Under trenden med snabb utveckling av moderna elektroniska produkter står PCB-tillverkning inför högre krav. DePCB tillbaka borrningsprocessspelar en viktig roll i-höghastighetstillverkning av kretskort som en nyckelteknik för att förbättra signalintegriteten och minska signalförlusten.
1, Processöversikt
PCB-bakborrning, även känd som djupkontrollborrning, syftar främst till att ta bort överflödiga "Stub"-delar i via som inte deltar i signalöverföringen. Under hög-signalöverföring kan alltför långa genom-hålrester orsaka impedansfelanpassning, signalreflektion, överhörning och andra problem, vilket allvarligt påverkar signalkvaliteten. Bakborrningsprocessen kontrollerar borrdjupet exakt för att avlägsna rester av pålar genom hålet, optimerar signalöverföringsvägen och förbättrar effektivt signalintegriteten för att uppfylla prestandakraven för hög-hastighets- och-elektroniska produkter.
2, Detaljerad förklaring av processflödet
(1) Preliminär förberedelse
Dataanalys och processplanering: Innan man utför bakborrningsoperationen måste ingenjörer noggrant läsa mönsterkortsdesigndokumenten, klargöra nyckelparametrarna såsom position, storlek och djupkrav för bakborrningen. Utveckla en detaljerad bakborrningsprocessplan baserad på egenskaperna hos PCB-lager, material, strukturer etc., inklusive val av lämplig borrutrustning, skärverktyg, bearbetningsparametrar etc.
Förberedelse av underlaget: Inspektera noggrant PCB-substratet för att säkerställa att ytan är fri från defekter som fläckar, repor och deformationer. Samtidigt, för att förbättra noggrannheten och stabiliteten vid bakborrning, bakas substratet vanligtvis för att avlägsna fukt från brädet och förhindra problem som delaminering eller bristning av brädet på grund av fuktförångning under borrningsprocessen. Bakningstemperaturen och tiden bör ställas in efter typ av skiva och leverantörens rekommendationer. I allmänhet är baktemperaturen mellan 120 grader och 150 grader, och tiden är 2-4 timmar.
Felsökning av borrutrustning: Bakborrning kräver extremt hög precision för utrustningen, så omfattande felsökning av borrmaskinen är nödvändig. Detta inkluderar kalibrering av positioneringsnoggrannheten för borrmaskinens X-, Y- och Z-axlar, kontroll av stabiliteten hos spindelhastigheten och utloppsnoggrannheten och säkerställande av att alla prestandaindikatorer för utrustningen uppfyller processkraven. Dessutom måste lämpliga bakborrningsverktyg installeras, och verktygens diameter, bladlängd, material och andra parametrar för verktygen måste väljas enligt storleken och djupkraven för det bakre borrhålet.
(2) Bakborrning
Borrpositionering: Med hjälp av borrmaskinens visuella positioneringssystem identifieras och placeras den bakre borrpositionen på PCB-substratet exakt. Genom att fånga positioneringshålen eller Markeringspunkterna på substratet genom en kamera och jämföra dem med koordinaterna i designfilen, justeras borrmaskinens arbetsbordsposition automatiskt för att säkerställa noggrannheten i borrpositionen. Under positioneringsprocessen är det nödvändigt att strikt kontrollera positioneringsnoggrannheten, och positioneringsfelet krävs i allmänhet att vara inom ± 50 μm.
Borrning: Starta borrmaskinen och utför bakborrning enligt de förinställda processparametrarna. Under borrningsprocessen är det nödvändigt att noggrant kontrollera borrdjupet för att säkerställa att resterande pålar som passerar genom hålet korrekt avlägsnas. Styrningen av borrdjupet uppnås huvudsakligen genom borrmaskinens Z-axels servosystem, kombinerat med real-tidsövervakning och återkopplingsjustering av djupmätningsanordningen. Dessutom är det nödvändigt att rimligt ställa in parametrar såsom borrhastighet och matningshastighet för att undvika verktygsslitage och minskad borrkvalitet orsakad av för hög hastighet, eller produktionseffektivitet påverkad av för låg hastighet. Generellt sett är rotationshastigheten för det bakre borrhålet mellan 80000-120000 varv per minut, och matningshastigheten är mellan 0,05-0,15 mm/varv.
Verktygshantering: På grund av den lilla diametern och korta bladlängden på bakborrverktyg är de benägna att slitas och gå sönder under bearbetningsprocessen. Därför är det nödvändigt att etablera ett omfattande verktygshanteringssystem för att övervaka frekvensen av verktygsanvändning och slitage i realtid. När verktygsslitaget når en viss nivå eller antalet användningar överstiger det specificerade värdet, byt ut verktyget i tid för att säkerställa borrkvalitetens stabilitet. Återvinn och analysera samtidigt de utbytta verktygen, sammanfatta verktygens slitagemönster, optimera deras livslängd och bearbetningsparametrar.
(3) Efterbehandlingsförfarande
Hålväggsbehandling: Efter att bakborrningen är klar kan det finnas defekter som grader och hartsrester på hålväggens yta, vilket kräver hålväggsbehandling. Vanliga metoder för att behandla porväggar inkluderar kemisk rengöring, plasmarengöring, etc. Kemisk rengöring är användningen av kemiska reagenser för att avlägsna föroreningar från ytan av porväggen, medan plasmarengöring använder hög-energipartiklar av plasma för att bombardera ytan på porväggen, för att uppnå syftet med rengöring och aktivering. Genom att behandla hålväggen kan hålväggens grovhet och renhet förbättras, vilket förbättrar vidhäftningen mellan det efterföljande elektropläteringslagret och hålväggen.
Elektropläteringshålfyllning: För att göra det möjligt för det bakre borrhålet att leda signaler normalt, är det nödvändigt att utföra elektropläteringshålfyllningsbehandling på hålet. Utför först hålmetallisering genom att bilda ett ledande kopparskikt på ytan av hålväggen genom kemisk kopparplätering eller galvanisering av koppar. Utför sedan elektroplätering för att fylla hålet med koppar och bilda en bra elektrisk anslutning. Under elektropläteringsprocessen är det nödvändigt att strikt kontrollera sammansättningen, temperaturen, strömtätheten och andra parametrar för galvaniseringslösningen för att säkerställa att tjockleken på pläteringsskiktet är enhetlig, tät och fri från defekter som hålrum och bubblor.
Kvalitetsinspektion: Genomför omfattande kvalitetsinspektion av kretskort som har avslutat bakborrning och elektroplätering, huvudsakligen inklusive utseendeinspektion, öppningsmätning, håldjupsmätning, elektrisk prestandaprovning etc. Utseendeinspektionen observerar huvudsakligen om ytan på det bakre borrhålet är platt och slät, och om det finns repor, borrdefekter och repor; Bländarmätning och djupmätning använder utrustning som mikroskop och hålväggsdetektorer för att säkerställa att öppning och djup uppfyller designkraven; Testning av elektrisk prestanda inkluderar konduktivitetstestning, isolationsresistanstestning, impedanstestning, etc., för att verifiera om den elektriska prestandan hos det bakborrade hålet uppfyller kraven för produktanvändning.
3, Tekniska svårigheter och lösningar
(1) Borrdjupskontroll
Att kontrollera djupet på det bakre borrhålet är en av kärnsvårigheterna i hela processen. På grund av det grunda borrdjupet (vanligen mellan 0,1-1 mm) och höga precisionskrav (fel inom ± 25 μm), kan varje liten avvikelse resultera i ofullständig borttagning av restpålar genom hålet eller skada på det normala signallagret. Lösningen inkluderar användning av hög-borrutrustning och djupmätningsenheter för att övervaka och återkoppla styra borrningsprocessen i realtid; Genom att optimera borrparametrar som att minska borrhastigheten och öka stabiliteten i matningshastigheten kan kontrollnoggrannheten för borrdjupet förbättras.
(2) Kvalitetskontroll av borrhålsvägg
Under bakborrningsprocessen kan den intensiva friktionen mellan verktyget och plattan lätt leda till defekter som grader, delaminering och hartsrester på hålväggens yta, vilket påverkar hålväggens kvalitet och elektriska prestanda. För att lösa detta problem är det nödvändigt att välja lämpliga skärverktyg och bearbetningsparametrar för att minska friktionen och skärkraften mellan verktygen och plåten; Förstärk samtidigt hålväggsbehandlingsprocessen, använd effektiva rengörings- och aktiveringsmetoder och se till att ytan på hålväggen är ren och slät.
(3) Produktionseffektivitet och kostnadskontroll
Bakborrningsprocessen kräver höga utrustnings- och processkrav, vilket resulterar i relativt låg produktionseffektivitet och ökade kostnader. För att förbättra produktionseffektiviteten och minska kostnaderna kan det uppnås genom att optimera processlayout, använda automatiserad produktionsutrustning och förbättra verktygets livslängd. Till exempel, att använda en fleraxlig borrmaskin för att samtidigt bearbeta flera bakborrade hål minskar utrustningens vilotid; Genom att optimera konstruktionen och hanteringen av skärverktyg kan skärverktygens livslängd förlängas och skärverktygskostnaderna kan minskas.