PCB钻孔--超短坑槽的加工方法

实验设计.实验方案设计
12 12
叠钻最后圆心间距要求见右表：
Õ ¦ Ü ¡ 0.80mm Õ ¦ Ý ¡ 0.85mm
L¡ Ý 2D-D/4 1.5¡ « 4.0mil 1.5¡ « 4.5mil
L¡ Ü 2D-D/2 1.2¡ « 2.5mil 1.2¡ « 3.0mil
等于最后 圆心间距
交叉叠钻计算及排列方按PE原有要求. 参数：φ≤0.55mm 钻嘴使用原转速，进给速度为30IPM φ≥0.6mm以上钻嘴，按原WI
T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12
小结：长度均在公差要求内，槽形合适
实验结果 .校验完成尺寸是否合格 . 测量结果
23 23
偏转:以单边1.3mil为参考
（确定叠板数后）抽测值在参考范围内
（数据略）
测值小结：尺寸均合格
实验结果 .校验完成尺寸是否合格 . 测量结果
T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12
小结：长度均在公差要求内，但因槽形不 佳，故需在叠板数上予与调整
实验结果 .校验完成尺寸是否合格 . 测量结果
22 22
表三
³ ß Ä ¿ ± ê ³ ¤¶ È 41.34 44.78 48.23 51.67 55.12 58.56 62.01 68.90 82.68 103.35 124.02 L=2D-D/4 ´ ç ² ¹ ³ ¥ º ó ³ ¤ × î Ï Â µ ×à æ 44.34 43.72 47.78 44.88 51.23 48.64 54.67 51.60 58.12 54.58 61.56 59.06 65.01 62.00 71.90 70.21 85.68 83.24 105.35 103.51 126.02 \
T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12
小结：长度均在公差要求内，但因槽形不 佳，故需在叠板数上予与调整
实验结果 .校验完成尺寸是否合格 . 测量结果
21 21
表二
L=2D-D/2 ³ ç ß ´ ¿ ± Ä ê ³ ¤È ¶ ² ¹ ¥ ³ º ó ³ ¤ × î Ï Â µ ×æ à µ Ú ¶ þ µ ×æ à 35.43 39.43 35.77 38.06 38.39 42.39 39.32 40.12 41.34 45.34 41.77 42.56 44.29 48.29 43.29 45.61 47.24 51.24 47.24 48.90 50.20 54.20 49.52 50.26 53.15 57.15 53.38 54.97 59.06 63.06 60.08 60.80 70.87 74.87 72.20 73.26 88.58 91.58 87.18 88.33 106.30 109.30 107.09 107.57
原理与分析.超短坑槽的问题
55
LP42715坑槽孔详情
客户要求： 23.6 x 47.5 (±5)mil [ 沉金后 ] PE 设计： 27.6 x 51.3mil [ 钻孔后 ]
发现偏短之坑槽完成长度：40mil 回前言
估计
钻孔后长：42.3～44mil
比PE设计偏短达：6.7~9mil
原理与分析.超短坑槽的问题
NC3 ³Ð Ë òµ þ× ê
NC4 NC5 ³Ð Ë òµ þ× ê +Ä §¶ Ë¿ × » ½² æµ þ× ê
NC6 »² ½ æµ þ× ê +Ä §¶ Ë¿ ×
末端孔径要求：满足以上要求，并保证边到边至少有1.5mil以上距离 Excel软件计算公式：
FLOOR((补偿设计后长度 -1.5)/39.37,0.1)/2
99
实验设计
实验目的
确定超短坑槽的钻孔（排列）方式 初定超短坑槽钻孔叠数、长度补偿
实验设计. 实验目的
10 10
实验方案设计
不同特征坑槽分类
×¾ ê × T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 ·À Ö à mm 3.18 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 1.00 1.20 1.50 1.80 mil 125.00 23.62 25.59 27.56 29.53 31.50 33.46 35.43 39.37 47.24 59.06 70.87 L=2D L=2D-D/4 L=2D-D/2 L=2D-2D/3 ÚÒ µ »Ó ¿² Û³ ¤ Ä §ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ¶¿ × Ú µ¶ þ¿ Ó² Û³ ¤Ä §¶ Ë¿ × µ ÚÈ ý¿ Ó² Û³ ¤ Ä §¶ Ë¿ × Ú µË Ä¿ Ó² Û³ ¤ Ä §¶ Ë¿ × \ \ \ \ 47.24 0.55 44.34 0.50 39.43 0.45 35.50 0.40 51.18 0.60 47.78 0.55 42.39 0.50 38.12 0.45 55.12 0.65 51.23 0.60 45.34 0.55 40.75 0.45 59.06 0.70 54.67 0.65 48.29 0.55 43.37 0.50 62.99 0.75 58.12 0.70 51.24 0.60 45.99 0.55 66.93 0.80 61.56 0.75 54.20 0.65 48.62 0.55 70.87 0.85 65.01 0.80 57.15 0.70 51.24 0.60 78.74 0.95 71.90 0.85 63.06 0.75 56.49 0.65 94.49 1.15 85.68 1.05 74.87 0.90 66.99 0.80 118.11 1.45 105.35 1.30 91.58 1.10 81.74 1.00 141.73 1.75 126.02 1.55 109.30 1.35 97.49 1.20
外形偏差、公差与功能分析
宽度：以±2mil为基准 NPTH Slot 要求通常为±2mil PTH Slot 要求通常为±4mil 长度：以±3mil 为接受标准 多数要求为±4mil (PTH/ NPTH) 留1mil给后工序)
偏转:以单边1.3mil为参考 （相对±3mil位置要求精度而言， 留1.7mil 给钻机原有精度偏差）
实验结果 .校验完成尺寸是否合格 . 接受标准分析
19 19
测量结果
宽度：以±2mil为基准
T2 T3 T4 T5 T6
ß ³ ç ´ 23.6 25.6 27.6 29.5 31.5
L=2D-2D/3 L=2D-D/2 L=2D-D/4 21.9 21.7 21.7 24.1 24 23.9 28.1 25.8 26.7 28.6 28.5 28.3 30.5 30.6 30.6
原理与分析. 现已采用的钻孔方法
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待探讨的钻孔方法
按（从始点至终点 的）顺序叠钻
钻孔排列次序：1 2 3 4 5
钻机直接使用G85（钻坑槽）指令
类PE现方法,最后孔密度略低
在坑槽末端，设计两（坑槽前）预钻孔
通过减少非对称切削区， 减少侧向偏移力 通过末端孔补充有效长度

原理与分析.待探讨的钻孔方法
实验设计.实验方案设计
11 11
设计不同方法组合及其细节
分别用G85、交叉叠钻、顺序叠钻三大类方法设计坑槽落刀。 每类落刀设计，又分两种要求： A） 无需附加孔 B） 钻坑槽前，于两末端分别加钻两孔与坑槽末端圆弧内相切 即分别制作六条钻带如下：
NC1 G85
NC2 G85+Ä §¶ Ë¿ ×
实验设计.实验方案设计
13 13
坑槽长度补偿的假定
Ô É ­ è ¼ Æ ² Û ³ ¤¶ È ê ì × ×´ ó Ð ¡
2D 0 0
2D-D/4 3 2
2D-D/2 4 3
2D-2D/3 4 3
¦ Õ <=1.2mm ¦ Õ >1.2mm
根据已有测试估计
实验条件及叠板数假定 采用总厚62mil（1/1），双面覆铜板，3块/叠[总叠厚186mil] 因坑槽孔内层多无铜连接，故取双面 板即可。
PE自编叠钻
G85
小结：最终选择 PE自编叠钻＋末端孔方案
实验结果 .优选最佳方案
17 17
校验完成尺寸是否合格 接受标准分析（指外形） 经过方法改善，仍然会有某些偏差，
如下图：
外形是否合格，将以是否影响功能为基准
实验结果 .校验完成尺寸是否合格 . 接受标准分析
18 18
由于坑槽多为插件孔，插脚本身可以有一定偏转，但大小却 不能改变。 故假定可以偏转；而大小尺寸却必须符合已知公差
实验设计.实验方案设计
14 14
钻带设计示意图
实验设计.实验方案设计
15 15
实验结果
优选最佳方案
当年没有记下 G85残高参数， 现在一般取15、9、 6三个值
(选用取得最佳孔形之方法)
粗选（以 最底板之底面测量所得，任取L=2D-D/2之情形）
G85 顺序叠钻 交叉叠钻
无末端孔
有末端孔
到的可户的有关投诉。
如xP42xxx：
详情
合格孔
前言
过短孔
33
原理与分析
问题背景
经跟进分析该类坑槽属于超短坑槽（槽长 ≤ 2倍直径）
长坑槽（槽长 > 2倍直径）
原理与分析.问题背景
44
超短坑槽的问题
坑槽钻孔受力分析
因为钻孔机主轴的旋转方向为顺时针方向，
在钻孔过程中的受力如下图
钻嘴旋转方 向 钻嘴受力方 向 第一末端 孔 第二末端孔 钻出 设计 偏转、变短
均合格，仅列举少量数据示意
小结：宽度符合要求
实验结果 .校验完成尺寸是否合格 . 测量结果
20 20
长度：以±3mil 为接受标准
表一
L=2D-2D/3 ¹ À Ë ã ³ ¤È ¶ ³ ç ß ´ ¿ ± Ä ê ³ ¤È ¶ ² ¹ ¥ ³ º ó ³ ¤ × î Ï Â µ ×æ Ã Ú µ ¶ þ µ ×æ à 31.50 35.50 30.80 31.85 34.12 38.12 34.29 34.48 36.75 40.75 34.50 35.76 39.37 43.37 36.92 40.83 41.99 45.99 41.91 41.50 44.62 48.62 40.80 41.96 47.24 51.24 45.77 48.00 52.49 56.49 50.14 52.00 62.99 66.99 61.14 65.44 78.74 81.74 75.57 77.91 94.49 97.49 94.69 95.84
粗选：G85和交叉叠钻 ＋ 末端孔方案
(另发现 顺序叠钻，孔内塞尘严重，难以清洗)
实验结果 .优选最佳方案
16 16
再选（以 最底板之底面测量所得，任取L=2D-D/2之情形）
由于G85指令跟PE自编方式接近，主要差别为最终孔密度 不同，故孔形也接近（理论上初步推定后者将较佳）。 对比如下： PE自编钻孔，孔 沿较佳；G85有 约0.4mil波浪线
但由于偏差范围大，无法达标

原理与分析.考虑问题的方向
77
现已采用的钻孔方法 （借鉴经验）
手工编织 PE通过 引用程序编织 交叉叠钻坑槽
基本遵循“二均等 分长度法”
钻孔排列次序：1 6 4 7 3 8 5 9 2
Guild-Line 指定1.2mm以下坑槽叠板数比正
常叠板数少一
钻孔WI 指定特殊进给速率
66
考虑问题的方向

钻孔参数（转速、进 给、钻觜寿命）
已进行参数试验，改善效果
不明显
钻嘴的牌子、品质、 几何特征（如长度） 钻孔的叠数
钻孔排列设计 钻孔长度补偿
如改用较短刃长之钻嘴， 返
磨次数将大减，成本增加很多
减少叠数，产量将难以承担；
尝试修改设计，减少侧向受力 超短坑槽多呈单向偏差，可补偿；
24 24
附图
2D-2D/3<=L<2D-D/2之叠板数(叠板厚)
φ0.6mm 186mil底面 （3pnl/stk）
124mil底面 （2pnl/stk）
φ0.8mm
φ1.2mm
φ1.8mm
实验结果 .附图
撰写人：梁 X X 导 师：杨 X X
2002- 08-18
版权所有，请勿转载-Lendy.Liang
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目
录
前言
原理与分析
实验设计
实验结果
总结
22
前言
为了达到：减少库存
定位准确
孔径多变 减少流程 槽宽准确 等要求， 沉铜导通
通常需要设计坑槽钻孔
然而不久前我们发现有些坑槽严重偏短，并受