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PCB钻孔工艺故障和解决 作者： 日期：2 个人收集整理 勿做商业用途PCB钻孔工艺故障和解决钻孔时PCB工艺中一道重要的工序,看起来很简单，但实际上却是一道非常关键的工序.在此,笔者凭着个人钻孔工作的经验和方法，同大家分析一下钻孔工艺的一些品质故障产生的原因及其解决方法。在制造业中，不良品的产生离不开人、机、物、法、环五大因素。同样，钻孔工艺中也是如此，下面把用鱼骨图分列出影响钻孔的因素 一、在众多影响钻孔加工阶段，对各项不同的项目施行检验为了确保加工板子从投入前至产出，全部过程的品质都在合格范围内。以下列举PCB板钻孔加工常见的检验类别及项目。(1)、钻孔前基板检验，项目有：品名、编号、规格、尺寸、铜铂厚；不刮伤；不弯曲、不变形；不氧化或受油污染；数量；无凹凸、分层剥落及折皱。（2)、钻孔中操作员自主检验，项目为：孔径；批锋；深度是否贯穿;是否有爆孔；核对偏孔、孔变形；多孔少孔;毛刺；是否有堵孔；断刀漏孔；整板移位。二、钻孔生产过程中经常出现故障详细分解1、断钻咀产生原因有：主轴偏转过度;数控钻机钻孔时操作不当；钻咀选用不合适；钻头的转速不足，进刀速率太大;叠板层数太多；板与板间或盖板下有杂物；钻孔时主轴的深度太深造成钻咀排屑不良发生绞死；钻咀的研磨次数过多或超寿命使用；盖板划伤折皱、垫板弯曲不平；固定基板时胶带贴的太宽或是盖板铝片、板材太小；进刀速度太快造成挤压；补孔时操作不当；盖板铝片下严重堵灰；焊接钻咀尖的中心度与钻咀柄中心有偏差。解决方法：(1） 通知机修对主轴进行检修，或者更换好的主轴。(2） A、检查压力脚气管道是否有堵塞； B、根据钻咀状态调整压力脚的压力,检查压力脚压紧时的压力数据，正常为7。5公斤； C、检查主轴转速变异情况及夹嘴内是否有铜丝影响转速的均匀性； D、钻孔操作进行时检测主轴转速变化情况及主轴的稳定性；（可以作主轴与主轴之间对比) E、认真调整压力脚与钻头之间的状态，钻咀尖不可露出压脚,只允许钻尖在压脚内3。0mm处； F、检测钻孔台面的平行度和稳定度。(3) 检测钻咀的几何外形，磨损情况和选用退屑槽长度适宜的钻咀。（4) 选择合适的进刀量，减低进刀速率。（5） 减少至适宜的叠层数。（6） 上板时清洁板面和盖板下的杂物，保持板面清洁。（7） 通知机修调整主轴的钻孔深度,保持良好的钻孔深度。(正常钻孔的深度要控制在0.6mm为准。）（8) 控制研磨次数(按作业指导书执行）或严格按参数表中的参数设置。（9) 选择表面硬度适宜、平整的盖、垫板。(10) 认真的检查胶纸固定的状态及宽度，更换盖板铝片、检查板材尺寸.（11 ）适当降低进刀速率。(12） 操作时要注意正确的补孔位置.（13） A、检查压脚高度和压脚的排气槽是否正常； B、吸力过大,可以适当的调小吸力.（14) 更换同一中心的钻咀。2、孔损 产生原因为：断钻咀后取钻咀;钻孔时没有铝片或夹反底版；参数错误；钻咀拉长；钻咀的有效长度不能满足钻孔叠板厚度需要;手钻孔；板材特殊，批锋造成。 解决方法: (1） 根据前面问题1，进行排查断刀原因，作出正确的处理。 (2） 铝片和底版都起到保护孔环作用，生产时一定要用,可用与不可用底版分开、方向统一放置，上板前再检查一次。 （3） 钻孔前，必须检查钻孔深度是否符合，每支钻咀的参数是否设置正确. (4) 钻机抓起钻咀,检查清楚钻咀所夹的位置是否正确再开机，开机时钻咀一般不可以超出压脚.（5） 在钻咀上机前进行目测钻咀有效长度，并且对可用生产板的叠数进行测量检查。（6) 手动钻孔切割精准度、转速等不能达到要求，禁止用人手钻孔。（7） 在钻特殊板设置参数时，根据品质情况进行适当选取参数，进刀不宜太快。3、孔位偏、移，对位失准 产生原因为：钻孔过程中钻头产生偏移;盖板材料选择不当，软硬不适；基材产生涨缩而造成孔位偏；所使用的配合定位工具使用不当；钻孔时压脚设置不当,撞到销钉使生产板产生移动；钻头运行过程中产生共振；弹簧夹头不干净或损坏;生产板、面板偏孔位或整叠位偏移；钻头在运行接触盖板时产生滑动；盖板铝片表面划痕或折痕,在引导钻咀下钻时产生偏差；没有打销钉;原点不同；胶纸未贴牢；钻孔机的X、Y轴出现移动偏差；程序有问题。解决方法:(1) A、检查主轴是否偏转; B、减少叠板数量,通常双面板叠层数量为钻头直径的6倍而多层板叠层数量为钻头直径的23倍; C、增加钻咀转速或降低进刀速率； D、检查钻咀是否符合工艺要求，否则重新刃磨;E、检查钻咀顶尖与钻咀柄是否具备良好同中心度；F、检查钻头与弹簧夹头之间的固定状态是否紧固; G、检测和校正钻孔工作台板的稳定和稳定性。 (2） 选择高密度0.50mm的石灰盖板或者更换复合盖板材料(上下两层是厚度0。06mm的铝合金箔，中间是纤维芯，总厚度为0.35mm)。 （3) 根据板材的特性，钻孔前或钻孔后进行烤板处理（一般是1455，烘烤4小时为准)。 (4) 检查或检测工具孔尺寸精度及上定位销的位置是否有偏移。 (5) 检查重新设置压脚高度，正常压脚高度距板面0。80mm为钻孔最佳压脚高度。 （6) 选择合适的钻头转速。 (7) 清洗或更换好的弹簧夹头. (8) 面板未装入销钉，管制板的销钉太低或松动，需要重新定位更换销钉。 (9) 选择合适的进刀速率或选抗折强度更好的钻头。 （10) 更换表面平整无折痕的盖板铝片。 (11） 按要求进行钉板作业。 （12） 记录并核实原点。 (13） 将胶纸贴与板边成90o直角。 (14) 反馈，通知机修调试维修钻机。 （15) 查看核实，通知工程进行修改。4、孔大、孔小、孔径失真 产生原因为：钻咀规格错误；进刀速度或转速不恰当；钻咀过度磨损;钻咀重磨次数过多或退屑槽长度底低于标准规定;主轴本身过度偏转；钻咀崩尖,钻孔孔径变大；看错孔径；换钻咀时未测孔径；钻咀排列错误；换钻咀时位置插错；未核对孔径图；主轴放不下刀，造成压刀；参数中输错序号。解决方法:(1) 操作前应检查钻头尺寸及控制系统是否指令发生错误.（2） 调整进刀速率和转速至最理想状态。（3) 更换钻咀,并限制每支钻咀钻孔数量。通常按照双面板(每叠四块）可钻30003500孔；高密度多层板上可钻500个孔；对于FR4(每叠三块）可钻3000个孔；而对较硬的FR5，平均减小30。（4) 限制钻头重磨的次数及重磨尺寸变化。对于钻多层板每钻500孔刃磨一次,允许刃磨23次；每钻1000孔可刃磨一次；对于双面板每钻3000孔,刃磨一次,然后钻2500孔；再刃磨一次钻2000孔.钻头适时重磨，可增加钻头重磨次数及增加钻头寿命。通过工具显微镜测量，在两条主切削刃全长内磨损深度应小于0。2mm。重磨时要磨去0。25mm。定柄钻头可重磨3次;铲形钻头重磨2次.（5) 反馈给维修进行动态偏转测试仪检查主轴运行过程的偏转情况，严重时由专业的供应商进行修理。（6） 钻孔前用20倍镜检查刀面,将不良钻咀刃磨或者报废处理。(7） 多次核对、测量。（8） 在更换钻咀时可以测量所换下钻咀，已更换钻咀测量所钻第一个孔。(9） 排列钻咀时要数清楚刀库位置。（10） 更换钻咀时看清楚序号。（11） 在备刀时要逐一核对孔径图的实际孔径。(12) 清洗夹咀，造成压刀后要仔细测量及检查刀面情况。（13） 在输入刀具序号时要反复检查.钻孔时PCB工艺中一道重要的工序,看起来很简单，但实际上却是一道非常关键的工序.在此，笔者凭着个人钻孔工作的经验和方法，同大家分析一下钻孔工艺的一些品质故障产生的原因及其解决方法。5、漏钻孔 产生原因有：断钻咀(标识不清)；中途暂停；程序上错误；人为无意删除程序;钻机读取资料时漏读取。解决方法：(1) 对断钻板单独处理，分开逐一检查.(2) 在中途暂停后再次开机，要将其倒退12个孔继续钻。(3） 一旦判定是工程程序上的错误，要立即通知工程更改。（4） 在操作过程中，操作员尽量不要随意更改或删除程序，必要时通知工程处理。(5） 在经过CAM读取文件后，换机生产，通知机修处理。6、批锋 产生原因有:参数错误；钻咀磨损严重，刀刃不锋利；底板密度不够；基板与基板、基板与底板间有杂物；基板弯曲变型形成空隙；未加盖板；板材材质特殊。解决方法:（1） 在设置参数时,严格按参数表执行,并且设置完后进行检查核实.(2） 在钻孔时,控制钻咀寿命,按寿命表设置不可超寿命使用。(3） 对底板进行密度测试.（4） 钉板时清理基板间杂物，对多层板叠板时用碎布进行板面清理。（5) 基板变形应该进行压板，减少板间空隙.(6） 盖板是起保护和导钻作用。因此，钻孔时必须加铝片.（对于未透不可加铝片钻孔)(7） 在钻特殊板设置参数时，根据品质情况进行适当选取参数,进刀不宜太快。7、孔未钻透(未贯穿基板） 产生原因有:深度不当;钻咀长度不够;台板不平；垫板厚度不均;断刀或钻咀断半截,孔未透；批锋入孔沉铜后形成未透;主轴夹嘴松动，在钻孔过程中钻咀被压短；未夹底板;做首板或补孔时加了两张垫板，生产时没更改。解决方法：(1） 检查深度是否正确。(分总深度和各个主轴深度）(2） 测量钻咀长度是否够。(3） 检查台板是否平整，进行调整.(4） 测量垫板厚度是否一致，反馈并更换垫板。(5) 定位重新补钻孔。（6) 对批锋来源按前面进行清查排除，对批锋进行打磨处理。（7） 对主轴松动进行调整，清洗或者更换索嘴。（8） 双面板上板前检查是否有加底板。(9) 作好标记,钻完首板或补完孔要将其更改回原来正常深度。8、面板上出现藕断丝连的卷曲形残屑 产生原因有：未采用盖板或钻孔工艺参数选择不当.解决方法：(1） 应采用适宜的盖板。（2） 通常应选择减低进刀速率或增加钻头转速。9、堵孔（塞孔） 产生原因有:钻头的有效长度不够；钻头钻入垫板的深度过深；基板材料问题（有水份和污物)；垫板重复使用;加工条件不当所致,如吸尘力不足；钻咀的结构不行；钻咀的进刀速太快与上升搭配不当。解决方法：（1） 根据叠层厚度选择合适的钻头长度，可以用生产板叠板厚度作比较。（2） 应合理的设置钻孔的深度（控制钻咀尖钻入垫板0。5mm为准)。(3) 应选择品质好的基板材料或者钻孔前进行烘烤（正常是1455烘烤4小时）。（4） 应更换垫板。（5) 应选择最佳的加工条件,适当调整钻孔的吸尘力，达到7。5公斤每秒。（6) 更换钻咀供应商。（7) 严格根据参数表设置参数.10、孔壁粗糙 产生原因有：进刀量变化过大；进刀速率过快；盖板材料选用不当；固定钻头的真空度不足(气压);退刀速率不适宜；钻头顶角的切削前缘出现破口或损坏;主轴产生偏转太大;切屑排出性能差。解决方法：（1) 保持最佳的进刀量。（2） 根据经验与参考数据调整进刀速率与转速，达到最佳匹配。(3) 更换盖板材料。(4) 检查数控钻机真空系统(气压）并检查主轴转速是否有变化。(5) 调整退刀速率与钻头转速达到最佳状态。(6) 检查钻头使用状态,或者进行更换。（7） 对主轴、弹簧夹头进行检查并进行清理。(8） 改善切屑排屑性能,检查排屑槽及切刃的状态.11孔口孔缘出现白圈(孔缘铜层与基材分离、爆孔） 产生原因：钻孔时产生热应力与机械力造成基板局部碎裂；玻璃布编织纱尺寸较粗；基板材料品质差(纸板料）；进刀量过大；钻咀松滑固定不紧；叠板层数过多。解决方法：（1） 检查钻咀磨损情况,然后再更换或是重磨。（2) 选用细玻璃纱编织成的玻璃布。(3） 更换基板材料。（4） 检查设定的进刀量是否正确.（5） 检查钻咀柄部直径大小及主轴弹簧夹的夹力是否足够。（6） 根据工艺规定叠层数据进行调整.以上是钻孔生产中经常出现的问题，在实际操作中应多测量多检查。同时，严格规范作业对控制钻孔生产品质故障有很大的益处,对改善产品质量、提高生产效益,也有很大的帮助.PCB机械钻孔问题解决方法 PCB板一般由几层树脂材料粘合在一起的，内部采用铜箔走线，有4、6、8层之分。其中钻孔占印刷电路板成本的3040,量产常需专门设备和钻头。好的PCB钻头用品质好的硬质合金材料，具有高刚性，孔位精度高，孔壁品质好，寿命长等优良特性。影响钻孔的孔位精度与孔壁品质的因素有很多，本文将讨论影响钻孔的孔位精度与孔壁品质的主要因素，并提出相应的解决办法，以供大家参考。 一、为什么孔内玻纤突出(Fiber Proturusion in Hole）? 1.可能原因：退刀速率过慢 对策：增快退刀速率。 2.可能原因：钻头过度损耗 对策：重新磨利钻尖,限制每只钻尖的击数,例如上线定位1500击. 3.可能原因：主轴转速(RPM）不足 对策：调整进刀速率和转速的关系到最佳的状况,检查转速变异情况. 4。可能原因：进刀速率过快 对策：降低进刀速率（IPM)。 二、为什么孔壁粗糙(Rough hole walls)？ 1。可能原因：进刀量变化过大 对策:维持固定的进刀量. 2.可能原因：进刀速率过快 对策：调整进刀速率与钻针转速关系至最佳状况。 3.可能原因:盖板材料选用不当 对策:更换盖板材料. 4。可能原因：固定钻头所使用真空度不足 对策：检查钻孔机台真空系统,检查主轴转速是否有变异。 5.可能原因:退刀速率异常 对策：调整退刀速率与钻头转速的关系至最佳状况。 6。可能原因：针尖的切削前缘出现破口或算坏 对策:上机前先检查钻针情况，改善钻针持取习惯. 三、为什么孔形真圆度不足？ 1.可能原因:主轴稍呈弯曲 对策：更换主轴中的轴承（Bearing)。 2.可能原因：钻针尖点偏心或削刃面宽度不一 对策：上机前应放大40倍检查钻针。 四、为什么板叠上板面发现藕断丝连的卷曲形残屑？ 1。可能原因：未使用盖板 对策：加用盖板。 2.可能原因：钻孔参数不恰当 对策:减低进刀速率(IPM）或增加钻针转速（RPM)。 五、为什么钻针容易断裂？ 1。可能原因：主轴的偏转(Run-Out）过度 对策：设法将的主轴偏转情况。 2。可能原因:钻孔机操作不当 对策： 1）检查压力脚是否有阻塞（Sticking） 2)根据钻针尖端情况调整压力脚的压力。 3)检查主轴转速的变异。 4)钻孔操作进行时间检查主轴的稳定性. 3。可能原因:钻针选用不当 对策:检查钻针几何外型，检验钻针缺陷,采用具有适当退屑槽长度的钻头. 4。可能原因:钻针转速不足,进刀速率太大 对策：减低进刀速率（IPM)。 5。可能原因：叠板层数提高 对策:减少叠层板的层数(Stack Height）。 六、为什么空位不正不准出现歪环破环？ 1.可能原因：钻头摇摆晃动 对策： 1）减少待钻板的叠放的层数。 2）增加转速(RPM)，减低进刀速(IPM）。 3）重磨及检验所磨的角度与同心度。 4）注意钻头在夹筒上位置是否正确。 5）退屑槽长度不够。 6)校正及改正钻机的对准度及稳定度。 2.可能原因:盖板不正确 对策：选择正确盖板，应选均匀平滑并具有散热与钻针定位功能者。 3.可能原因:基板中玻璃布的玻璃丝太粗 对策:改用叫细腻的玻璃布。 4.可能原因：钻后板材变形使孔位偏移 对策：注意板材在钻前钻后的烘烤稳定。 5.可能原因：定位工具系统不良 对策:检查工具孔的大小及位置。 6.可能原因：程序带不正确或损毁 对策：检查城市带及读带机。 七、为什么孔径有问题,尺寸不正确？ 1.可能原因：用错尺寸的钻头 对策：钻头在上机前要仔细检查并追究钻机的功能是否正确。 2。可能原因：钻头过度损伤 对策:换掉并定出钻头使用的对策。 3.可能原因：钻头重磨次数太多造成退屑槽长度不够 对策：明订钻头使用政策，并检查重磨的品质。 4。可能原因:主轴损耗 对策：修理或换新 八、为什么胶渣（Smear）太多? 1。可能原因：进刀及转速不对 对策：按材料性质来做钻孔及微切片试验以找出最好的情况。 2.可能原因：钻头在孔中停留时间太长 对策： 1)改变转速计进刀速以减少孔中停留时间。 2）降低叠板的层数。 3）检查钻头重磨的情况。 4）检查转速是否减低或不稳. 3。可能原因：板材尚彻底干固 对策:钻孔前基板要烘烤。 4.可能原因：钻头的击数使用太多 对策：减少钻头使用的击数，增加重磨频率。 5.可能原因：钻头重磨次数太多，以致退屑槽长度不够 对策：限定重磨次数，超过则废弃之。 6.可能原因：盖板及垫板有问题 对策：改换正确的材料. 九、为什么孔壁有纤维突出? 1。可能原因：钻头退刀速太慢 对策:增加退刀速率。 2.可能原因：钻头受损 对策：重磨及限定钻头使用政策。 3。可能原因：钻头有问题 对策：按钻头条件的改变以及孔壁微切片检验的配合，找出合适的条件。 十、为什么内层铜箔出现钉头？ 1.可能原因:钻头退刀速太慢 对策：增加钻头退刀速度. 2。可能原因：切屑量（ChipLoad亦即进刀量)不正确 对策：对不同材料做不同的切屑量的试验，以找出最正确的排屑情况。 3.可能原因：钻头受损 对策： 1)重磨钻头并定出每支钻头应有的击数。 2)更换钻头的设计。 4.可能原因：主轴(Spindle)转动 对策: 1)做实验找出最好的切屑量。 2)检查主轴速度的变异。 十一、为什么孔口出现白圈? 1.可能原因：发生热机应力 对策： 1）换掉或重磨钻头。 2)减少钻头留在孔中的时间. 2.可能原因：玻璃纤维组织太粗 对策：改换为玻璃较细的胶片。 十二、为什么孔壁出现毛头(Burr即毛刺）? 1。可能原因：钻头不利 对策： 1）换掉或重磨钻头。 2)定出每支钻头的击数。 3）重新评估各种品牌的耐用性。 2。可能原因:堆叠中板与板之间有异物 对策：改用板子上机操作的方式. 3.可能原因：切屑量不正确 对策：使用正确的切屑量。 4。可能原因：盖板太薄，使上层钻板发生毛头 对策:改用较厚的盖板. 5。可能原因：压力脚不正确，造成朝上的孔口发生毛头 对策:修理钻机的主轴。 6。可能原因：垫板不正确,使朝下的孔口发生毛头 对策： 1)使用平滑坚硬的垫板. 2)每次钻完板叠后要换掉垫板或翻面。 十三、为什么孔形不圆？ 1.可能原因：主轴性能有问题 对策：更换主轴的轴承（Bearing). 2。可能原因：钻针的尖点偏心或钻刃（Lip）宽度不对 对策：检查钻头或更换之。 十四、为什么叠板最上层孔口出现圆圈卷状钻屑附连？ 1。可能原因：未使用盖板 对策:板叠的最上层要加用铝质盖板。 2。可能原因:钻孔条件不对 对策:降低进刀速率或转速。13