一 Ｐ ＣＢ钻孔用高性能中空垫板及钻 孔技术研究 ●文／深圳市柳鑫实业股份有限公司刘飞张伦强罗小阳唐甲林 【摘要】钻孔理论研究是指对垫板的钻屑形态、钻削轴向力、钻削温度、钻针磨损及缠丝方面进 行研究和分析。钻孔应用研究是指高性能中空垫板应用于ＰＣＢ钻孔过程，对其钻削温度、钻针磨 损及缠丝、孔内残屑、孔口形貌、钻孔性能方面的研究。本文介绍了ＰＣＢ钻孔用高性能中空垫板 的组成结构及应用原理。主要对其进行钻孔理论研究和钻孔应用研究，来了解高性能中空垫板的使 用性能。研究使用扫描电镜ＳＥＭ、钻削轴向力测试设备、红外测温设备、孔位扫描仪、高倍显微 镜等设备，加以进行研究和表征。 【关键词】钻孔；ＰＣＢ；垫板 一、前言 ｊ Ｉ的 撑 扳ＰＣＢ 为重璎的电＿ｒ‘部什ｔ， 电子元 从单 发展到 而板、多 板和挠 钻孔 ｉｆ 质和）Ｊ［ 效率，确保钻孔优势 能和离可靠性。Ｉ 二、中空垫板介绍 板 由 材和芯材组成的■ 冶夹心结构的板 材．如罔１昕，ｊ 、面材为改性树脂材料， 厚度为 ｆ 卜扳，许４－：１１Ｊ￣ 也…高精度、高密度 高 Ｊ．稚性． 向发展。 １ 断前 小 、减少或小、提高件能，使得印制电路 ｒ．Ｊ、 ：。 的 展过程中，仍然保持强大的生 （）．１８～（）．２２ Ⅲ１１’ 材质硬度较ｐｃ＿ｔ口ｊ：＇ｉ＂，能有效抑带『．钻孔出口 性披锋， 【 的强度材质利于 ｕＨ＿入钠定似，抑制 命／ｊ、随莆１｝Ｃ．Ｂ向高南度、高精度、高ｎ Ｊ‘稚、多层化、 高述 输、 方ｍ发展，其制造］＿艺及 牛产环节 钻针人钻打滑，进而提高钻孔孔位精确度剃降低断钻 率。芯材为蜂窝 树脂材料，其厚度为１．５１ ７ｎｕｎ，孔 大小为（）．８￣Ｉ．５１１１１＂１１，孔壁厚度（） ～（）．１１１１１１１。 ｊ于板材 也带 吖 ｌ ｌ的改进，其叶ｌｔ￣４Ｌ：㈠事的 求也逐步 提高，这 陵 ＰＣＢ配套的辅助材料也璎紧随创新和 眨 ｊ ＰＣ．Ｂ 孔工宇存在加 扎 』 率低、孔１人］残胶多、 、扎５崔质量莘，以及钉头大等 Ｊ题，继续 主体部分为巾 结构的蜂窝 树脂材料组成，故本文 所述垫板具有质量轻、强度高的特点。面材 １芯材材 料的适当选扦，也使得垫板ｌ瓜身＝｝＝｛：有良好的耐水性、 耐候性及耐热件，保证了剖 的表观质量ｆ［１行占存运输 品质 往ｔ｝ＣＢ钻孔应用中，垫扳独特的中 结构，其 ｌ 善 晰决 介 ｛【，｝，ｊ离性能中空垫皈，作为ＰＣＢ钻扎用新型 辅竹， 々的结构 汁乖口材 ．选择，台邑自 专殳提升ＰＣＢ 中 泡孔结构对钻咀磨损小且产牛钻幅少，巾 结构 第一作者简介：刘飞，本科，２Ｉ】１ ３年至今，在深圳柳鑫公司任研发 ＡＴ＿程师．从事盖垫板新产品开发技术研究工作 包 的冷空气能一定程度上降低钻针的钻＿Ｊ｝１＿盈度， 钻孔过程中牯附于钻尖的钻屑在向心力作用下甩山残 留于中 泡孔结构内，起到清洁 口Ｈ的功效，同时少 的钻髑产生ｌ』支附有的清洁钻咀助能有效提升 屑促排 ＭＡＲ ２０１７ ＮＯ．２ ＰＣＢ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ９７ 日 图１中空垫板结构图 一一一 ． －三、研究用材料及设备 ３．１研究所需物料准备 ．一■一■■■■■■■一 图６ ＰＣＢ验孔机 Ｓｐｉｎｄｌｅ Ｉｎｆｅｅｄ Ｒｅｔｒａｃｔｉｏｎ ＰＣＢ 趼 农１ ”料埂 研究材科及没 ｆ『］钻孔设箭 丧１昕 ］ 图５钻削轴向力测试设 辰２钻扎参数没定 生产厂家 、＼币目 Ｄｒ¨Ｉ 名称 规格型号 ６Ｌ－Ｏ．８ｍｍ 高Ｔｇ ＦＲ４刚性ＰＣＢ ４５７ Ｘ６１０ｍｍ ＦＰＣＢ挠性双面板 中空垫板 纤维木垫板 蜜胺垫板 六轴钻机 国内某知名厂家 国内某知名厂家 深圳柳鑫 深圳柳鑫 深圳柳鑫 日立 类别＼ Ｂｉｔ（ｍｍ） Ｓｐｅｅｄ Ｓｐｅｅｄ 刚性 Ｏ．２ 挠性 ①０ ２ Ｒａｔｅ 叠层 （ｋｒｐｍ） （ｍ／ｍｉｎ） （ｍｍｉｎ） ４５７×６１０ｍｍ ２Ｌ－Ｏ．０８６ｍｍ ４５７Ｘ４０６ｍｍ ４５７ Ｘ４０６ｍｍ ４５７ Ｘ４０６ｍｍ ＮＤ一６Ｎ２１ ０Ｅ 垫板 钻孔 １８５ １８５ ２ Ｏ ２．０ １５ 无 １５ １５ Ｏ．８ｍｍ ＰＣＢ 应用 刚性 ０－２ 挠性 ０＿２ １８５ ２０ ．一２ｐｃｓ １５ 金相显微镜 ×ＰＬ一３２３０ 深圳博视达 钻孔 １８５ ２．０ Ｏ．０８６ｍｍ 扫描电镜 红外测温设备 ＪＳＭ－６７０１ Ｆ ＴＶＳ一５００Ｅ× 上海铸金 厦门高科杰 １５ｐｃｓ 钻削轴向力测试设备 ＰＣＢ验孔机 自制 ＨＣ一１２００ 广东工业大学 深圳维信达 四、中空垫板钻孔理论研究 本次选用孔径０．２ｍｍ的刚性ＰＣＢ钻孔用钻钏‘和挠 性ＰＣＢ钻孔用钻针两种不同钻针进行研究，主要对钻 ３＿２主要评估设备 研究评估设备主要包括金相显微镜、扫描电镜 ＳＥＭ、红外测温设备、钻削轴向力测试设备及ＰＣＢ验 孔机（分别见图２－６）。 ３。３钻孔参数 屑形态、钻削轴向力、钻削温度、钻针磨损和缠丝进 行钻孔研究和分析。 ４．１中空垫板钻屑形态 将垫板钻孔切屑收集。置于ＳＥＭ在不同放大倍数 情况下观察发现，两种钻针钻孔中空垫板树脂切屑均 为锥螺旋带状形态，如表３昕示。分析认为，垫板钻 本次研究钻孔参数设定见表２。 蔼一 图２金相显微镜 图３扫描电镜 图４红外测温设 屑主要来源于面材的组成材料，该材料韧性强、密度 较高，大量的钻屑在排屑过程中软化、挤 、黏附成 条形状，沿钻针沟槽挤压式排出。 表３ 板钻ＪＰ；肜念 圈Ｕ ■营圜■■匿＿９８ 印制雷珞资钒２０１７年３月第２期 Ｕ 圜口口困圈 ■匝田■Ｉ■园圃■■圃曩４．２中空垫板钻削轴向力 ７．ｉ Ｅｉ 儿ｊ』 ”｝｝ …， 剑 ／ｊ 为 ｆ ＩＩＪ￣：ＩＩＩ １』 ， 山 １』｝ｌ ＩｌＩ ４：ｉｌｊ Ｉ一ｊ ｊ 』： ，Ｉ ｆ ｌ】 ｉｌｉ‘ －、ｌ，ＩＪ ㈨… ’ …地，随 Ａ＼ 人． 『ｌｊ … 逐渐 ｉ 』¨、， ４ 址随 人 人， ＿ｆＪｆ 削 人，Ｊ Ｊ 川 ｊ 十…、ｉ ，）Ｊ Ｌ【ｌ 州 ｊ 人 』、 、，｛ｑｔｔ￣ｌ， Ｊ … ．ｆｌ 一‘ 分 ｆ。ｉ ｒｊ４：ｌｔｉｌ ｌ』 ， 十 皈 十 贡ＪｌＪ Ｊ蔓 （）．２ｍｍ、Ｉ｝ ｎ１Ｕ为ｔ｝１ 卡ｊＪ，ｊ ， Ｊ ≯ Ｊ１ ｌ ，，｛ ｔＩＩｉ人ＩＩＩ ， Ｉ～ ＪｔＩ‘ｉ ｊ … Ｊ Ｊ Ｌ、 勺 挺４ 板钻ｉ－ｉＩＩ轴阳 测试结 钻针 刚性ＰＣＢ钻孔用 挠性ＰＣＢ钻孔用 项目 ①０ ２ｍｍ ①０ ２ｍｍ 、 钻削轴向力 ０ １４３１ ０ ０２６９ ０．１２１８ ０ ０２１６ 值（Ｎ） （Ｍａｘ） （Ａｖｅ） （Ｍａｘ） （Ａｖｅ） 轴冉 线用 Ｉ№ 轴向 曲蟪嗣 ｉ Ｉ钻削力图 １、、 小 、 ４．３中空垫板钻削温度 腕一锵～Ｉｌ Ｊ ｌｊ ｊ 小ｔｉ Ｉｉｌ ．Ｉ Ｊ 删 ｌＩ＿‘ ，Ｉ ｔ１‘ ＿【，Ｊｌ ｌ Ｊ・ 』： ，５ ，Ｉ｛Ｉ 。０１ ｆ ，ｉ ｝ ｝Ｉ１ Ｊ 十 儿㈨ｌ，ｌＪｆ ｌｌ ， 、 ：／㈨ 垮擦热｝ 少． ｌ』、Ｊ冷 《、』 分仃‘ 冷上¨救 表５ 板ｔｉｉＩｉｌｉｌｌ度测试结 钻针 刚性ＰＣＢ钻孔用 挠性ＰＣＢ钻孔用 项目 、①０．２ｍｍ 中０＿２ｍｍ 、 钻削温度值 ４０．５０ ２６ ５０ ３９．９０ ０ ０２１６ （℃） （Ｍａｘ） （Ａｖｅ） （Ｍａｘ） （Ａｖｅ） Ｒ０ｌ １Ｌ＿】｜１［ ∞。Ｉ ％７［ 钻削温度图 ∞０（ ｂ …“Ｊ ＾ ＾＾ｋｌＪ ｌ＾ ＾ ｎ ． ＾＾¨、 ４．４中空垫板的钻针磨损及缠丝 １ 扣Ｉ】ｌ｛ ｉｔ１‘ｆｌ ｉ ＬｌＩ ‘ ， ！，ｊ ｉ ｆ ｝１Ｉ『 ｉ ｌ‘ｆ Ｊ｝ 』： 像… ． 太６ 小 ” ，ｆ＝Ｊ『 针 幺 ＿５ｆ 少，ｉ ｌ ｊ ｌＩｉＹＬｔ．￣Ｊｉ＇１１Ｊｆ ） Ｉ ，＿ｒ ：，ｌｉｎ勺￣ｌｌｉ Ｊ ｒ ｊ ，¨．｝ 眨选…ｆ ｆ１ Ｊ页ｆ１ 、曲 』蔓 １， 『¨： ｉＹＵ Ｉｌｉ／￣－－ｊ， 一 挺６ 板钻针 ｆｆＪｌ和Ｉ缠丝 钻针 刚性ＰＣＢ钻孔用 挠性ＰＣＢ钻孔用 项目 Ｏ ２ｍｍ ①０ ２ｍｍ 钻针磨损 ｒ 一一一Ｊ－－－＿ －＿‘ ■ 目日 日嬲目 雕ｇ日啼Ｐ 盥阔 Ｌ －——一 』 ＿＿ 黼 ｉ ｉ 钻针缠丝 ～一一～一一错一嘞 ～一引 一… 撇一～一一一一 一～一～一ＭＡＲ ２０１７ ＮＯ．２ ＰＣＢ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ９９ 脚溉一 一～太７ ｉｆＬ Ｊ ＩＩＪ的 ｉｉＩｊＩＪｉ Ｊ变 、 锚 钻削温度值 项目＼ 垫板类型 钻削温度图 、 Ｍａｘ值 Ａｖｅ值 Ｌ｝ 中空垫板 －＿． Ｉ、 ．ｊ ７６ ２０ ５２ ６７ … ●＿ｕ 刚性ＰＣＢ ＿ 钻孔用 木纤板 Ｌ 一 一’． 一 ｒ ①０ ２ｍｍ 、８６ ８０ ６２ ９２ ‘ ． ＿Ｈ ¨ 蜜胺垫板 ： ， ’｛ ８７ ２０ ６３ ９３ ｌ一一＿ ． ・中空垫板 ４０ ８０ ３３ １０ ￣ｆｌ：．ｓＬ ’ Ｌ 挠性ＰＣＢ ●钻孔用 木纤板 一 ４９ １Ｏ ４１ ５ ①Ｏ ２ｍｍ ‘ ＩＨ ●１－ ＿， 蜜胺垫板 ，一 ５０ ３Ｏ ４５ １ １Ｏ０印制雷蹯资钒２０１７年３月第２期 嵌８钻扎 川的钻针縻坝和缠丝 ＿＇钻针 垫板 钻针磨损图 磨损 钻针缠丝图 缠丝 项目 、类型 评价 评价 、 真空 垫板 —■－■一 严重 ■露 ＿■■■■■目 ■。＿＿＿＿＿＿＿一 极少 —■■璺瞄萤嗣■——■■ 刚性ＰＣＢ 钻孔用 木纤板 ＿鼍 ： 严重 ａ Ｉ 较多 ０ ２ｍｍ 蜜胺 垫板 ｌＪｒ＇＇ 严重 ＆ — Ｉ 较多 ●■鼎 ■一 真空 垫板 ——・ｉ－－ 一般 极少 挠，ＩｔＥ ＰＣＢ 躺一ｌ ００ ２ｍｍ 钻孔用 木纤板 — Ｉ， ００一－ 一般 —Ⅲ一ｉ 严重 蜜胺 ～一＿一 垫板 一＿ 般 严重 一 ＿∞—■－ ９钻扎 ＪＩＪ的扎 残Ｊ 残屑 １００ ３００、 ３００ ３０ｎ 垫板 置 。 Ｊ■ －－‘～』： ． ． — 中空垫板 ＿■．■■１ １Ｉｍ！Ｆ：：ｌＷｌｒ￣． ＿ ｌ， … 盆 《：． ＿ ‘－ ・・●－．－ｋ 木纤板 ‘一 ■翟 ■－ Ｉ ｉ－ｌ －－。． 奠 ■■－ …。 蜜胺板 蔫 臻 嚣 挺１０钻扎麻川的彳ＬＩ１肜貌 垫板类别 垫板孔口形貌 ＰＣＢ孔口形貌 ０ ｏ 中空垫板 。 ａ ａ ，木纤板 ＿ ｒ￡ ■——－ ｏ——一 塾 ｏ、 ｏ ｊ ｒ●＿－． ， Ｊ上 蜜胺板 － （——■ ０ ｊ０ 溷 ：—＿ ５．５钻孔应用中的钻孔－眭能 … 掩 ＰＣＢ 扎性能 由数ｊｌ ｃ 数据 犬巯 ， 丧１ １、１２ 、 表１１ ＰＣＢ钻孔｛吖！能数槲 ＰＣＢ 类别 垫板 孔位精度 孔粗 （ｃｐｋ） （ｕｍ） 钉头 （倍） 披锋（ｕｍ） 中空垫板 １ ９５６ ６ ４６ １ ４５ １７．６３ 刚性 ＰＣＢ 木纤板 １ ７３ ８ ６１ １．５５ ２６ ４２ 蜜胺板 １．９０９ ７ ６８ １ｌ５６ １３．５４ 中空垫板 ３．６９５ 无 无 ６ １２ 挠性 ＰＣＢ 木纤板 ２．９３３ 无 无 １４．２９ 蜜胺板 ３ ６５３ 无 无 ２．５６ 表１２ ＰＣＢ钻孔性能Ｉ冬ｌ ＰＣＢ 垫板 孔位精度 孔粗 钉头 披锋 类别 中空 ＃ 垫板 下 ～： 磊蔷 ． ● 刚性 木纤板 ＰＣＢ ～一＋｜．卜… 曼哩 ●■■■ ｒ ＿－—一 蜜胺板 ● 蠡主 ＝ 垫板 中空 无 无 蛐 挠性 木纤板 ＰＣＢ 无 无 蛐 蜜胺板 …● 无 无 蛐 由上表可知，刚性ＰＣＢ和挠性 ＰＣＢ钻孔性能在 孔位精度、孔粗、钉头、披锋方而表现出一致的规律性。 孔１＝立精度方面，数据由高到低依次是中空垫板、蜜眩 垫板、木纤扳，中 垫扳比蜜眩板数据稍好，可能是 中空垫板面 硬度略低于蜜眩板而材，人钻定位效果 好，水纤板丰要是其厚良公差大导致人钻定位效果差。 孔粗方面，中空垫扳表现最佳，蜜胺板其和木纤板较 差，分析认为中空垫板钻孔行程短，钻羁产生减少， 一 中空结构能清洁钻针ｔ，有利ｆ降低孔书Ｈ；蜜胺ｌｆ反和术 纤板产生钻屑较多，且钻针缠丝也较多，影ＰｌｑＴＬ，Ｒ变人。 钉头方面，中空垫板表现最伴，蜜胺板其和小纤板较 差，可能是中 垫板钻削温度较 外两款 板婴低， 能有效＃ｒＦ＠ＩＩ４Ｌ内铜层的延展变大。披锋方ｌｆｆＩ 蜜胺板 优十中空垫板、木纤板，卞 蜜胺扳面材６翅度高十 另外两款垫板，而木纤饭馊度最低｝ｊ ＿度均 件等， 难以有效抑制ＰＣＢ钻孔 厂＝Ｉ性Ｌ－剌。 六、结语 本文介绍了一款新开发的ＰＣＢ钻孔』＋ｊ ｝１ ｌｆ反， 主要从垫板钻孔机理研究、ＰＣＢ钻孔 用研究两 而 进行阐述。通过垫板Ｍ－Ｇ机理研究发现，陔 板切 为锥螺旋带状形态；随着人钻深入， 削轴 会逐 渐减小，至一定程度几乎为零；垫扳钻孔 削 程 ， 产生的摩擦热量少及垫板内冷空气的冷却效 ，他 钻温较低，钻针磨损和缠丝也极小。 ＰＣＢ钻孔应用研究表 ，一款 扳 钠温影响． 中空 板钻温最低，其次是小纤假，赏恢扳销－ ２］ ￣ｔ离 三款垫扳钻针磨损程度桐似，【１１ ：Ｉ Ｌ 板缠丝傲少，小 纤板和蜜胺扳缠 较多或严莆 ＰＣＢ＃ＬＩＲ嗣层和介质 层残屑，三款垫板对比等异不人 中 垫板、蜜胺板 的孔厂ｊ形貌和与之对应的ＰＣＢ孔＿］形貌，边缘规整、 毛边少；而木纤扳和对应的ＰＣＢ孔口形貌，边缘不 规整、毛边多．．刚性ＰＣＢ和挠性ＰＣＢ钻孔性能侄孔 位精度、孔粗、钉 、披锋 表现出一致的规律性 孔位精度方而，数据 高到低依次址ｌ｝１ｚ空 ｌｆ反、蜜胺 垫板、水纤饭。孔粗方面，巾空 扳表 最佳，蜜胺 板其和木纤板较簟．．钉 方而，中窄垫板表现最佧， 蜜胺板其和木纤板较晕 披锋方丽，蜜恢扳优 ｛１ 垫板、木纤板 、综 所述，中 ｌ｝反是一‘款性价比商、 钻孔性能好、加工效率高的Ｉ）（：Ｂ 垫假。 后续Ｔ作中，作者会持续ｊＪ『］强袖完善ＰＣＢ ＳＦｉＫＬ￣Ｉ １ 关技术研究，同时也会着手新 盖垫板的进一‘少丌 ． 以适用于更多种类ＰＣＢ扳如高频扳、九 饭等的＾ ¨ 与研究。玲ＳＰＣＡ ＭＡＲ ２０１７ ＮＯ．２ ＰＣＢ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ １ Ｏ１