾反底版。
3.參數(shù)錯(cuò)誤。
4.鉆咀拉長(zhǎng)。
5.鉆咀的有效長(zhǎng)度不能滿足鉆孔蟊板厚度需要。
6.手動(dòng)鉆孔。
7.板材特殊,批鋒造成。
解決方法:
1.進(jìn)行排查斷刀原因,作出正確的處理。
2.鋁片和底版都起到保護(hù)孔環(huán)作用,生產(chǎn)時(shí)一定要用,可用與不可用底版分開(kāi)方向統(tǒng)一放置,上板前再檢查一 次。
3.鉆孔前,必須檢查鉆孔深度是否符合,每支鉆咀的參數(shù)是否設(shè)置正確。
4.鉆機(jī)抓起鉆咀檢查清楚鉆咀所夾的位置是否正確再開(kāi)機(jī),開(kāi)機(jī)時(shí)鉆咀一般不可以超出壓腳。
5.上機(jī)前進(jìn)行目測(cè)鉆咀有效長(zhǎng)度,并且對(duì)可用生產(chǎn)板的疊數(shù)進(jìn)行測(cè)量檢查。
6.手動(dòng)鉆孔切割精準(zhǔn)度、轉(zhuǎn)速等不能達(dá)到要求,禁止用人手鉆孔。
7.在鉆特殊板設(shè)置參數(shù)時(shí),根據(jù)品質(zhì)情況進(jìn)行適當(dāng)選取參數(shù),進(jìn)刀不宜太快。
三,孔位偏、移,對(duì)位失準(zhǔn)產(chǎn)生原因?yàn)椋?/p>
1.鉆孔過(guò)程中鉆頭產(chǎn)生偏移。
2.蓋板材料選擇不當(dāng),軟硬不適。
3.基材產(chǎn)生漲縮而造成孔位偏。
4.所使用的配合定位,工具使用不當(dāng)。
5.鉆孔時(shí)壓腳設(shè)置不當(dāng),撞到銷釘使生產(chǎn)板產(chǎn)生移動(dòng)。
6.鉆頭運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生共振。
7.彈簧夾頭不干凈或損壞。
8.生產(chǎn)板、面板偏孔位或整疊位偏移。
9.鉆頭在運(yùn)行接觸蓋板時(shí)產(chǎn)生滑動(dòng)。
10.蓋板鋁片表面劃痕或折痕,在引導(dǎo)鉆咀下鉆時(shí)產(chǎn)生偏差。
11.沒(méi)有打銷釘。
12.原點(diǎn)不同。
13.膠紙未貼牢。
14.鉆孔機(jī)的X、Y軸出現(xiàn)移動(dòng)偏差。
15.程序有問(wèn)題。
解決方法:
1. 鉆孔過(guò)程中鉆頭產(chǎn)生偏移。有以下解決方法:
A、檢查主軸是否偏轉(zhuǎn)。
B、減少疊板數(shù)量,通常雙面板疊層數(shù)量為鉆頭直徑的6倍而多層板疊層數(shù)量為鉆頭直徑的2~3倍。
C、增加鉆咀轉(zhuǎn)速或降低進(jìn)刀速率。
D、檢查鉆咀是否符合工藝要求,否則重新刃磨。檢查鉆咀頂尖與鉆咀柄是否具備良好同中心度。
E、檢查鉆頭與彈簧夾頭之間的固定狀態(tài)是否緊固。
G、檢測(cè)和校正鉆孔工作臺(tái)板的穩(wěn)定和穩(wěn)定性。
2. 選擇高密度0.50mm的石灰蓋板或者更換復(fù)合蓋板材料(上下兩層是厚度0.06mm的鋁合金箔,中間是纖維芯,總厚度為0.35mm)。
3.根據(jù)板材的特性,鉆孔前或鉆孔后進(jìn)行烤板處理(一般是145C+5C,烘烤4小時(shí)為準(zhǔn))。
4.檢查或檢測(cè)工具孔尺寸精度及,上定位銷的位置是否有偏移。
5.檢查重新設(shè)置壓腳高度,正常壓腳高度距板面0.80mm 為鉆孔最佳壓腳高度。
6.選擇合適的鉆頭轉(zhuǎn)速。
7.清洗或更換好的彈簧夾頭。
8.面板未裝入銷釘,管制板的銷釘太低或松動(dòng),需要重新定位更換銷釘。
9.選擇合適的進(jìn)刀速率或選抗折強(qiáng)度更好的鉆頭。
10.更換表面平整無(wú)折痕的蓋板鋁片。
11.按要求進(jìn)行釘板作業(yè)。
12.記錄并核實(shí)原點(diǎn)。
13.將膠紙貼與板邊成900直角。
14.反饋,通知機(jī)修調(diào)試維修鉆機(jī)。
15.查看核實(shí),通知工程進(jìn)行修改。
四,毛刺產(chǎn)生原因:
1.凹、凸模間隙過(guò)小,造成在凸模和凹模兩側(cè)產(chǎn)生裂紋而不重合,斷面兩端發(fā)生兩次擠壓剪切。
2.凹、凸模間隙過(guò)大,當(dāng)凸模下降時(shí),裂紋發(fā)生晚,像撕裂那樣完成剪切,造成裂紋不重合。
3.刃口磨損或出現(xiàn)圓角與倒角,刃口未起到楔子的分割作用,整個(gè)斷面產(chǎn)生不規(guī)則的撕裂。
解決方法:
1.合理選擇凹、凸模的沖裁間隙。這樣的沖裁剪切介于擠壓和拉伸之間,當(dāng)凸模切入材料時(shí),刃口部形成楔子,使板材產(chǎn)生近于直線形的重合裂紋。
2.確保凹、凸模的垂直同心度,使配合間隙均勻。確保模具安裝垂直平穩(wěn)。
3.及時(shí)對(duì)凹、凸模刃口所產(chǎn)生的圓角或倒角進(jìn)行整修。
五,銅箔面孔口周?chē)蛊甬a(chǎn)生原因:
1.凹、凸模沖裁間隙過(guò)小,且凸模刃口變鈍。當(dāng)凸模入被預(yù)熱而軟化的印制板時(shí),板材就在凸模周?chē)a(chǎn)生向外,向上的擠壓移動(dòng)。
2.凸模刃口端有錐度。當(dāng)凸模不斷進(jìn)入板材后,孔口周?chē)蛊鸬默F(xiàn)象就會(huì)隨著凸模錐度的增加而增加。
解決方法:
1.被沖裁應(yīng)超過(guò)原設(shè)計(jì)厚度的百分之二十,否則更換板材或重新設(shè)計(jì)沖模。
2.沖裁應(yīng)有足夠的壓料力,用以克服沖孔時(shí)材料移動(dòng)的反擠力。
六,孔口銅泊向上翻起產(chǎn)生原因:
1.由于反沖,使銅箔拉入凹、凸模的沖裁間隙中。
2.銅箔與基材的結(jié)合力差,當(dāng)凸模從被沖的PCB板孔中拔出時(shí),銅箔隨凸模向上提拉。
3.凸模刃口端有倒錐,鼓脹變形,當(dāng)凸模從被沖印制板的孔中拔出時(shí)銅箔隨凸模向上提拉。
解決方法:
1.采用正沖。
2.更換凸模。
3.凸模與卸料板的配合間隙不能大,應(yīng)采用滑配合。
七,基板面孔口周?chē)謱臃喊桩a(chǎn)生原因:
1.凹、凸模沖裁間隙不適當(dāng)或凹模式刃口變鈍。沖孔時(shí)被沖板材難以在凹模式刃口處形成剪切裂口。
2.基板沖裁性能差或沒(méi)有在沖裁前預(yù)熱。
3.壓料力小。
4.凹模刃口下部漏料孔堵塞或漏料阻力大,產(chǎn)生膨脹分層。
解決方法:
1.合理擴(kuò)大凹,凸模沖裁間隙。及時(shí)修復(fù)變鈍的凹模刃口。
2.調(diào)整基板預(yù)熱溫度。
3.增加壓料力。
4.擴(kuò)大或鉸光漏料孔。
八,孔壁傾斜和偏位產(chǎn)生原因:
1.凸模剛性較差,定心不穩(wěn),傾斜沖入工件。
2.凸模安裝傾斜或與卸料板的配合間隙太大,卸料板對(duì)凸模起不到精密導(dǎo)向作用。
3.凹、凸模的配合間隙不均勻。間隙小的一邊,凸模徑向受力大,向間隙大的一邊滑移。
4.凹、凸模式裝配同心度差。
5.推料板與凹、凸模外形偏位,推料板與凹模配合精度太差(指復(fù)合沖裁時(shí))。
解決方法:
1.合理選擇凸模的材料,提高凸模剛性、強(qiáng)度、硬度和不直度。
2.提高凸模與凹模的加工同心度和裝配同心度。
3.提高凸模與卸料板的配合精度,確保精密導(dǎo)向。
4.確保導(dǎo)柱、導(dǎo)套的加工精度和裝配精度。
5.減少推料板外形與凹模的配合間隙,并使推料板的外形和凹凸外形一致。
九,斷面粗糙產(chǎn)生原因:
1.凹、凸模沖裁間隙太大,凹模刃口磨損嚴(yán)重。
2.沖床的沖裁力不足,且不平穩(wěn)。
3. 板材沖裁性能差。例如,基材含膠量過(guò)高、基材、老化、層壓結(jié)合力低等。
解決方法:
1.選擇適當(dāng)?shù)陌肌⑼鼓_裁間隙。
2.及時(shí)修整凹模刃口。
3.選用沖裁性能較好的基材并嚴(yán)格按工藝要求控制預(yù)熱溫度和時(shí)間。
十,孔之孔與間裂紋產(chǎn)生原因:
1.孔壁太薄,沖孔時(shí)的徑向擠壓力超過(guò)印制板基材的孔壁強(qiáng)度。
2.相鄰很近的兩孔不是同時(shí)沖出,后沖的孔當(dāng)凸模進(jìn)入板材時(shí),由于孔壁太薄而被擠裂。
解決方法:
1.印制線路板上的孔距設(shè)計(jì)要合理,孔壁不應(yīng)小于基板厚度。
2.相鄰較近的孔應(yīng)便用一副模具同時(shí)沖出。把相鄰很近的兩個(gè)凸模,做成相差 0.5mm的不同長(zhǎng)度,使小面積范圍內(nèi)較集中的沖裁力瞬時(shí)分散。
十一, 外形鼓脹產(chǎn)生原因:
1.模具設(shè)計(jì)不合理對(duì)外形尺寸較大的PCB板,如采用凹模內(nèi)無(wú)推料板的下落料時(shí),被沖印制板在自重的情況下,總是向凹模式孔內(nèi)彎曲。加之凸模下沖時(shí),氣流對(duì)工件有一股沖擊波,使工件中心更為下曲,而靠近凹模刃口處向下彎曲量很小,造成外形鼓脹。
2.外形落料的凹模變形,出現(xiàn)長(zhǎng)邊處產(chǎn)生鼓脹。
解決方法:
1.印制板的外形尺寸大于200mm時(shí),宜采用上落料結(jié)構(gòu)的模具沖外形。如采用下落料的模具結(jié)構(gòu)時(shí),則一定要在凹模內(nèi)裝一塊具有彈性托料力的推料板,使印制板不變形。增加凹模的壁厚,或選用具有足夠的抗彎、抗張強(qiáng)度的材料造模具。
2.盡量減少凹模的熱處理變形。對(duì)幾何形狀復(fù)雜的凹模,可采用選熱處理淬硬,后用線切割加工的辦法來(lái)克服變形。
十二,廢料堵塞產(chǎn)生原因:
1.凹模刃口太高、廢料積存太多。
2.凹模漏料孔太小或刃口部有倒錐以及孔壁太粗糙。
3.下墊板和下模座上的漏料孔與凹模孔的同心度差,孔的對(duì)接有如階。
4.漏料孔太大,廢料易在孔內(nèi)作不規(guī)則堆集,相鄰兩漏料孔成內(nèi)切時(shí)也易堵塞。
5.下墊板上無(wú)導(dǎo)料孔,當(dāng)廢料從凹模孔內(nèi)落下時(shí),不能順利的進(jìn)入下面的漏料孔。
解決方法:
1.降低凹模刃口,在0.2mm之間可減少?gòu)U料積存的個(gè)數(shù)。
2.當(dāng)凹模孔<ф0.2mm ,漏料孔最好做成圓錐孔,當(dāng)凹模孔大于ф0.2mm時(shí),漏料孔可做成直孔,凹模刃口高度部分不能有倒錐。
3.調(diào)整凹模、下墊板以及下模座上的漏料孔的垂同心度,并將各部件上的漏料孔擴(kuò)大。
4.相鄰兩漏料孔內(nèi)切時(shí),為了不堵塞漏料應(yīng)做成腰圓孔,或做成一個(gè)大孔。
5.凹模支承桿和下模座的去撐筋要有足夠的斜度或漏料通道,使廢料順利地漏下,不致堆積。
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