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PCB工艺缺陷原因及排除方法---钻孔篇

  前面2篇工艺缺陷问题及解决方法主要讲了基材和底片方面的,本篇着重讲讲钻孔工艺的一些问题及解决方法!钻孔是PCB工艺中一道重要的工序,看起来很简单,但实际上却是一道非常关键的工序。也容易产生各种各样的问题。

  1.孔位偏移,对位失准

  (1)钻孔过程中钻头产生偏移解决方法:A.检查主轴是否偏转B.减少叠板数量。通常按照双面板叠层数量为钻头直径的5倍,而多层板叠层数量为钻头直径的2-3倍。C.增加钻头转速或降低进刀速速率;D.重新检查钻头是否符合工艺要求,否则重新刃磨;E.检查钻头顶尖是否具备良好同心度;F.检查钻头与弹簧夹头之间的固定状态是否紧固;G.重新检测和校正钻孔工作台的稳定和稳定性。

  (2)盖板材料选择不当,软硬不适解决方法:选择复合盖板材料(上下两层是厚度0.06mm的铝合金箔,中间是纤维芯,总厚度为0.35mm)。

  (3)基材产生涨缩而造成位移解决方法:检查钻孔后其它作业情况,如孔化前应进行烘干处理

  (4)所采用的配合定位工具使用不当解决方法:检查或检测工具孔尺寸精度及上定位销的位置是否有偏移。

  (5)孔位检验程序不当解决方法:检测验孔设备与工具。

  (6)钻头运行过程中产生共振解决方法:选择合适的钻头转速

  (7)弹簧夹头不干净或损坏解决方法:清理或更换弹簧夹头。

  (8)钻孔程序出现故障解决方法:重新检查磁带、软盘及读带机等。

  (9)定位工具系统精度不够解决方法:检测及改进工具孔位置及孔径精度。

  (10)钻头在运行接触到盖板时产生滑动解决方法:选择合适的进刀速率或选抗折强度更好的钻头。

  2.孔径失真

  (1)钻头尺寸错误解决方法:操作前应进行检查钻头尺寸及控制系统的指令是否正常。

  (2)进刀速率或转速不恰当所至解决方法:调整进刀速率和转速至最理想状态

  (3)钻头过度磨损解决方法:更换钻头,并限制每个钻头钻孔数量。通常按照双面板(每叠三块)可钻6000-9000孔;高密度多层板上可钻500个孔;对于FR-4(每叠三块)可钻3000个孔;而对较硬的FR-5,平均减减少30%。

  (4)钻头重磨次数过多或退屑槽长解决方法:限制钻头重磨的次数及重磨度低于标准规定重磨尺寸变化。对于钻多层板每钻500孔刃磨一次,允许刃磨2-3次;每钻1000孔可刃磨一次;对于双面板每钻3000孔,刃磨一次,然后钻2500孔;再刃磨一次钻2000孔。钻头适时重磨,可增加钻头重磨次数及增加钻头寿命。通过工具显微镜测量,在两条主切削刃全长内磨损深度应小于0.2mm。重磨时要磨去0.25mm。定柄钻头可重磨3次;铲形钻头重磨2次。

  (5)钻轴本身过度偏转解决方法:使用动态偏转测试仪检查主轴运行过程的偏转情况或严重时由专业的供应商进行修理。

  3.孔壁内碎屑钻污过多

  (1)进刀速率或转速不恰当解决方法:调整进刀速率或转速至最隹状态。

  (2)基板树脂聚合不完全解决方法:钻孔前应放置在烘箱内温度120℃,烘4小时。

  (3)钻头击打数次过多损耗过度解决方法:应限制每个钻头钻孔数量。

  (4)钻头重磨次数过多或退屑槽长度低于技术标准解决方法:应按工艺规定重磨次数及执行技术标准。

  (5)盖板与垫板的材料品质差解决方法:就选用工艺规定的盖板与垫板材料。

  (6)钻头几何外形有问题解决方法:检测钻头几何外形应符合技术标准。

  (7)钻头停留基材内时间过长解决方法:提高进刀速率,减少叠板层数。

  4.孔内玻璃纤维突出

  (1)退刀速率过慢解决方法:应选择最隹的退刀速率。

  (2)钻头过度损耗解决方法:应按照工艺规定限制钻头钻孔数量及检测后重磨。

  (3)主轴转速太慢解决方法:根据公式与实际经验重新调整进刀速率与主轴转速之间的最隹数据。

  (4)进刀速率过快解决方法:降低进刀速率至合适的速率数据。

  5.内层孔环的钉头过度

  (1)退刀速度过慢解决方法:增加退刀速率至最隹状态。

  (2)进刀量设定的不恰当解决方法:重新设定进刀量达到最隹化。

  (3)钻头过度磨损或使用不适宜解决方法:按照工艺规定限制钻头的钻孔数量、检测后的钻头重新刃磨和选择适宜的钻头。

  (4)主轴转速与进刀速率不匹配解决方法:根据经验与参考数据,进行合理的调整进刀速率与钻头转速至最隹状态并且检测主轴转速与进刀速率的变异情况。

  (5)基板内部存在缺陷如空洞解决方法:基材本身缺陷应即时更换高品质的基板材料。

  (6)表面切线速度太快解决方法:检查和修正表面切线速度。

  (7)叠板层数过多解决方法:减少叠板层数。可按照钻头的直径来确定叠板厚度,如双面板为钻头直径的5倍;多层板叠板厚度为钻头直径的2-3倍。

  (8)盖板和垫板品质差解决方法:采用较不易产生高温的盖、垫板材料。

  6.孔口孔缘出现白圈(孔缘铜层与基材分离)

  (1)钻孔时产生热应力与机械应力造成基板局部碎裂解决方法:检查钻头磨损情况,然后再更换或是重磨。

  (2)玻璃布编织纱尺寸较粗解决方法:应选用细玻璃纱编织成的玻璃布。

  (3)基板材料品质差解决方法:更换基板材料。

  (4)进刀量过大解决方法:检查设定的进刀量是否正确。

  (5)钻头松滑固定不紧解决方法:检查钻头柄部直径及弹簧夹头的张力。

  (6)叠板层数过多解决方法:根据工艺规定叠层数据进行调整。

  7.孔壁粗糙

  (1)进刀量变化过大解决方法:保持最隹的进刀量。

  (2)进刀速率过快解决方法:根据经验与参考数据进行调整进刀速率与转速,达到最隹匹配。

  (3)盖板材料选用不当解决方法:更换盖板材料。

  (4)固定钻头的真空度不足解决方法:检查数控钻机真空系统并检查主轴转速是否有变化。

  (5)退刀速率不适宜解决方法:调整退刀速率与钻头转速达到最隹状态。

  (6)钻头顶角的切削前缘出现破口或损坏解决方法:检查钻头使用状态,或者进行更换。

  (7)主轴产生偏转太大解决方法:对主轴、弹簧夹头进行检查并进行清理。

  (8)切屑排出性能差解决方法:改善切屑排屑性能,检查排屑槽及切刃的状态。

  8.孔壁毛剌过大,已超过标准规定数据

  (1)钻头不锐利或第一面角(指切刃部)出现磨损解决方法:根据检测情况决定重新刃磨或更换新钻头。使用前必须进检测。

  (2)叠板间有异物或固定不紧引起解决方法:叠板前必须认真检查表面清洁情况。装叠板时要紧固,以减少叠板之间有异物。

  (3)进刀量选择过大解决方法:应根据经验与参考数据重新选择最隹进刀量。

  (4)盖板厚度选择不当(过薄)解决方法:采用较厚硬度适宜的盖板材料。

  (5)钻床压力脚压力过低(上板面孔口部分产生毛剌)解决方法:检查钻床压力脚供气管路压力、弹簧及密封件

  (6)所钻的基板材料品质不良(基板的下板面孔口出现毛剌)解决方法:选择硬度适宜平整的盖垫板材料。

  (7)定位销松动或垂直度差解决方法:更换定位销和修理磨损的模具。

  (8)定位销孔出现毛屑解决方法:上定位销前必须认真进行清理。

  (9)基板材料固化不完全(钻孔板的出口处出现毛边)解决方法:钻孔前应在烘箱内120℃,烘4-6小时。

  (10)垫板硬度不够,致使切屑带回孔内解决方法:选择硬度适合的垫板材料。

  9.孔壁出现残屑

  (1)盖板或基板材料材质不适当解决方法:选择或更换适宜的盖板和基板材料。

  (2)盖板导致钻头损伤解决方法:选择硬度适宜的盖板材料。如2号防锈铝或复合材料盖板。

  (3)固定钻头的弹簧夹头真空压力不足解决方法:检查该机真空系统(真空度、管路等)。

  (4)压力脚供气管道堵塞解决方法:更换或清理压力脚。

  (5)钻头的螺旋角太小解决方法:检查钻头与标准技术要求是否相符。

  (6)叠板层数过多解决方法:应按照工艺要求减少叠板层数。

  (7)钻孔工艺参数不正确解决方法:选择最隹的进刀速度与钻头转速。

  (8)环境过于干燥产生静电吸附作用解决方法:应按工艺要求达到规定的湿度要求应达到湿度45%RH以上。

  (9)退刀速率太快解决方法:选择适宜的退刀速率。

  10.孔形圆度失准

  (1)主轴稍呈弯曲变形解决方法:检测或更换主轴中的轴承。

  (2)钻头中心点偏心或两切刃面宽度不一致解决方法:装夹钻头前应采用40倍显微镜检查。

  11.叠层板上面的板面发现耦断丝连的卷曲形残屑

  (1)未采用盖板解决方法:应采用适宜的盖板。

  (2)钻孔工艺参数选择不当解决方法:通常应选择减低进刀速率或增加钻头转速。

  12.钻头容易断

  (1)主轴偏转过度解决方法:应对主轴进行检修,应恢复原状。

  (2)钻孔时操作不当解决方法:A.检查压力脚气管道是否有堵塞B.根据钻头状态调整压力脚的压力C.检查主轴转速变异情况D.钻孔操作进行时检查主轴的稳定性。

  (3)钻头选用不合适解决方法:检测钻头的几何外形,磨损情况和选用退屑槽长度适宜的钻头。

  (4)钻头的转速不足,进刀速率太大解决方法:选择合适的进刀量,减低进刀速率。

  (5)叠板层数太高解决方法:减少至适宜的叠层数。

  13.孔位偏移造成破环或偏环

  (1)钻头摆动使钻头中心无法对准解决方法:A.减少待钻基板的叠层数量。B.增加转速,减低进刀速率。C.检测钻头角度和同心度。D.观察钻头在弹簧夹头上位置是否正确。E.钻头退屑槽长度不够。F.校正和调正钻机的对准度及稳定度。

  (2)盖板的硬度较高材质差解决方法:应选择均匀平滑并具有散热、定位功能的盖板材料。

  (3)钻孔后基板变形使孔偏移解决方法:根据生产经验应对钻孔前的基板进行烘烤。

  (4)定位系统出错解决方法:对定位系统的定位孔精度进行检测。

  (5)手工编程时对准性差解决方法:应检查操作程序。

  14.孔径尺寸错误

  (1)编程时发生的数据输入错误解决方法:检查操作程序所输入的孔径数据是否正确。

  (2)错用尺寸不对的钻头进行钻孔解决方法:检测钻头直径,更换尺寸正确的钻头。

  (3)钻头使用不当,磨损严重解决方法:更换新钻头,应按照工艺规定限制钻头的钻头的钻孔数量。

  (4)使用的钻头重磨的次数过多解决方法:应严格检查重磨后的钻头几何尺寸变化。

  (5)看错孔径要求或英制换算公制发生错误解决方法:应仔细地阅看兰图和认真换算。

  (6)自动换钻头时,由于钻头排列错误解决方法:钻孔前应仔细检查钻头排列的尺寸序列。

  15.钻头易折断

  (1)数控钻机操作不当解决方法:A.检查压力脚压紧时的压力数据。B.认真调整压力脚与钻头之间的状态。C.检测主轴转速变化情况及主轴的稳性。D.检测钻孔台面的平行度和稳定度。

  (2)盖板、垫板弯曲不平解决方法:应选择表面硬度适宜、平整的盖、垫板。

  (3)进刀速度太快造成挤压所至解决方法:适当降低进刀速率。

  (4)钻头进入垫板深度太深发生绞死解决方法:应事先调整好的钻头的深度。

  (5)固定基板时胶带未贴牢解决方法:应认真的检查固定状态。

  (6)特别是补孔时操作不当解决方法:操作时要注意正确的补孔位置。

  (7)叠板层数太多解决方法:减少叠板层数

  16.堵孔

  (1)钻头的长度不够解决方法:根据叠层厚度选择合适的钻头长度。

  (2)钻头钻入垫板的深度过深解决方法:应合理的选择叠层厚度与垫板厚度。

  (3)基板材料问题(有水份和污物)解决方法:应选择品质好的基板材料,钻孔应进行烘烤。

  (4)由于垫板重复使用的结果解决方法:应更换垫板。

  (5)加工条件不当所至解决方法:应选择最隹的加工条件。

  17.孔径扩大

  (1)钻头直径有问题解决方法:钻孔前必须认真检测钻头直径。

  (2)钻头断于孔内挖起时孔径变大解决方法:将断于孔内的钻头部分采用顶出的方法。

  (3)补漏孔时造成解决方法:补孔时要注意钻头直径尺寸。

  (4)重复钻定位孔时造成的误差引起解决方法:应重新选择定位孔位置与尺寸精度。

  (5)重复钻孔造成解决方法:应特别仔细所钻孔的直径大小。

  18.孔未穿透

  (1)DN设定错误解决方法:钻孔前程序设定要正确。

  (2)垫板厚度不均匀问题解决方法:选择均匀、合适的垫板厚度。

  (3)钻头设定长度有问题解决方法:应根据叠层厚度设定或选择合适的长度。

  (4)钻头断于孔内所至解决方法:钻孔前应检查叠层与装夹状态及工艺条件

  (5)盖板厚度选择不当解决方法:应选择厚度均匀、厚度合适的盖板材料。

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