PCB板边金属化半孔的加工控制

　　摘要：随着电子产品的不断发展，客户对PCB板边金属化半孔的要求越来越多样化，同时PCB板边金属化半孔的质量直接影响客户的安装及使用。本文通过采用二次成型、二次钻孔方式对PCB板边金属化半孔进行加工，阐述了PCB板边金属化半孔加工过程中的技巧和控制方法。

　　关键词：二次成型；二次钻孔；金属化半孔

　　1. 前言：

　　成品PCB板边的半金属化孔工艺在PCB加工中已经是成熟工艺，但在如何控制PCB板边半金属化孔成型后的产品质量：如孔壁铜刺翘起、残留一直是机械加工过程中的一个难题。这类PCB板边有整排半金属化孔的PCB，其特点是个体比较小，大多用于载PCB板上，作为一个母PCB板的子PCB板，通过这些半金属化孔与母PCB板以及元器件的引脚焊接到一起。所以如果这些半金属化孔内残留有铜刺， 在插件厂家进行焊接的时候，将导致焊脚不牢、虚焊，严重的会造成两引脚之间桥接短路。本文主要针对PCB板边金属化半孔加工过程中遇到的问题及如何控制保证进行论证。

　　2. 机械加工原理：

无论是钻加工还是铣加工，其SPINDLE 的旋转方向都是顺时针的，当刀具加工到A 点的时候，由于A 点的孔壁金属化层与基材层紧密相连，可以防止金属化层在加工时的延伸以及金属化层与孔壁的分离，也会保证此处加工后的不会产生铜刺翘起、残留；而当刀具加工到B 点的时候，由于附着在孔壁上的铜没有任何A 图1 原理图支撑，刀具向前运转时，受外力影响孔内金属化层就会随刀具旋转方向卷曲，产生铜刺翘起、残留。

　　3. PCB板边半孔产品类型：

　　4. 加工中的问题及改进方法：

　　我们常见的类型可以划分为以上四种，这四种类型在加工上，我们采取了两种方式：

　　4.1 类型一、类型二属于半孔间距较大产品，我们采取的是正反面二次铣的加工方式：

　　此类产品因为用户设计半孔间距大于3mm ，可以通过第一步铣完成金属化半孔从CS 面的一侧加工，然后第二步将产品翻转后再加工SS 面的另一侧加工。在正/反加工过程中，PCB板边的两个不同受力点互不影响，加工出来的半孔质量光滑、整齐。此类产品在加工过程中相对简单，容易保证。

　　4.2 类型三、类型四属于半孔本身直径小于0.8mm ，且两个半孔的中心距也在1mm 左右，且相邻两排的半孔间距也不超过2.5mm ，加工起来就需要同时考虑每个半孔间及两侧部位。在加工过程中遇到以下问题：加工后产品出现半孔之间微连接短路问题

　　4.2.1 原因分析及改善措施：

　　① 设计部分：原设计：半孔间距仅0.56mm ，且每个半孔焊盘间隙只有0.15mm

　　在半孔加工过程中，刀具在孔边进行切削，当刀具磨损后会产生焊盘翻边情况，同时焊盘间距过小，此种情况就会产生焊盘间微连接现象。改进设计：经过实验，将两排半孔之间的连接铜更改为孔环，将半孔焊盘间距增加了0.05mm ，但为了保证整个半孔的整体焊盘宽度，我们对此焊盘设计进行了如下改进：只针对半孔焊盘接近部位（B 位置）进行焊盘缩减0.025mm ，保留其余焊盘宽度，同时保证了焊盘间距增加到0.20mm（C 位置）。

　　② 垫PCB板的影响：由于半孔加工是钻在金属化孔的边缘，钻头下钻后，如果没有相应的支撑，底PCB板处的半孔部位就会产生翻边情况，因此二次钻的垫PCB板使用不能忽略，不可以重复使用垫PCB板，每次二次钻前必须更换垫PCB板，保证钻头下钻处的支撑，以减少铜边翻起；

　　③ 钻头的使用：普通钻头钻在金属化孔的边缘会出现钻偏、折断的不良情况，槽钻更适合加工此类产品。

　　④ 当二次钻孔采用整PCB板加工时，由于产品在加工过程中的不规则涨缩，导致各拼版二次钻孔后的效果不一致

　　改进措施：

　　为避免由于产品在加工过程中的不规则涨缩，导致各拼版二次钻孔后的效果不一致情况的产生，进行加工流程的调整：

　　原流程：开料→内层图形转移→压合→一次钻孔→沉铜→图形电镀→外层图形转移→阻焊→字符→沉镍金→二次钻孔→铣成型改进后流程：开料→内层图形转移→压合→一次钻孔→沉铜→图形电镀→外层图形转移→阻焊→字符→沉镍金→一次铣成型（外框）→二次钻孔→二次铣成型（内槽）流程变更后，若采用单PCB板加工二次钻孔、二次铣成型，在上下PCB板操作中的工时会增加。为减少上下PCB板工时，采取了二次钻组合拼版方式，即按照单PCB板补偿设计，根据拼版需求，重新组成拼版，每次上PCB板时可以依旧是原整PCB板拼版上PCB板，但由于是按照单PCB板补偿输出的数据，是可以消除PCB板材涨缩所致的效果不一致问题。

　　4.2.2 改善实施后的效果：

　　通过设计原理、工艺加工流程、加工方法的优化改善，半孔的质量达到了预期的目标，保证了半孔的最终质量；整版四角位置及中间部位均可达成一致效果；

　　5. 结束语

　　(1)通过工程设计的优化，增加焊盘的间距，消除因焊盘翻边导致的焊盘间微连接现象。

　　(2)通过优化垫PCB板使用频次，来预防铜边翻起现象。

　　(3)通过对流程、拼板方式加工的优化，消除由于PCB板材涨缩导致的半孔加工不一致问题。

　　在实际加工中，我们从4M1E 的角度进行全面的原因分析及改善，最终使半孔加工工艺得到全面的质量提升与改善。