涂層蓋板對(duì)孔位精度提升的研究
1 前言客戶對(duì)PCB板鉆孔的精度要求越來越高,這需要我們通過技術(shù)提升來符合客戶的需求,可以通過更改鉆孔的蓋板的方法來提升鉆孔精度。
現(xiàn)在PCB業(yè)界使用最廣泛的鉆孔蓋板為鋁蓋板,為厚度在0.13mm~0.2mm之間的鋁箔,各公司根據(jù)自身產(chǎn)品特性選擇對(duì)應(yīng)的厚度,鋁蓋板使用為在鉆孔時(shí)蓋在PCB板上方,主要作用為:提升孔位精度,散熱,防止產(chǎn)生毛刺。
2 新型PCB蓋板介紹
(1)新型PCB蓋板為在鋁箔的表面再涂覆上一層表面涂層,因此業(yè)界一般都稱之為涂層鋁片,如圖1所示。
涂層蓋板主要作用:有利于入鉆,防止打滑;降低鉆咀磨損;潤(rùn)滑與清潔鉆咀;降低鉆頭溫度。
(2)表面涂層材料,一般為特殊樹脂組成,樹脂需具備特性為:潤(rùn)滑性:具備潤(rùn)滑特性;熱熔性:具備低熔點(diǎn),遇高溫可快速揮發(fā);水溶性:容易溶水,涂層不粘于孔壁;支撐性: 需具備較高硬
度,能在鉆孔中防止鉆針偏移。
(3)涂層蓋板對(duì)PCB板加工的優(yōu)勢(shì)。使用相同條件加工后的板件的孔位測(cè)試精度結(jié)果,涂層蓋板的CPK較普通鋁片大大提升。
使用相同條件加工后的板件在電鍍后的孔壁切片,涂層蓋板的孔壁凹凸度較普通鋁片大大提升。
3 涂層蓋板提高鉆孔精度的機(jī)理分析
3.1 鉆頭下鉆鉆頭下鉆接觸涂層蓋板時(shí),蓋板上涂層可以在鉆頭接觸板面瞬間穩(wěn)住鉆針,減少偏斜,被鉆頭切削后轉(zhuǎn)化為粉塵被吸走。
圖2為國內(nèi)某C廠家,通過高速攝像機(jī)拍攝鉆孔下鉆的過程進(jìn)行比較,分別拍攝了普通鋁片和涂層鋁片下鉆過程,從播放錄像可以清晰看到在使用涂層鋁片時(shí),下鉆過程中鉆頭被涂層對(duì)其的套定作用讓鉆頭垂直下鉆。
3.2 鉆頭進(jìn)入板面
涂層材料具備低溶的特性,具有很強(qiáng)的散熱能力,當(dāng)鉆頭接觸板面所產(chǎn)生的熱通過鋁片傳導(dǎo),再被涂層大量吸收,從而降低鉆頭及板材孔內(nèi)的溫度,如圖3所示。
圖4為國內(nèi)某C廠家利用紅外熱像儀的熱像測(cè)溫技術(shù)對(duì)鉆孔時(shí)的鉆針溫度進(jìn)行跟蹤測(cè)試,其中紅線為使用普通鋁片的鉆針溫度,黑色代表使用涂層鋁片的鉆針溫度。
從圖4中可以清晰地比較出:使用涂層鋁片的鉆頭溫度要遠(yuǎn)低于使用普通鋁片的鉆頭溫度。鉆頭在溫度越低時(shí),其剛性越強(qiáng),越不容易產(chǎn)生彎曲,因此使用涂層鋁片提升了鉆頭下鉆過程中的剛性,從而提升了鉆孔的精度。
3.3 排屑
涂層表面的涂層在預(yù)熱后會(huì)變成氣態(tài)揮發(fā),揮發(fā)過程中加快粉屑的排屑,因此增加了鉆孔過程中的排屑。從而減少了鉆孔過程中的下鉆阻力,提升鉆孔的精度。
圖5使用普通鋁片和涂層鋁片加工PTFE板材后的鉆頭殘絲比較,從圖5中可以明顯地看出,使用涂層鋁片后鉆頭的殘絲明顯較少。
4 小結(jié)
涂層蓋板能提升鉆孔精度,特別在加工一些高厚徑比板時(shí)對(duì)孔位精度的提升效果顯著。然而,涂層蓋板為一種新型的蓋板,其購買成本也是普通鋁片的數(shù)倍,可以通過提高鉆頭的使用壽命、提升磨次、增加鉆孔疊板數(shù)等來降低使用涂層蓋板的綜合使用成本。