PCB背钻工艺开发.doc

背钻工艺开发2009-9-15 主题 背钻工艺开发随着信息化产业的不断推动，数字信号传输的速度越来越快，频率越来越高，以及大功率供放器的运用，传统设计的PCB板已经不能满足这种高频电路的需要。一些技术领先的交换机生产企业越来重视对于信号的完整性传输研究，且已证明PTH 孔无用孔铜部分有着重大影响，所以使用背钻技术去除这部分孔可以低成本满足高频、高速的性能。本文主要从客户需要出发，通过和，对如何开发此项新工艺进行一个完整的阐述。 前期策划识别关键流程以及易产生缺陷分析2.1.1 钻通孔 　　缺陷分析：背钻的一钻孔偏会加大背钻孔与一钻孔对准度差异，对背钻精度造成较大影响，所以必须严格控制一钻孔位精度。 　　采取措施： 　（1）此类孔必须采用新刀钻孔。 　（2）钻孔参数优化：降低CHIPLOAD 。 2..2 背钻 　　缺陷分析：背钻是利用钻机的深度控制功能实现盲孔的加工，以去除部分孔铜。其公差主要受到背钻设备精度和介质厚度公差的影响。 　　采取措施： 　（1）对背钻深度进行能力研究，判断是否足够； 　（2）监控背钻深度和介质厚度公差。 背钻初始能力研究 3.2 背钻深度公差能力研究 图3-2-1-1 图3-2-1-2 现有普通焊接式钻刀（见图3-2-1-2），中间焊接层电阻较大，对背钻信号传输有一定影响。所以需要使用钻刀柄与钻刀刃一体的全钨钢钻刀。 另外，刀尖角度大小影响背钻孔型和毛刺状况，现有刀尖角130°钻刀（见图3-2-1-3），斜率比较大，对深度控制效果不佳，因此有必要进行改进。 图3-2-1-3 图3-2-1-4 如图3-2-1-5所示为钻刀的刀尖角度对背钻深度影响的对比图，当钻孔深度参数不变时（均钻到H2位置），钻刀的刀尖角度变大会引起背钻深度（H1）变大。反之，钻刀的刀尖角变小会引起背钻深度（H1）变小，刀尖角度为165°的钻刀（参阅图3-2-1-6）于刀尖角度为130°的钻刀的背钻深度之间有深度差（H3），因此背钻需要严格控制钻刀的刀尖角度。 图3-2-1-5 图3-2-1-6 但并不是刀尖角度越大越好，刀尖角度的大小还会影响钻孔的孔壁质量，因此选用几类刀尖角度进行实验（图3-2-1-4），实验时钻孔参数相同，实验结果如下： 刀尖角度 钻孔效果 判断 130°钻刀 斜率大，对深度控制效果不佳，对准度高 其次 165°钻刀 孔形最好，虽然对准度存在偏差，但斜率小，深度控制相对容易 最佳 180°钻刀 无斜率，但严重积压铜丝、粉尘和孔壁被扯裂，客户有严格要求可采用 其次 180°平角铣刀 无斜率，但严重积压铜丝、粉尘和孔壁被扯裂，同180°钻刀 其次 3.2.1 使用不同垫木板比较 3.2.1.1 我们的常规物料中，使用铝片作盖板制作盲孔钻孔，常规的铝片规格为0.15+/-0.02mm，因其很薄，钻孔时容易被钻机吸尘吸离PCB板面（见图3-2-1-1），导致高频电子感应器对实际距离出现感应误差，而且钻孔时也有粉尘藏在铝片下，同样出现高频电子感应器对实际距离出现感应误差，从而严重的降低了背钻精度。 3.2.1.2 在PCB板上安装单面覆铜板（见图3-2-1-3），铜面向下与PCB板面直接接触，因其有一定厚度和较大硬度，钻孔时不容易被吸起，且单面覆铜板的铜厚公差小（+/-3um），能够减少高频电子感应器对深度的感应误差，另外，单面覆铜板的基材面有清洁钻刀的作用，能够清洁钻刀，避免粉尘、铜屑等残留，同样能够减少高频电子感应器对深度的感应误差，从而有效的提高了背钻精度。 图3-2-1-1 图3-2-1-2 图3-2-1-3 3.2.1.3 对比几种物料作为盖板，测量背钻深度，见下表 盖板类型 GS-030纸0.26盖板 A4纸0.26mm盖板 酚醛盖板 无盖板SP5 无盖板SP6 单面覆铜板盖板 铝片0.15mm盖板 实测深度(单位:mm) 0.39 0.39 0.38 0.39 0.39 0.38 0.39 0.38 0.39 0.38 0.36 0.37 0.21 0.19 0.39 0.38 0.39 0.39 0.39 0.39 0.38 0.39 0.39 0.39 0.36 0.37 0.19 0.19 0.39 0.38 0.38 0.39 0.39 0.39 0.39 0.4 0.39 0.39 0.36 0.36 0.2 0.19 0.39 0.38 0.38 0.39 0.38 0.38 0