1. Aperçu de la technologie de perçage des circuits imprimés
Le forage est le processus le plus coûteux et le plus long dans Fabrication de circuits imprimés, où même les erreurs mineures peuvent entraîner la mise au rebut complète de la carte. En tant que base pour les trous traversants et les connexions intercouches, la qualité du perçage détermine directement la fiabilité et les performances des cartes de circuits imprimés.
Comparaison des deux principales technologies de forage
| Type de technologie | Gamme de précision | Scénarios d'application | Avantages/inconvénients | Analyse des coûts |
|---|
| Forage mécanique | ≥6 mil (0,006″) | Circuits imprimés conventionnels, matériaux FR4 | Faible coût, utilisation simple, mais les forets s'usent facilement. | Faible investissement en équipement mais remplacement fréquent des mèches |
| Perçage au laser | ≥2 mil (0,002″) | Cartes HDI, matériaux haute densité | Haute précision, sans contact, mais coût élevé de l'équipement | Investissement initial élevé mais faible coût d'entretien à long terme |
Analyse des détails techniques
Limites du forage mécanique
- Durée de vie des forets : environ 800 coups pour les matériaux FR4, seulement 200 pour les matériaux haute densité.
- Limitation d'ouverture : minimum 6 mil, difficile à respecter pour les exigences de haute densité
- Avertissement de risque : l'usure des bits entraîne un décalage de la position des trous, ce qui conduit à la mise au rebut des cartes.
Avantages du perçage au laser
- Usinage sans contact : évite l'usure des outils et la contrainte sur les matériaux
- Contrôle de la profondeur : contrôle précis de la profondeur des trous borgnes et enfouis
- Domaine d'application : choix optimal pour les microvias et les trous à rapport d'aspect élevé
2. Processus de perçage des circuits imprimés
Processus de forage standard
- Préparation du stratifié: Charger les panneaux stratifiés sur la perceuse.
- Ajout d'une couche protectrice:
- Panneaux de sortie des matériaux : réduire la formation de bavures
- Revêtement en feuille d'aluminium : dissipe la chaleur, empêche la formation de bavures
- Exécution du forage: Les équipements CNC percent selon des coordonnées prédéfinies.
- Post-traitement:
- Traitement d'ébavurage
- Traitement nettoyant
- Procédé de dégraissage
Paramètres géométriques des forets
- Angle de pointe: Standard 130°
- Angle d'hélice: 30°-35°
- Matériaux binaires: Acier rapide (HSS) ou carbure de tungstène (WC)
3. Contrôle des paramètres clés dans le perçage des circuits imprimés
1. Rapport d'aspect
Définition: Indicateur de la capacité effective de placage des trous traversants
Formule de calcul: AR = Épaisseur du panneau / Diamètre du foret
Normes industrielles:
- Rapport d'aspect du trou traversant : 10:1
- Rapport d'aspect des microvias : 0,75:1
- Perçage minimum pour une épaisseur de carte de 62 mils : 6 mils
2.Distance entre le foret et le cuivre
Importance: Jeu plan entre le bord du foret et les éléments en cuivre
Valeur typique: Environ 8 millions
Formule de calcul: Dégagement minimum = Largeur de l'anneau annulaire + Dégagement du masque de soudure
4. Classification et spécifications relatives au perçage des circuits imprimés
- Taille finale du trou (minimum) : 0,006″
- Taille de l'anneau annulaire (minimum) : 0,004″
- Dégagement bord à bord (minimum) : 0,009 pouce
Spécifications des trous traversants non plaqués (NPTH)
- Taille finale du trou (minimum) : 0,006″
- Jeu bord à bord (minimum) : 0,005″
5. Problèmes courants liés au forage et solutions
Analyse des problèmes liés à la qualité du forage
| Type de problème | Causes | Conséquences | Solutions |
|---|
| Écart de position du trou | Usure des bits, précision insuffisante de l'équipement | Tangence ou fracture de l'anneau annulaire | Utiliser des systèmes de positionnement optique |
| Parois rugueuses | Paramètres incorrects, mauvais enlèvement des copeaux | Revêtement irrégulier, pores | Optimiser la vitesse et le débit d'avance |
| Taches de résine | Température de forage excessive | Conductivité réduite | Procédé de dégraissage chimique |
| Problèmes liés aux bavures | Matériaux de sortie inappropriés | Risque de court-circuit du circuit | Traitement mécanique d'ébavurage |
| En-tête de clou | Pliage de la feuille de cuivre de la couche interne | Revêtement irrégulier | Ajuster les paramètres de la mèche |
| Décollement | Contrainte excessive due au forage | Séparation des couches | Adopter la technologie de perçage au laser |
Solutions professionnelles
- Processus de désencrassement
- Élimination chimique de la résine fondue
- Améliorer la conductivité des trous traversants
- Élimination mécanique des protubérances en cuivre
- Nettoyer les débris à l'intérieur du trou
- Technologie de perçage au laser
- Optimiser les paramètres de forage
6. Techniques pratiques de perçage des circuits imprimés
1. Technologie des trous pilotes
- Objectif: Empêcher les bits de « marcher ».
- Méthodes: Pré-perçage à l'aide de petits forets ou de perceuses
- Précautions: Une mèche de 0,2 mm peut percer 4 trous à la fois.
2. Guide de sélection des forets
- Embouts pour calibrage de fils: fils de 0,8 à 1,0 mm de diamètre
- Petits morceaux: ouverture de 0,7 à 2,0 mm
- Embouts moyens: ouverture de 2,0 à 10,0 mm
- Grands morceaux: ouverture ≥ 5,0 mm
3. Paramètres essentiels
- Contrôle de la vitesse:
- Perçage mécanique : 10 000 à 30 000 tr/min
- Perçage au laser : régler la puissance en fonction du matériau
- Vitesse d'avance:
- Cartes FR4 : 50-200 mm/minute
- Substrats céramiques : réduire la vitesse de manière appropriée
4. Recommandations relatives à l'utilisation de l'équipement
- Avantages des perceuses: précision 4 fois supérieure
- Éléments essentiels du fonctionnement:
- Assurer la correspondance des angles de mèche
- Contrôle de la pression appliquée
- Portez des lunettes de sécurité.
5. Techniques de post-traitement
- Exigences en matière de nettoyage: Utilisez des brosses et des solvants pour éliminer les copeaux métalliques.
- Revêtement de soudure: Assurez-vous que la soudure adhère correctement.
- Inspection de la qualité: Vérifier qu'il ne reste aucun résidu de débris.
7. Techniques de vérification du forage DFM
Suggestions d'optimisation de la conception
- Contrôle du format d'image: Réduire au minimum pour limiter l'usure des bits
- Unification de la taille des bits: Réduire les différentes tailles de mèches, raccourcir le temps de perçage
- Définition claire du type de forage: Distinguer entre PTH et NPTH
- Vérification des fichiers: Vérifier les fichiers de perçage par recoupement avec les dimensions imprimées en usine.
- Traitement des petits trous: Traiter les trous fermés < 0,006 pouces
Normes de contrôle de la tolérance
- Tolérance à la PTH: ±0,002 pouces
- Tolérance NPTH: ±0,001 pouce
- Exigences particulières: Tolérance de positionnement SMT haute précision jusqu'à ±0,025 mm
Mesures d'optimisation des processus
- Caractéristiques Contour extérieur: Réduire la taille pour respecter le rapport d'aspect minimum
- Traitement des trous manquants: Indiquez clairement les positions des perçages NPTH sur les plans de fabrication.
- Ajout de soudure: Application rapide d'un revêtement de soudure après le perçage
8. Optimisation de la précision du positionnement du perçage des circuits imprimés
Facteurs influençant la précision
- Facteurs liés à l'équipement: Précision de la broche, stabilité de l'équipement
- Paramètres du processus: Vitesse, vitesse d'avance, méthodes de refroidissement
- Facteurs matériels: Matériau du plateau, hauteur de la pile
- Facteurs environnementaux: Température, humidité, planéité de la table de travail
Technologies d'amélioration de la précision
- Optimisation des équipements
- Perceuses CNC haute précision (précision de positionnement ±0,005 mm)
- Systèmes de réglage automatique d'outils
- Systèmes de rémunération en ligne
- Technologies de positionnement
- Systèmes de positionnement optique (alignement au micron près)
- Goupilles de positionnement mécaniques
- Dispositifs d'adsorption sous vide
- Applications technologiques avancées
- Technologie de perçage au laser
- Systèmes de positionnement visuel CCD (précision ±0,01 mm)
- Équipement de forage intelligent à intelligence artificielle
Recommandations relatives aux meilleures pratiques
- Entretien des équipements: Étalonnage régulier, remplacement des composants usés
- Manutention: Assurer la planéité de la surface, contrôler la température et l'humidité.
- Contrôle des processus: Établir des normes strictes, mettre en œuvre l'inspection des premiers articles.
Résumé
Le perçage des circuits imprimés est un processus critique dans la fabrication des cartes de circuits imprimés, qui nécessite une prise en compte globale des capacités des équipements, des caractéristiques des matériaux, des paramètres du processus et des exigences de conception. En optimisant la technologie de perçage, en contrôlant strictement les paramètres du processus et en traitant rapidement les problèmes courants, il est possible d'améliorer considérablement la qualité du perçage et l'efficacité de la production. Dans les applications pratiques, il est recommandé de sélectionner la solution de perçage la plus appropriée en fonction des caractéristiques spécifiques du produit et des conditions de production, et de mettre en place un système complet de contrôle de la qualité afin de garantir la fiabilité et le taux de rendement des cartes de circuits imprimés.