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【本刊独家】深圳崇达:X-RAY钻靶方式与钻机夹Pin对位影响分析

2023-05-10 14:56:27


摘要

为提升钻机生产效率,业界一般采用夹Pin作业模式来提升上、下板工作效率,文章从打靶位孔不同方式以及涨缩方面对夹Pin对准度影响入手,分析夹Pin模式造成钻偏孔关键原因。


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前言


为提升效率钻机生产效率,降低作业成本,因此业界很多都推行夹Pin作业模式,夹Pin作业模式与板子打靶模式息息相关,不同打靶模式对钻机对准度影响不同。正如“世界上没有完全相同的两片树叶”这句名言一样,每块板子涨缩也没有完全相同,板子涨缩的变化导致板子上Pin靶孔在不停的变化,然而钻机夹Pin机械原点为固定点,为满足钻机夹Pin点与板子上Pin靶孔一致,我们一般采用两种方式来使板子上Pin点与钻机机械原点一致,一种方式为板子靶孔中心钻靶,靶孔始终钻在靶位图形中间,主要对钻带资料后台平移处理,一种为对板子靶位孔位置补偿打靶,保持靶孔位置与钻机机械原点一致。



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不同钻靶位孔补偿方式对位精度分析



1.1  背景

PCB对位能力涉及到内短、HDI通盲孔孔位不匹配等品质问题,其中钻孔对位能力尤为重要,靶位孔钻靶方式对钻孔作业模式对位精度有着至关重要影响。


1.2  钻带制作原理分析

1.2.1  夹Pin与非夹Pin钻带资料制作原理

(1)非夹Pin钻带拉伸制作。

钻带资料先以板子中心为圆点,按给定系数向四周拉伸,输出钻带资料。

(2)中心钻靶夹Pin钻带拉伸制作。

①钻带资料先以板子中心为圆点,按给定系数向四周拉伸。

②因Pin原点已拉伸,再将整体钻带坐标平移,输出钻带资料。


1.2.2  试验中心钻靶模式不同钻带制作与机台拉伸偏移趋势

设计正交试验如表1。


方案A、B、C、D、E、F的试钻偏移状况如图1所示。

图1


从方案A、B的试钻偏移图中可知,非夹Pin钻带资料钻孔后表现为板中向四周拉伸,将拉伸值平分掉,符合改带拉伸原理。


从方案C、D,夹Pin钻带平移后的资料,钻孔后表现为夹Pin原点向上夹Pin点拉伸,将拉伸值集中在上夹Pin点,不符合板材涨缩原理。


从方案E、F取消平移后的夹Pin钻带试钻后在1:1图形上表现板中向四周拉伸,但在图形拉伸19/万的图形上试钻表现为整体孔位向夹Pin原点平移偏孔,图形涨缩导致夹Pin坐标点移动,而钻机夹Pin点固定,导致整体偏移。


1.2.3  实验结论

(1)夹Pin钻带平移后的资料钻孔表现为夹Pin原点向上夹Pin点拉伸,将拉伸值集中在上夹Pin点,不符合改带拉伸原理。


(2)非夹Pin钻带资料钻孔后表现为板中向四周拉伸,将拉伸值平分掉,符合改带拉伸原理。


(3)对位偏差分析。

①台板机钻孔: 

板中间偏孔值=0+钻孔孔位精度偏差值 

销钉位偏孔值=(产品涨缩值-钻带拉伸值)/ 2+钻孔孔位精度偏差值 

②中心钻靶夹Pin钻带: 

夹Pin原点偏孔值= 0+钻孔孔位精度偏差值 

板中间偏孔值=(产品涨缩值-钻带拉伸值)/ 2+钻孔孔位精度偏差值 

上夹Pin点偏孔值=产品涨缩值-钻带拉伸值+钻孔孔位精度偏差值 


(4)针对产品涨缩极差越大,对产品钻孔偏孔值影响越大,夹Pin钻孔是台板机钻孔的两倍关系。 例如:产品涨缩极差为0.15 mm,以中值拉伸为0.075 mm,钻孔孔位精度为0.075 mm

①台板机钻孔: 

板中间偏孔值=0+0.075=0.075 mm

销钉位偏孔值=(0.15-0.075)/ 2+0.075=0.1125 mm

②夹Pin机钻孔: 

夹Pin原点偏孔值=0+0.075=0.075 mm

板中间偏孔值=(0.15-0.075)/2+0.075=0.1125 mm

上夹Pin点偏孔值=(0.15-0.075)+0.075=0.15 mm



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补偿打靶夹Pin钻带效果测试



补偿打靶夹Pin钻带偏移测试,测试板图形系数按1:1与19/万,极限图形系数拉伸情况下,钻孔的偏移程度。正交测试方案及结果(表2)。

说明:钻带影响偏位量=(上夹Pin点偏移量-夹Pin点偏移量)/2,其排除涨缩因素及孔位精度,主要分析因定位方式导致两边偏移量大小。

小结:从上述测试中可以看出,补偿打靶较能有效将涨缩分散在板两边,但补偿打靶中心点与钻带中心点有偏差,导致补偿打靶板上下点偏移量不一致。


补偿打靶偏移度理论分析:

夹Pin原点偏孔值=(产品涨缩值-钻带拉伸值)/ 2-(钻靶补偿中心点值-钻带中心点值)+钻孔孔位精度偏差值;

板中间偏孔值=0+钻孔孔位精度偏差值; 

上夹Pin点偏孔值=(产品涨缩值-钻带拉伸值)/ 2+(钻靶补偿中心点值-钻带中心点值)+钻孔孔位精度偏差值。



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总结



板子发生涨缩时,采用夹Pin方式生产,准确掌握偏移量,产品分级生产,有效避免因对位精度带来的品质问题,达到效率与品质兼顾。


作者简介

樊锡超,长期从事线路板压合技术工作,现任技术中心压合工程师,主要负责压合预涨研究。

邓辉、季辉:深圳崇达多层线路板有限公司


来源:《印制电路信息》12月刊

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2017年3月15日 微信日报

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