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电路板机械钻孔技术概述

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人气:1874发布日期 :2017-02-11 10:02【

   机械钻孔一直都是电路板成孔的主要方式,基本机械钻孔处理程序为:将压合检查完成的电路板,依允许堆叠片数固定在基准位置,在上方覆盖保护盖板下面则放置下垫板,以其后插销将整叠电路板压入钻孔机台面固定孔即可开始钻孔。


   钻孔机台是利用NC资料控制动作,包含台面运动、钻轴上下、转速高低、钻针交换等。数位控制的钻孔机加工需要机械原点,将整叠电路板放置在相对位置上,以指定孔径钻针进行钻孔,钻孔完成卸载后进行定量抽检即可送往下一制程加工。
在此对钻孔作业各个要点进行简述:


1:钻孔叠板
   堆叠的目的,是为了能在同一时间内产出较多的电路板 ,在钻孔时电路板的堆叠片数产出愈高,但堆叠片数仍需考虑到孔径大小及精准度。当孔径愈小所能堆叠的片数愈少,要求精度愈高时所能堆叠的片数也越少。
   在堆叠时最上与最下都会放置盖板与背板,其目的并不相同。盖板目的是让钻针顺利切入并抑制毛边发生,另外可帮助钻针作业的热量散失使钻孔品质提升,多数使用铝合金板、铝板、尿素板、合成板等。背板主要目的是当牺牲板,让钻针能顺利钻透电路板,避免钻针伤及钻孔机平台,同时降低底部所产生的毛头,通常选用的材质有纸质酚醛、木浆板等。但无论选用何种钻孔辅助板,都要同时考量品质与成本。


2:钻孔机
   机械钻孔机具有X、Y方向运动机构,并有多钻轴在同一机组上。一般运动方式是以台面走Y方向,固定钻轴机构则走X方向,钻孔位置就是由此二运动所形成的交叉坐标。至于Z方向运动,则靠控制钻轴上下或轴心内特殊装置运动连成。钻孔就借着XY运动加上Z方向的钻轴运动,驱动前端钻针进行各种孔径钻孔。
   驱动机械的马达是伺服马达,会遵循数位资料控制位置及动作。机台轴数,主要依靠生产的电路板尺寸及产品种类多少而定,量少种类多则少轴数较有利,产品种类少数大则多轴数较有利。
为了达到高准度与小孔径目标,钻孔机台已提出相当多应对方案,如:自动感应断针、增加钻孔转速、改良排屑设计、增加机台稳定等,但是仍需搭配钻针材质与适当的钻孔操作参数。


3:钻针
   钻针是电路板成孔的主要耗材,使用时将钻针安装在钻轴上,借钻孔机提供的高转速搭配上针设计,可生产适当的切削力,用来切割电路板树脂、玻纤、铜皮所构成的复合材料,达到成孔目的。
而钻针设计,如:钻针的尖端角、螺旋角、钻刃中心度、排屑渣等各种形状都会影响钻孔品质。钻针的前端为顾及孔壁平滑度及降低胶渣产生量,部分会采用减缩直径的做法称为Under-Cut钻针,如此可获得较佳的钻孔结果。
   另外钻针在使用时,必须切削某些较坚硬的材质如玻纤或陶瓷填充材等,会使钻针容易磨损,因此目前多会使用碳化钨超硬合金,或在其中调整比例增加耐摩耗性及韧性,以提高使用寿命。


4:后处理及检查
   钻孔完成的产品从钻孔机卸下并拆解,在送出制程前必须进行孔品质检查,检查项目包括:孔位、孔径、孔数等,至于是否漏钻则可以抽检方式和工作底片比对来确认。目前已有自动孔位及孔径检查机,可以利用CAD系统供应的数据做影像对比,很容易发现问题所在。
   至于板面目视检查,是要目视检查作业中造成的刮痕及其他损伤。孔内状态虽不易由肉眼观察,但目前已有3D显微镜可以做孔内的360度观察。

 

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