鉆孔是PCB線路板制造中最昂貴和最耗時(shí)的過程。PCB鉆孔過程必須小心實(shí)施，因?yàn)榧词故呛苄〉腻e(cuò)誤也會導(dǎo)致很大的損失。鉆孔工藝是PCB制造過程中最關(guān)鍵的工藝。鉆孔工藝是通孔和不同層之間連接的基礎(chǔ)，因此鉆孔技巧十分重要。

一、PCB鉆孔技術(shù)：

PCB 鉆孔技術(shù)主要分兩種，機(jī)械鉆孔和激光鉆孔。

（1）機(jī)械鉆孔：

機(jī)械鉆頭的精度較低，但易于執(zhí)行。這種鉆孔技術(shù)依賴于鉆頭，這些鉆頭可以鉆出的最小孔徑約為6密爾(mil) 相當(dāng)于：( 0.1524 mm)。

機(jī)械鉆孔的局限性:

當(dāng)用于 FR4 等較軟的材料時(shí)，機(jī)械鉆可用于 800 次沖擊。對于密度比較大的材料，壽命會減少到 200 計(jì)數(shù)。如果忽視這一點(diǎn)，則會導(dǎo)致出現(xiàn)錯(cuò)誤的孔，從而導(dǎo)致電路板報(bào)廢。

（2）激光鉆孔：

激光鉆可以鉆出更小的孔。激光鉆孔是一種非接觸式工藝，工件和工具不會相互接觸。激光束用于去除電路板材料并創(chuàng)建精確的孔，可以毫不費(fèi)力地控制鉆孔深度。激光技術(shù)用于輕松鉆出受控深度的過孔，可以精確鉆出最小直徑為 2 mil(0.05mm)的孔。

激光鉆孔限制:

電路板由銅、玻璃纖維和樹脂制成，這些PCB 材料具有不同的光學(xué)特性，這使得激光束很難有效地?zé)╇娐钒?。在這種情況下激光鉆孔，該過程的成本也相對較高。

二、PCB 鉆孔流程：

在層壓過程之后，層壓板被裝載到鉆床上的出口材料面板上。出口材料減少了毛刺的形成。毛刺是鉆軸穿透板時(shí)形成的銅的突出部分。在此面板的頂部，加載了更多堆疊并仔細(xì)對齊。最后，將一張鋁箔放在整個(gè)疊層上。鋁箔避免了入口毛刺，也消散了快速旋轉(zhuǎn)的鉆頭產(chǎn)生的熱量。一旦鉆出所需數(shù)量的孔，電路板就會被送去去毛刺和去污處理。

由于鉆孔的質(zhì)量是一個(gè)關(guān)鍵方面，因此必須考慮工具的幾何形狀。高速鋼(HSS) 和碳化鎢WC) 是復(fù)合材料鉆孔常用的鉆頭材料。在加工玻璃纖維增強(qiáng)聚合物(GFRP)期間，硬質(zhì)合金刀具可提供更長的刀具壽命。硬質(zhì)合金鉆頭通常用于PCB鉆孔。

(1)尖角和螺旋角:

PCB 鉆頭的頂角為130°，螺旋角為30°至35。尖角位于鉆頭的頂部。它是在最突出的切削刃之間測量的。

(2) 數(shù)控機(jī)床：

鉆孔機(jī)是一種預(yù)編程的計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)機(jī)器。鉆孔根據(jù)輸入CNC系統(tǒng)的X Y 坐標(biāo)進(jìn)行。主軸以高 RPM 旋轉(zhuǎn)，確保在板上準(zhǔn)確鉆孔。

電路板廠了解到，與蝕刻和電鍍工藝不同，鉆孔工藝沒有固定的持續(xù)時(shí)間。車間的鉆孔時(shí)間因要鉆孔的數(shù)量而異。

三、PCB 鉆孔的兩個(gè)重要方面

(1)縱橫比：

縱橫比是在孔(通孔)內(nèi)有效鍍銅的能力。當(dāng)直徑減小和深度增加時(shí)，孔內(nèi)部的鍍銅是一項(xiàng)繁瑣的工作。這需要具有高均鍍能力的電鍍浴，以便液體能夠涌入微小的孔中。

縱橫比(AR) =(孔深/鉆孔直)

通孔的縱橫比為 10:1，微孔的縱橫比為 0.75:1。

通常對于 62 ml 的 PCB，最小鉆孔尺寸可以是6 mils。

(2)鉆銅間隙：

鉆銅是鉆孔邊緣與最近的銅特征之間的平面間隙。最近的銅特征可以是銅跡線或任何其他有源銅區(qū)域。這是決定性因素，因?yàn)榧词故呛苄〉钠钜矔?dǎo)致電路中斷。典型的銅鉆值約為8 密耳。

最小間隙=圓環(huán)寬度+阻焊壩間隙

四、鉆孔的分類

電鍍孔 (PTH) 是承載信號的導(dǎo)電通孔，可在電路板的不同層之間建立互連，用于在PCB 組裝過程中將組件固定到位。元器件安裝孔非電鍍孔 INPTH 是不導(dǎo)電的為 NPTH。這些孔沒有公差級別，因?yàn)槿绻壮叽绱笮』蛱螅M件將無法裝入。

(1)電鍍通孔 (PTH)

 成品孔尺寸(最小) = 0.006

圓環(huán)尺寸(最小) = 0.004

邊到邊間隙 (從任何其他表面元素) (最小值) = 0.009

(2)非電鍍通孔 (NPTH )

成品孔尺寸(最小) =0.006

邊到邊間隙 (從任何其他表面元素)(最小值) = 0.005

五、鉆孔產(chǎn)生的問題

鉆具反復(fù)使用后，容易磨損和斷裂。這會導(dǎo)致以下問題:

(1)孔位置的準(zhǔn)確性受到影響

當(dāng)鉆頭未能擊中首選點(diǎn)并沿同一軸線移動(dòng)時(shí)，精度就會受到影響。鉆孔的偏移會導(dǎo)致孔環(huán)發(fā)生相切或斷裂。

(2)鉆孔內(nèi)的粗糙度

粗糙度會導(dǎo)致銅鍍層不均勻，這會導(dǎo)致氣孔和槍管裂紋。由于鍍銅溶液滲入孔壁，還會導(dǎo)致絕緣電阻降低。

(3)樹脂涂抹

由于鉆孔過程中產(chǎn)生的熱量，電路板中的樹脂會熔化。樹脂粘在孔壁上，稱為樹脂涂抹.這再次導(dǎo)致不良的銅鍍層，并導(dǎo)致通孔和電路的內(nèi)層之間的導(dǎo)電故障。

(4)存在入口和出口毛刺

毛刺是銅在鉆孔過程后從孔中伸出的不需要的部分，它們大多出現(xiàn)在印刷電路板疊層的頂面和底面。

(5)釘頭

如果釘頭不合適，鉆孔時(shí)內(nèi)層銅可能會彎曲，這些銅彎曲會導(dǎo)致電鍍不均勻并導(dǎo)致導(dǎo)電性問題。

(6)分層

電路板層的部分分離被認(rèn)為是分層，鉆孔不當(dāng)會導(dǎo)致分層。

六、補(bǔ)救措施

(1)除膠渣工藝

這是一種化學(xué)工藝，用于去除沉積在孔壁上的熔化樹脂，該過程消除了不需要的樹脂并增強(qiáng)了通過通孔的導(dǎo)電性。

(2)去毛刺

可以消除金屬 (銅) 的凸起端(冠部) ，稱為毛刺。孔內(nèi)遺留的任何碎屑都通過去毛刺過程消除，去毛刺后重復(fù)去污過程。

(3)分層

可以通過使用激光鉆孔來避免。如上所述，在激光鉆孔中，工件和工具不接觸，從而消除了分層。

隨著產(chǎn)品性能的提高，PCB也在不斷更新發(fā)展，線路越來越密集，需要安置的元器件越來越多，但PCB的大小不僅不會變大，反而變得越來越小，那么，這時(shí)候要想在板塊上鉆孔，則需要相當(dāng)?shù)募夹g(shù)了。