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小尺寸PCB外形加工探討

作者:王陽燁 樊廷慧 時間:2017-03-08 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201703/344950.htm

作者/王陽燁(惠州市金百澤電路科技有限公司,廣東,惠州,516083),樊廷慧(深圳市金百澤電子科技股份有限公司,廣東,深圳,518000)

 引言

  盡管目前技術(shù)的發(fā)展日新月異,很多生產(chǎn)廠商將主要精力投入到HDI板,剛撓結(jié)合板,背板等高難度板件的制作中,但現(xiàn)有市場中仍存在一些線路相對簡易,單元尺寸非常小,外形復(fù)雜的,部分PCB之最小尺寸甚至小到3-4mm。因此類板件的單元尺寸太小,前端設(shè)計時無法設(shè)計定位孔,利用外定位方式加工易產(chǎn)生板邊凸點(如圖1所示)、加工過程中吸塵將PCB吸走、外形公差不可控、生產(chǎn)效率低下等問題。本文針對超小尺寸PCB制作進行了深入研究與實驗,優(yōu)化了外形加工方法,在實際生產(chǎn)過程中取得了事半功倍的效果。

1現(xiàn)狀分析

  外形加工方式的選擇關(guān)系到外形加工過程中的外形公差控制、外形加工成本、外形加工效率等多方面問題。目前常用的外形加工方式有銑外形和沖模。

  1.1 銑外形

  通常而言,銑外形加工出的板件其外觀質(zhì)量好,尺寸精度高,但此類板件由于外形尺寸小,銑外形的尺寸精度反而難以控制。在銑外形時,由于受內(nèi)鑼圓弧,內(nèi)鑼角大小和銑槽寬度的限制,銑刀大小的選擇具有很大的局限性,很多時候只能選擇1.2mm、1.0mm,甚至0.8mm的銑刀進行加工,由于刀具太小,走刀速度受限,導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下,且加工成本相對較高,故而只適合小量,外型簡單,無復(fù)雜內(nèi)鑼槽的PCB外型加工。

  1.2 沖模

  在加工大批量的小尺寸PCB時,生產(chǎn)效率低下的影響遠高于外形鑼銑成本的影響,此種情況下只能采取沖模的方式。同時對于PCB中的內(nèi)鑼槽,有的客戶要求加工成直角,采用鉆銑方式很難滿足要求,特別是對于那些外形公差和外形一致性要求較高的PCB,更要采用沖模方式。單采用沖模成型工藝會增加制造成本。

  2實驗設(shè)計

  根據(jù)我司對此類PCB的制作經(jīng)驗,我們從銑外形加工方式、沖模、V-CUT等方面展開深入研究與實驗,具體實驗計劃如下表1所示:

  3實驗過程

  3.1 方案一----鑼機銑外形

  此類小尺寸PCB成品多無內(nèi)定位,需在單元外加定位孔(圖2)。當三邊鑼完后,最后一邊鑼完收刀時,板子四周均出現(xiàn)空曠區(qū)域,使收刀點無法受力,成品整體隨著銑刀收刀的方向偏移,使成品在成形后收刀點出現(xiàn)明顯凸點。因四周均已被銑成懸空狀態(tài),得不到支撐,因此增加了凸點及毛刺的發(fā)生機率。為避免此品質(zhì)異常點,需將鑼帶進行優(yōu)化,分兩次銑板,先銑每單元部分區(qū)域,保證加工后仍有連接位使整體連接外形文件(圖3)。

  鑼機加工實驗對凸點的影響:按上述兩種鑼帶進行加工,每種條件下隨機抽取10pcs成品板,使用二次元進行凸點測量。原鑼帶加工成品板凸點尺寸較大,需人工處理;使用優(yōu)化后的鑼帶加工可有效避免凸點產(chǎn)生,成品板凸點尺寸<0.1mm,符合品質(zhì)要求(見表2),外觀如圖4、5所示。

  3.2 方案二----精雕機銑外形

  因精雕設(shè)備在加工過程中無法暫停,故圖3內(nèi)鑼帶無法適用。按圖2內(nèi)鑼帶生產(chǎn),因加工尺寸較小,為防止在加工過程中成品板被吸塵吸走,加工過程中需關(guān)閉吸塵,并輔以蓋板,使用板灰固定,以最小程度降低凸點的產(chǎn)生。

  精雕加工實驗對凸點的影響:按上述加工方法進行加工,可降低凸點尺寸,凸點尺寸見表3所示,凸點無法滿足品質(zhì)要求,需人工處理。外觀如圖6所示:

  3.3方案三----激光外形效果驗證

  選取在線外形尺寸1*3mm之產(chǎn)品進行試驗,沿外形線進行激光外形文件制作,按表4內(nèi)參數(shù),關(guān)閉吸塵(防止加工過程中板被吸走),進行雙面激光外形。

  實驗結(jié)果:激光外形加工成品板無凸點產(chǎn)生,加工尺寸可滿足要求,但激光外形后的成品會因激光碳黑污染板面,且此類污染因尺寸太小,無法采用等離子清洗,采用酒精擦拭無法有效處理(如圖7所示),此類加工效果無法滿足客戶需求。

  3.4 方案四----沖模效果驗證

  沖模加工保證了沖壓件的尺寸與形狀精度,無凸點產(chǎn)生(如圖8所示)。但在加工過程中易產(chǎn)生板角壓傷異常(如圖9所示),此類異常缺陷不予接受。

  3.5 小結(jié)

  4結(jié)論

  本文針對外形精度公差為+/-0.1mm的高精度小尺寸PCB鑼板中出現(xiàn)的問題,只要在處理工程資料時做出合理的設(shè)計,并根據(jù)PCB材料及客戶需求選擇合適的加工方式,很多問題便迎刃而解。



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