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在PCB制造中降低机械钻孔成本的策略.pdf
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1、机械加工 Mechanical Processing印制电路信息 2024 No.4在PCB制造中降低机械钻孔成本的策略曾宪悉 郭志伟(惠州中京电子科技股份有限公司,广东 惠州 516029)摘要主要探讨印制电路板(PCB)钻孔流程的设计成本和生产效率优化策略,重点从钻孔机参数设定、叠板设计及工程资料设计的细节方面进行深入分析。对钻孔机的主轴行程进行合理化设置,对叠板结构中的板厚区间进行细化区分,简化钻孔工程资料的板边标识孔设计,从而达到节省钻孔成本的目的。关键词印制板钻孔;优化参数;简化设计;成本中图分类号:TN41文献标志码:A文章编号:10090096(2024)04001204Mech
2、anical drilling cost reduction strategies in PCB manufacturingZENG Xianxi GUO Zhiwei(Huizhou China Eagle Electronic Technology Co.,Ltd.,Huizhou 516029,Guangdong,China)Abstract This article mainly discusses the cost design and production efficiency optimization strategy of printed circuit board(PCB)d
3、rilling process,focusing on the details of drilling machine parameter setting,stacking board design,and engineering data design.We will rationalize the spindle stroke of the drilling machine to run in the optimal efficiency state;we will refine the range of board thickness in the stacking board stru
4、cture to more effectively utilize the bit length and increase the number of stacking boards;we will also simplify the plate edge identification hole design of drilling engineering data to reduce the number of drillings,thereby achieving the goal of saving drilling costs.By describing these details,w
5、e can fully demonstrate that even small savings can bring huge benefits.Key wordsprinted circuit board(PCB)drilling;optimization parameters;simplification design;cost0引言随着科技的发展,电子设备的小型化和高性能化已经成为趋势。印制电路板(printed circuit board,PCB)作为电子设备的核心组件,其制作工艺也越来越精细。其中,机械钻孔是PCB制程中的重要环节,直接影响到整个PCB制程的效率和成本。因此,机械钻孔优
6、化对于提高PCB制程效率和降低成本具有重要的意义。机械钻孔的成本主要包括设备购置成本、人工成本、材料成本及能源成本等。其中,设备购置成本和人工成本是最主要的部分。设备购置成本可以通过选择性能优越、价格合理的设备,对设备进行定期维护和保养,在保证设备正常运行作者简介:曾宪悉(1979),男,高级工程师,主要研究方向为印制电路板产品制作。-12印制电路信息 2024 No.4机械加工 Mechanical Processing的情况下来降低;还可以通过技术改造、提高设备的自动化程度来进一步降低。人工成本可以通过对员工进行培训、提高其专业技能、改进工作流程、减少不必要的步骤、合理安排工作、避免员工过
7、度劳累、提高生产效率来降低。此外,材料成本和能源成本也是需要关注的重要部分。材料成本可以通过采购优质的原材料、减少浪费、提高利用率来降低。能源成本可以通过节能措施(如使用节能设备)、生产工艺改进等来降低。目前PCB行业已进入微利时代,企业要生存发展,提效降本显得尤为重要,想要降低成本必须从细节上进行思考,每一个微小的细节优化都可能给企业带来一笔可观的收益。本文主要从钻孔机参数设置、钻孔叠板设计优化和钻孔工程资料设计优化这3个方面对PCB机械钻孔成本进行优化。提出的措施可以有效降低钻孔成本,提高生产效率。1钻孔机参数设置钻孔机的参数设置是否合理,直接影响到钻孔作业的速度和效率。其中,主轴行程的设
8、定是关键,它受到机械本身的特性(如高度、板厚等)的影响,需要人工干预才能达到最优状态。在钻孔过程中,通过适当地缩短各轴运行的距离,可以提升钻孔作业的速度至最佳状态。钻孔机的X轴(左右方向)、Y轴(前后方向)的平面路程由钻孔程序固定,无需设置。而主轴竖向的行程主要由机器的参数(高度、板厚)决定,需要人为设定才能达到最优状态。钻孔机的主轴垂直行程是从钻头尖开始计算到钻头尖下钻深度的终点值(如图1所示)。主轴的行程距离取决于钻头的起点位置H和终点位置Z,H值和Z值以钻孔机工台面为零点算起。起点位置=台板高度+纸垫板厚度+(基板厚度叠数)+铝片厚度+安全高度(约1.5 mm)。需要注意的是,安全高度是
9、指铝片到钻头尖起点位置的距离(含压力脚衬垫),通常以Q表示。如果钻孔机未设置安全区域(板边主轴移动时H值增加),Q值建议设置为 1.52.0 mm。若设置偏小,可能会增加撞销钉和刮伤铝片的风险;若设置偏大,则会影响工作效率,每增加1.0 mm的无效钻孔行程,生产效率会有约20%的损失。这是一个在生产工作中常被忽视的问题,也是需要重视的问题。如果钻孔机具有快钻功能,直接将Q值设定在快钻参数内即可。2钻孔叠板设计优化钻孔叠板设计的优化对提升生产效率和降低生产成本具有显著影响。当叠板数得到提升时,可以预期钻孔的综合成本将大幅节省。例如,假设需要钻 120 片板子,如果使用 3 片叠板,需要 40个轴
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