Wiercenie PCB: Wszystko, co musisz wiedzieć, jest tutaj

Wiercenie PCB jest ogólnie niezbędnym i skomplikowanym krokiem Proces produkcji PCB, służąc jako podstawowy filar do uzyskania wysokiej jakości i niezawodnych płytek drukowanych. Tworząc precyzyjne otwory i przelotki na podłożu PCB, wiercenie umożliwia skomplikowane wzajemne połączenia elementów elektronicznych, zapewniając bezproblemową komunikację i optymalną przewodność elektryczną.

Wraz z postępem technologii, Wiercenie PCB staje się coraz ważniejsze w spełnianiu wymagań nowoczesnej elektroniki, gdzie kompaktowe i wydajne konstrukcje są niezbędne, aby pomieścić złożone obwody na ograniczonej przestrzeni. Umożliwia realizację zminiaturyzowanych urządzeń, jak smartfony, tabletki, urządzenia do noszenia, i urządzenia IoT, zapewniając niezbędną łączność i wszechstronność. W tym obszernym przewodniku, przedstawimy przegląd wiercenia PCB, obejmuje jego definicję, różne rodzaje, i przydatne wskazówki, których celem jest lepsze zrozumienie tej kluczowej technologii.

Co to jest wiercenie PCB?

Wiercenie PCB to proces tworzenia otworów, gniazda, oraz dodatkowe puste przestrzenie na płytkach drukowanych zgodnie ze specyfikacjami projektu płytki. Operację tę zwykle wykonuje się za pomocą technik wiercenia mechanicznego, takich jak wiercenie, cięcie laserowe, lub uderzanie, lub poprzez trawienie elektrochemiczne (mielenie chemiczne). Te wywiercone otwory umożliwiają montaż komponentów takich jak układy scalone, rezystory i kondensatory do zamontowania i przylutowania do płytki. Ogólny, Wiercenie PCB to krytyczny proces produkcyjny, podczas którego powstają otwory potrzebne do montażu komponentów elektronicznych na płytkach drukowanych.

Dwa powszechnie używane Wiercenie PCB Techniki

Wiercenie mechaniczne i wiercenie laserowe to dwie powszechnie stosowane metody wiercenia płytek drukowanych, i każdy z nich ma swoje zalety i względy, poprzez zrozumienie różnych dostępnych technik wiercenia PCB, producenci i projektanci mogą podejmować świadome decyzje w celu optymalizacji procesów produkcyjnych i uzyskania wysokiej jakości płytek PCB, które spełniają określone wymagania projektowe.

Wiercenie mechaniczne

Wiercenie mechaniczne polega na użyciu wierteł, zwykle wykonane z węglika wolframu, do wykonania otworów w podłożu płytowym. Metoda ta zapewnia wszechstronność i pozwala na obróbkę różnych materiałów płytowych, w tym sztywne, elastyczne, i wielowarstwowe PCB. Wiercenie mechaniczne umożliwia osiągnięcie precyzyjnych rozmiarów i głębokości otworów, dzięki czemu nadaje się do projektów o dużej gęstości. Jest to proces opłacalny i skuteczny, powszechnie wykonywane przy użyciu automatycznych maszyn wiertniczych.

Wiercenie laserowe

Wiercenie laserowe zyskało w ostatnich latach popularność jako precyzyjna i wydajna metoda wiercenia PCB. Wykorzystuje wiązkę lasera do selektywnego usuwania materiału i tworzenia dziur w płycie. Ta metoda wiercenia zapewnia dużą dokładność, pozwalając na mniejsze rozmiary otworów i skomplikowane projekty. Jest to szczególnie korzystne przy wierceniu ślepe i zakopane przelotki w płytach wielowarstwowych. Wiercenie laserowe to proces bezdotykowy, który zmniejsza ryzyko mechanicznego uszkodzenia płytki PCB, dzięki czemu nadaje się do delikatnych podłoży.

Różne otwory wywiercone w płytce PCB

W płytce drukowanej wierci się różnego rodzaju otwory, w tym wycięcia, gniazda, i cechy kształtujące. Dziury pełnią różne role i można je podzielić na trzy klasy:

Przez dziury

Przez dziury, które są małymi otworami pokrytymi metalem, służą do przesyłania sygnałów elektrycznych, moc, i uziemienia pomiędzy różnymi warstwami PCB. Istnieją różne typy otworów przelotowych w zależności od konkretnych wymagań：

Przelotki przelotowe rozciągają się od góry do dołu płytki, łączenie śladów lub płaszczyzn na różnych warstwach.

Zakopane przelotki znajdują się w wewnętrznych warstwach płytki drukowanej i nie sięgają do warstw powierzchniowych. Zajmują mniej miejsca i nadają się do płytek połączeniowych o dużej gęstości, ale ich utworzenie jest droższe.

Ślepe przelotki zaczynają się od warstw powierzchniowych i tylko częściowo przechodzą przez płytkę. Są droższe w produkcji, ale zapewniają więcej miejsca na prowadzenie. Ich krótsza lufa może poprawić jakość sygnału w przypadku szybkich linii komunikacyjnych.

mikro sposoby to mniejsze otwory utworzone przy użyciu maszyn laserowych. Mają zazwyczaj dwie warstwy i nadają się do płytek połączeniowych o dużej gęstości lub komponentów o drobnym skoku, takich jak BGA, wymagające wkładanych przelotek ewakuacyjnych.

Otwory komponentowe

Otwory komponentowe służą do montażu komponentów na płytce PCB. Chociaż powszechnie stosowane są części do montażu powierzchniowego, w przypadku niektórych komponentów, takich jak złącza, nadal preferowane są pakiety z otworami przelotowymi, przełączniki, oraz elementy mechaniczne wymagające solidnego montażu. Pakiety z otworami przelotowymi nadają się również do elementów mocy, takich jak rezystory, kondensatory, wzmacniacze operacyjne, i regulatory napięcia ze względu na ich zdolność do obsługi wyższych prądów i rozpraszania ciepła.

Otwory mechaniczne

Oprócz elementów elektrycznych, PCB może wymagać otworów do montażu obiektów mechanicznych, takich jak wsporniki, złącza, i fani. Otwory te są wykorzystywane głównie do celów mechanicznych, chociaż mogą być pokryte metalem, jeśli potrzebne jest połączenie elektryczne z płytką PCB, np. uziemienie obudowy.

Typowe problemy z wierceniem PCB i ich rozwiązania

1. Rozwarstwienie

Cause – Delamination occurs when the layers of the PCB separate or peel at the drilled hole locations. Może osłabić integralność strukturalną płytki PCB i wpłynąć na jej działanie.

Rozwiązanie: Kontroluj parametry wiercenia, aby zminimalizować wytwarzanie ciepła, ponieważ nadmierne ciepło może przyczynić się do rozwarstwienia. Zapewnij odpowiednie przygotowanie podłoża PCB, aby zwiększyć przyczepność i zapobiec problemom z rozwarstwianiem.

2. Rozmazane dziury

Cause – Excessive friction and heat generation around the drill bit softens the copper and causes smearing around the hole.

Rozwiązania: Można zapobiegać zabrudzeniom otworów, stosując podczas wiercenia smary, które utrzymują wiertła w chłodzie i zmniejszają tarcie. Zmniejszenie prędkości wiercenia i posuwu zmniejsza gromadzenie się ciepła wokół wiertła. Wiertła z węglików spiekanych, które wytrzymują ciepło lepiej niż stal szybkotnąca, można również użyć.

3. Szorstkie ściany dziur

Cause – Using dull or worn out drill bits that tear rather than cut the material cleanly.

Rozwiązania: Wiertła należy wymieniać przy pierwszych oznakach zużycia, aby zachować ostre krawędzie tnące. Zmniejszenie prędkości wiercenia i użycie smarów zminimalizuje rozdarcie. Dla najlepszych rezultatów, Do końcowych otworów w płytce drukowanej można zastosować zupełnie nowe wiertła.

4. Zadziory

Cause – As the drill exits the hole, nadmiar miedzi ze ścianki otworu rozdziera się i przykleja do krawędzi.

Rozwiązania: Zadziory można usunąć poprzez ręczne gratowanie za pomocą narzędzia, przy użyciu automatycznej maszyny do gratowania, wiercenie przy wyższych prędkościach w celu złamania zadziorów, lub zastosowanie smaru pod wysokim ciśnieniem podczas wiercenia, aby zminimalizować ich powstawanie.

5. Przeciąganie miedzi

Cause – Friction between drill flutes and hole wall causing copper to tear away.

Rozwiązania: Problem ten można zminimalizować poprzez zwiększenie prędkości wrzeciona w celu zmniejszenia nagrzewania spowodowanego tarciem, zmniejszenie posuwu, aby wiertło nie wgryzało się zbyt agresywnie, za pomocą lubrykantów, i wykorzystanie specjalnych wierteł zaprojektowanych do cięcia, a nie rozdzierania materiału.

6. Słaba dokładność lokalizacji

Cause – Drill press feed/speed parameters need adjustment or drill bits wander.

Rozwiązania: PCB należy zabezpieczyć, stempel środkowy używany do otworów pilotowych, posuw i prędkość zoptymalizowane dla materiału, i wiertła sprawdzone pod kątem drgań i wymienione w razie potrzeby. Ograniczniki wiercenia mogą również poprawić spójność głębokości.

7. Pęknięcia wokół otworów

Cause – Too much downward force exerted by the drill press.

Rozwiązania: Zapobiega temu zmniejszenie posuwu i nacisku wiercenia. Pomocne mogą być płytki wsporcze pod płytką PCB. Nie należy także zbyt mocno dokręcać wierteł w uchwycie, ponieważ może to prowadzić do pęknięć.

Końcowe przemyślenia

Wiercenie PCB to precyzyjna i czasochłonna procedura wymagająca szczególnej uwagi i ostrożności. Nawet drobne błędy mogą skutkować znaczącymi stratami. W związku z tym, konieczne jest znalezienie renomowanego i wykwalifikowanego producenta płytek PCB. Dzięki ponad dziesięcioletniemu doświadczeniu w Produkcja PCB usługa, MOKO Technology dała się poznać jako zaufany dostawca. Przez lata, dostarczaliśmy precyzyjne i wysokiej jakości płytki drukowane do klientów na całym świecie. Jeśli potrzebujesz profesjonalnej pomocy w zakresie wiercenia, nie wahaj się rozmawiać tO nasi eksperci Dziś.