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槽孔为PTH属性的圆角槽孔和直角槽孔加工方式

派旗纳米 浏览次数:1683 分类:行业资讯

PCB领域愈来愈多地应用高频率快速家具板材来达到数据信号传输速率、数据信号详细度及特性阻抗配对等特别要求。聚四氟乙烯是一种普遍使用的高频率原材料,该原材料具备出色的电气设备特性。但因为PTFE原材料本身的特点,在PCB槽口机械加工制造历程中,非常容易发生孔边内电层起翘、槽口形变损害及其角孔边沿化学纤维丝除去不干净等问题。文中主要从车床加工主要参数提升和刨床生产加工主要参数提升两领域下手,挑选最优控制的生产方法和处理主要参数,期待可以提升PTFE系列产品家具板材槽口生产加工质量。

PCB设计中,现阶段采用的高频率原材料,全是以PTFE为行为主体,混和玻璃纤维纱或是瓷器等别的不一样填充料做成,以使原材料的相对介电常数、介电损耗等性能参数达到高频率设计方案要求。但因为PTFE材料的特点差别,针对PCB机械加工是个极大的试炼,尽管原材料经销商们竭尽所能的改善填充料秘方,减少其机加难度系数,但到现在为止其生产加工难度系数和成本费依然高过一般的FR-4原材料。各种PCB经销商也在专注于PTFE原材料机械加工工艺的创新,期待可以减少机械加工成本费,提升生产加工高效率,但大多数不太理想化,槽口做为pcb电路板机械加工普遍的一种专用工具孔,在高频率原材料生产加工时也难以避免的碰到了不便。

槽口种类

槽长短归类:槽口有短槽、长槽。长短在总宽二倍下列的槽为短槽,以上的槽为长槽;

槽口样子归类:圆弧槽口和斜角槽口。

槽特性归类:NPTH槽和PTH槽。

文中探讨的槽口为PTH特性的圆弧槽口和斜角槽口生产加工方法。

改善方位

基本的生产过程是根据钻槽口或铣槽口进行槽口机械加工制造。不管钻槽口或是铣槽口,槽口均非常容易造成边沿毛边,沉铜钱电后电镀铜层粘附在PTFE毛边上,与此同时快速生长发育铜刺,比较严重的乃至彻底阻塞槽口,危害槽口作用。本文章根据对钻槽口或铣槽口开展对比实验,找寻适宜的操作模式及工作主要参数,来提高槽口生产加工品质及高效率。

钻槽口,是根据钻探机应用强度比钻刀强度更高一些的槽刀依照所需槽口的间距和长短有周期性的打孔产生槽口。钻槽提升方位,从钻槽工作主要参数提升和钻槽工程项目材料提升两层面下手。根据打孔工作主要参数提升,降低每一次打孔时孔内及孔旁边的毛边;根据建筑资料提升,期待可以根据更改打孔途径,降低乃至除去孔与孔结合处的毛边残余。

铣槽口,是根据铣床应用车刀依照一定的途径开展钻削产生槽口。铣槽提升方位,关键根据刀种类的采用、铣床工作主要参数和建筑资料三层面下手,降低槽口毛边,达到质量规定。

钻槽加工工艺提升

一、现况

在早期生产过程中,槽口常常会出现毛边堵孔(如下图1),必须人力手工制作维修,不但直接影响商品交货期,并且危害质量,非常容易因维修欠佳导致孔无铜,危害顾客电子器件软件和电焊焊接;即使顾客妥协应用后,针对无线天线产品数据信号的调节也是有一定的危害。

图1 有毛边的槽口

二、钻槽口毛边造成的缘故:

目前的PTFE板材,打孔时未被剁碎的化学纤维丝会盘绕在钻刀上,促使钻刀铣面特性降低,进而造成大量的化学纤维丝缠刀,导致表面层不光滑,孔边披锋比较严重等安全隐患。因此打孔主要参数的提升目地,便是保证可以最大限度的割碎家具板材内的化学纤维丝,确保在生产过程中,钻刀不被化学纤维丝盘绕。

三、打孔主要参数提升

提升打孔主要参数,选择PTFE原材料常见的0.3mm、0.8mm、1.2mm、2.4mm、3.2mm好多个直径开展参数对比实验,沉铜钱电时切成片确定表面层不光滑水平,来确定钻刀工作中时对板材的激光切割是不是可以达到质量规定。实验原材料:某经销商2.0mm 1/1、相对介电常数2.65。实验主要参数及結果比照表如下所示表1:

表1 原打孔主要参数与新主要参数孔粗比照

根据以上钻圆洞对比实验,可以发觉打孔新主要参数比原主要参数有更快的生产加工实际效果,表面层品质由原主要参数的1.16mill提高至0.56mill,可以获得不错的生产加工实际效果。

新主要参数:槽口生产加工时机床主轴转速比降低10%,最少转速比不低于20krpm,走刀速率减少40%,进刀速率减少20%,应用全新升级数控刀片,且数控刀片使用寿命调至原主要参数使用寿命的80%。

四、打孔材料提升

短槽应用打孔生产制造,以某商品开展技术实验,槽口设计方案如下图2。为确保和客户满意度相符合,采用和用户规定同样的某经销商1.0mm 1/1、相对介电常数2.55的PTFE料开展技术实验。

图2 槽口设计图纸

实验主要参数、方式及板电后結果纪录如下所示表2:

表2 打孔实验主要参数及沉铜后实际效果

实验剖析:

(1)1号实验,应用以前G85文件格式建筑资料,主要参数采用提升后的新主要参数,钻槽时孔相对密度为5孔,槽刀钻槽的次序为1、2、3、4、5,为线形生产制造,打孔结束,沉铜钱电时,某些孔有瘤状毛边,超过质量接纳规范。

(2)2号实验,对于槽刀打孔次序开展建筑资料提升,打撒后再次设置钻槽次序为跳刀钻法,次序为1、3、5、4、2,并再次开展实验,用提升后的新主要参数生产制造,沉铜钱电时,毛边改进实际效果不显著,某些槽口内毛边依然超过规范。

(3)根据1号和2号试验,大家发觉毛边造成的部位关键坐落于每一个孔与孔的空隙处,故设计方案3号和4号试验时,开展槽口孔眼数据加密,3号试验孔眼由G85文件格式机器设备默认设置n孔提升到2n-1孔,4号试验孔眼由G85文件格式机器设备默认设置n孔提升到4n-3孔,3、4号实验,提升钻槽口总数至9孔(3号)和17孔(4号),而且应用线形生产过程。依照新打孔主要参数,应用新打孔建筑资料生产制造后,槽口毛边状况进一步降低,数据加密至9孔的3号试验,槽口表面层毛边较小,数据加密至17孔的4号试验,生产制造的槽口几乎沒有毛边。

根据以上实验下结论:假设机器设备默认设置G85文件格式建筑资料槽口孔眼为n,生产加工时槽口孔眼设置为4n-3,而且选用线形钻法,槽口可以获得很好的生产加工实际效果。

五、生产制造实际效果认证

根据实验結果,升级建筑资料和打孔主要参数后试产,槽口基本上无毛边,质量优良。

图3 沉铜后槽口 图4 图电后槽口

六、钻槽口实验总结

提升打孔主要参数,机床主轴转速比降低10%,最少转速比不低于20krpm,走刀速率减少40%,进刀速率减少20%,应用全新升级数控刀片,且数控刀片使用寿命调至原使用寿命的20%;与此同时孔眼由G85文件格式建筑资料机器设备默认设置n孔提升到 4n-3孔,槽口内基本上无毛边,可以获得比较好的生产加工实际效果。

铣槽加工工艺提升

一、现况

斜角槽口中角孔与铣槽结合处最非常容易造成毛边,人力修刮不但工作效率不高,并且易导致孔无铜危害顾客元器件电焊焊接,必须对斜角槽口生产制造开展技术实验,防止该类客诉产生。

图5 客诉角孔周边毛边维修不干净

二、角孔毛边造成缘故

因为钻刀和车刀均为环形,不可以生产制造出肯定的斜角槽口,为防止非斜角槽对软件的不良影响,通常的作法是先在槽口四个角处钻角孔,随后开展CNC铣槽。而PTFE过于绵软,角孔边沿的原材料在开展CNC铣槽时产生挪动,促使车刀没法除去角孔与车刀相接处的毛边。

三、改进方位

1、提升CNC建筑资料:除去角孔,将角孔融合在CNC铣槽途径中,进而除去车刀生产加工因原材料变形而发生的钻削盲区。

2、提升CNC主要参数:因主要参数设置不合理,断开的化学纤维丝无法排出来,车刀被化学纤维丝盘绕而缺失钻削工作能力,导致刚开始行刀就产生刀断,如下图6。为了防止车刀被化学纤维丝盘绕而刀断,最首要的改进是:

① 提升机床主轴转速比,提升数控刀片钻削工作能力,将化学纤维丝完全剁碎。提升钻削力的首要办法是提升数控刀片边沿的角速度,角速度越大钻削工作能力越高,自然角速度也不是越是快就越好,必须即时考虑到排热情况。

② 应用螺旋式车刀,减少行刀速率,提升车刀的铣面工作能力。用铣面工作能力更强的螺旋式车刀替代一般车刀,减少车刀的切削用量,让车刀有充足的時间铣面。

图6 实验因其化学纤维丝盘绕丧失切削速度而断开的车刀

四、CNC建筑资料提升实验

以顾客的槽口为原型,将角孔融合进CNC途径中,制做实验建筑资料,为确保槽边缘质量,设计方案0.8mm和1.0mm二种刀径,便于比照同一种主要参数下二种数控刀片生产制造出的毛边的不一样。建筑资料如下图7。为确保和客户满意度相符合,采用和用户规定同样的某经销商1.0mm 1/1、相对介电常数2.55的PTFE料开展技术实验。

图7 实验用建筑资料图

生产制造时为避免槽边内电层起翘,大家应用乳白色密胺餐具垫块和冷压盖板夹持生产制造,因为机器设备限定,转速比在0-24000转中间调整。铣槽口实验主要参数及結果如下所示表3:

表3 铣槽口生产加工主要参数

实验总结:

应用1.0mm螺旋式车刀,机床主轴转数24000转,行刀速率为0.24m/min的3号实验槽口毛边最少,对比早期有较大的改进,但还并不是最理想化的实际效果,但针对顾客软件早已不危害了。依据实验結果可以发觉:毛边造成地区关键处在数控刀片途径更改部位。

图8 毛边造成地址处在数控刀片途径更改部位

五、铣床建筑资料进一步提升

变更槽口材料,变长槽口,并改成圆弧槽口,确保槽体矩形框为顾客要的软件规格;采用1.0mm刀径的螺旋式车刀开展建筑资料制做,并研发生产制造样本,沉铜钱电后孔内无毛边,质量优良,如下图9。

图9 提升后槽口质量优良

六、铣槽实验总结

1)PTFE原材料不适宜机械加工制造斜角镀覆槽口,在工程项目环节应立即与客户沟通,变更圆弧槽型,可以应用钻槽还可以铣槽,降低毛边。

2)没法变更时,工程项目环节将角孔融合进铣槽途径中,数控刀片用1.0mm制做建筑资料;生产制造时采用螺旋式车刀,行刀速率在必须适度下降;生产加工时想一次铣槽生产加工后再生产加工一次,二次生产加工行刀速率可以更改成原主要参数,可以超过一个较完美的生产加工实际效果。

对于PTFE系列产品板材开展的槽口生产制造试验跟进,得到下列结果:

1) 钻槽口,依照提升后工作主要参数生产制造,建筑资料开展数据加密孔,孔眼由G85文件格式建筑资料机器设备默认设置n孔提升到 4n-3孔,而且选用线形钻法,可以获得不错的生产加工实际效果。

2) 铣槽口,斜角槽口必须CNC加工时,建筑资料提升环节,将角孔融合进铣槽途径中,数控刀片用1.0mm制做建筑资料;生产制造时采用螺旋式车刀,行刀速率在原基本必须适度下降;生产加工时想一次铣槽生产加工后再生产加工一次,第二次生产加工行刀速率可以更改成原主要参数,可以超过一个相对性理想化的生产加工实际效果。

3) 对于PTFE板材斜角槽口,在前环节提议顾客开展材料提升,更改成圆形槽孔,在没有危害软件模块的条件下,可以做到更强的生产加工效果。

 

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