六層厚銅印制板鉆孔工藝改進(jìn)

隨著電子元器件的密集度不斷增加，使得縮小線寬成為PCB設(shè)計的必然發(fā)展趨勢，為了提高線路的電流承載能力，需要相應(yīng)提高導(dǎo)體厚度即銅厚，而厚銅板在鉆孔生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的內(nèi)層拉傷、孔粗、釘頭等問題是報廢率最高的?，F(xiàn)通過對一款六層板內(nèi)、外層140 μm（4 oz）厚銅板采用特定的鉆頭以跳鉆的方式，同時優(yōu)化鉆孔的參數(shù)來達(dá)到改善厚銅板鉆孔不良。

1鉆孔方案設(shè)計

1.1 物料準(zhǔn)備

（1）FR4 0.2mm 4/4oz 厚銅板12PNL，6層板，內(nèi)外層銅厚均為140 μm （4 oz）；

（2）金洲全新UC鉆頭：Ф0.4×7.0 mm，Ф0.6×9.5 mm，Ф0.8×9.5 mm各10支；

（3）鋁片、白墊板、松林四軸鉆機(jī)。

1.2 試驗方案

試板主要以調(diào)整鉆孔參數(shù)為主，即S（轉(zhuǎn)速）、F（進(jìn)刀速），詳見表1。參數(shù)調(diào)整均是在我司現(xiàn)有厚銅板鉆孔參數(shù)上進(jìn)行，試驗共9種方案。

1.3 跳鉆鉆帶制作

為了增強(qiáng)孔壁銅的結(jié)合力，在內(nèi)層圖形設(shè)計時都會增加獨(dú)立Pad，客戶一般不允許刪除，我公司也做過刪除獨(dú)立Pad的試驗，結(jié)果做熱沖擊后孔壁銅有被拉起的現(xiàn)象。因為內(nèi)層獨(dú)立Pad在鉆孔時鉆頭與銅摩擦產(chǎn)生熱量無法及時排出，造成Pad溫度升高，從而導(dǎo)致樹脂縮陷，同時由于鉆針溫度過高也會產(chǎn)生燒孔及孔壁較粗的問題。為了改善此種問題，通過分步鉆（或分段鉆）有明顯的改善，但“喇叭孔”不易解決。對此，決定采用跳鉆方法來改善厚銅板鉆孔品質(zhì)問題。試板圖形按點(diǎn)陣式設(shè)計（如圖1），試板跳鉆時不同顏色的孔各1把刀一次鉆完。從第500個孔開始，每隔100個孔設(shè)計10個尾孔，即可以觀察孔粗情況又可以追塑到孔限對孔壁質(zhì)量的影響。

1.4 鉆孔參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)有厚銅板參數(shù)條件，設(shè)置孔徑Ф0.4 mm、Ф0.6 mm、Ф0.8 mm，鉆孔參數(shù)分別見表2。

2鉆孔孔粗切片

采用跳鉆鉆帶，按照以上參數(shù)對內(nèi)/外層4 oz厚銅測試板進(jìn)行鉆孔測試，鉆孔后對三種孔徑各9種方案孔粗切片，以金像顯微鏡放大100倍測量。按測量數(shù)據(jù)得出三種孔徑的孔壁粗糙度平均值（見表3、見圖2）。

小結(jié)：由以上數(shù)據(jù)可以看出：

（1）3種孔徑孔粗均比正常不跳鉆生產(chǎn)效果好，其孔粗都在要求范圍25 μm內(nèi)，其中孔粗最大值是22.18 μm，最小值是11.09 μm。

（2）Ф0.4 mm孔第3、第5種方案較好；Ф0.6 mm孔第3、第6種方案較好；Ф0.8 mm孔第5、第6種方案較好。

3不同供應(yīng)商鉆頭鉆孔孔粗比較

采用不同供應(yīng)商鉆頭在同樣參數(shù)條件下鉆孔，二種不同孔徑的孔粗效果進(jìn)行比較（見表4）。

小結(jié)：從上表數(shù)據(jù)可以看出：

（1）金洲鉆頭的粗孔效果好于菁茂鉆頭；

（2）跳鉆鉆孔的孔粗效果明顯好于正常鉆孔（不跳鉆）的孔粗效果。

4結(jié)論與建議

通過試板，用9種鉆孔參數(shù)分別對菁茂和金洲鉆頭正常鉆孔的孔粗情況進(jìn)行了對比，同時對跳鉆鉆孔與正常鉆孔的孔粗進(jìn)行了比較，得出以下結(jié)論：

（1）金洲鉆頭的孔粗好于菁茂鉆頭，厚銅板鉆孔時使用金洲UC型鉆頭生產(chǎn)；

（2）厚銅板鉆孔時跳鉆鉆孔的孔粗明顯好于正常鉆孔（即不跳鉆）的孔粗，厚銅板在鉆孔時可采用跳鉆的方法進(jìn)行；

（3）厚銅板鉆孔時孔限的多少與孔粗有直接的關(guān)系。厚銅板鉆孔時孔數(shù)設(shè)置：Φ0.4 mm及以下鉆頭最高鉆孔數(shù)設(shè)置在800孔；Φ0.4 mm~1.2 mm鉆頭最高鉆孔數(shù)設(shè)置為1000孔；Φ2.5 mm及以上鉆頭最高鉆孔數(shù)設(shè)置為500孔；其它直徑鉆頭按正常參數(shù)設(shè)置；

（4）厚銅板鉆孔參數(shù)在原有工作指示參數(shù)的基礎(chǔ)上，將轉(zhuǎn)速S下降10%，進(jìn)刀速F下降30%進(jìn)行生產(chǎn)。