PCB钻孔知识专业讲解(ppt 83页).ppt

P1,鑽孔知識講解,大綱,一、鑽孔意義及為何要鑽孔?二、鑽孔作業流程介紹三、鑽孔設備及操作介紹四、鑽孔參數介紹五、鑽孔主物料介紹六、鑽孔板的檢驗與判定七、鑽孔程式編輯八、鑽孔管制重點九、鑽孔Troubleshorting,P1,一、鑽孔意義及為何要鑽孔?,P1,鑽孔的作用:在印刷線路板上鑽孔,使其線路上下導通和層間互連,以及安裝零件的作用.,PTH孔:主要起線路上下導通和安裝零件用,P1,二、鑽孔作業流程介紹,檢驗,研磨,清洗,進料檢驗,入庫,測量,鑽孔,發放,退研磨,首件/自主,IPQC抽檢,出貨,2.1鑽孔全課流程圖,二.鑽孔作業流程介紹,1.進料檢驗,2.2生產組流程圖,2.上PIN作業,P1,二.鑽孔作業流程介紹,3.鑽孔,4.首件,自主檢查,5.IPQC抽檢,6.數量移轉,二.鑽孔作業流程介紹,二.鑽孔作業流程介紹,2.3流程講解,1.板面檢查:有無刮傷凹陷板彎板翹2.料號:有無混料現象3.數量檢查:與工單是否相符,A.進料檢項目,B.上PIN作業,二.鑽孔作業流程介紹,2.多層板由CAM設計(與內層吻合),PIN孔,PIN孔,1.雙面板由打PIN機上PIN,鑽孔機List評估重點1.軸數:和產量有直接關係2.有效鑽板尺寸3.鑽孔機台面:選擇振動小,平整,強度好的材質(現場所使用的為大理石台面).4.軸承(spindle),C.鑽孔作業,5.鑽盤:自動更換鑽頭及鑽頭數.6.壓力腳:平整,光滑7.XY及Z軸傳動及尺寸:精準度,XY獨立移動.8.斷針偵測:有9.RUNOUT:有10.集塵系統:搭配壓力腳,排屑良好且冷卻鑽頭功能,二.鑽孔作業流程介紹,鑽孔房環境設計1.溫濕度控制2.干淨的環境3.地板承受的之重量4.絕緣接地的考量5.外界振動干擾,D.鑽孔作業,二.鑽孔作業流程介紹,課間小息,“花生牛奶,”牛奶媽咪是誰?,3.1圖片之機械部分,三.鑽孔設備及操作,鑽孔機,三.鑽孔設備及操作,3.2圖片之電腦顯示部分,P1,三.鑽孔設備及操作,3.3圖片之CNC系統部分,三.鑽孔設備及操作,3.2.1機械部分:負責執行鑽孔作業3.2.2電腦顯示部分:顯示目前執行狀況3.2.3CNC系統部分:將鑽孔程式轉換成機械語言執行鑽孔作業,3.4鑽孔機各部件名稱及功用,三.鑽孔設備及操作,3,7,1,2,8,6,5,4,3.5鑽孔機各部件,Z軸,Spindle,三.鑽孔設備及操作,3.6鑽孔機各部件名稱及功用,(1)Z軸馬達:鑽孔時,帶動Spindle執行鑽孔作業(2)Spindle:執行鑽孔作業(3)Spindle氣壓開關:控制Spindle氣壓(4)副夾頭:輔助Spindle夾頭,將鑽嘴從鑽嘴盤放入副夾座(將鑽嘴從副夾座放入鑽嘴盤),(5)壓力腳:a保護鑽嘴b鑽孔時,壓住板面可防止因板彎,超成偏孔(6)Spindle夾頭開關:在MAN狀態下,用於控制夾頭開關(7)光學尺讀頭:用於讀取X,Y軸行程(8)光學尺,三.鑽孔設備及操作,三.鑽孔設備及操作,3.7氣壓表,1,2,3,4,5,三.鑽孔設備及操作,(1)壓力腳氣壓表(2)鑽孔夾頭氣壓表(3)spindle主軸氣壓表(4)spindle套環氣壓表(5)氣腳墊氣壓表,3.8鑽孔機各部件名稱及功用,3.9鍵盤各按鈕名稱及功用,三.鑽孔設備及操作,三.鑽孔設備及操作,3.10鍵盤各按鈕名稱及功用,三.鑽孔設備及操作,3.11鍵盤各按鈕名稱及功用,三.鑽孔設備及操作,3.12鍵盤各按鈕名稱及功用,:游標鍵MAN:手動頁ESC:進入手動區,消除故障顯示AUTO:進入自動狀態PROGR:進入程式編輯頁START:執行鑽孔作業DATAOUT:資料輸出DATAIN:資料輸入,TPARAM:進入鑽孔參數頁TOOL綠色鍵:手動狀態下原地鑽孔TOOL紅色鍵:空跑鍵STOP:停止鍵BLOCK配合START:執行單個鑽孔CALIBZ:Z軸歸零CALIBXY:XY軸歸零,三.鑽孔設備及操作,3.13鍵盤各按鈕名稱及功用,CONS:啟動第二控制台(在輸入機臺軟體參數時有用)+-配合XYZ:Spindle向前,后,上,下移動DISPLDISPL:進入指令頁SFU可配1,2,3,4,5,6:開關任意一個SpindleCOMM:配合鍵LINEFEED:輸入鍵CLEAR:清除鍵(單行清除)DEL:刪除鍵(單個字元刪除),SPACE:空格鍵CR:空格鍵(一次空一行)CTRLX:移動游標到下一頁CTRLE:移動游標到上一頁CTRLW:移動游標到第一個步序CTRLZ:移動游標動到最后一個步序CTRLD:清除游標所在的字元CTRLS:清除自游標開始至步序末所有的字元,三.鑽孔設備及操作,3.14鍵盤各按鈕名稱及功用,CA:清除所有靜動態鑽孔參數CLM:清除所有動態鑽孔參數CLT:清除所有靜態鑽孔參數CM:清除鑽孔程式PECK/NOPECK:啟動/關閉分段孔程式,FV18:設定鑽孔程式象限INIT:系統重新啟動CNCFP4215/FP4220:設定鑽孔程式格式(公制/英制)MO/NOMO:啟動/關閉伺服馬達P:移動臺面到PARK位置R:移動臺面到原點位置SOFT:重新讀取系統軟體,四.鑽孔參數介紹,1.CNC控制現有CAD/CAM工作站都可直接轉換鑽孔機接受之語言只要設定一些參數如各孔號代表之孔徑等即可.大部分工廠鑽孔機數量多達幾十台因此多有邊,綱作業由工作站直接指示,若加上自動上/下板(Loading/Unloading)則人員可減少至最少,四.鑽孔參數介紹,2.作業條件鑽孔最重要兩大條件是“FeedsandSpeeds”進刀速與旋轉速:(1).進刀速(Feeds):每分鐘鑽入的深度,多以英寸/分(IPM)表示.如式已為“排屑量”(ChipLoad)取代,表示方法是以鑽針每旋轉一周所能刺進的寸數(in/R).in/minCL=R/min,四.鑽孔參數介紹,(2).旋轉速度(Speeds):每分鐘所能旋轉圈數(RevolutionPerMinuteRPM)鑽針線性速度(尺/分)*12RPM=鑽針直徑*3.14,(3).通常轉數約為68萬RPM,轉速太高時會造成積熱及磨損鑽針.當進刀速約為120in/min左右,轉速為6萬RPM時,其每一轉所能刺入的深度為其排屑量,四.鑽孔參數介紹,Chipload排屑量=,120in/min,60000R/min,=0.002in/R,(4).排屑量高表示鑽針快進快出而與孔壁接觸時間短,反之排屑量低時表示鑽針進出緩慢與孔壁磨擦時間增長以致孔溫升高.設定排屑量高或低以下列條件而定:A.孔徑大小B.基板材料C.層數D.厚度,四.鑽孔參數介紹,四.鑽孔參數介紹,3.作業注意事項:A.轉速,進刀速的設定:應依實際的作業狀況而定.B.須定期測量轉速,進刀速,RunOut數值.C.Spindle及夾頭需定時清洗.D.RunOut一定要保持在0.0004inch以下E.台面上塵屑要用吸尖器去除,切勿用吹氣的方式.,四.鑽孔參數介紹,4.小孔定義:直徑0.6mm以下稱小孔,0.3mm以下稱微孔(microhole)斷針的主要原因:A.鑽頭的形狀和材質B.鑽頭的外徑與縱橫比(Aspect)C.PC板的種類(材質,厚度與層數)D.鑽孔機的振動和主軸的振動E.鑽孔的條件(進刀速與轉數)F.蓋板,墊板的選擇,四.鑽孔參數介紹,5.為防止斷針應注意以下幾點:A.將壓板.PC板,墊板用膠布貼牢后,於指定地方用膠錘釘牢.B.對板彎板翹板禁止上機台C.夾頭定時進行清洗.D.墊板不僅要質硬,而且厚度需一致.,四.鑽孔參數介紹,6.影響偏孔因素:A.程式設計的位置與實際工作台上位置精度的誤差.B.因主軸振動所造成的誤差.C.鑽頭鑽入PC板時定位的偏差.D.鑽頭本身的彎曲.E.RunOut值過大.F.參數設定不符.G.壓板的材料及板彎板翹.H.疊板的厚度.I.蓋板的選擇.,五.鑽孔物料介紹,5.1鑽頭物理性質介紹*鑽頭組成材料由硬度高耐磨性強的碳化鎢TungstenCarbide,WC)含量94%,耐沖擊的鈷含量6%(Cobalt),加上有機粘著劑組成.*鑽頭外型結構分為三部分:鑽尖(drillpoint退刃槽(flute)握柄(handle,shank),Handle,shank,flute,Drillpoint,五.鑽孔物料介紹,螺旋角,把柄,螺旋長,鑽尖角,刀徑,5.1.1鑽嘴幾何介紹(立體圖),五.鑽孔物料介紹,外徑,5.1.2鑽嘴幾何介紹(平面圖),边刀深,刃帶,心厚,次刀面,主刀面,靜點,排屑溝面,五.鑽孔物料介紹,5.1.3鑽頭鑽尖部分A.鑽尖角(PointAngle)B.第一鑽尖面(PrimaryFace)C.第二鑽尖面(SecondaryFace)D.橫刃(ChiselEdge)E.刃筋(Margin),5.1.4鑽尖是由兩個窄長的第一鑽尖面及兩個呈三角形鉤狀的第二鑽尖面所構成的,此四面會合於鑽尖點,在中央會合處形成兩條短刃稱為橫刃(Chiseledge),是最先碰觸板材之處,此橫刃在壓力及旋轉下即先行定位而鑽入stack中,第一尖面的兩外側各有一突出之方形帶片稱為刃筋(Margin),此刃筋一直隨著鑽體部分盤旋而上,為鑽針與孔壁的接觸部分,五.鑽孔物料介紹,而刃筋與刃唇交接處之直角刃角(Corner)對孔壁的品質非常重要,鑽尖部分介於第一尖面與第二尖面之間有長刃,兩長刃在與兩橫刃在中間部分相會而形成突出之點是為尖點,此兩長刃所形成的夾角稱為鑽尖角(Pointangle),鑽紙質之酚醛樹脂基板時所受阻力較小,其鑽尖角約為90110度,鑽FR-4的玻織板時則尖角需稍變為115135度,最常見為130度者.第一尖面與長刃之水平面所呈夾面角約為15度稱為第一尖面角(Primaryfaceangle),而第二尖面角則為30度,另有橫刃與刃唇所形成的夾角稱為橫刃角(Chiseledgeangle).,五.鑽孔物料介紹,五.鑽孔物料介紹,5.1.5退屑槽(Flute)鑽針的結構是由實體與退屑的空槽二者所組成.實體之最外緣上是刃筋,使鑽針實體部分與孔壁之間保持一小間隙以減少發熱.其盤旋退屑槽(flute)側斷面上與水平所成的旋角為螺旋角(HelixorFluteAngle),此螺旋角度較小時,螺紋較稀少,路程近退屑快,但因廢屑退出以及鑽針之進入所受阻力較大,容易升溫造成尖部分積熱,形成樹脂之軟化而在孔壁上形成膠渣(smear).此螺旋角度大時鑽針的進入及退屑所受之磨擦阻力較小而不易發熱,但退料太漫,五.鑽孔物料介紹,物理特性:硬度抗折力影響碳化鎢物性主因:-鈷含量-粒徑-其它添加物*材料物性與鑽嘴之關系,硬度磨損鑽嘴壽命鑽嘴抗力量鑽孔強度孔位精度,鈷含量,大,小,粒徑,硬度,5.1.7鑽嘴物理特性,五.鑽孔物料介紹,影響較大者,影響較小者,無影響者,5.1.8鑽嘴與品質的關係,5.1.9鑽針的檢查與重磨1.檢查方法:2040倍實體顯微鏡檢查.2.鑽針的重磨:為孔壁品質及鑽針的壽命,可依據鑽針實際孔徑及鑽針退刃槽長度而決定鑽針的研磨次數.,五.鑽孔物料介紹,五.鑽孔物料介紹,5.2鑽嘴研磨,檢驗,研磨,清洗,入庫,發放,測量,退研磨,鑽孔,鑽嘴研磨流程,五.鑽孔物料介紹,鑽頭不良類型對鑽孔板的影響,缺口:會造成孔大,燒焦,崩尖.孔壁粗糙,中心點分離:會造成孔變形,斷針孔粗,中心點重疊:會造成孔變形,斷針孔粗,五.鑽孔物料介紹,大頭:,會造成偏孔移位,燒焦,崩孔,小頭:,會造成偏孔移位,燒焦,崩孔,長短不一:,會造成偏孔,孔損,五.鑽孔物料介紹,亮點:,會造成孔粗,燒焦,中心線不直:,會造成孔大,偏孔,燒焦,崩尖,大小面:,會造成偏孔,斷針,燒焦,崩尖,五.鑽孔物料介紹,外弧:,會造成孔大,偏孔,孔粗,內弧:,會造成孔大,斷針偏孔,五.鑽孔物料介紹,鑽嘴直徑與磨次-1,鑽嘴直徑與磨次-2,五.鑽孔物料介紹,所有鑽嘴直徑以在本身直徑與小於本身直徑的0.025mm之間為OK鑽嘴,反之為報廢.例如:3.175mm鑽嘴,OK得直徑為3.153.175mm之間.鑽嘴可使用長度21.05+/-0.1mm,即套環距鑽尖為20.9521.15mm,五.鑽孔物料介紹,鑽嘴磨次與顏色,磨次,磨0,磨2,磨3,磨4,代號,M3,M2,M1,顏色,M0,磨1,M4,無色,圖示,紅色,紫色,藍色,黑色,五.鑽孔物料介紹,鑽嘴型別,MD型,ST型,RD型,SD型,直徑范圍,0.20.45mm之微小鑽嘴,0.53.175mm之常用鑽嘴,3.26.5mm之大鑽嘴,0.451.7mm之槽刀,UC型,0.4mm以下鑽尖比後面粗鑽嘴,五.鑽孔物料介紹,鑽嘴研磨與機台調整,直經,馬達角度,砂輪粒度,轉盤角度,0.2-0.95mm,1.0-1.55mm,1.6-3.175mm,3.2mm以上,左,右,左,右,鑽嘴,槽刀,150,150,150,100,300,300,300,300,2000#,1500#,1000#,800/600#,1000/300#,1000/300#,1000/300#,600/300#,250,250,150,250,100,150,.蓋板(鋁片)的功用:1.定位2.散熱3.減少毛頭4.鑽頭的清掃5.防止壓力腳壓傷銅面,五.鑽孔物料介紹,五.鑽孔物料介紹,5.4蓋板材料:1.複合材料:是用木槳纖維或紙材,配合酚醛樹脂當成粘著劑熱壓而成的.2.鋁箔壓合材料:是用薄的鋁箔壓合在上下兩層,中間填去脂及去化學品的純木屑3.鋁合金板:530mil,各種不同合金組成.,五.鑽孔物料介紹,5.5墊板的功用:A.保護鑽機之台面B.防止出口性毛頭(ExitBurr)C.降低鑽針溫度D.清潔鑽嘴槽中之膠渣,六.鑽孔板的檢驗,1.孔大or孔小:用比孔經小0.025mm,即小(1mil)的量針測,無法進入叫孔小,過於松動叫孔大,2.偏孔or移位:用菲林核對板反面,孔向不同方向偏,叫偏孔;孔向同一方向偏,叫移位.,六.鑽孔板的檢驗,3.未穿or未透:用菲林核對板反面,一面孔比另一面小,叫未穿;一面有孔,另一面沒有孔,叫未透.,4.燒焦or崩尖:目視板面,孔壁發黑,有焦糊味產生,叫燒焦;孔壁發白有焦糊味產生,叫崩尖a.燒焦多是由參數和操作不當導致b.崩尖多是由鑽嘴刀面有問題導致,六.鑽孔板的檢驗,5.漏孔or多孔:用菲林核對板反面,板上沒有孔,而菲林上有孔,叫漏孔;反之,板上有孔,而菲林上沒有孔,叫多孔.,6.批鋒or批鋒入孔:目視板面,板面上有凸起發亮的銅泊,叫批鋒;而該銅泊未處理好,而近入孔內,叫批鋒入孔.,六.鑽孔板的檢驗,7.孔損or刮傷:目視板面,孔的邊緣的銅被損壞,見到底材,叫孔損;板面銅被損壞,見到底材,叫刮傷,8.塞孔or膠跡:目視板面,板面上的孔內有黑色的物質,且不透光,叫塞孔目視板面,板面上有黑色粘性的物質,叫膠跡.,七.鑽孔程式編輯,1.本課應用的是公制(METR)4215or4205格式,英制格式(INCH)4220or42102.鑽孔機只認識000.000之程式,七.鑽孔程式編輯,X軸,3.鑽孔機的八個象限,y軸,第一象限,第二象限,第四象限,第三象限,3.1一到四象限,七.鑽孔程式編輯,3.鑽孔機的八個象限,3.2五到八象限,將板子平行旋轉180度其另一面的四個象限,5.000,3.000,y軸,X軸,該點的程式為:X5.000y3.000,七.鑽孔程式編輯,M48程式開始T01C3.175鑽嘴直徑排列%執行程式開始T01第1支鑽嘴鑽孔程式M25重復排版圖樣開始X10.Y10.鑽孔程式X10.Y20.X2.R10表示以上面程式為起點X10.Y25.X方向隔2mm,鑽1孔,R表Y2.R10示重復鑽孔個數X10.Y15.G85X15.Y15.G85鑽直槽孔命令其(孔數由槽起點終點孔長度及鑽嘴直徑大小決定)X15.Y10.G84X30.G84鑽圓槽命令(孔數由圓大小圓中點直徑及鑽嘴直徑大小決定),七.鑽孔程式編輯,M97,123在所設定的位置鑽出123字樣“M97”鑽出字樣與X軸平行X30.Y30.(設定座標位置)M98,345在所設定的位置鑽出345字樣“M98”鑽出字樣與Y軸平行X35.Y35.(設定座標位置)M01重復排版圖樣結束M02X10.Y10.重復排版XY軸偏移量M02X20.Y10.M90在Y軸作鏡像重復排版M02X20.Y10.M80在X軸作鏡像重復排版M02X20.Y10.M70交換X,Y軸座標值作重復排版M02M08重復排版結束M30鑽孔程式結束,八.鑽孔管制重點,人:執行度,有效的系統靠人來維持,應堅持不懈,事無巨細,小心慎重,以數據為評價成績的依據,追根究底.,對人.機.物.料作層別,分門別類,由改善建立系統,有效,輕鬆,高效的作對的事,八.鑽孔管制重點,機:,鑽孔機:1.孔位精度在3mil以內.,2.Spindlerunout在0.01mm以內,研磨機:1.夾頭runout在1mil以內,2.砂輪角度,粒度管理,3.萬向馬達,鑽嘴槽別管理,八.鑽孔管制重點,物:,名稱,鑽嘴,墊板,鋁片,1pnl鑽,2pnl鑽,3pnl鑽,4pnl鑽,0.39支/sf,0.26支/sf,0.12支/sf,0.1支/sf,0.02張/sf,0.005張/sf,0.01張/sf,0.15張/sf,0.04kg/sf,0.03kg/sf,0.02kg/sf,0.01kg/sf,八.鑽孔管制重點,效率:,項目,效率:,1pnl鑽,2pnl鑽,3pnl鑽,4pnl鑽,7.6sf/hr.人,14.7sf/hr.人,19.8sf/hr.人,28.2sf/hr.人,九.鑽孔Troubleshorting,狀況,膠渣