Шероховатые стенки отверстий в печатных платах после сверления: механические причины, влияние материала и проверка.

Что вызывает образование шероховатых стенок отверстий в печатных платах после сверления?

Шероховатые стенки отверстий в печатных платах могут быть результатом неподходящей или изношенной геометрии сверла, затрудненного отвода стружки, неподходящих условий резки и несоответствия между настройкой сверления и конструкцией платы. Начните с выявления физического дефекта, затем сравните состояние инструмента, шпинделя, положения пакета, партии материала и стадии обработки, прежде чем менять рецептуру. Руководство по устранению неполадок UNION TOOL выявляет несколько взаимодействующих причин, а не одну универсальную коррекцию скорости или подачи. Это руководство ориентировано на многослойные платы из стеклоармированного алюминия, просверленные механическим способом; оно не является переносимым параметрическим листом для лазерных микроотверстий, ламинатов из ПТФЭ или конструкций с металлическим сердечником. Используйте это исследование вместе с руководством CHIKIN по выбору сверлильного станка для печатных плат при анализе существующего процесса или выборе заменяющего оборудования.

Различите шероховатость стен, следы смолы и головки гвоздей.

Эти дефекты, возникающие при сверлении печатных плат, требуют различных методов анализа. Шероховатость стенок отверстий описывает неровную поверхность после сверления; размазывание смолы касается смолы, нанесенной на открытый внутренний слой меди; деформация головки гвоздя описывает деформацию этой меди. Не следует регистрировать все три дефекта как «шероховатые отверстия», поскольку последующие корректирующие действия могут быть направлены на неправильный механизм. Компания UNION TOOL оценивает эти состояния отдельно, используя поперечные сечения.

Данная таблица представляет собой диагностическое различие, а не спецификацию приемлемости. Записывайте каждое наблюдаемое состояние отдельно и сохраняйте изображения, показывающие отверстие, медные слои, окалину и стадию обработки образца.

Перед увеличением срока службы инструмента проверьте износ и геометрию сверла.

Проверьте оставшееся после обработки сверло, сравнив его с неиспользованным сверлом той же спецификации. Запишите состояние режущей кромки, диаметр, историю заточки или переточки, а также количество попаданий. UNION TOOL определяет износ как измеримое состояние инструмента и предоставляет отдельные проверки износа режущей кромки и диаметра; инструмент, оставшийся целым, не демонстрирует при этом приемлемого состояния. Его руководство по устранению засоров также связывает геометрию канавок и доступное пространство для стружки с отводом стружки. Для контролируемого сравнения сохраняйте ламинат, настройку и рецептуру неизменными, тестируя новое сверло с правильными характеристиками против подозрительного инструмента. Не превышайте допустимый предел попаданий только потому, что замененное сверло имеет тот же диаметр. Обратитесь к поставщику инструмента для подтверждения пригодности для фактической конструкции, пакета и состояния переточки.

Проверьте шпиндель, цангу и поддержку локальной платы.

Если одна сверлильная головка дает разные результаты, рассматривайте назначение головки как переменную исследования, а не как непосредственное доказательство отказа шпинделя. Предложите контролируемое сравнение с использованием проверенных инструментов и эквивалентного материала платы, затем проверьте посадку инструмента, состояние цанги и биение, используя метод, указанный поставщиком станка. Перед заменой деталей изучите историю технического обслуживания. Отдельно проверьте расположение прижимной опоры, контакт входной платы с платой и отвод воздуха в месте сверления: зазоры и недостаточный отвод воздуха являются известными факторами, способствующими шероховатости. Запишите конфигурацию до и после любой регулировки. Категория запасных частей и расходных материалов CHIKIN служит отправной точкой для поиска компонентов; перед заказом запасных частей подтвердите серийный номер станка, интерфейс и идентификацию детали.

Параметры подачи и скорости вращения шпинделя следует рассматривать как согласованную пару.

Компания UNION TOOL определяет нагрузку на сверло как расстояние, пройденное за один оборот шпинделя. При подаче в миллиметрах в минуту нагрузка на сверло в миллиметрах за оборот = скорость подачи ÷ скорость вращения шпинделя . В качестве арифметической иллюстрации — а не рекомендуемого рецепта — 1600 мм/мин, разделенные на 80 000 об/мин, равны 0,020 мм/об, или 20 микрометрам за оборот. Уменьшение подачи вдвое при сохранении постоянной скорости уменьшает нагрузку на сверло вдвое. Поэтому указание «уменьшите подачу» является неполным, если не оценить результирующие условия резания. Чрезмерная нагрузка на сверло может привести к перегрузке системы отвода стружки, а недостаточная — к износу; ни одно из этих направлений не гарантирует улучшения. Запишите вместе параметры подачи, скорости, диаметра сверла, глубины проникновения и отвода. Начните с рекомендаций для конкретного ламината и инструмента, а затем проверьте результирующие условия отверстия, а не используйте примерные значения.

Проанализируйте высоту стопки, материалы для ввода и откачку микросхем.

Сравнивайте верхнее, среднее и нижнее положение панелей, а не проверяйте только наиболее доступную доску. Ограниченная вместимость канавок и неподходящая длина канавок могут затруднить отвод стружки, а чрезмерное проникновение в опорную доску может привести к образованию стружки, которая скапливается вокруг сверла. Проверяйте использованные инструменты на наличие забитых канавок или закрученной стружки и сохраняйте фотографии вместе с соответствующим количеством попаданий. Для следующего испытания задокументируйте количество панелей, общую толщину стопки, материалы входного и опорного слоев, а также настройку проникновения. Проверяйте уменьшенную стопку только в качестве контролируемой гипотезы; не меняйте одновременно инструмент, ламинат и рецепт резки. При использовании прерывистого сверления требуйте последовательности действий, специфичной для материала, и проверки, а не предполагайте, что дополнительные циклы отвода автоматически принесут пользу.

Как конструкция из ламината влияет на шероховатость стенок отверстий в печатных платах

Рецептура, проверенная для одного стеклоармированного ламината, не должна автоматически применяться к другому. Руководство по обработке DE104 от Isola рассматривает свои рекомендации как отправные точки и определяет факторы, зависящие от конструкции, включая высокое содержание меди, крупное стекловолокно, толщину платы и отверждение материала. В нем также описываются различия в количестве осадка при сверлении между различными системами смол. Для исследования, связанного с материалом, необходимо зафиксировать точный сорт ламината, партию, конструкцию стекловолокна, содержание смолы (если доступно), количество слоев и распределение меди. Сравните результаты, используя контролируемый инструмент и документированные условия, а затем обсудите различия с поставщиком ламината. Изменение материала должно инициировать анализ процесса, а не необоснованный вывод о потере точности оборудования. Это также делает обсуждения с поставщиком более полезными, чем простое описание проблемы как «сверление FR-4».

Почему для обнаружения следов нагрева и деформации меди необходимы отдельные проверки?

Смола и забивание головок гвоздей могут быть следствием одних и тех же дефектов, но не являться одним и тем же явлением. На страницах UNION TOOL, посвященных устранению неполадок, указывается, что чрезмерный контакт инструмента со стенкой, износ сверла и низкая нагрузка на стружку в сочетании с большим количеством попаданий являются причинами, связанными с нагревом. Зафиксируйте, показывают ли данные покрытие смолой, смещение меди или и то, и другое. Если измененный рецепт уменьшает смывание смолы, все равно повторно измерьте край меди и контур стенки; улучшение одного показателя не гарантирует улучшения других. Для этого сравнения сохраните соответствующие записи о состоянии инструмента, чтобы изменение параметров сверления не было ошибочно принято за эффект от недавно установленного сверла.

Разделите повреждения от бурения и эффекты размытия.

Не следует оценивать каждый шероховатый поперечный срез как дефект, возникший в процессе сверления. Руководство Isola по 185HR рекомендует исследовать образцы после сверления и удаления заусенцев, а также после удаления смазочного материала, чтобы отличить исходное состояние от эффективности обработки и результирующей текстуры. Используйте парные образцы из одной и той же контролируемой партии, при этом на каждом этапе следует останавливать отдельные образцы; разрушенное отверстие не может продолжать производство. Добавляйте образцы с покрытием там, где это требуется в соответствии с согласованным планом оценки. Удаление смазочного материала и травление также имеют разные цели и не должны рассматриваться как взаимозаменяемые обозначения процесса. Руководство Isola по дефектам межсоединений предупреждает, что увеличение удаления смазочного материала не является универсальным решением проблем с межсоединениями. При изменении степени удаления смолы следует переоценивать результат, а не предполагать, что более чистый вид означает исчезновение исходной проблемы резки.

Измерение шероховатости стенок отверстий в печатной плате с использованием определенной методики.

Для получения полезного результата измерения шероховатости стенок отверстий в печатных платах необходимы определенная метрика, опорная линия, место для образца, положение и ориентация сечения. Опубликованный компанией UNION TOOL метод измеряет глубину вогнутости на поперечном сечении после нанесения покрытия ; в нем также отмечается, что угол сечения относительно стекловолоконного армирования влияет на результат. Этот метод нельзя незаметно переименовывать в измерение в состоянии после сверления. Укажите свой диагностический метод отдельно и поддерживайте согласованную ориентацию сечения при сравнении результатов испытаний. Не называйте максимальное углубление поперечного сечения «Ra» или «Rz» без метода, который фактически измеряет этот параметр. Перед тестированием согласуйте с ответственной группой по контролю качества применимые требования к продукту, определение измерения, план отбора проб и допустимый предел. Число без соблюдения этих условий не является передаваемой спецификацией.

Не следует путать подготовку образцов с производственным дефектом.

Подготовка микросрезов требует отдельного контроля. Метод 2.1.1 стандарта IPC-TM-650 описывает шлифовку в направлении центра требуемого элемента и объясняет, как полировка может вызывать смазывание металла, скругление и образование рельефа между материалами. Попросите лабораторию задокументировать метод подготовки и подтвердить достижение требуемой плоскости отверстия. Если изображение неоднозначно, запросите дополнительное исследование, прежде чем менять производственное оборудование или химический состав. Смазывание меди, связанное с подготовкой, не следует путать со смазыванием смолой, образующимся во время сверления. Разделяйте метод измерения и критерии приемки изделия; указание только процедуры подготовки не определяет, чему должна соответствовать плата.

Создайте отслеживаемый процесс проверки.

Для организации поиска и устранения неисправностей используйте предложенную ниже схему проведения испытаний. Это план действий, а не отчет о результатах испытаний CHIKIN или универсальная методика бурения. Перед проведением испытаний образцов необходимо установить базовый уровень, указать предполагаемый механизм неисправности и определить предлагаемое изменение. На начальном этапе избегайте одновременного изменения нескольких неконтролируемых факторов; после выявления полезного изменения подтвердите всю методику в условиях, характерных для производственных процессов.

Для квалификации необходимо включить образцы из ранней, промежуточной и ближней к концу предлагаемого интервала срока службы инструмента, охватывающие каждое положение шпинделя и пакета. Количество образцов следует устанавливать в соответствии с риском для продукта и согласованным планом приемки, а не произвольным универсальным числом. Шероховатость, смазывание, деформация меди, размеры отверстий и соответствующие результаты последующих этапов должны быть указаны отдельно. Пересмотренный рецепт следует выпускать только после прохождения согласованных проверок; старые и новые настройки, утверждение и подтверждающие документы следует хранить вместе. Одного привлекательного микроснимка недостаточно для подтверждения квалификации всего производственного окна.

Преобразуйте полученные результаты в требования к оборудованию.

Когда шероховатые стенки отверстий в печатных платах приводят к необходимости проверки оборудования, следует запрашивать подтверждение контроля процесса, а не общее обещание более гладких отверстий. Компания CHIKIN указывает в каталоге CK-02D с двумя шпинделями и CK-04D с четырьмя, оба с заявленным диапазоном диаметров сверлильного инструмента 0,15–6,35 мм и функциями автоматической смены инструмента и обнаружения. Это лишь характеристики оборудования, а не гарантированные результаты сверления отверстий из любого материала. Опубликованные показатели позиционирования и повторяемости также описывают характеристики перемещения, а не предел шероховатости.

Для демонстрации используйте утвержденные заказчиком платы и критерии приемки. Укажите, какие документы, обучение, аксессуары и обязанности по обслуживанию включены. Для нестандартных светильников, функций программного обеспечения или других модификаций запросите письменное подтверждение осуществимости и объема работ, а не предполагайте их наличие. Утверждение демонстрации, отгрузка, установка и приемка на объекте должны быть отдельными этапами в плане закупок.

Сравнивайте стоимость за принятую панель, а не максимальное количество попаданий при сверлении.

Сравнительный анализ коммерческих показателей должен основываться на одинаковом ассортименте продукции, требованиях к контролю качества и периоде оценки. Включите в расчет оснастку, программирование и настройку, эксплуатацию, техническое обслуживание, проверку, бракованные материалы и любые утвержденные доработки. Разделите полученную сумму на количество принятых панелей — или другую постоянно определяемую единицу измерения — а не просто на количество панелей, которые пытались изготовить, или количество просверленных отверстий. Учитывайте увеличение срока службы инструмента только в том случае, если соответствующие образцы остаются приемлемыми в течение предлагаемого интервала. Аналогичным образом, оцените вмешательство в процесс технического обслуживания или вариант оборудования на основе задокументированного механизма дефектов и измеренных результатов производства. Такой подход позволяет команде по закупкам сравнить преимущества улучшенного контроля, не предполагая, что самая дешевая дрель, самая высокая скорость вращения шпинделя или наибольшее количество шпинделей обеспечивают наименьшую себестоимость производства.

Часто задаваемые вопросы о шероховатых стенках отверстий в печатных платах

1. Что означает «сверление печатной платы методом нанесения мазка»?

Обычно это относится к смоле, нанесенной на открытый внутренний слой меди во время сверления. Осмотрите этот медный интерфейс отдельно от физического контура стены; выявление одного состояния не подтверждает наличие другого.

2. Является ли термин «печатная плата с гвоздевидным цоколем» другим обозначением следов смолы?

Нет. Деформация головки гвоздя связана с деформацией меди и расширением края, тогда как размазывание касается покрытия смолой. Необходимо разделять классификации дефектов и измерения, чтобы ответ соответствовал наблюдаемому состоянию.

3. Следует ли всегда уменьшать количество корма, если стены выглядят неровными?

Нет. Как чрезмерная, так и недостаточная нагрузка на режущий инструмент могут быть проблематичными. Оценивайте подачу вместе со скоростью вращения шпинделя, геометрией инструмента, материалом и отводом стружки, используя квалифицированные рекомендации по запуску, а не правило односторонней регулировки.

4. Можно ли использовать повторно заточенные сверла в квалифицированном технологическом процессе?

Оцените фактическое состояние и спецификацию отремонтированного инструмента. Не следует рассматривать историю ремонта как несущественную или применять необоснованный общий отказ. Включите это состояние инструмента в план квалификации и запросите у поставщика инструмента рекомендации по размерам и применению.

5. Какова максимально допустимая шероховатость стенок отверстий в печатной плате?

Установите предельный уровень на основе применимых требований к продукции и согласованного метода измерения. Укажите, относится ли результат к образцу после сверления или после нанесения покрытия, и как он был измерен. Не заменяйте эти требования неуказанным значением в микронах.

6. Почему две лаборатории могут сообщать разные результаты?

Перед тем как делать вывод об изменении производственных процессов, необходимо изучить положение, ориентацию, подготовку, определение параметров измерения и этап отбора проб. Компания UNION TOOL четко указывает на ориентацию и положение участка как факторы, влияющие на оценку шероховатости.

7. Доказывает ли прохождение электротехнических испытаний, что стенка отверстия пригодна для использования?

Нет. Результаты электрических испытаний и физические измерения стен отвечают на разные вопросы. Оборудование для испытаний с помощью летающего зонда CHIKIN предназначено для электрических испытаний; необходимо сохранить обязательный физический осмотр, а не заменять его результатом проверки электрических характеристик.

8. Сколько ударов по мячу следует разрешить?

Укажите интервал для конкретного инструмента, конструкции, упаковки и рецептуры. Включите в план контроля образцы, взятые ближе к концу процесса, и определите триггер замены. Общее количество срабатываний не является доказательством того, что ваш процесс остается приемлемым.

9. Должна ли проблема с одной из головок стать поводом для замены шпинделя?

Не сразу. Сначала сравните контрольные образцы и изучите записи об инструменте, посадочном месте, цанге, опоре, извлечении и техническом обслуживании. Используйте полученные данные для обоснования ремонта или замены, а не рассматривайте местоположение дефекта как диагноз.

10. Какую информацию следует отправить на техническую экспертизу?

Укажите структуру пакета, марку ламината, размеры отверстий, толщину панели, расположение пакета, характеристики инструмента, количество попаданий, настройки сверления, идентификаторы станка и шпинделя, а также микрофотографии с подписями. Укажите этап обработки, метод измерения и то, связана ли проблема с инструментом, головкой, партией материала или положением пакета.

Заключение

Исследуйте шероховатые стенки отверстий в печатных платах , определяя дефект, сохраняя условия сверления и сравнивая образцы, которые действительно можно измерить на одной и той же основе. Разделяйте геометрию стенок, размазывание смолы и деформацию меди; проверяйте весь процесс целиком, а не утверждайте одно благоприятное изображение или отдельные технические характеристики оборудования. Для проверки оборудования свяжитесь с CHIKIN CNC , предоставив информацию о конструкции вашей платы, записи об инструментах, настройках и результатах контроля, чтобы обсудить план конфигурации и проверки. Целью закупки должен быть воспроизводимый процесс с четко определенными обязанностями по приемке, а не необоснованное обещание, что изменение одного параметра устранит все дефекты сверления.