談分段鉆對印制板上短槽質(zhì)量的改善

謝斯文

（福建藍建集團有限公司工程部經(jīng)理，福建 福州 350000）

1 背景

隨著電子產(chǎn)品多功能化，小型化，輕量化的趨勢發(fā)展，相應PCB產(chǎn)品密度越來越高，槽孔也越做越小。由此加大了PCB廠商的制作難度。

短槽一直都是機械加工的難點之一，短槽在生產(chǎn)過程中主要存在槽孔毛刺，槽孔縮短，偏位，甚至變形。這使許多PCB廠家不得不通過減少疊板數(shù)來保證槽孔質(zhì)量。但是減少疊板數(shù)量較大地降低了產(chǎn)能，且不能從本質(zhì)上改善短槽的質(zhì)量，只是減少了缺陷。

為此結合原理分析及大量實驗數(shù)據(jù)，得出一種可以很大程度地改善短槽質(zhì)量，且效率降低不多的方法。

2 基礎理論及分析

短槽定義為槽長L小于兩倍槽寬W的，槽定義為短槽（如圖1所示：L<2W）。

圖1 槽孔鉆孔方式圖

槽孔現(xiàn)階段鉆孔方式：按1→2→3→4→5順序鉆出方式完成。

若為短槽則第一個孔與第二個孔相交。當鉆完第一孔后，鉆第二個孔時，第一個鉆孔留下的空洞區(qū)阻力小而使第二個孔往第一個孔偏移，加上鉆頭旋轉方向的反作用力，最終造成短槽縮短偏移（如圖2，圖3所示）。

圖2 二個孔間空洞與受力圖

圖3 短槽偏移圖

3 改善方法及實驗部分

3.1 補償鉆槽程序方法

根據(jù)原理分析得出短槽偏移規(guī)律（縮短及圖3中顯示的上偏移），為糾正偏移及縮短量，我們將鉆槽程序進行拉長及反向偏移。

選取0.8 mm×1.4 mm的槽孔，板厚1.6 mm，三片一疊進行實驗。

實驗一：鉆槽程序未做任何改變（如圖4所示），結果見表1所示。

表1 實驗一結果表

圖4 鉆槽程序圖

由實驗一結果得出的數(shù)據(jù)與理論分析數(shù)據(jù)相符，因此我們得出反向補償來中和偏移縮短量。

實驗二：中和面板，中間板、底板三者的縮短值及偏移值對鉆槽程序進行拉長及反向補償（如圖5所示），結果見表2所示。

圖5 補償鉆槽程序圖

表2 實驗二結果表

從實驗二得出結論：鉆孔程序上將短槽拉長及反向偏移可以讓短槽控制在公差范圍內(nèi)，但是面板與底板間的差距仍然較大，仍然存在穩(wěn)定性不足。為此我們需要縮小面板與底板間的差距。

從原理上分析鉆頭下探過程中阻力變大，鉆孔直徑也隨著偏移量會加大，也意味著底板的偏移量會大于面板。導致面板與底板偏移量相差較大。

雖然我們按實驗二的數(shù)據(jù)對程序做出的反向的拉伸量，但仍然存在鉆孔疊板數(shù)越多，同一批次板的面板、底板差異較大的情況。為減少差異，顯而易見的就是減少鉆頭下探深度，減少深度意味著減少疊板數(shù)。但減少疊板數(shù)是所有廠家都無法接受的。

3.2 分段鉆方法

為解決差異而產(chǎn)生了分段鉆的思路（。所謂分段鉆就是把同一疊板分成幾段鉆，這樣減少了鉆頭下探深度，來改善疊板之間的差異。分段鉆參數(shù)如圖6所示。

圖6 分段鉆參數(shù)圖

為此進行分段鉆實驗（鉆孔機臺的參數(shù)可以設置控制分段數(shù)，第一進刀深度、抬刀高度，第二次進刀深度……）。

實驗三：實驗二中是為了讓面板、中間板、底板都控制在公差內(nèi)，選擇了中和面板、中間板、底板三塊板的偏移參數(shù)。我們選擇面板的縮短值及偏移值對鉆槽程序進行拉長及反向補償（如圖7、表3所示）。

表3 實驗三結果表

圖7 分段鉆的補償鉆槽程序圖

實驗三的結果：面板、中間板、底板均控制在公差范圍內(nèi)，且三組數(shù)據(jù)偏差很小，穩(wěn)定性相對較高。

從而得出結論短槽拉長及反向偏移可以讓短槽控制在公差范圍內(nèi)，分段鉆孔能縮小面板與底板間的差距。二者結合可以較為完善地改善短槽的質(zhì)量。

4 結語

短槽一直都是機械加工的難點之一，通過諸多實驗得到了利用鉆孔程序偏移量加上機械鉆機臺設置分段鉆參數(shù)來改善短槽縮短，偏位、變形等質(zhì)量問題，改善效果尤為明顯。目前我司短槽異常大幅減少。

本文僅在方法上進行論述，具體偏移量跟短槽的寬度，長度不同而不同，我公司經(jīng)過大量的實驗總結了適合本廠的偏移參數(shù)（由于各廠鉆機，鉆頭等參數(shù)不同則偏移量也不同，在此未做闡述）。分段鉆參數(shù)設置與板厚，疊板數(shù)等相關，在此未做明確闡述。

分段鉆的思路不僅僅改善短槽的質(zhì)量，此方法可以擴散至鉆大圓孔，鉆大槽孔等因為受力不均導致的面板與底板的偏移量較大的情況中。