PCB-boortechnieken

1. Overzicht van PCB-boortechnologie

Boren is het duurste en meest tijdrovende proces in PCB-productie, waar zelfs kleine fouten kunnen leiden tot het volledig afdanken van de printplaat. Als basis voor doorvoergaten en tussenlaagverbindingen bepaalt de boorkwaliteit rechtstreeks de betrouwbaarheid en prestaties van de printplaat.

Vergelijking van twee belangrijke boortechnologieën

Technische details Analyse

Beperkingen bij mechanisch boren

• Levensduur boor: ~800 slagen voor FR4-materialen, slechts 200 voor materialen met hoge dichtheid
• Diafragmabeperking: minimaal 6 mil, moeilijk om te voldoen aan hoge dichtheidseisen
• Risicowaarschuwing: Slijtage van de bits veroorzaakt afwijkingen in de positie van de gaten, wat leidt tot het afdanken van de plaat.

Voordelen van laserboren

• Contactloze bewerking: voorkomt slijtage van gereedschap en materiaalbelasting
• Dieptecontrole: Nauwkeurige controle van de diepte van blinde en ingegraven via-gaten
• Toepassingsgebied: Optimale keuze voor microvia's en gaten met een hoge aspectratio

2. PCB-boorprocesstroom

Standaard boorproces

1. Voorbereiding van laminaat: Laad gelamineerde platen op de boormachine
2. Toevoeging van beschermende laag:

• Uitlooppanelen: verminderen de vorming van bramen
• Aluminiumfoliebekleding: Voert warmte af, voorkomt bramen bij het binnendringen

1. BoorwerkzaamhedenCNC-apparatuur boort volgens vooraf ingestelde coördinaten.
2. Nabewerking:

• Ontbramingsbehandeling
• Reinigingsbehandeling
• Ontvetten

Geometrische parameters van boorbits

• Punt Hoek: Standaard 130°
• Helixhoek: 30°-35°
• Bitmaterialen: Snelstaal (HSS) of wolfraamcarbide (WC)

3. Controle van belangrijke parameters bij het boren van printplaten

1. Beeldverhouding

Definitie: Indicator voor effectieve doorlopende doorboringsplatering
Berekeningsformule: AR = Plaatdikte / Boordiameter

Industriestandaarden:

• Doorvoergat-aspectverhouding: 10:1
• Microvia-beeldverhouding: 0,75:1
• Minimale boring voor een plaatdikte van 62 mil: 6 mil

2.Boor-tot-koper-afstand

Belang: Vlakke speling tussen boorrand en koperen elementen
Typische waarde: Ongeveer 8 miljoen
BerekeningsformuleMinimale vrije ruimte = breedte van de ringvormige ring + vrije ruimte van de soldeermaskerdam

4. Classificatie en specificaties voor het boren van printplaten

Verzinkt Doorlopend gat (PTH) Specificaties

• Afmeting van de afgewerkte boring (minimaal): 0,006″
• Ringmaat (minimaal): 0,004″
• Speling van rand tot rand (minimaal): 0,009″

Specificaties voor niet-geplateerde doorvoergaten (NPTH)

• Afmeting van de afgewerkte boring (minimaal): 0,006″
• Speling van rand tot rand (minimaal): 0,005″

5. Veelvoorkomende boorproblemen en oplossingen

Analyse van boorkwaliteitskwesties

Professionele oplossingen

• Ontvetten

• Chemische verwijdering van gesmolten hars
• Verbeter de geleidbaarheid van doorvoergaten

• Ontbramingsproces

• Mechanische verwijdering van koperen uitsteeksels
• Verwijder vuil uit de interne opening

• Preventie van delaminatie

• Laserboortechnologie
• Boorparameters optimaliseren

6. Praktische technieken voor het boren van printplaten

1. Pilootgat-technologie

• Doel: Voorkom dat bits gaan 'wandelen'
• Methoden: Voorboren met kleine boren of boormachines
• Voorzorgsmaatregelen: Een boor van 0,2 mm kan vier gatskoppen tegelijk trekken.

2. Gids voor het kiezen van een boor

• Draadmaatbits: draden met een diameter van 0,8-1,0 mm
• Kleine stukjes: 0,7-2,0 mm diafragma
• Medium bits: 2,0-10,0 mm diafragma
• Grote stukken: ≥5,0 mm diafragma

3. Essentiële instellingen voor parameters

• Snelheidsregeling:
• Mechanisch boren: 10.000-30.000 tpm
• Laserboren: Pas het vermogen aan op basis van het materiaal
• Voersnelheid:
• FR4-platen: 50-200 mm/minuut
• Keramische substraten: Verminder de snelheid op gepaste wijze

4. Aanbevelingen voor het gebruik van apparatuur

• Voordelen van boormachines: 4x hogere precisie
• Essentiële zaken voor de operatie:
• Zorg ervoor dat de hoek van de boor past
• Controle op uitgeoefende druk
• Draag een veiligheidsbril

5. Nabewerkingstechnieken

• Reinigingsvereisten: Gebruik borstels en oplosmiddelen om metaaldeeltjes te verwijderen.
• Soldeercoating: Zorg voor een goede hechting van het soldeersel.
• Kwaliteitsinspectie: Controleer of er geen vuilresten achterblijven.

7. DFM-boorverificatietechnieken

Suggesties voor ontwerpoptimalisatie

1. Beeldverhoudingsregeling: Minimaliseren om slijtage te verminderen
2. Bitgrootte-unificatie: Verschillende boorgroottes verminderen, boortijd verkorten
3. Duidelijke definitie van boortype: Onderscheid tussen PTH en NPTH
4. Bestandsverificatie: Controleer de boorbestanden aan de hand van de afmetingen op de fabrieksafdruk.
5. Behandeling van kleine gaatjes: Verwerk gesloten gaten < 0,006 inch

Normen voor tolerantiecontrole

• PTH-tolerantie: ±0,002 inch
• NPTH tolerantie: ±0,001 inch
• Speciale vereisten: Zeer nauwkeurige SMT-positionering met een tolerantie tot ±0,025 mm

Maatregelen voor procesoptimalisatie

• Kenmerken Buitencontour: Verklein via de grootte om aan de minimale beeldverhouding te voldoen
• Behandeling van ontbrekende gaten: Geef de NPTH-boorposities duidelijk aan op de productietekeningen.
• Soldeer toevoeging: Tijdige soldeercoating na het boren

8. Optimalisatie van de positioneringsnauwkeurigheid bij het boren van printplaten

Factoren die de nauwkeurigheid beïnvloeden

• Apparatuurfactoren: Precisie van de spil, stabiliteit van de apparatuur
• Proces Parametersant ~4.3-4.8): Snelheid, voedingssnelheid, koelmethoden
• Materiële factoren: Plaatmateriaal, stapelhoogte
• Omgevingsfactoren: Temperatuur, vochtigheid, vlakheid van de werktafel

Technologieën voor precisieverbetering

• Optimalisatie van apparatuur

• Zeer nauwkeurige CNC-boormachines (positioneringsnauwkeurigheid ±0,005 mm)
• Automatische gereedschapsinstellingssystemen
• Online compensatiesystemen

• Positioneringstechnologieën

• Optische positioneringssystemen (uitlijning op micronniveau)
• Mechanische positioneringspennen
• Vacuümadsorptieapparaten

• Toepassingen van geavanceerde technologie

• Laserboortechnologie
• CCD visuele positioneringssystemen (nauwkeurigheid ±0,01 mm)
• AI-intelligente boorapparatuur

Aanbevelingen voor beste praktijken

• Onderhoud van apparatuur: Regelmatige kalibratie, versleten onderdelen vervangen
• Materiaalbehandeling: Zorg voor een vlak oppervlak, controleer de temperatuur en vochtigheid.
• Procesregelaar ~4.3-4.8): Stel strenge normen vast, voer een eerste artikelinspectie uit

Samenvatting

Het boren van printplaten is een cruciaal proces bij de productie van printplaten, waarbij uitgebreid rekening moet worden gehouden met de mogelijkheden van de apparatuur, de materiaaleigenschappen, de procesparameters en de ontwerpvereisten. Door de boortechnologie te optimaliseren, de procesparameters strikt te controleren en veelvoorkomende problemen snel aan te pakken, kunnen de boorkwaliteit en de productie-efficiëntie aanzienlijk worden verbeterd. In praktische toepassingen wordt aanbevolen om de meest geschikte booroplossing te kiezen op basis van specifieke productkenmerken en productieomstandigheden, en een compleet kwaliteitscontrolesysteem op te zetten om de betrouwbaarheid en het rendement van de printplaten te waarborgen.