如何識別PCB鑽孔是否鑽偏,華秋一文告訴你

華秋電子 發佈 2022-12-25T20:32:07.133691+00:00

過孔(via)是涉及PCB多層板高可靠性的重要因素之一,因此,鑽孔的費用最多可以占到PCB制板費用的30%~40%。但PCB上的每一個孔,並不是都為過孔。

過孔(via)是涉及PCB多層板高可靠性的重要因素之一,因此,鑽孔的費用最多可以占到PCB制板費用的30%~40%。但PCB上的每一個孔,並不是都為過孔。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。

關於過孔,隨著高頻高速PCB的發展,設計者總是希望過孔越小越好,這樣就可以預留更多的布線空間,此外,過孔越小,其自身的寄生電容也越小,更適合高速電路。但是孔數越多,產品尺寸越大,鑽孔需要花費的時間,就越長,也越容易偏離中心位置,我們稱之為孔偏。典型的孔偏現象如下:

圖1 鑽孔孔偏圖

很多線路板廠的孔偏報廢基本成了鑽孔報廢率的「頭號殺手」,而孔偏,會進一步造成孔壁無銅,影響線路電氣連接,線路導通,進而導致生產出的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、設計、加工及設備等,這裡我們要提到造成孔偏的一個重要原因——過度地進行鑽咀研磨。

一般而言,PCB的厚度、材料不同,對鑽咀有不同程度的磨損,比如填料多、高TG、高厚銅對鑽咀就有較大的磨損;另外,適合的進刀速、回刀速、轉速、孔限和研磨次數會讓孔的精度保持在一個較好的水準,參數的不適用,不僅造成孔粗、披鋒、爆孔現象,也會伴隨著較高的偏孔風險。

通常而言,由於鑽咀在前兩次使用時,才能夠達到2000轉,而後續就會逐漸減少至1500轉,甚至最後會銳減到100轉。所以,往往在6次之後,鑽咀就不用繼續使用,宣布報廢。

為保證所生產PCB的高可靠性,華秋對鑽咀研磨次數進行嚴格管控。不過出於成本考慮,有的工廠可能會使用到12次,甚至一直用下去,直至針的長度不足以打穿疊板為止。而隨著研磨次數變多,鑽咀的刃口會逐漸磨損,並各項性能全面下降......在這一連串的影響下,極易造成孔偏。

圖2 如何識別PCB鑽孔是否鑽偏

在PCB行業中,機械鑽孔一直是主流PCB鑽孔方式,它通過使用數控技術,控制高速旋轉的切削鑽頭和 PCB 板高速精準的相對運動,實現在 PCB 板不同位置鑽孔加工。

華秋配備有20萬轉6軸鑽機,控制精度15μm以內;採用全數位化動態仿真分析設計手段、高精度配件和科學成熟的生產製造工藝,以及嚴格的質量管控,確保了整機的高精度鑽孔精度。三軸採用高速直線電機驅動,搭配先進的數字控制技術和性能優異的高轉速主軸,以及獨立快鑽功能,保證高效的鑽孔效率。

此外,像0.1mm這種很小的孔,在製作它時,受鑽咀、設備、材料等方面的局限,傳統的機械鑽機顯得十分吃力。一般而言,最小的機械鑽是0.15mm,低於0.15mm的孔則需要採用雷射鑽孔。雷射鑽孔其優勢在於非接觸式加工無應力,不會使板子變形,目前華秋雷射鑽孔最小可以做到0.075mm,雷射鑽孔廣泛應用於在高密度高精度PCB、HDI的製造。

為滿足廣大客戶的需求和產品的可靠性,華秋引入了三菱 CO₂鐳射鑽機,該設備具有優越的加工能力,實現不可匹敵的可追溯性效率、穩定的加工質量及高加工定位精度。

設備能力:

最大加工尺寸:620×560mm

水平移動速度:≥50m/min

垂直移動速度:≥10m/min

輸出功率:200W

額定脈衝頻率: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 三菱雷射鑽孔機

綜上,機械鑽孔或雷射鑽孔是PCB加工工序中不可或缺的一環,而華秋一直秉承高可靠PCB的理念,從工藝、設備、質量管控等方面踐行,為廣大客戶提供高質量的產品。

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