PCB鉆孔工藝故障與解決方法.doc

PCB鉆孔工藝故障和解決鉆孔時PCB工藝中一道重要的工序，看起來很簡單，但實際上卻是一道非常關鍵的工序。在此，筆者憑著個人鉆孔工作的經(jīng)驗和方法，同大家分析一下鉆孔工藝的一些品質故障產(chǎn)生的原因及其解決方法。在制造業(yè)中，不良品的產(chǎn)生離不開人、機、物、法、環(huán)五大因素。同樣，鉆孔工藝中也是如此，下面把用魚骨圖分列出影響鉆孔的因素 一、在眾多影響鉆孔加工階段，對各項不同的項目施行檢驗為了確保加工板子從投入前至產(chǎn)出，全部過程的品質都在合格范圍內。以下列舉PCB板鉆孔加工常見的檢驗類別及項目。(1)、鉆孔前基板檢驗，項目有：品名、編號、規(guī)格、尺寸、銅鉑厚；不刮傷；不彎曲、不變形；不氧化或受油污染；數(shù)量；無凹凸、分層剝落及折皺。(2)、鉆孔中操作員自主檢驗，項目為：孔徑；批鋒；深度是否貫穿；是否有爆孔；核對偏孔、孔變形；多孔少孔；毛刺；是否有堵孔；斷刀漏孔；整板移位。二、鉆孔生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)故障詳細分解1、斷鉆咀產(chǎn)生原因有：主軸偏轉過度；數(shù)控鉆機鉆孔時操作不當；鉆咀選用不合適；鉆頭的轉速不足，進刀速率太大；疊板層數(shù)太多；板與板間或蓋板下有雜物；鉆孔時主軸的深度太深造成鉆咀排屑不良發(fā)生絞死；鉆咀的研磨次數(shù)過多或超壽命使用；蓋板劃傷折皺、墊板彎曲不平；固定基板時膠帶貼的太寬或是蓋板鋁片、板材太?。贿M刀速度太快造成擠壓；補孔時操作不當；蓋板鋁片下嚴重堵灰；焊接鉆咀尖的中心度與鉆咀柄中心有偏差。解決方法：(1) 通知機修對主軸進行檢修，或者更換好的主軸。(2) A、檢查壓力腳氣管道是否有堵塞； B、根據(jù)鉆咀狀態(tài)調整壓力腳的壓力，檢查壓力腳壓緊時的壓力數(shù)據(jù)，正常為7.5公斤； C、檢查主軸轉速變異情況及夾嘴內是否有銅絲影響轉速的均勻性； D、鉆孔操作進行時檢測主軸轉速變化情況及主軸的穩(wěn)定性；(可以作主軸與主軸之間對比) E、認真調整壓力腳與鉆頭之間的狀態(tài)，鉆咀尖不可露出壓腳，只允許鉆尖在壓腳內3.0mm處； F、檢測鉆孔臺面的平行度和穩(wěn)定度。(3) 檢測鉆咀的幾何外形，磨損情況和選用退屑槽長度適宜的鉆咀。(4) 選擇合適的進刀量，減低進刀速率。(5) 減少至適宜的疊層數(shù)。(6) 上板時清潔板面和蓋板下的雜物，保持板面清潔。(7) 通知機修調整主軸的鉆孔深度，保持良好的鉆孔深度。(正常鉆孔的深度要控制在0.6mm為準。)(8) 控制研磨次數(shù)(按作業(yè)指導書執(zhí)行)或嚴格按參數(shù)表中的參數(shù)設置。(9) 選擇表面硬度適宜、平整的蓋、墊板。(10) 認真的檢查膠紙固定的狀態(tài)及寬度，更換蓋板鋁片、檢查板材尺寸。(11 )適當降低進刀速率。(12) 操作時要注意正確的補孔位置。(13) A、檢查壓腳高度和壓腳的排氣槽是否正常； B、吸力過大，可以適當?shù)恼{小吸力。(14) 更換同一中心的鉆咀。2、孔損 產(chǎn)生原因為：斷鉆咀后取鉆咀；鉆孔時沒有鋁片或夾反底版；參數(shù)錯誤；鉆咀拉長；鉆咀的有效長度不能滿足鉆孔疊板厚度需要；手鉆孔；板材特殊，批鋒造成。 解決方法： (1) 根據(jù)前面問題1，進行排查斷刀原因，作出正確的處理。 (2) 鋁片和底版都起到保護孔環(huán)作用，生產(chǎn)時一定要用，可用與不可用底版分開、方向統(tǒng)一放置，上板前再檢查一次。 (3) 鉆孔前，必須檢查鉆孔深度是否符合，每支鉆咀的參數(shù)是否設置正確。 (4) 鉆機抓起鉆咀，檢查清楚鉆咀所夾的位置是否正確再開機，開機時鉆咀一般不可以超出壓腳。(5) 在鉆咀上機前進行目測鉆咀有效長度，并且對可用生產(chǎn)板的疊數(shù)進行測量檢查。(6) 手動鉆孔切割精準度、轉速等不能達到要求，禁止用人手鉆孔。(7) 在鉆特殊板設置參數(shù)時，根據(jù)品質情況進行適當選取參數(shù)，進刀不宜太快。3、孔位偏、移，對位失準 產(chǎn)生原因為：鉆孔過程中鉆頭產(chǎn)生偏移；蓋板材料選擇不當，軟硬不適；基材產(chǎn)生漲縮而造成孔位偏；所使用的配合定位工具使用不當；鉆孔時壓腳設置不當，撞到銷釘使生產(chǎn)板產(chǎn)生移動；鉆頭運行過程中產(chǎn)生共振；彈簧夾頭不干凈或損壞；生產(chǎn)板、面板偏孔位或整疊位偏移；鉆頭在運行接觸蓋板時產(chǎn)生滑動；蓋板鋁片表面劃痕或折痕，在引導鉆咀下鉆時產(chǎn)生偏差；沒有打銷釘；原點不同；膠紙未貼牢；鉆孔機的X、Y軸出現(xiàn)移動偏差；程序有問題。解決方法：(1) A、檢查主軸是否偏轉； B、減少疊板數(shù)量，通常雙面板疊層數(shù)量為鉆頭直徑的6倍而多層板疊層數(shù)量為鉆頭直徑的23倍； C、增加鉆咀轉速或降低進刀速率； D、檢查鉆咀是否符合工藝要求，否則重新刃磨；E、檢查鉆咀頂尖與鉆咀柄是否具備良好同中心度；F、檢查鉆頭與彈簧夾頭之間的固定狀態(tài)是否緊固； G、檢測和校正鉆孔工作臺板的穩(wěn)定和穩(wěn)定性。 (2) 選擇高密度0.50mm的石灰蓋板或者更換復合蓋板材料(上下兩層是厚度0.06mm的鋁合金箔，中間是纖維芯，總厚度為0.35mm)。 (3) 根據(jù)板材的特性，鉆孔前或鉆孔后進行烤板處理(一般是1455，烘烤4小時為準)。 (4) 檢查或檢測工具孔尺寸精度及上定位銷的位置是否有偏移。 (5) 檢查重新設置壓腳高度，正常壓腳高度距板面0.80mm為鉆孔最佳壓腳高度。 (6) 選擇合適的鉆頭轉速。 (7) 清洗或更換好的彈簧夾頭。 (8) 面板未裝入銷釘，管制板的銷釘太低或松動，需要重新定位更換銷釘。 (9) 選擇合適的進刀速率或選抗折強度更好的鉆頭。 (10) 更換表面平整無折痕的蓋板鋁片。 (11) 按要求進行釘板作業(yè)。 (12) 記錄并核實原點。 (13) 將膠紙貼與板邊成90o直角。 (14) 反饋，通知機修調試維修鉆機。 (15) 查看核實，通知工程進行修改。4、孔大、孔小、孔徑失真 產(chǎn)生原因為：鉆咀規(guī)格錯誤；進刀速度或轉速不恰當；鉆咀過度磨損；鉆咀重磨次數(shù)過多或退屑槽長度底低于標準規(guī)定；主軸本身過度偏轉；鉆咀崩尖，鉆孔孔徑變大；看錯孔徑；換鉆咀時未測孔徑；鉆咀排列錯誤；換鉆咀時位置插錯；未核對孔徑圖；主軸放不下刀，造成壓刀；參數(shù)中輸錯序號。解決方法：(1) 操作前應檢查鉆頭尺寸及控制系統(tǒng)是否指令發(fā)生錯誤。(2) 調整進刀速率和轉速至最理想狀態(tài)。(3) 更換鉆咀，并限制每支鉆咀鉆孔數(shù)量。通常按照雙面板(每疊四塊)可鉆30003500孔；高密度多層板上可鉆500個孔；對于FR-4(每疊三塊)可鉆3000個孔；而對較硬的FR-5，平均減小30%。(4) 限制鉆頭重磨的次數(shù)及重磨尺寸變化。對于鉆多層板每鉆500孔刃磨一次，允許刃磨23次；每鉆1000孔可刃磨一次；對于雙面板每鉆3000孔，刃磨一次，然后鉆2500孔；再刃磨一次鉆2000孔。鉆頭適時重磨，可增加鉆頭重磨次數(shù)及增加鉆頭壽命。通過工具顯微鏡測量，在兩條主切削刃全長內磨損深度應小于0.2mm。重磨時要磨去0.25mm。定柄鉆頭可重磨3次；鏟形鉆頭重磨2次。(5) 反饋給維修進行動態(tài)偏轉測試儀檢查主軸運行過程的偏轉情況，嚴重時由專業(yè)的供應商進行修理。(6) 鉆孔前用20倍鏡檢查刀面，將不良鉆咀刃磨或者報廢處理。(7) 多次核對、測量。(8) 在更換鉆咀時可以測量所換下鉆咀，已更換鉆咀測量所鉆第一個孔。(9) 排列鉆咀時要數(shù)清楚刀庫位置。(10) 更換鉆咀時看清楚序號。(11) 在備刀時要逐一核對孔徑圖的實際孔徑。(12) 清洗夾咀，造成壓刀后要仔細測量及檢查刀面情況。(13) 在輸入刀具序號時要反復檢查。鉆孔時PCB工藝中一道重要的工序，看起來很簡單，但實際上卻是一道非常關鍵的工序。在此，筆者憑著個人鉆孔工作的經(jīng)驗和方法，同大家分析一下鉆孔工藝的一些品質故障產(chǎn)生的原因及其解決方法。5、漏鉆孔 產(chǎn)生原因有：斷鉆咀(標識不清)；中途暫停；程序上錯誤；人為無意刪除程序；鉆機讀取資料時漏讀取。解決方法：(1) 對斷鉆板單獨處理，分開逐一檢查。(2) 在中途暫停后再次開機，要將其倒退12個孔繼續(xù)鉆。(3) 一旦判定是工程程序上的錯誤，要立即通知工程更改。(4) 在操作過程中，操作員盡量不要隨意更改或刪除程序，必要時通知工程處理。(5) 在經(jīng)過CAM讀取文件后，換機生產(chǎn)，通知機修處理。6、批鋒 產(chǎn)生原因有：參數(shù)錯誤；鉆咀磨損嚴重，刀刃不鋒利；底板密度不夠；基板與基板、基板與底板間有雜物；基板彎曲變型形成空隙；未加蓋板；板材材質特殊。解決方法：(1) 在設置參數(shù)時，嚴格按參數(shù)表執(zhí)行，并且設置完后進行檢查核實。(2) 在鉆孔時，控制鉆咀壽命，按壽命表設置不可超壽命使用。(3) 對底板進行密度測試。(4) 釘板時清理基板間雜物，對多層板疊板時用碎布進行板面清理。(5) 基板變形應該進行壓板，減少板間空隙。(6) 蓋板是起保護和導鉆作用。因此，鉆孔時必須加鋁片。(對于未透不可加鋁片鉆孔)(7) 在鉆特殊板設置參數(shù)時，根據(jù)品質情況進行適當選取參數(shù)，進刀不宜太快。7、孔未鉆透(未貫穿基板) 產(chǎn)生原因有：深度不當；鉆咀長度不夠；臺板不平；墊板厚度不均；斷刀或鉆咀斷半截，孔未透；批鋒入孔沉銅后形成未透；主軸夾嘴松動，在鉆孔過程中鉆咀被壓短；未夾底板；做首板或補孔時加了兩張墊板，生產(chǎn)時沒更改。解決方法：(1) 檢查深度是否正確。(分總深度和各個主軸深度)(2) 測量鉆咀長度是否夠。(3) 檢查臺板是否平整，進行調整。(4) 測量墊板厚度是否一致，反饋并更換墊板。(5) 定位重新補鉆孔。(6) 對批鋒來源按前面進行清查排除，對批鋒進行打磨處理。(7) 對主軸松動進行調整，清洗或者更換索嘴。(8) 雙面板上板前檢查是否有加底板。(9) 作好標記，鉆完首板或補完孔要將其更改回原來正常深度。8、面板上出現(xiàn)藕斷絲連的卷曲形殘屑 產(chǎn)生原因有：未采用蓋板或鉆孔工藝參數(shù)選擇不當。解決方法：(1) 應采用適宜的蓋板。(2) 通常應選擇減低進刀速率或增加鉆頭轉速。9、堵孔(塞孔) 產(chǎn)生原因有：鉆頭的有效長度不夠；鉆頭鉆入墊板的深度過深；基板材料問題(有水份和污物)；墊板重復使用；加工條件不當所致，如吸塵力不足；鉆咀的結構不行；鉆咀的進刀速太快與上升搭配不當。解決方法：(1) 根據(jù)疊層厚度選擇合適的鉆頭長度，可以用生產(chǎn)板疊板厚度作比較。(2) 應合理的設置鉆孔的深度(控制鉆咀尖鉆入墊板0.5mm為準)。(3) 應選擇品質好的基板材料或者鉆孔前進行烘烤(正常是1455烘烤4小時)。(4) 應更換墊板。(5) 應選擇最佳的加工條件，適當調整鉆孔的吸塵力，達到7.5公斤每秒。(6) 更換鉆咀供應商。(7) 嚴格根據(jù)參數(shù)表設置參數(shù)。10、孔壁粗糙 產(chǎn)生原因有：進刀量變化過大；進刀速率過快；蓋板材料選用不當；固定鉆頭的真空度不足(氣壓)；退刀速率不適宜；鉆頭頂角的切削前緣出現(xiàn)破口或損壞；主軸產(chǎn)生偏轉太大；切屑排出性能差。解決方法：(1) 保持最佳的進刀量。(2) 根據(jù)經(jīng)驗與參考數(shù)據(jù)調整進刀速率與轉速，達到最佳匹配。(3) 更換蓋板材料。(4) 檢查數(shù)控鉆機真空系統(tǒng)(氣壓)并檢查主軸轉速是否有變化。(5) 調整退刀速率與鉆頭轉速達到最佳狀態(tài)。(6) 檢查鉆頭使用狀態(tài)，或者進行更換。(7) 對主軸、彈簧夾頭進行檢查并進行清理。(8) 改善切屑排屑性能，檢查排屑槽及切刃的狀態(tài)。11孔口孔緣出現(xiàn)白圈(孔緣銅層與基材分離、爆孔) 產(chǎn)生原因：鉆孔時產(chǎn)生熱應力與機械力造成基板局部碎裂；玻璃布編織紗尺寸較粗；基板材料品質差(紙板料)；進刀量過大；鉆咀松滑固定不緊；疊板層數(shù)過多。解決方法：(1) 檢查鉆咀磨損情況，然后再更換或是重磨。(2) 選用細玻璃紗編織成的玻璃布。(3) 更換基板材料。(4) 檢查設定的進刀量是否正確。(5) 檢查鉆咀柄部直徑大小及主軸彈簧夾的夾力是否足夠。(6) 根據(jù)工藝規(guī)定疊層數(shù)據(jù)進行調整。以上是鉆孔生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，在實際操作中應多測量多檢查。同時，嚴格規(guī)范作業(yè)對控制鉆孔生產(chǎn)品質故障有很大的益處，對改善產(chǎn)品質量、提高生產(chǎn)效益，也有很大的幫助。PCB機械鉆孔問題解決方法 PCB板一般由幾層樹脂材料粘合在一起的，內部采用銅箔走線，有4、6、8層之分。其中鉆孔占印刷電路板成本的3040%，量產(chǎn)常需專門設備和鉆頭。好的PCB鉆頭用品質好的硬質合金材料，具有高剛性，孔位精度高，孔壁品質好，壽命長等優(yōu)良特性。影響鉆孔的孔位精度與孔壁品質的因素有很多，本文將討論影響鉆孔的孔位精度與孔壁品質的主要因素，并提出相應的解決辦法，以供大家參考。 一、為什么孔內玻纖突出(Fiber Proturusion in Hole)？ 1.可能原因：退刀速率過慢 對策：增快退刀速率。 2.可能原因：鉆頭過度損耗 對策：重新磨利鉆尖，限制每只鉆尖的擊數(shù)，例如上線定位1500擊。 3.可能原因：主軸轉速(RPM)不足 對策：調整進刀速率和轉速的關系到最佳的狀況，檢查轉速變異情況。 4.可能原因：進刀速率過快 對策：降低進刀速率(IPM)。 二、為什么孔壁粗糙(Rough hole walls)？ 1.可能原因：進刀量變化過大 對策：維持固定的進刀量。 2.可能原因：進刀速率過快 對策：調整進刀速率與鉆針轉速關系至最佳狀況。 3.可能原因：蓋板材料選用不當 對策：更換蓋板材料。 4.可能原因：固定鉆頭所使用真空度不足 對策：檢查鉆孔機臺真空系統(tǒng)，檢查主軸轉速是否有變異。 5.可能原因：退刀速率異常 對策：調整退刀速率與鉆頭轉速的關系至最佳狀況。 6.可能原因：針尖的切削前緣出現(xiàn)破口或算壞 對策：上機前先檢查鉆針情況，改善鉆針持取習慣。 三、為什么孔形真圓度不足？ 1.可能原因：主軸稍呈彎曲 對策：更換主軸中的軸承(Bearing)。 2.可能原因：鉆針尖點偏心或削刃面寬度不一 對策：上機前應放大40倍檢查鉆針。 四、為什么板疊上板面發(fā)現(xiàn)藕斷絲連的卷曲形殘屑？ 1.可能原因：未使用蓋板 對策：加用蓋板。 2.可能原因：鉆孔參數(shù)不恰當 對策：減低進刀速率(IPM)或增加鉆針轉速(RPM)。 五、為什么鉆針容易斷裂？ 1.可能原因：主軸的偏轉(Run-Out)過度 對策：設法將的主軸偏轉情況。 2.可能原因：鉆孔機操作不當 對策： 1)檢查壓力腳是否有阻塞(Sticking) 2)根據(jù)鉆針尖端情況調整壓力腳的壓力。 3)檢查主軸轉速的變異。 4)鉆孔操作進行時間檢查主軸的穩(wěn)定性。 3.可能原因：鉆針選用不當 對策：檢查鉆針幾何外型，檢驗鉆針缺陷，采用具有適當退屑槽長度的鉆頭。 4.可能原因：鉆針轉速不足，進刀速率太大 對策：減低進刀速率(IPM)。 5.可能原因：疊板層數(shù)提高 對策：減少疊層板的層數(shù)(Stack Height)。 六、為什么空位不正不準出現(xiàn)歪環(huán)破環(huán)？ 1.可能原因：鉆頭搖擺晃動 對策： 1)減少待鉆板的疊放的層數(shù)。 2)增加轉速(RPM)，減低進刀速(IPM)。 3)重磨及檢驗所磨的角度與同心度。 4)注意鉆頭在夾筒上位置是否正確。 5)退屑槽長度不夠。 6)校正及改正鉆機的對準度及穩(wěn)定度。 2.可能原因：蓋板不正確 對策：選擇正確蓋板，應選均勻平滑并具有散熱與鉆針定位功能者。 3.可能原因：基板中玻璃布的玻璃絲太粗 對策：改用叫細膩的玻璃布。 4.可能原因：鉆后板材變形使孔位偏移 對策：注意板材在鉆前鉆后的烘烤穩(wěn)定。 5.可能原因：定位工具系統(tǒng)不良 對策：檢查工具孔的大小及位置。 6.可能原因：程序帶不正確或損毀 對策：檢查城市帶及讀帶機。 七、為什么孔徑有問題，尺寸不正確？ 1.可能原因：用錯尺寸的鉆頭 對策：鉆頭在上機前要仔細檢查并追究鉆機的功能是否正確。 2.可能原因：鉆頭過度損傷 對策：換掉并定出鉆頭使用的對策。 3.可能原因：鉆頭重磨次數(shù)太多造成退屑槽長度不夠 對策：明訂鉆頭使用政策，并檢查重磨的品質。 4.可能原因：主軸損耗 對策：修理或換新 八、為什么膠渣(Smear)太多？ 1.可能原因：進刀及轉速不對 對策：按材料性質來做鉆孔及微切片試驗以找出最好的情況。 2.可能原因：鉆頭在孔中停留時間太長 對策： 1)改變轉速計進刀速以減少孔中停留時間。 2)降低疊板的層數(shù)。 3)檢查鉆頭重磨的情況。 4)檢查轉速是否減低或不穩(wěn)。 3.可能原因：板材尚徹底干固 對策：鉆孔前基板要烘烤。 4.可能原因：鉆頭的擊數(shù)使用太多 對策：減少鉆頭使用的擊數(shù)，增加重磨頻率。 5.可能原因：鉆頭重磨次數(shù)太多，以致退屑槽長度不夠 對策：限定重磨次數(shù)，超過則廢棄之。 6.可能原因：蓋板及墊板有問題 對策：改換正確的材料。 九、為什么孔壁有纖維突出？ 1.可能原因：鉆頭退刀速太慢 對策：增加退刀速率。 2.可能原因：鉆頭受損 對策：重磨及限定鉆頭使用政策。 3.可能原因：鉆頭有問題 對策：按鉆頭條件的改變以及孔壁微切片