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  • 高精度小尺寸PCB外形設(shè)計(jì)問(wèn)題探討
    高精度小尺寸PCB外形設(shè)計(jì)問(wèn)題探討
  • 高精度小尺寸PCB外形設(shè)計(jì)問(wèn)題探討
  •   發(fā)布日期: 2019-03-18  瀏覽次數(shù): 1,786

    盡管目前PCB技術(shù)的發(fā)展日新月異,很多PCB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(chǎng)中仍存在一些線路相對(duì)簡(jiǎn)易,單元尺寸非常小,外形復(fù)雜的PCB,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(jì)時(shí)無(wú)法設(shè)計(jì)定位孔,利用外定位方式加工易產(chǎn)生板邊凸點(diǎn)(如圖1所示)、加工過(guò)程中吸塵將PCB吸走、外形公差不可控、生產(chǎn)效率低下等問(wèn)題。本文針對(duì)超小尺寸PCB制作進(jìn)行了深入研究與實(shí)驗(yàn),優(yōu)化了外形加工方法,在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中取得了事半功倍的效果。

     

    高精度小尺寸PCB外形設(shè)計(jì)問(wèn)題探討

    1現(xiàn)狀分析

    外形加工方式的選擇關(guān)系到外形加工過(guò)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(wèn)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(shí),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(shí)候只能選擇1.2mm、1.0mm,甚至0.8mm的銑刀進(jìn)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(duì)較高,故而只適合小量,外型簡(jiǎn)單,無(wú)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(shí),生產(chǎn)效率低下的影響遠(yuǎn)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(shí)對(duì)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(duì)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(huì)增加制造成本。

    2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

    根據(jù)我司對(duì)此類PCB的制作經(jīng)驗(yàn),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(shí)驗(yàn),具體實(shí)驗(yàn)計(jì)劃如下表1所示:

    高精度小尺寸PCB外形設(shè)計(jì)問(wèn)題探討

    3實(shí)驗(yàn)過(guò)程

    3.1 方案一----鑼機(jī)銑外形

    此類小尺寸PCB成品多無(wú)內(nèi)定位,需在單元外加定位孔(圖2)。當(dāng)三邊鑼完后,最后一邊鑼完收刀時(shí),板子四周均出現(xiàn)空曠區(qū)域,使收刀點(diǎn)無(wú)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(diǎn)出現(xiàn)明顯凸點(diǎn)。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(diǎn)及毛刺的發(fā)生機(jī)率。為避免此品質(zhì)異常點(diǎn),需將鑼帶進(jìn)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)。

    高精度小尺寸PCB外形設(shè)計(jì)問(wèn)題探討

    鑼機(jī)加工實(shí)驗(yàn)對(duì)凸點(diǎn)的影響:按上述兩種鑼帶進(jìn)行加工,每種條件下隨機(jī)抽取10pcs成品板,使用二次元進(jìn)行凸點(diǎn)測(cè)量。原鑼帶加工成品板凸點(diǎn)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(diǎn)產(chǎn)生,成品板凸點(diǎn)尺寸<0.1mm,符合品質(zhì)要求(見表2),外觀如圖4、5所示。

    高精度小尺寸PCB外形設(shè)計(jì)問(wèn)題探討

    3.2 方案二----精雕機(jī)銑外形

    因精雕設(shè)備在加工過(guò)程中無(wú)法暫停,故圖3內(nèi)鑼帶無(wú)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(guò)程中成品板被吸塵吸走,加工過(guò)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(diǎn)的產(chǎn)生。

    精雕加工實(shí)驗(yàn)對(duì)凸點(diǎn)的影響:按上述加工方法進(jìn)行加工,可降低凸點(diǎn)尺寸,凸點(diǎn)尺寸見表3所示,凸點(diǎn)無(wú)法滿足品質(zhì)要求,需人工處理。外觀如圖6所示:

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    3.3方案三----激光外形效果驗(yàn)證

    選取在線外形尺寸1*3mm之產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn),沿外形線進(jìn)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(guò)程中板被吸走),進(jìn)行雙面激光外形。

    高精度小尺寸PCB外形設(shè)計(jì)問(wèn)題探討

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

    3.4 方案四----沖模效果驗(yàn)證

    沖模加工保證了沖壓件的尺寸與形狀精度,無(wú)凸點(diǎn)產(chǎn)生(如圖8所示)。但在加工過(guò)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。

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    3.5 小結(jié)

    高精度小尺寸PCB外形設(shè)計(jì)問(wèn)題探討

    4結(jié)論

    本文針對(duì)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(wèn)題,只要在處理工程資料時(shí)做出合理的設(shè)計(jì),并根據(jù)PCB材料及客戶需求選擇合適的加工方式,很多問(wèn)題便迎刃而解。


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