1. Visão geral da tecnologia de perfuração de PCB
A perfuração é o processo mais caro e demorado em Fabrico de PCB, onde mesmo pequenos erros podem resultar na sucata completa da placa. Como base para orifícios de passagem e ligações entre camadas, a qualidade da perfuração determina diretamente a fiabilidade e o desempenho da placa de circuito.
Comparação entre duas principais tecnologias de perfuração
| Tipo de tecnologia | Gama de precisão | Cenários de aplicação | Vantagens/Desvantagens | Análise de custos |
|---|
| Perfuração mecânica | ≥6 mil (0,006″) | PCB convencional, materiais FR4 | Baixo custo, operação simples, mas as brocas desgastam-se facilmente | Baixo investimento em equipamento, mas substituição frequente de brocas |
| Perfuração a laser | ≥2 mil (0,002″) | Placas HDI, materiais de alta densidade | Alta precisão, sem contacto, mas com elevado custo do equipamento | Investimento inicial elevado, mas manutenção a longo prazo reduzida |
Análise dos detalhes técnicos
Limitações da perfuração mecânica
- Vida útil da broca: ~800 golpes para materiais FR4, apenas 200 para materiais de alta densidade
- Limitação da abertura: Mínimo de 6 mil, difícil de atender aos requisitos de alta densidade
- Aviso de risco: O desgaste da broca causa desvio na posição do furo, levando ao descarte da placa.
Vantagens da perfuração a laser
- Processamento sem contacto: evita o desgaste da ferramenta e o desgaste do material
- Controlo de profundidade: Controlo preciso da profundidade das vias cegas e enterradas
- Âmbito de aplicação: Escolha ideal para microvias e orifícios com elevada relação de aspecto
2. Fluxo do processo de perfuração de PCB
Processo de perfuração padrão
- Preparação do laminado: Coloque as placas laminadas na máquina de perfuração
- Adição de camada protetora:
- Painéis de saída de material: Reduzir a formação de rebarbas
- Revestimento em folha de alumínio: Dissipa o calor, evita a entrada de rebarbas
- Execução da perfuração: Equipamento CNC perfura de acordo com coordenadas pré-definidas
- Pós-processamento:
- Tratamento de rebarbação
- Tratamento de limpeza
- Processo de remoção de manchas
Parâmetros geométricos da broca
- Ângulo do ponto: Padrão 130°
- Ângulo da hélice: 30°-35°
- Materiais de bits: Aço rápido (HSS) ou carboneto de tungsténio (WC)
3. Controlo dos parâmetros-chave na perfuração de PCB
1. Rácio de aspeto
Definição: Indicador da capacidade efetiva de galvanização de orifícios passantes
Fórmula de cálculo: AR = Espessura da placa / Diâmetro da broca
Normas do sector:
- Proporção do orifício de passagem: 10:1
- Proporção da microvia: 0,75:1
- Perfuração mínima para placas com espessura de 62 mil: 6 mil
2.Folga entre a broca e o cobre
Importância: Folga plana entre a borda da broca e as características do cobre
Valor típico: Aproximadamente 8 mil
Fórmula de cálculo: Espaçamento mínimo = Largura do anel anular + Espaçamento da máscara de solda
4. Classificação e especificações de perfuração de PCB
Chapeado Furo passante (PTH) Especificações
- Tamanho final do furo (mínimo): 0,006″
- Tamanho do anel anular (mínimo): 0,004″
- Folga de ponta a ponta (mínima): 0,009″
Especificações de orifícios não revestidos (NPTH)
- Tamanho final do furo (mínimo): 0,006″
- Folga de ponta a ponta (mínima): 0,005″
5. Problemas comuns de perfuração e soluções
Análise de problemas de qualidade da perfuração
| Tipo de problema | Causas | Consequências | Soluções |
|---|
| Desvio da posição do furo | Desgaste da broca, precisão insuficiente do equipamento | Tangência ou fratura do anel anular | Utilizar sistemas de posicionamento ótico |
| Paredes irregulares | Parâmetros inadequados, remoção deficiente de cavacos | Revestimento irregular, poros | Otimize a velocidade e a taxa de avanço |
| Manchas de resina | Temperatura excessiva de perfuração | Condutividade reduzida | Processo químico de remoção de manchas |
| Problemas com rebarbas | Materiais de saída inadequados | Risco de curto-circuito no circuito | Tratamento mecânico de rebarbação |
| Cabeçalho da unha | Dobragem da folha de cobre da camada interna | Revestimento irregular | Ajustar os parâmetros da broca |
| Delaminação | Tensão excessiva de perfuração | Separação de camadas | Adote a tecnologia de perfuração a laser |
Soluções profissionais
- Processo de remoção de manchas
- Remoção química da resina derretida
- Melhorar a condutividade do orifício de passagem
- Remoção mecânica de saliências de cobre
- Limpar detritos do orifício interno
- Tecnologia de perfuração a laser
- Otimizar os parâmetros de perfuração
6. Técnicas práticas de perfuração de PCB
1. Tecnologia de furos piloto
- Objetivo: Evite que os bits "andem"
- Métodos: Pré-perfuração com brocas pequenas ou máquinas de perfuração
- Precauções: Uma broca de 0,2 mm pode perfurar quatro orifícios de uma só vez.
2. Guia de seleção de brocas
- Brocas para fios: fios com 0,8-1,0 mm de diâmetro
- Pequenos pedaços: abertura de 0,7-2,0 mm
- Pedaços médios: abertura de 2,0-10,0 mm
- Pedaços grandesAbertura ≥5,0 mm
3. Noções básicas sobre configuração de parâmetros
- Controlo de velocidade:
- Perfuração mecânica: 10.000-30.000 RPM
- Perfuração a laser: ajuste a potência com base no material
- Velocidade de alimentação:
- Placas FR4: 50-200 mm/minuto
- Substratos cerâmicos: Reduza a velocidade adequadamente
4. Recomendações para o uso do equipamento
- Vantagens da máquina de perfuração: precisão 4 vezes maior
- Fundamentos da operação:
- Garanta a correspondência do ângulo da broca
- Controlo da pressão aplicada
- Use óculos de proteção
5. Técnicas de pós-processamento
- Requisitos de limpeza: Use escovas e solventes para remover lascas de metal.
- Revestimento de solda: Certifique-se de que a solda adere corretamente
- Inspeção da qualidadeConfirme que não há resíduos de detritos.
7. Técnicas de verificação de perfuração DFM
Sugestões para otimização do design
- Controlo da proporção da imagem: Minimize para reduzir o desgaste dos bits
- Unificação do tamanho dos bits: Reduzir diferentes tamanhos de brocas, encurtar o tempo de perfuração
- Definição clara do tipo de perfuração: Distinguir entre PTH e NPTH
- Verificação de ficheiros: Verifique os arquivos de perfuração com as dimensões impressas de fábrica.
- Tratamento de pequenos orifícios: Processar orifícios fechados <0,006 polegadas
Normas de controlo de tolerância
- Tolerância ao PTH: ±0,002 polegadas
- Tolerância NPTH: ±0,001 polegadas
- Requisitos especiais: Tolerância de furo de posicionamento SMT de alta precisão até ±0,025mm
Medidas de otimização de processos
- Características Contorno exterior: Reduza o tamanho da via para atender à proporção mínima
- Tratamento de buracos ausentes: Marque claramente as posições de perfuração NPTH nos desenhos de fabricação.
- Adição de solda: Revestimento oportuno com solda após a perfuração
8. Otimização da precisão do posicionamento da perfuração de PCB
Fatores que influenciam a precisão
- Fatores relacionados ao equipamento: Precisão do fuso, estabilidade do equipamento
- Parâmetros do processo: Velocidade, taxa de avanço, métodos de arrefecimento
- Fatores materiais: Material da placa, altura da pilha
- Factores ambientais: Temperatura, humidade, planicidade da mesa de trabalho
Tecnologias de aprimoramento de precisão
- Otimização de equipamentos
- Máquinas de perfuração CNC de alta precisão (exatidão de posicionamento ±0,005mm)
- Sistemas automáticos de configuração de ferramentas
- Sistemas de compensação online
- Tecnologias de posicionamento
- Sistemas de posicionamento ótico (alinhamento ao nível do micrómetro)
- Pinos de posicionamento mecânicos
- Dispositivos de adsorção a vácuo
- Aplicações de tecnologia avançada
- Tecnologia de perfuração a laser
- Sistemas de posicionamento visual CCD (precisão ±0,01mm)
- Equipamento de perfuração inteligente com IA
Recomendações de melhores práticas
- Manutenção de equipamentos: Calibração regular, substituição de componentes desgastados
- Manuseamento de materiais: Garantir a planicidade da superfície, controlar a temperatura e a humidade
- Controlo de processos: Estabelecer normas rigorosas, implementar a inspeção do primeiro artigo
Resumo
A perfuração de PCB é um processo crítico na fabricação de placas de circuito, exigindo uma consideração abrangente das capacidades do equipamento, características do material, parâmetros do processo e requisitos de design. Ao otimizar a tecnologia de perfuração, controlar rigorosamente os parâmetros do processo e resolver prontamente os problemas comuns, a qualidade da perfuração e a eficiência da produção podem ser significativamente melhoradas. Em aplicações práticas, recomenda-se selecionar a solução de perfuração mais adequada com base nas características específicas do produto e nas condições de produção, e estabelecer um sistema completo de monitoramento da qualidade para garantir a confiabilidade e a taxa de rendimento da placa de circuito.