PCB-boreteknikker

1. Oversigt over PCB-boreteknologi

Boring er den dyreste og mest tidskrævende proces i PCB-fremstilling, hvor selv mindre fejl kan resultere i, at hele printkortet må kasseres. Som grundlag for gennemgående huller og mellemlagsforbindelser har borekvaliteten direkte indflydelse på printkortets pålidelighed og ydeevne.

Sammenligning af to vigtige boreteknologier

Teknisk analyse

Mekaniske borebegrænsninger

• Borets levetid: ~800 slag for FR4-materialer, kun 200 for materialer med høj densitet
• Blændebegrænsning: Minimum 6 mil, vanskeligt at opfylde krav til høj densitet
• Risikovarsel: Slid på biter forårsager afvigelser i hulplaceringen, hvilket fører til kassering af pladerne.

Fordele ved laserboring

• Berøringsfri bearbejdning: Undgår værktøjsslid og materialebelastning
• Dybdekontrol: Præcis kontrol af blind- og nedgravet via-dybde
• Anvendelsesområde: Optimalt valg til mikrovias og huller med højt aspektforhold

2. PCB-boringsprocesflow

Standard boreproces

1. Forberedelse af laminat: Læg laminerede plader på boremaskinen
2. Tilføjelse af beskyttende lag:

• Udgangsmaterialeplader: Reducer dannelsen af grater
• Aluminiumsfoliebelægning: Afleder varme, forhindrer indtrængning af grater

1. Udførelse af boring: CNC-udstyr borer i henhold til forudindstillede koordinater
2. Efterbehandling:

• Afgratningsbehandling
• Rengøringsbehandling
• Desmearing-proces

Geometriske parametre for borekroner

• Punktvinkel: Standard 130°
• Helixvinkel: 30°-35°
• Bitmaterialer: Højhastighedsstål (HSS) eller wolframkarbid (WC)

3. Kontrol af nøgleparametre ved PCB-boring

1. Billedformat

Definition: Indikator for effektiv gennemgående hulbelægningskapacitet
Beregningsformel: AR = Pladetykkelse / Boringsdiameter

Industriens standarder:

• Gennemgående hul-formatforhold: 10:1
• Mikrovia-billedformat: 0,75:1
• Minimum boring for 62 mil pladetykkelse: 6 mil

2.Afstand mellem bor og kobber

Betydning: Planar afstand mellem borekant og kobberelementer
Typisk værdi: Ca. 8 mil
Beregningsformel: Mindste afstand = Ringbredde + Afstand til loddemaske

4. PCB-boring Klassificering og specifikationer

Belagt Gennemgående hul (PTH) Specifikationer

• Færdig hulstørrelse (minimum): 0,006″
• Ringstørrelse (minimum): 0,004″
• Kant-til-kant-afstand (minimum): 0,009″

Specifikationer for ikke-forgyldte gennemgående huller (NPTH)

• Færdig hulstørrelse (minimum): 0,006″
• Kant-til-kant-afstand (minimum): 0,005″

5. Almindelige boreproblemer og løsninger

Analyse af kvalitetsproblemer ved boring

Professionelle løsninger

• Desmearing-proces

• Kemisk fjernelse af smeltet harpiks
• Forbedre gennemgående hulledningsevne

• Afgratningsproces

• Mekanisk fjernelse af kobberfremspring
• Fjern snavs fra det indre hul

• Forebyggelse af delaminering

• Laserboreteknologi
• Optimering af boreparametre

6. Praktiske teknikker til boring af printkort

1. Pilot Hole-teknologi

• Formålapsuleringsprocesser og møde: Undgå, at biten "går"
• Metoder: Forboring med små bor eller boremaskiner
• Forholdsregler: En 0,2 mm bit kan trække 4 hulhoveder på én gang

2. Vejledning til valg af borekrone

• Trådtykkelsesbits: Tråde med en diameter på 0,8-1,0 mm
• Små stykker: 0,7-2,0 mm blændeåbning
• Medium bits: 2,0-10,0 mm blændeåbning
• Store bits: ≥5,0 mm blændeåbning

3. Grundlæggende parameterindstillinger

• Hastighedskontrol:
• Mekanisk boring: 10.000-30.000 omdrejninger pr. minut
• Laserboring: Juster effekten ud fra materialet
• Foderhastighed:
• FR4-plader: 50-200 mm/minut
• Keramiske underlag: Reducer hastigheden passende

4. Anbefalinger til brug af udstyr

• Fordele ved boremaskiner: 4 gange højere præcision
• Operationens grundlæggende elementer:
• Sørg for, at vinklen på boret passer
• Kontrol af påført tryk
• Brug sikkerhedsbriller

5. Efterbehandlingsmetoder

• Rengøringskrav: Brug børster og opløsningsmidler til at fjerne metalspåner.
• Loddebelægning: Sørg for korrekt loddevedhæftning
• Kvalitetskontrol: Bekræft, at der ikke er rester af snavs

7. DFM-boringsverifikationsteknikker

Forslag til designoptimering

1. Kontrol af billedformat: Minimer for at reducere slid på biterne
2. Bitstørrelsesstandardisering: Reducer forskellige bitstørrelser, forkort boretiden
3. Definition af klar boretype: Skel mellem PTH og NPTH
4. Filverifikation: Sammenlign borefiler med fabriksprintdimensioner
5. Behandling af små huller: Bearbejd lukkede huller <0,006 tommer

Standarder for tolerancestyring

• PTH-tolerance: ±0,002 tommer
• NPTH-tolerance: ±0,001 tommer
• Særlige krav: Højpræcisions SMT-positionering med hul tolerance op til ±0,025 mm

Procesoptimeringsforanstaltninger

• Funktioner Udenfor kontur: Reducer størrelsen for at opfylde det mindste billedformat
• Behandling af manglende huller: Markér NPTH-boringspositioner tydeligt på fremstillingstegninger.
• Loddetilsætning: Rettidig loddebelægning efter boring

8. Optimering af præcisionen ved positionering af PCB-boring

Præcisionspåvirkende faktorer

• Udstyrsfaktorer: Spindelpræcision, udstyrsstabilitet
• Procesparametre: Hastighed, fremføringshastighed, kølemetoder
• Væsentlige faktorer: Brætsmateriale, stabelhøjde
• Miljømæssige faktorer: Temperatur, fugtighed, arbejdsbordets planhed

Teknologier til præcisionsforbedring

• Optimering af udstyr

• Højpræcisions CNC-boremaskiner (positioneringsnøjagtighed ±0,005 mm)
• Automatiske værktøjsindstillingssystemer
• Online-kompensationssystemer

• Positioneringsteknologier

• Optiske positioneringssystemer (justering på mikroniveau)
• Mekaniske positioneringsstifter
• Vakuumadsorptionsanordninger

• Avancerede teknologiske applikationer

• Laserboreteknologi
• CCD-visuelle positioneringssystemer (nøjagtighed ±0,01 mm)
• AI intelligent boreudstyr

Anbefalinger til bedste praksis

• Vedligeholdelse af udstyr: Regelmæssig kalibrering, udskift slidte komponenter
• Materialehåndtering: Sørg for, at overfladen er plan, og kontroller temperaturen og fugtigheden.
• Processtyring: Fastlægge strenge standarder, implementere inspektion af første artikel

Sammenfatning

PCB-boring er en kritisk proces i fremstillingen af kredsløbskort, der kræver en omfattende overvejelse af udstyrets kapacitet, materialegenskaber, procesparametre og designkrav. Ved at optimere boreteknologien, kontrollere procesparametrene nøje og straks løse almindelige problemer kan borekvaliteten og produktionseffektiviteten forbedres betydeligt. I praktiske anvendelser anbefales det at vælge den mest passende boreløsning baseret på specifikke produktegenskaber og produktionsforhold og etablere et komplet kvalitetsovervågningssystem for at sikre kredsløbskortets pålidelighed og udbytte.