2022年电路板钻孔制程介绍 .pdf
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1、六、鑽孔6.1 製程目的單面或雙面板的製作都是在下料之後直接進行非導通孔或導通孔的鑽孔,多層板則是在完成壓板之後才去鑽孔。傳統孔的種類除以導通與否簡單的區分外,以功能的不同尚可分:零件孔,工具孔,通孔(Via),盲孔(Blindhole),埋孔(Buriedhole)(後二者亦為via hole的一種).近年電子產品 輕.薄.短.小.快.的發展趨勢,使得鑽孔技術一日千里,機鑽,雷射燒孔,感光成孔等,不同設備技術應用於不同層次板子.本章僅就機鑽部分加以介紹,其他新技術會在 20 章中有所討論.6.2 流程上 PIN鑽孔檢查6.3上 PIN作業鑽孔作業時除了鑽盲孔,或者非常高層次板孔位精準度要求很
2、嚴,用單片鑽之外,通常都以多片鑽,意即每個stack兩片或以上.至於幾片一鑽則視 1.板子要求精度 2.最小孔徑 3.總厚度 4.總銅層數.來加以考量.因為多片一鑽,所以鑽之前先以pin 將每片板子固定住,此動作由上 pin 機(pinningmaching)執行之.雙面板很簡單,大半用靠邊方式,打孔上 pin 連續動作一次完成.多層板比較複雜,另須多層板專用上 PIN 機作業.6.4.鑽孔6.4.1鑽孔機鑽孔機的型式及配備功能種類非常多,以下List 評估重點A.軸數:和產量有直接關係B.有效鑽板尺寸C.鑽孔機檯面:選擇振動小,強度平整好的材質。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-
3、第 1 页,共 10 页 -D.軸承(Spindle)E.鑽盤:自動更換鑽頭及鑽頭數F.壓力腳G.X、Y及 Z 軸傳動及尺寸:精準度,X、Y獨立移動H.集塵系統:搭配壓力腳,排屑良好,且冷卻鑽頭功能I.StepDrill 的能力J.斷針偵測K.RUN OUT6.4.1.1鑽孔房環境設計A.溫濕度控制B.乾淨的環境C.地板承受之重量D.絕緣接地的考量E.外界振動干擾6.4.2 物料介紹鑽孔作業中會使用的物料有鑽針(Drill Bit),墊板(Back-up board),蓋板(Entryboard)等.以下逐一介紹:圖 6.1為鑽孔作業中幾種物料的示意圖.圖 6.16.4.2.1 鑽針(Dril
4、l Bit),或稱鑽頭,其品質對鑽孔的良窳有直接立即的影響,以下將就其材料,外型構、及管理簡述之。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,共 10 页 -A.鑽針材料鑽針組成材料主要有三:a.硬度高耐磨性強的碳化鎢(TungstenCarbide,WC)b.耐衝擊及硬度不錯的鈷(Cobalt)c.有機黏著劑.三種粉末按比例均勻混合之後,於精密控制的焚爐中於高溫中在模子中燒結(Sinter)而成.其成份約有 94%是碳化鎢,6%左右是鈷。耐磨性和硬度是鑽針評估的重點其合金粒子愈細能提高硬度以及適合鑽小孔.通常其合金粒子小於1 micron.B.外型結構鑽針之外形結構可分成三部份
5、,見圖6.2,即鑽尖(drill point)、退屑槽(或退刃槽 Flute)、及握柄(handle,shank)。以下用圖示簡介其功能:圖 6.2a.鑽尖部份(Drill Point)-圖 6.3圖 6.3(1)鑽尖角(PointAngle)(2)第一鑽尖面(PrimaryFace)及角(3)第二鑽尖面(Secondary face)及角(4)橫刃(Chiseledge)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 10 页 -(5)刃筋(Margin)鑽尖是由兩個窄長的第一鑽尖面及兩個呈三角形鉤狀的第二鑽尖面所構成的,此四面會合於鑽尖點,在中央會合處形成兩條短刃稱為橫刃(C
6、hiseledge),是最先碰觸板材之處,此橫刃在壓力及旋轉下即先行定位而鑽入stack中,第一尖面的兩外側各有一突出之方形帶片稱為刃筋(Margin),此刃筋一直隨著鑽體部份盤旋而上,為鑽針與孔壁的接觸部份.而刃筋與刃唇交接處之直角刃角(Corner)對孔壁的品質非常重要,鑽尖部份介於第一尖面與第二尖面之間有長刃,兩長刃在與兩橫刃在中間部份相會而形成突出之點是為尖點,此兩長刃所形成的夾角稱鑽尖角(Pointangle),鑽紙質之酚醛樹脂基板時因所受阻力較少,其鑽尖角約為90 110,鑽 FR4 的玻纖板時則尖角需稍鈍為115 135,最常見者 為 130 者。第一尖面與長刃之水平面所呈之夾面
7、角約為15 稱為第一尖面角(PrimaryFaceAngle),而第二尖面角則約為30 ,另有橫刃與刃唇所形成的夾角稱為橫刃角(cheiselEdgeAngle)。b.退屑槽(Flute)鑽針的結構是由實體與退屑的空槽二者所組成。實體之最外緣上是刃筋,使 鑽針實體部份與孔壁之間保持一小間隙以減少發熱。其盤旋退屑槽(Flute)側斷面上與水平所成的旋角稱為螺旋角(Helix or FluteAngle),此螺旋角度 小時,螺紋較稀少,路程近退屑快,但因廢屑退出以及鑽針之進入所受阻力較大,容易升溫造成尖部積屑積熱,形成樹脂之軟化而在孔壁上形成膠渣(smear)。此螺旋角大時鑽針的進入及退屑所受之磨
8、擦阻力較小而不易發熱,但退料太慢。c.握柄(Shank)被 Spindle 夾具夾住的部份,為節省材料有用不銹鋼的。鑽針整體外形有 4 種形狀:(1)鑽部與握柄一樣粗細的StraightShank,(2)鑽部比主幹粗的稱為CommonShank。(3)鑽部大於握柄的大孔鑽針(4)粗細漸近式鑽小孔鑽針。C.鑽針的檢查與重磨a.檢查方法2040倍實體顯微鏡檢查,見圖6.4b.鑽針的重磨(Re-Sharpping)為孔壁品質鑽針壽命,可依下表做重磨管理。一般鑽針以四層板之三個疊高(High)而言,壽命可達5000-6000擊(Hit),總 共可以重磨三次。(應重磨擊數表)名师资料总结-精品资料欢迎下
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