機械鉆孔一直都是電路板成孔的主要方式,基本機械鉆孔處理程序為:將壓合檢查完成的電路板,依允許堆疊片數(shù)固定在基準位置,在上方覆蓋保護蓋板下面則放置下墊板,以其后插銷將整疊電路板壓入鉆孔機臺面固定孔即可開始鉆孔。
鉆孔機臺是利用NC資料控制動作,包含臺面運動、鉆軸上下、轉速高低、鉆針交換等。數(shù)位控制的鉆孔機加工需要機械原點,將整疊電路板放置在相對位置上,以指定孔徑鉆針進行鉆孔,鉆孔完成卸載后進行定量抽檢即可送往下一制程加工。
在此對鉆孔作業(yè)各個要點進行簡述:
1:鉆孔疊板
堆疊的目的,是為了能在同一時間內產出較多的電路板 ,在鉆孔時電路板的堆疊片數(shù)產出愈高,但堆疊片數(shù)仍需考慮到孔徑大小及精準度。當孔徑愈小所能堆疊的片數(shù)愈少,要求精度愈高時所能堆疊的片數(shù)也越少。
在堆疊時最上與最下都會放置蓋板與背板,其目的并不相同。蓋板目的是讓鉆針順利切入并抑制毛邊發(fā)生,另外可幫助鉆針作業(yè)的熱量散失使鉆孔品質提升,多數(shù)使用鋁合金板、鋁板、尿素板、合成板等。背板主要目的是當犧牲板,讓鉆針能順利鉆透電路板,避免鉆針傷及鉆孔機平臺,同時降低底部所產生的毛頭,通常選用的材質有紙質酚醛、木漿板等。但無論選用何種鉆孔輔助板,都要同時考量品質與成本。
2:鉆孔機
機械鉆孔機具有X、Y方向運動機構,并有多鉆軸在同一機組上。一般運動方式是以臺面走Y方向,固定鉆軸機構則走X方向,鉆孔位置就是由此二運動所形成的交叉坐標。至于Z方向運動,則靠控制鉆軸上下或軸心內特殊裝置運動連成。鉆孔就借著XY運動加上Z方向的鉆軸運動,驅動前端鉆針進行各種孔徑鉆孔。
驅動機械的馬達是伺服馬達,會遵循數(shù)位資料控制位置及動作。機臺軸數(shù),主要依靠生產的電路板尺寸及產品種類多少而定,量少種類多則少軸數(shù)較有利,產品種類少數(shù)大則多軸數(shù)較有利。
為了達到高準度與小孔徑目標,鉆孔機臺已提出相當多應對方案,如:自動感應斷針、增加鉆孔轉速、改良排屑設計、增加機臺穩(wěn)定等,但是仍需搭配鉆針材質與適當?shù)你@孔操作參數(shù)。
3:鉆針
鉆針是電路板成孔的主要耗材,使用時將鉆針安裝在鉆軸上,借鉆孔機提供的高轉速搭配上針設計,可生產適當?shù)那邢髁Γ脕砬懈铍娐钒鍢渲?、玻纖、銅皮所構成的復合材料,達到成孔目的。
而鉆針設計,如:鉆針的尖端角、螺旋角、鉆刃中心度、排屑渣等各種形狀都會影響鉆孔品質。鉆針的前端為顧及孔壁平滑度及降低膠渣產生量,部分會采用減縮直徑的做法稱為Under-Cut鉆針,如此可獲得較佳的鉆孔結果。
另外鉆針在使用時,必須切削某些較堅硬的材質如玻纖或陶瓷填充材等,會使鉆針容易磨損,因此目前多會使用碳化鎢超硬合金,或在其中調整比例增加耐摩耗性及韌性,以提高使用壽命。
4:后處理及檢查
鉆孔完成的產品從鉆孔機卸下并拆解,在送出制程前必須進行孔品質檢查,檢查項目包括:孔位、孔徑、孔數(shù)等,至于是否漏鉆則可以抽檢方式和工作底片比對來確認。目前已有自動孔位及孔徑檢查機,可以利用CAD系統(tǒng)供應的數(shù)據(jù)做影像對比,很容易發(fā)現(xiàn)問題所在。
至于板面目視檢查,是要目視檢查作業(yè)中造成的刮痕及其他損傷。孔內狀態(tài)雖不易由肉眼觀察,但目前已有3D顯微鏡可以做孔內的360度觀察。