Pod trendem rychlého rozvoje moderních elektronických produktů čelí výroba plošných spojů stále vyšším požadavkům. Theproces zpětného vrtání desky plošných spojůhraje důležitou roli ve vysokorychlostní{0}}výrobě PCB jako klíčová technologie pro zlepšení integrity signálu a snížení ztrát signálu.
1, Přehled procesu
Zpětné vrtání do desek plošných spojů, také známé jako hloubkové vrtání, je zaměřeno hlavně na odstranění přebytečných "Stub" částí v prokovu, které se nepodílejí na přenosu signálu. Při vysokorychlostním{1}}přenosu signálu mohou příliš dlouhé zbytky průchozích otvorů způsobit nesoulad impedance, odraz signálu, přeslechy a další problémy, které vážně ovlivňují kvalitu signálu. Proces zpětného vrtání přesně řídí hloubku vrtání, aby se odstranily zbytkové hromádky skrz otvor, optimalizovala se cesta přenosu signálu a účinně se zlepšila integrita signálu, aby byly splněny požadavky na výkon vysoko-rychlostních a vysokofrekvenčních{5}} elektronických produktů.
2, Podrobné vysvětlení toku procesu
(1) Předběžná příprava
Analýza dat a plánování procesu: Před provedením operace zadního vrtání si inženýři musí pečlivě přečíst dokumentaci návrhu PCB, objasnit klíčové parametry, jako je poloha, velikost a požadavky na hloubku zadního vrtání. Vypracujte podrobný plán procesu zpětného vrtání na základě charakteristik vrstev desek plošných spojů, materiálů, struktur atd., včetně výběru vhodného vrtacího zařízení, řezných nástrojů, parametrů zpracování atd.
Příprava podkladu: Přísně zkontrolujte podklad desky plošných spojů, abyste se ujistili, že povrch neobsahuje vady, jako jsou skvrny, škrábance a deformace. Současně, aby se zlepšila přesnost a stabilita zadního vrtání, je substrát obvykle zapečen, aby se odstranila vlhkost z desky a zabránilo se problémům, jako je delaminace nebo prasknutí desky v důsledku odpařování vlhkosti během procesu vrtání. Teplota a doba pečení by měla být nastavena podle typu desky a doporučení dodavatele. Obecně je teplota pečení mezi 120 stupni a 150 stupni a doba pečení je 2-4 hodiny.
Ladění vrtacího zařízení: Zpětné vrtání vyžaduje extrémně vysokou přesnost zařízení, takže je nutné komplexní odladění vrtačky. To zahrnuje kalibraci přesnosti polohování os X, Y a Z vrtačky, kontrolu stability otáček vřetena a přesnosti házení a zajištění, že všechny ukazatele výkonu zařízení splňují požadavky procesu. Kromě toho je třeba nainstalovat vhodné nástroje pro zadní vrtání a zvolit průměr, délku čepele, materiál a další parametry nástrojů podle požadavků na velikost a hloubku otvoru pro zadní vrtání.
(2) Zpracování zpětného vrtání
Umístění vrtání: Pomocí vizuálního polohovacího systému vrtačky je poloha zadního vrtání na substrátu PCB přesně identifikována a umístěna. Zachycením polohovacích otvorů nebo bodů značek na substrátu pomocí kamery a jejich porovnáním se souřadnicemi v souboru návrhu se poloha pracovního stolu vrtačky automaticky upraví tak, aby byla zajištěna přesnost polohy vrtání. Během procesu polohování je nutné přísně kontrolovat přesnost polohování a obecně se požaduje, aby chyba polohování byla v rozmezí ± 50 μm.
Operace vrtání: Spusťte vrtačku a proveďte zpracování zpětného vrtání podle předem nastavených parametrů procesu. Během procesu vrtání je nutné přesně kontrolovat hloubku vrtání, aby bylo zajištěno přesné odstranění zbytkových pilot procházejících otvorem. Řízení hloubky vrtání se dosahuje především pomocí servosystému osy Z vrtačky v kombinaci s-sledováním v reálném čase a zpětnovazebním nastavením pomocí zařízení pro měření hloubky. Kromě toho je nutné rozumně nastavit parametry, jako je rychlost vrtání a rychlost posuvu, aby nedocházelo k opotřebení nástroje a snížení kvality vrtání způsobené příliš vysokou rychlostí nebo efektivitou výroby ovlivněnou příliš nízkou rychlostí. Obecně řečeno, rychlost otáčení zadního vrtání je mezi 80000-120000 otáčkami za minutu a rychlost posuvu je mezi 0,05-0,15mm/otáčky.
Správa nástrojů: Vzhledem k malému průměru a krátké délce čepele nástrojů pro zadní vrtání jsou tyto nástroje náchylné k opotřebení a zlomení během procesu obrábění. Proto je nutné zavést komplexní systém správy nástrojů pro sledování frekvence používání a opotřebení nástrojů v reálném čase. Když opotřebení nástroje dosáhne určité úrovně nebo počet použití překročí stanovenou hodnotu, vyměňte nástroj včas, aby byla zajištěna stabilita kvality vrtání. Současně recyklujte a analyzujte vyměněné nástroje, shrňte vzorce opotřebení nástrojů, optimalizujte jejich životnost a parametry obrábění.
(3) Postup po zpracování
Úprava stěny otvoru: Po dokončení zadního vrtání se mohou na povrchu stěny otvoru vyskytnout vady, jako jsou otřepy a zbytky pryskyřice, které vyžadují úpravu stěny otvoru. Mezi běžné metody ošetření stěn pórů patří chemické čištění, plazmové čištění atd. Chemické čištění je použití chemických činidel k odstranění znečišťujících látek z povrchu stěny pórů, zatímco plazmové čištění využívá vysoko{2}}energetické částice plazmy k bombardování povrchu stěny pórů, čímž se dosáhne účelu čištění a aktivace. Ošetřením stěny otvoru lze zlepšit drsnost a čistotu stěny otvoru, čímž se zvýší adheze mezi následnou galvanickou vrstvou a stěnou otvoru.
Galvanické vyplnění otvoru: Aby zadní vyvrtaný otvor mohl normálně vést signály, je nutné provést na otvoru úpravu vyplnění otvoru elektrolytickým pokovováním. Nejprve proveďte metalizaci otvoru vytvořením vodivé měděné vrstvy na povrchu stěny otvoru pomocí chemického pokovování mědí nebo galvanického pokovování mědi. Poté proveďte galvanické plnění, aby se otvor vyplnil mědí a vytvořilo se dobré elektrické spojení. Během procesu galvanického pokovování je nutné přísně kontrolovat složení, teplotu, proudovou hustotu a další parametry roztoku pro galvanické pokovování, aby bylo zajištěno, že tloušťka pokovovací vrstvy je jednotná, hustá a bez defektů, jako jsou dutiny a bubliny.
Kontrola kvality: Proveďte komplexní kontrolu kvality na deskách s plošnými spoji, které dokončily zadní vrtání a galvanické pokovování, zejména včetně kontroly vzhledu, měření otvoru, měření hloubky otvoru, testování elektrického výkonu atd. Kontrola vzhledu především sleduje, zda je povrch zadního vyvrtaného otvoru plochý a hladký a zda existují vady, jako jsou otřepy, škrábance a delaminace; Měření apertury a měření hloubky využívají zařízení, jako jsou mikroskopy a detektory stěn otvorů, aby se zajistilo, že apertura a hloubka splňují požadavky na design; Testování elektrického výkonu zahrnuje testování vodivosti, testování izolačního odporu, testování impedance atd., aby se ověřilo, zda elektrický výkon zadního vyvrtaného otvoru splňuje požadavky na použití produktu.
3, Technologické potíže a řešení
(1) Ovládání hloubky vrtání
Řízení hloubky zadního vrtání je jednou z hlavních obtíží celého procesu. Vzhledem k malé hloubce vrtání (obecně mezi 0,1-1 mm) a požadavkům na vysokou přesnost (chyba v rozmezí ± 25 μm) může jakákoli malá odchylka vést k neúplnému odstranění zbytkových hromádek otvorem nebo poškození normální signální vrstvy. Řešení zahrnuje použití vysoce{5}}přesného vrtacího zařízení a zařízení pro měření hloubky pro monitorování a zpětnovazební řízení procesu vrtání v reálném čase; Mezitím lze optimalizací parametrů vrtání, jako je snížení rychlosti vrtání a zvýšení stability rychlosti posuvu, zlepšit přesnost řízení hloubky vrtání.
(2) Kontrola kvality stěny vrtu
Během procesu zadního vrtání může intenzivní tření mezi nástrojem a deskou snadno vést k defektům, jako jsou otřepy, delaminace a zbytky pryskyřice na povrchu stěny otvoru, což ovlivňuje kvalitu a elektrický výkon stěny otvoru. K vyřešení tohoto problému je nutné zvolit vhodné řezné nástroje a parametry zpracování, aby se snížilo tření a řezná síla mezi nástroji a plechem; Současně posilujte proces úpravy stěny otvoru, přijměte účinné metody čištění a aktivace a zajistěte, aby povrch stěny otvoru byl čistý a hladký.
(3) Efektivita výroby a kontrola nákladů
Proces zpětného vrtání vyžaduje vysoké požadavky na vybavení a proces, což má za následek relativně nízkou efektivitu výroby a zvýšené náklady. Chcete-li zlepšit efektivitu výroby a snížit náklady, lze toho dosáhnout optimalizací uspořádání procesu, přijetím automatizovaného výrobního zařízení a zlepšením životnosti nástrojů. Například použití víceosého vrtacího stroje k současnému zpracování více zadních vrtaných děr snižuje dobu nečinnosti zařízení; Optimalizací konstrukce a řízení řezných nástrojů lze prodloužit životnost řezných nástrojů a snížit náklady na řezné nástroje.