如何解决PCB机械钻孔的问题

PCB板一般由几层树脂材料粘合在一起的，内部采用铜箔走线，有4、6、8层之分。其中钻孔占印刷电路板成本的30~40%，量产常需专门设备和钻头。好的PCB钻头用品质好的硬质合金材料，具有高刚性，孔位精度高，孔壁品质好，寿命长等优良特性。

影响钻孔的孔位精度与孔壁品质的因素有很多，本文将讨论影响钻孔的孔位精度与孔壁品质的主要因素，并提出相应的解决办法，以供大家参考。

一、为什么孔内玻纤突出(Fiber Proturusion in Hole)?

1.可能原因：退刀速率过慢

对策：增快退刀速率。

2.可能原因：钻头过度损耗

对策：重新磨利钻尖，限制每只钻尖的击数，例如上线定位1500击。

3.可能原因：主轴转速(RPM)不足

对策：调整进刀速率和转速的关系到最佳的状况，检查转速变异情况。

4.可能原因：进刀速率过快

对策：降低进刀速率(IPM)。

二、为什么孔壁粗糙(Rough hole walls)?

1.可能原因：进刀量变化过大

对策：维持固定的进刀量。

2.可能原因：进刀速率过快

对策：调整进刀速率与钻针转速关系至最佳状况。

3.可能原因：盖板材料选用不当

对策：更换盖板材料。

4.可能原因：固定钻头所使用真空度不足

对策：检查钻孔机台真空系统，检查主轴转速是否有变异。

5.可能原因：退刀速率异常

对策：调整退刀速率与钻头转速的关系至最佳状况。

6.可能原因：针尖的切削前缘出现破口或算坏

对策：上机前先检查钻针情况，改善钻针持取习惯。

三、为什么孔形真圆度不足?

1.可能原因：主轴稍呈弯曲

对策：更换主轴中的轴承(Bearing)。

2.可能原因：钻针尖点偏心或削刃面宽度不一

对策：上机前应放大40倍检查钻针。

四、为什么板叠上板面发现藕断丝连的卷曲形残屑?

1.可能原因：未使用盖板

对策：加用盖板。

2.可能原因：钻孔参数不恰当

对策：减低进刀速率(IPM)或增加钻针转速(RPM)。

五、为什么钻针容易断裂?

1.可能原因：主轴的偏转(Run-Out)过度

对策：设法将的主轴偏转情况。

2.可能原因：钻孔机操作不当

对策：

1)检查压力脚是否有阻塞(Sticking)

2)根据钻针尖端情况调整压力脚的压力。

3)检查主轴转速的变异。

4)钻孔操作进行时间检查主轴的稳定性。

3.可能原因：钻针选用不当

对策：检查钻针几何外型，检验钻针缺陷，采用具有适当退屑槽长度的钻头。

4.可能原因：钻针转速不足，进刀速率太大

对策：减低进刀速率(IPM)。

5.可能原因：叠板层数提高

对策：减少叠层板的层数(Stack Height)。

六、为什么空位不正不准出现歪环破环?

1.可能原因：钻头摇摆晃动

对策：

1)减少待钻板的叠放的层数。

2)增加转速(RPM)，减低进刀速(IPM)。

3)重磨及检验所磨的角度与同心度。

4)注意钻头在夹筒上位置是否正确。

5)退屑槽长度不够。

6)校正及改正钻机的对准度及稳定度。

2.可能原因：盖板不正确

对策：选择正确盖板，应选均匀平滑并具有散热与钻针定位功能者。

3.可能原因：基板中玻璃布的玻璃丝太粗

对策：改用叫细腻的玻璃布。

4.可能原因：钻后板材变形使孔位偏移

对策：注意板材在钻前钻后的烘烤稳定。

5.可能原因：定位工具系统不良

对策：检查工具孔的大小及位置。

6.可能原因：程序带不正确或损毁

对策：检查城市带及读带机。

七、为什么孔径有问题，尺寸不正确?

1.可能原因：用错尺寸的钻头

对策：钻头在上机前要仔细检查并追究钻机的功能是否正确。

2.可能原因：钻头过度损伤

对策：换掉并定出钻头使用的对策。

3.可能原因：钻头重磨次数太多造成退屑槽长度不够

对策：明订钻头使用政策，并检查重磨的品质。

4.可能原因：主轴损耗

对策：修理或换新

八、为什么胶渣(Smear)太多?

1.可能原因：进刀及转速不对

对策：按材料性质来做钻孔及微切片试验以找出最好的情况。

2.可能原因：钻头在孔中停留时间太长

对策：

1)改变转速计进刀速以减少孔中停留时间。

2)降低叠板的层数。

3)检查钻头重磨的情况。

4)检查转速是否减低或不稳。

3.可能原因：板材尚彻底干固

对策：钻孔前基板要烘烤。

4.可能原因：钻头的击数使用太多

对策：减少钻头使用的击数，增加重磨频率。

5.可能原因：钻头重磨次数太多，以致退屑槽长度不够

对策：限定重磨次数，超过则废弃之。

6.可能原因：盖板及垫板有问题

对策：改换正确的材料。

九、为什么孔壁有纤维突出?

1.可能原因：钻头退刀速太慢

对策：增加退刀速率。

2.可能原因：钻头受损

对策：重磨及限定钻头使用政策。

3.可能原因：钻头有问题

对策：按钻头条件的改变以及孔壁微切片检验的配合，找出合适的条件。

十、为什么内层铜箔出现钉头?

1.可能原因：钻头退刀速太慢

对策：增加钻头退刀速度。

2.可能原因：切屑量(Chip Load亦即进刀量)不正确

对策：对不同材料做不同的切屑量的试验，以找出最正确的排屑情况。

3.可能原因：钻头受损

对策：

1)重磨钻头并定出每支钻头应有的击数。

2)更换钻头的设计。

4.可能原因：主轴(Spindle)转动

对策：

1)做实验找出最好的切屑量。

2)检查主轴速度的变异。

十一、为什么孔口出现白圈?

1.可能原因：发生热机应力

对策：

1)换掉或重磨钻头。

2)减少钻头留在孔中的时间。

2.可能原因：玻璃纤维组织太粗

对策：改换为玻璃较细的胶片。

十二、为什么孔壁出现毛头(Burr即毛刺)?

1.可能原因：钻头不利

对策：

1)换掉或重磨钻头。

2)定出每支钻头的击数。

3)重新评估各种品牌的耐用性。

2.可能原因：堆叠中板与板之间有异物

对策：改用板子上机操作的方式。

3.可能原因：切屑量不正确

对策：使用正确的切屑量。

4.可能原因：盖板太薄，使上层钻板发生毛头

对策：改用较厚的盖板。

5.可能原因：压力脚不正确，造成朝上的孔口发生毛头

对策：修理钻机的主轴。

6.可能原因：垫板不正确，使朝下的孔口发生毛头

对策：

1)使用平滑坚硬的垫板。

2)每次钻完板叠后要换掉垫板或翻面。

十三、为什么孔形不圆?

1.可能原因：主轴性能有问题

对策：更换主轴的轴承(Bearing)。

2.可能原因：钻针的尖点偏心或钻刃(Lip)宽度不对

对策：检查钻头或更换之。

十四、为什么叠板最上层孔口出现圆圈卷状钻屑附连?

1.可能原因：未使用盖板

对策：板叠的最上层要加用铝质盖板。

2.可能原因：钻孔条件不对

对策：降低进刀速率或转速。