Понимание тонкостей сверления печатных плат

14 июля 2024 года

Сверление печатных плат (ПП) в производственном процессе играет критическую роль. Оно может быть наиболее сложным и хитрым шагом.

Закончив с химической обработкой, формируются отверстия на плате.zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Сверление производится после спрессовывания многослойной ПП (МПП) На стадии прессования эпоксидная смола выдавливается между слоями, а кромки затвердевают и становятся хрупкими.

Перед началом сверления необходимо очистить заготовки и зачистить кромки для чёткой прямоугольной формы с гладкими краями, безопасными при работе. Заготовки укладываются для механического фрезерования на станок, обрабатываются по кромкам для восстановления чёткого типоразмера.

После обработки определяется совмещение по всем слоям штабеля в МПП. Из-за медной фольги сверху и снизу нельзя увидеть, как спрессовалась МПП. Нужен способ совмещения отверстия с изображениями на слоях, закрытых медной фольгой.

Используется контрольный купон для сверления реперных знаков, считая их сопоставимость с основной платой. Сверление программируется таким образом, чтобы нацеливаться на эти знаки на каждом слое и, используя рентген, вычислять наилучшее соответствие для всех мест на каждом слое, задействуя все соединения и пропуская зазоры.

Группа сверления должна сбалансировать ограничения. Поэтому обращаются к инструкциям по конструированию, которые могут помочь с допусками и размерами сверла. Чем больше конструктор сделает комментариев, тем лучше получится с допусками в процессе сверления и качеством проводящих отверстий.

В основе сверления лежит тщательная подготовкаzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Как и в большей части проектирования и производства печатных плат, сверление — это одновременно и наука, и искусство. Процесс требует больше, чем самое современное оборудование. Для правильной работы необходим опыт и консультирование по каждому аспекту производства. И то, и другое — ключ к качественному получению просверленных отверстий на плате.

Для примера можно рассмотреть размер отверстия при печати. Можно просверлить отверстие, как отпечатано, а после металлизации оно станет меньше. Наращивание меди уменьшает диаметр отверстия, поэтому необходимо знать толщину металлизации медью и финишного покрытия. Хороший отдел конструирования учтёт все, что попадает в отверстие, и отрегулирует размер отверстия с учетом этого, гарантируя, что процесс сверления завершится с надлежащими допусками.

Также следует вести открытый и постоянный диалог с конструктором, чтобы устранить любую неопределенность в отношении инструкций в примечаниях. Конструктор-разработчик должен ответить на вопросы о размерах отверстий, переходных отверстиях и компонентах со сквозными отверстиями, и это лишь некоторые из них.

В дополнение к сложностям конструирования, сам процесс сверления вносит свои трудности. Штабель МПП не является жёстким на 100%. Внутренние слои будут изгибаться и растягиваться, создавая движение. Группа сверления должна предвидеть то, как поведёт себя заготовка при сверлении. Можно представить слоёный пирог, замороженный посередине. При разминании всё вокруг будет хлюпать.

Здесь конструктора и сверлильщики вступают во взаимодействие. Конструктора отвечают не только за правильный размер сверла, но и — за поведение слоя. Сверлильщики используют информацию конструкторов для подгонки к сверлению внутреннего слоя, гарантируя функциональность электрической схемы.

Получение отверстий на платеzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

До начала сверления необходимо подготовить штабель. Когда заготовки накладываются друг на друга, сверху размещается входящий материал — алюминий, а снизу — подкладочный, фенольный. Накладочный, входящий материал рассеивает тепло, а на входе сверла точно удерживает его. Если материал скользкий или твёрдый, сверло может соскользнуть по поверхности перед вхождением в плату, означая смещение от реперной точки или перемещение по диагонали, что явно не оптимально.

Если нет давления подпора от подкладки, то при выходе из платы снизу сверло образует жерло вулкана. Направляющая сверху и удерживающая подкладка снизу обеспечивают получение аккуратного отверстия.

Тонкий баланс между размером сверла и толщиной штабеляzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Свёрла действительно маленькие. Сверло диаметром 0.2 мм тоньше человеческого волоса, поэтому большое боковое давление может сломать его или вызвать отклонение. Зависимость между толщиной заготовки и диаметром сверла называется соотношением. Например, сверло 0.25 мм соотносится с толщиной платы 2.5 мм как 1:10.

Как далеко можно зайти?zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Термин сквозной относится к тому, как глубоко можно заметаллизировать при соотношении выходящим из конструктива. Как много меди можно осадить в центре отверстия относительно угла или поверхности? Если толщина платы велика относительно отверстия, то возрастает шанс получения плохого соединения или его отсутствия совсем. Медь сильно расширяется и сжимается, и тонкое место может треснуть под воздействием тепла. Если плата при сборке имеет тонкие участки в одном или нескольких соединениях, из-за термических циклов в течение всего срока службы, могут возникнуть проблемы с надёжностью и даже отказы в полевых условиях.

У плат с четырьмя или шестью слоями проблемы возникают редко, но сколько слоёв будет слишком много? Это зависит от производителя. Если удерживать конструктив на уровне 10:1 или ниже, то большинство изготовителей приспособят, имеющийся у них процесс сверления.

Больше аспектов для рассмотрения, чем только соотношениеzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz

Играет роль также и сложность печатной платы. Для сложного конструктива может быть до 25 тысяч отверстий на заготовке, требуя до восьми часов сверления. Если требуются отверстия 0.2 мм и 0.3 мм при широком разбросе, то потребуется продолжительный процесс сверления. Если расстояние между отверстиями велико, то больше времени уходит на перемещение сверла, чем на сверление. Аналогично можно сказать и множестве диаметров отверстий. При каждой смене сверла всё останавливается.

**************************

Компания «БалтМедиа Партнёр» решает индивидуально с заказчиком как правильно выбрать необходимое оборудование и эффективно выстроить производственные процесс, сопровождая его поставками расходных и базовых материалов. В рамках политики импортозамещения обеспечивается плавный переход к поставкам от поставщиков «дружественных» стран, не нарушая сложившийся уклад российских производителей электроники.

Для совместной работы используется следующий контакт:

Санкт-Петербург, Таллинское шоссе, 206

Тел. +7 (921) 994−95−02

Электронная почта: office@bmptek.ru

https://bmptek.ru

Управляющий проекта — Алексей Леонов