1. Descripción general de la tecnología de perforación de PCB
La perforación es el proceso más caro y que más tiempo consume en Fabricación de PCB, donde incluso los errores más pequeños pueden provocar el desecho completo de la placa. Como base para los orificios pasantes y las conexiones entre capas, la calidad del taladrado determina directamente la fiabilidad y el rendimiento de la placa de circuito.
Comparación de las dos principales tecnologías de perforación
| Tipo de tecnología | Gama de precisión | Escenarios de aplicación | Ventajas/desventajas | Análisis de costes |
|---|
| Perforación mecánica | ≥6 milésimas de pulgada (0,006 mm) | PCB convencional, materiales FR4 | Bajo coste, funcionamiento sencillo, pero las brocas se desgastan fácilmente. | Baja inversión en equipamiento, pero sustitución frecuente de brocas. |
| Taladrado láser | ≥2 milésimas de pulgada (0,002″) | Placas HDI, materiales de alta densidad | Alta precisión, sin contacto, pero con un alto coste de equipamiento. | Inversión inicial elevada, pero mantenimiento a largo plazo reducido. |
Análisis de detalles técnicos
Limitaciones de la perforación mecánica
- Vida útil de la broca: ~800 golpes para materiales FR4, solo 200 para materiales de alta densidad.
- Limitación de apertura: mínimo 6 mil, difícil de cumplir con los requisitos de alta densidad.
- Advertencia de riesgo: el desgaste de las brocas provoca una desviación en la posición del orificio, lo que conduce al desguace de la placa.
Ventajas del taladrado láser
- Procesamiento sin contacto: evita el desgaste de las herramientas y la tensión del material.
- Control de profundidad: Control preciso de la profundidad de los orificios ciegos y enterrados.
- Ámbito de aplicación: La opción óptima para microvías y orificios de alta relación de aspecto.
2. Flujo del proceso de perforación de PCB
Proceso estándar de perforación
- Preparación del laminadoCargue las tablas laminadas en la taladradora.
- Adición de capa protectora:
- Paneles de salida de material: Reducen la formación de rebabas.
- Cubierta de papel de aluminio: disipa el calor y evita la entrada de rebabas.
- Ejecución de perforación: El equipo CNC perfora según las coordenadas preestablecidas.
- Tratamiento posterior:
- Tratamiento de desbarbado
- Tratamiento de limpieza
- Proceso de desengrasado
Parámetros geométricos de la broca
- Ángulo del punto: Estándar 130°
- Ángulo de hélice: 30°-35°
- Materiales de bits: Acero rápido (HSS) o carburo de tungsteno (WC)
3. Control de parámetros clave en la perforación de PCB
1. Relación de aspecto
Definición: Indicador de la capacidad efectiva de recubrimiento de orificios pasantes.
Fórmula de cálculo: AR = Espesor de la placa / Diámetro del taladro
Normas del sector:
- Relación de aspecto del orificio pasante: 10:1
- Relación de aspecto de microvía: 0,75:1
- Perforación mínima para un grosor de placa de 62 milésimas de pulgada: 6 milésimas de pulgada.
2.Distancia entre el taladro y el cobre
Importancia: Espacio plano entre el borde de la broca y los elementos de cobre.
Valor típico: Aproximadamente 8 milésimas de pulgada.
Fórmula de cálculo: Espacio libre mínimo = Ancho del anillo anular + Espacio libre de la máscara de soldadura
4. Clasificación y especificaciones de perforación de PCB
Chapado Agujero pasante (PTH) Especificaciones
- Tamaño final del orificio (mínimo): 0,006″
- Tamaño del anillo anular (mínimo): 0,004″
- Holgura de borde a borde (mínima): 0,009″
Especificaciones de orificios pasantes sin recubrimiento (NPTH)
- Tamaño final del orificio (mínimo): 0,006″
- Holgura de borde a borde (mínima): 0,005″
5. Problemas comunes en la perforación y sus soluciones
Análisis de problemas de calidad en la perforación
| Tipo de problema | Causas | Consecuencias | Soluciones |
|---|
| Desviación de la posición del orificio | Desgaste de los bits, precisión insuficiente del equipo. | Tangencia o fractura del anillo anular | Utilizar sistemas de posicionamiento óptico. |
| Paredes rugosas del agujero | Parámetros inadecuados, eliminación deficiente de virutas. | Recubrimiento irregular, poros | Optimizar la velocidad y la velocidad de avance |
| Manchas de resina | Temperatura excesiva de perforación | Conductividad reducida | Proceso químico de eliminación de manchas |
| Problemas con las rebabas | Materiales de salida inadecuados | Riesgo de cortocircuito en el circuito | Tratamiento mecánico de desbarbado |
| Encabezado de clavo | Doblado de lámina de cobre de capa interna | Recubrimiento irregular | Ajustar los parámetros de la broca |
| Delaminación | Tensión excesiva por perforación | Separación de capas | Adopte la tecnología de perforación láser. |
Soluciones profesionales
- Eliminación química de resina fundida
- Mejorar la conductividad de los orificios pasantes.
- Eliminación mecánica de protuberancias de cobre
- Limpiar los residuos del orificio interno.
- Prevención de la delaminación
- Tecnología de perforación láser
- Optimizar los parámetros de perforación
6. Técnicas prácticas de perforación de placas de circuito impreso
1. Tecnología de orificios piloto
- Propósito: Evitar que los bits «cambien de lugar».
- Métodos: Perforación previa con brocas pequeñas o taladradoras.
- Precauciones: Una broca de 0,2 mm puede perforar 4 cabezas de agujero a la vez.
2. Guía para la selección de brocas
- Brocas para medir el calibre de cables: cables de 0,8-1,0 mm de diámetro
- Pequeños trozos: Apertura de 0,7-2,0 mm
- Puntas medianas: Apertura de 2,0-10,0 mm
- Piezas grandes: Apertura ≥5,0 mm
3. Aspectos básicos de la configuración de parámetros
- Control de velocidad:
- Perforación mecánica: 10 000-30 000 rpm
- Perforación láser: ajustar la potencia en función del material.
- Velocidad de avance:
- Placas FR4: 50-200 mm/minuto
- Sustratos cerámicos: Reduzca la velocidad adecuadamente.
4. Recomendaciones sobre el uso del equipo
- Ventajas de la máquina perforadora: 4 veces más preciso
- Elementos esenciales de la operación:
- Asegúrese de que el ángulo de la broca coincida.
- Control de la presión aplicada
- Utilice gafas de seguridad.
5. Técnicas de posprocesamiento
- Requisitos de limpieza: Utilice cepillos y disolventes para eliminar las virutas metálicas.
- Recubrimiento de soldadura: Asegúrese de que la soldadura se adhiera correctamente.
- Inspección de calidad: Confirmar que no quedan residuos.
7. Técnicas de verificación de perforación DFM
Sugerencias para la optimización del diseño
- Control de relación de aspecto: Minimizar para reducir el desgaste de los bits.
- Unificación del tamaño de bits: Reducir los diferentes tamaños de broca, acortar el tiempo de perforación.
- Definición clara del tipo de taladro: Distinguir entre PTH y NPTH
- Verificación de archivos: Compruebe los archivos de taladrado con las dimensiones impresas de fábrica.
- Tratamiento de agujeros pequeñosProcesar orificios cerrados <0,006 pulgadas.
Normas de control de tolerancia
- Tolerancia PTH: ±0,002 pulgadas
- Tolerancia NPTH: ±0,001 pulgadas
- Las las exigencias especiales: Tolerancia de los orificios de posicionamiento SMT de alta precisión de hasta ±0,025 mm.
Medidas de optimización de procesos
- Características Contorno exterior: Reducir el tamaño de la vía para cumplir con la relación de aspecto mínima.
- Tratamiento para agujeros faltantes: Marque claramente las posiciones de perforación NPTH en los planos de fabricación.
- Adición de soldadura: Recubrimiento oportuno con soldadura después del taladrado.
8. Optimización de la precisión del posicionamiento de perforación de PCB
Factores que influyen en la precisión
- Factores relacionados con el equipo: Precisión del husillo, estabilidad del equipo
- Parámetros del proceso: Velocidad, velocidad de avance, métodos de refrigeración
- Factores materiales: Material del tablero, altura de la pila
- Factores medioambientales: Temperatura, humedad, planitud de la mesa de trabajo.
Tecnologías de mejora de la precisión
- Máquinas perforadoras CNC de alta precisión (precisión de posicionamiento ±0,005 mm)
- Sistemas automáticos de ajuste de herramientas
- Sistemas de compensación en línea
- Tecnologías de posicionamiento
- Sistemas de posicionamiento óptico (alineación a nivel micrométrico)
- Pasadores de posicionamiento mecánicos
- Dispositivos de adsorción al vacío
- Aplicaciones de tecnología avanzada
- Tecnología de perforación láser
- Sistemas de posicionamiento visual CCD (precisión ±0,01 mm)
- Equipo de perforación inteligente con IA
Recomendaciones sobre buenas prácticas
- Mantenimiento de equipos: Calibración periódica, sustitución de componentes desgastados.
- Manipulación de materiales: Asegúrese de que la superficie esté plana, controle la temperatura y la humedad.
- Control de procesos: Establecer normas estrictas, implementar la inspección del primer artículo.
Resumen resumen
El taladrado de PCB es un proceso crítico en la fabricación de placas de circuito impreso, que requiere una consideración exhaustiva de las capacidades de los equipos, las características de los materiales, los parámetros del proceso y los requisitos de diseño. Mediante la optimización de la tecnología de taladrado, el control estricto de los parámetros del proceso y la resolución rápida de los problemas más comunes, se puede mejorar significativamente la calidad del taladrado y la eficiencia de la producción. En aplicaciones prácticas, se recomienda seleccionar la solución de taladrado más adecuada en función de las características específicas del producto y las condiciones de producción, y establecer un sistema completo de control de calidad para garantizar la fiabilidad y la tasa de rendimiento de las placas de circuito impreso.