1. PCB的孔加工PCB的孔加工,表现在多种加工形式,即:钻孔加工、冲孔加工、激光蚀孔、等离子体蚀孔、感光蚀孔等。
(1)孔加工纸基覆铜板(XPC、XXXPC、FR-1 、FR-2 、FR-3 等)在制作PCB中的加工,多采用冲孔加工。另外,复合基覆铜板(CEM-1、CEM-3 等)也适于此方式的孔加工。
判别这两类覆铜板的冲孔加工性好坏,主要体现在:冲孔外观质量、冲孔适用预热温度、弹性模量、孔径收缩、孔内壁光滑程度、动态最大剪断应力、动态最大拉伸应力等。板在冲孔加工前,一般首先进行预热。通常将覆铜板预热后,表面温度在20-60 'c之间进行冲孔加工,称为"冷冲型"。在板温度超过60 'c时进行的冲孔加工,称为"热冲型"。冲孔前预热的烘箱内温度,与被预热的板的表面温度有差异。冲孔时板的表面温度要求越高者,与实际预热烘箱温度差别越大。
2. 冲孔中常见的质量问题与冲孔前预热温度有密切的联系。板的表面温度过低,进行冲孔加工,一般会产生板的孔间破裂、裂纹。预热温度过高,冲孔时会产生凸胀(拉包)、孔周围层间分离等问题。过高的预热温度或过长预热时间,还会引起板的尺寸变化率、孔的收缩率、翘曲度等增大的问题。性能优异的纸基覆铜板应适于低温冲孔(甚至是不用预热的室温冲孔) ,并且冲孔预热的适应温度范围大,质量稳定。均匀一致的板,应在同样预热温度和同样冲孔加工条件下,每块板的各个部位或不同批次的板冲孔质量应保持一致。表16-2-8为冲孔质量与预热温度的关系。
冲孔加工中,不同温度、不同类型的板剪断力有所不同。从图16-2-7 中可以看出,冲孔预热温度越高,冲孔剪断力越低,相应来说冷冲型板剪断力较低。CEM-3 型复合基覆铜板,在冲孔剪断力上,要比纸基覆铜板高15%-100% 。
(2) 机械钻孔加工玻纤布基覆铜板、复合基覆铜板以及银浆贯孔加工的纸基覆铜板的孔加工,多为机械钻孔。
PCB的机械钻孔技术,主要体现在玻纤布基覆铜板方面。0.8 mm 以上的玻纤布基多采用钻孔加工。近年来,还发展到对微细导通孔采用激光钻孔等新的加工方式。
玻纤布基的机械钻孔,与树脂种类和组成、玻纤布种类和特性、基板制造工艺等有很大关系。考察、评价它的钻孔加工性,一般的试验、测定项目有:覆铜板的硬度、板表面平滑性、钻孔中的内壁温度与粗糙度、钻头的磨耗性、钻污率等,其中钻污(Smear) 是钻孔加工中常发生的质量问题。它与覆铜板的耐热性等有密切的关系。
钻孔中要尽量克服、避免板的层间分离、钻污、孔壁的空洞、沟槽、碎屑堆、松散纤维等质量缺陷的出现。孔内壁粗糙度应控制在30μm 下,否则会影响后期PCB加工过程中的金属化孔质量。从覆铜板来讲,钻孔的质量与所用的铜箔的厚度、树脂(包括它的组成成分、树脂的耐热性、树脂固化程度、热膨胀系数,在板中的均匀性等)、增强材料(如:玻纤布厚度、密度、制造工艺、纤维直径等)以及板的平整度、厚度有着密切的关系。在钻孔设备及附属材料方面,钻孔加工的质量与钻床(包括钻床的刚性与振动;主轴的刚性、振动与转速、位置精度与重复定位精度; z 轴进给速率;弹簧夹头精度;吸尘等因素)、钻头(包括钻头种类与几何形状、材质、拿刀与放刀、精度、表面粗糙度、重磨次数等因素)、钻孔工艺参数(包括加工方法与切削条件、切削即转数、进给速度比;待加工板的层数与每叠板的块数等)以及上、下钻孔垫板(包括垫板材质与硬度、树脂含量、树脂杂质成分含量、受热后板层间粘接强度、板的均一性、散热性、平整度、平滑性、厚度公差等因素)有着密切关系。