PCB冲孔工艺技巧

  在印制电路板上冲孔像钻孔一样,也是一种机械操作。然而,在孔的直径精度、孔壁光滑度和焊盘与底板分层上则不如钻孔好。总的来说,大孔比小孔容易冲孔。例如,对于强化纸制基板小于0.9mm 的孔和强化玻璃布基板小于1. 2mm 的孔,冲孔失败是很常见的。因此,冲孔应用在消费类大批量印制电路板产品中,而这种印制电路板采用的是纸制苯酯类和环氧基类基板。冲孔的另一个缺点是焊盘分层和基板在连接孔处断裂。另外,冲孔会导致形成的孔是圆锥形且表面相当粗棒,因此不符合专业要求的印制电路板对镀通孔表面光滑度有较高的要求。
  冲孔除了有一些缺点外,也有一些优点,它们是:
  1 )由于许多孔可以同时被冲,因此需要的操作成本低;
  2)非常高的生产速度;
  3)孔定位的高精度和可重复性。
  实际上冲孔有10 - 40t 的压力和100 - 200 次fmm 冲击。在单面板中,冲孔用在有覆铜锚的那一面。当纸制基板冲孔时,必须注意材料的反弹以及由反弹造成的冲孔孔径要比所用的钻孔机稍小一些,其差别的大小在于材料的厚度。因此,冲孔时,要求掌握实际的容差,以获得正确的孔尺寸。通常,对于1. 6mm 厚的板子,冲孔的直径应比所要求的直径大0. 1 - 0. 12mm,典型的冲孔直径容差为±0.1mm 。
为了精确加工,必须使钻孔机和冲孔之间有精密的容差。通常,对于纸制基材,冲孔应比钻孔机大0.002 - O. 004in ,而对于玻璃基板,应该是这个容差的一半,图10-2 给出了钻孔机和冲孔之间所需容差的实例。
 PCB冲孔工艺技巧
  冲孔负载依赖于基板的类型和它们的裁切力。纸制基板所承受的裁切力为1200psi (最大) ,而环氧玻璃基板所承受的裁切力最大为20000psi。因此纸制基板应该能够承受16t 的压力。为了提高安全系数,经常使用32t 的承受压力。环氧玻璃基板比纸制苯酯类基板的抗压能力高70% ,即使是简单的板子也需要高抗压能力。
  对于纸制苯酷类基板(XXX 和类似类型) ,为了避免碎裂,在冲孔之前需要预先将温度加热至50 -70℃。像XXXPC和FR-2 基板可以在室温下进行冲孔,只要高于20'℃就可以了。非编织强化玻璃基板(环氧类和聚酯类)有很好的冲孔性能。采用50 -100μm 的冲模间隙可以得到适合电镀的光滑孔壁。
  采用下面的技术可以减少冲孔中的许多问题,如焊盘分层等。
  1)冲孔要在覆铜面进行;
  2)冲孔前要先进行蚀刻;
  3)冲孔的焊盘必须足够大。
  印制电路板的数量足够多,至少要达到2000个,冲孔才会经济合算。所以,大批量的无镀通孔强化纸制基板更适合于冲孔,其他则适合于钻孔。
  在冲孔过程中,小冲孔的破损率较高,这是因为:
  1 )定线不够标准:通过精密检测工具可以很容易发现;
  2)设计不好:这通常是由于指冲孔太小,达不到要求。
  进行冲孔时,总是发生铜箔边缘翘起。因此,板子两面都设计有线路是不可取的,这会导致焊盘脱落。另外,如果孔之间的距离太小,则有可能出现裂缝。在这种情况下,应当改变操作程序,冲孔之前不要进行铜箔蚀刻。这样铜箔可以起到加固作用,并且有助于避免出现裂缝。
 

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