PCB钻孔知识专业讲解

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1、P1,鑽孔知識講解,大綱,一、鑽孔意義及為何要鑽孔? 二、鑽孔作業流程介紹 三、鑽孔設備及操作介紹 四、鑽孔參數介紹 五、鑽孔主物料介紹 六、鑽孔板的檢驗與判定 七、鑽孔程式編輯 八、鑽孔管制重點 九、鑽孔Trouble shorting,P1,一、鑽孔意義及為何要鑽孔?,P1,鑽孔的作用:在印刷線路板上鑽孔,使其 線路上下導通和層間互連, 以及安裝零件的作用.,PTH孔:主要起線路上下導通和安裝零件用,P1,二、鑽孔作業流程介紹,檢驗,研磨,清洗,進料檢驗,入庫,測量,鑽孔,發放,退研磨,首件/自主,IPQC抽檢,出貨,2.1 鑽 孔 全 課 流 程 圖,二.鑽孔作業流程介紹,1. 進料檢驗

2、,2.2 生 產 組 流 程 圖,2. 上PIN作業,P1,二.鑽孔作業流程介紹,3. 鑽孔,4. 首件,自主檢查,5.IPQC抽檢,6.數量移轉,二.鑽孔作業流程介紹,二.鑽孔作業流程介紹,2.3 流 程 講 解,1.板面檢查:有無刮傷 凹陷 板彎板翹 2.料號:有無混料現象 3.數量檢查:與工單是否相符,A.進 料 檢 項 目,B.上 PIN 作 業,二.鑽孔作業流程介紹,2. 多層板 由CAM設計(與內層吻合),PIN孔,PIN孔,1.雙面板 由打PIN機上PIN,鑽孔機List評估重點 1.軸數:和產量有直接關係 2.有效鑽板尺寸 3.鑽孔機台面:選擇振動小,平整,強度好的材質(現場所

3、使用的為大理石台面). 4.軸承(spindle),C. 鑽 孔 作 業,5.鑽盤:自動更換鑽頭及鑽 頭數. 6.壓力腳:平整,光滑 7.X Y及Z軸傳動及尺寸: 精準度,X Y獨立移動. 8.斷針偵測:有 9.RUN OUT:有 10.集塵系統:搭配壓力腳,排屑良好且冷卻鑽頭功能,二.鑽孔作業流程介紹,鑽孔房環境設計 1.溫濕度控制 2.干淨的環境 3.地板承受的之重量 4.絕緣接地的考量 5.外界振動干擾,D. 鑽 孔 作 業,二.鑽孔作業流程介紹,課間小息,“花生牛奶,”牛奶媽咪是誰?,3.1圖片之機 械 部 分,三. 鑽孔設備及操作,鑽孔機,三. 鑽孔設備及操作,3.2圖片之電腦顯示部

4、分,P1,三. 鑽孔設備及操作,3.3圖片之CNC系統部分,三. 鑽孔設備及操作,機械部分:負責執行鑽孔作業 電腦顯示部分:顯示目前執行狀 況 CNC系統部分:將鑽孔程式轉換 成機械語言執行鑽孔作業,3.4鑽孔機各部件名稱及功用,三. 鑽孔設備及操作,3,7,1,2,8,6,5,4,3.5鑽孔機各部件,Z軸,Spindle,三. 鑽孔設備及操作,3.6鑽孔機各部件名稱及功用,(1)Z軸馬達:鑽孔時,帶動Spindle執行鑽孔作業 (2)Spindle:執行鑽孔作業 (3)Spindle氣壓開關:控制Spindle氣壓 (4)副夾頭:輔助Spindle夾頭,將鑽嘴從鑽 嘴盤放入副夾座(將鑽嘴從副

5、夾座放入鑽嘴盤),(5)壓力腳: a 保護鑽嘴 b 鑽孔時,壓住板面可防止 因板彎,超成偏孔 (6)Spindle夾頭開關:在MAN狀態下,用於控 制夾頭開關 (7)光學尺讀頭:用於讀取X,Y軸行程 (8)光學尺,三. 鑽孔設備及操作,三. 鑽孔設備及操作,3.7氣 壓 表,1,2,3,4,5,三. 鑽孔設備及操作,(1)壓力腳氣壓表 (2)鑽孔夾頭氣壓表 (3)spindle主軸氣壓表 (4)spindle套環氣壓表 (5)氣腳墊氣壓表,3.8鑽孔機各部件名稱及功用,3.9鍵盤各按鈕名稱及功用,三. 鑽孔設備及操作,三. 鑽孔設備及操作,3.10鍵盤各按鈕名稱及功用,三. 鑽孔設備及操作,3

6、.11鍵盤各按鈕名稱及功用,三. 鑽孔設備及操作,3.12鍵盤各按鈕名稱及功用,:游標鍵 MAN:手動頁 ESC:進入手動區,消除故障顯示 AUTO:進入自動狀態 PROGR:進入程式編輯頁 START:執行鑽孔作業 DATA OUT:資料輸出 DATA IN:資料輸入,T PARAM:進入鑽孔參數頁 TOOL綠色鍵:手動狀態下原 地鑽孔 TOOL紅色鍵:空跑鍵 STOP:停止鍵 BLOCK配合START:執行單個 鑽孔 CALIB Z:Z軸歸零 CALIB X Y:X Y軸歸零,三. 鑽孔設備及操作,3.13鍵盤各按鈕名稱及功用,CONS:啟動第二控制台(在輸入機臺軟體參數時有用) + -

7、配合X Y Z:Spindle向前,后,上,下移動 DISPL DISPL:進入指令頁 SFU可配1,2,3,4,5,6:開關任意一個Spindle COMM:配合鍵 LINE FEED:輸入鍵 CLEAR:清除鍵(單行清除) DEL:刪除鍵(單個字元刪除),SPACE:空格鍵 CR:空格鍵(一次空一行) CTRL X:移動游標到下一頁 CTRL E:移動游標到上一頁 CTRL W:移動游標到第一個 步序 CTRL Z:移動游標動到最后 一個步序 CTRL D:清除游標所在的字 元 CTRL S:清除自游標開始至 步序末所有的字元,三. 鑽孔設備及操作,3.14鍵盤各按鈕名稱及功用,CA: 清

8、除所有靜動態鑽孔 參數 CLM:清除所有動態鑽孔參 數 CLT:清除所有靜態鑽孔參 數 CM:清除鑽孔程式 PECK/NOPECK:啟動/關閉 分段孔程式,FV18:設定鑽孔程式象限 INIT:系統重新啟動CNCFP4215/FP4220:設定鑽 孔程式格式(公制/英制) MO/NOMO:啟動/關閉伺服馬達 P:移動臺面到PARK位置 R:移動臺面到原點位置 SOFT:重新讀取系統軟體,四. 鑽孔參數介紹,1.CNC控制 現有CAD/CAM工作站都可直接轉換鑽孔機接受之語言只要設定一些參數如各孔號代表之孔徑等即可. 大部分工廠鑽孔機數量多達幾十台因此多有邊,綱作業由工作站直接指示,若加上自動上

9、/下板(Loading/Unloading)則人員可減少至最少,四. 鑽孔參數介紹,2.作業條件 鑽孔最重要兩大條件是“Feeds and Speeds”進刀速與旋轉速: (1).進刀速(Feeds):每分鐘鑽入的深度,多以英寸/分(IPM)表示.如式已為“排屑量”(Chip Load)取代,表示方法是以鑽針每旋轉一周所能刺進的寸數(in/R). in/min CL= R/min,四. 鑽孔參數介紹,(2).旋轉速度(Speeds):每分鐘所能旋轉圈數(Revolution Per Minute RPM) 鑽針線性速度(尺/分)*12 RPM= 鑽針直徑*3.14,(3).通常轉數約為68萬R

10、PM,轉速太高時會造成積熱及磨損鑽針.當進刀速約為120in/min左 右,轉速為6萬RPM時,其每一轉所能刺入的深度為其排屑量,四. 鑽孔參數介紹,Chip load 排屑量=,120in/min,60000R/min,=0.002in/R,(4).排屑量高表示鑽針快進快出而與孔壁 接觸時間短,反之排屑量低時表示鑽針 進出緩慢與孔壁磨擦時間增長以致孔 溫升高.設定排屑量高或低以下列條件 而定: A.孔徑大小 B.基板材料 C.層數 D.厚度,四. 鑽孔參數介紹,四. 鑽孔參數介紹,3.作業注意事項: A.轉速,進刀速的設定:應依實際的作業狀 況而定. B.須定期測量轉速,進刀速,Run Ou

11、t數值. C.Spindle及夾頭需定時清洗. D.Run Out一定要保持在0.0004inch以下 E.台面上塵屑要用吸尖器去除,切勿用吹 氣的方式.,四. 鑽孔參數介紹,4.小孔定義:直徑0.6mm以下稱小孔,0.3mm以下稱微孔(micro hole)斷針的主要原因: A.鑽頭的形狀和材質 B.鑽頭的外徑與縱橫比(Aspect) C.PC板的種類(材質,厚度與層數) D.鑽孔機的振動和主軸的振動 E.鑽孔的條件(進刀速與轉數) F.蓋板,墊板的選擇,四. 鑽孔參數介紹,5.為防止斷針應注意以下幾點: A.將壓板.PC板,墊板用膠布貼牢后, 於指定地方用膠錘釘牢. B.對板彎板翹板禁止上

12、機台 C.夾頭定時進行清洗. D.墊板不僅要質硬,而且厚度需一致.,四. 鑽孔參數介紹,6.影響偏孔因素: A.程式設計的位置與實際工作台上位置精度的誤差. B.因主軸振動所造成的誤差. C.鑽頭鑽入PC板時定位的偏差. D.鑽頭本身的彎曲. E.Run Out值過大. F.參數設定不符. G.壓板的材料及板彎板翹. H.疊板的厚度. I .蓋板的選擇.,五.鑽孔物料介紹,5.1鑽 頭物理性質介紹 *鑽頭組成材料 由硬度高耐磨性強的碳化鎢Tungst en Carbide ,WC)含量94%,耐沖擊的 鈷含量6%(Cobalt),加上有機粘著劑 組成. *鑽頭外型結構 分為三部分:鑽尖(dri

13、ll point 退刃槽(flute) 握柄(handle,shank),Handle,shank,flute,Drill point,五.鑽孔物料介紹,螺旋角,把柄,螺旋長,鑽尖角,刀徑,5.1.1鑽嘴幾何介紹(立體圖),五.鑽孔物料介紹,外徑,鑽嘴幾何介紹(平面圖),边刀深,刃帶,心厚,次刀面,主刀面,靜點,排屑溝面,五.鑽孔物料介紹,鑽頭鑽尖部分 A.鑽尖角(Point Angle) B.第一鑽尖面(Primary Face) C.第二鑽尖面(Secondary Face) D.橫刃(Chisel Edge) E.刃筋(Margin),鑽尖是由兩個窄長的第一鑽尖面及兩個呈三角形鉤狀的第二

14、鑽尖面所構成的,此四面會合於鑽尖點,在中央會合處形成兩條短刃稱為橫刃(Chisel edge),是最先碰觸板材之處,此橫刃在壓力及旋轉下即先行定位而鑽入stack中,第一尖面的兩外側各有一突出之方形帶片稱為刃筋(Margin),此刃筋一直隨著鑽體部分盤旋而上,為鑽針與孔壁的接觸部分,五.鑽孔物料介紹,而刃筋與刃唇交接處之直角刃角(Corner)對孔壁的品質非常重要,鑽尖部分介於第一尖面與第二尖面之間有長刃,兩長刃在與兩橫刃在中間部分相會而形成突出之點是為尖點,此兩長刃所形成的夾角稱為鑽尖角(Point angle),鑽紙質之酚醛樹脂基板時所受阻力較小,其鑽尖角約為90110度,鑽FR-4的玻織

15、板時則尖角需稍變為115135度,最常見為130度者.第一尖面與長刃之水平面所呈夾面角約為15度稱為第一尖面角(Primary face angle),而第二尖面角則為30度,另有橫刃與刃唇所形成的夾角稱為橫刃角(Chisel edge angle).,五.鑽孔物料介紹,五.鑽孔物料介紹,退屑槽(Flute) 鑽針的結構是由實體與退屑的空槽二者所組成.實體之最外緣上是刃筋,使鑽針實體部分與孔壁之間保持一小間隙以減少發熱.其盤旋退屑槽(flute)側斷面上與水平所成的旋角為螺旋角(Helix or Flute Angle),此螺旋角度較小時,螺紋較稀少,路程近退屑快,但因廢屑退出以及鑽針之進入所受阻力較大,容易升溫造成尖部分積熱,形成樹脂之軟化而在孔壁上形成膠渣(smear).此螺旋角度大時鑽針的進入及退屑所受之磨擦阻力較小而不易發熱,但退料太漫,五.鑽孔物料介紹,物理特性: 硬度 抗折力 影響碳化鎢物性主因: -鈷含量 -粒徑 -其它添加物 *材料物性與鑽嘴之關系,硬度 磨損 鑽嘴壽命 鑽嘴抗力量 鑽孔強度 孔位精度,鈷含量,大,小,粒 徑,硬 度,鑽嘴物理特性,五.鑽孔物料介紹,影響較大者,影響較小者,無影響者,鑽嘴與品質的關係,鑽針的檢查與重磨 1.檢查方法:2040倍實體顯微鏡檢 查. 2.鑽針