PCB背板对钻技术研究

　　前言：

　　一般我们把板厚在4.0mm以上的，具有典型压接孔设计的板件称之为PCB背板。PCB背板的主要特征为板尺寸大，目前尺寸超过1000mm的已不为少见;厚度高，一般为4.0?6.0mm，有时甚至达到10.0mm。另外，PCB背板的主要孔为排插孔，客户对该类孔的尺寸公差，孔铜质量，甚至孔形都有非常严格的要求。由于机械钻孔加工能力的限制，PCB背板的钻孔技术是整个流程中的一个关键因素。解决厚PCB背板钻孔技术难题的方法很多，对钻便是其中的一种。对钻技术可突破机械钻孔加工能力限制的问题，不需定制特殊钻头便可完成厚PCB背板的钻孔加工，对于批量加工厚PCB背板优势明显。

　　1.对钻的应用范围

　　对钻业界又称为正反钻，是分两面分步完成钻孔的一种加工方法，第一次钻孔为控深钻，第二次钻通孔。该钻孔方法由于对同一通孔由两次钻孔完成，需要两次钻孔定位，因此对钻孔定位的设计要求很高！通常由于定位设计不合理或两次钻孔钻刀大小设计不合理，会出现“台阶孔”的缺陷，对PCB装配时压接器件产生致命的影响。

　　PCB背板排插孔数目都十分巨大，对钻要两次钻孔才能完成通孔的加工，为了合理的使用生产资源，经过试验，以材料类型（我司主要为5类）和板厚两个参数为要素我们确定表一中的板件需要应用对钻加工技术。

　　2.对钻定位孔的设计

　　常规钻孔定位孔一般设计为三个，但对钻因为需要改变面向进行钻孔加工，对两次钻孔的对准度要求很高，该类板加工初期，为方便操作，减少正反面钻切换时带来的误差，我们设计为板中心对称的四个定位孔进行定位。该定位孔的设计优点为：第一次控深钻后不需重新钻销钉孔，只需将板反向重装钻孔即可，可消除两次打定位销带来的误差。但是加工结果表明，四孔定位的加工方法仍会有“台阶孔”不良产生。

　　为了减少“台阶孔”不良，我们使用了称之为“过定位”的钻孔定位方法。机械学上将两个或两个以上的定位元件重复限制工件的一个或几个自由度的现象称为过定位。对于对钻，只需考虑X，Y方向，该定位方法为：设计为六个定位孔，六个定位孔均为板中心对称。

　　其中，定位孔1和定位孔5，定位孔2和定位孔6之间的距离尽量拉长，以加强定位精度。选择合适的定位销，过定位方法可使板各个方向均能得到很好的固定，消除两次对位带来的误差，提高了对位精度。下表是加工一块5mm厚实验板应用过定位方法加工的对准度数据。

　　从表中数据分析，对准度数据均在0.05mm以下，均可满足客户要求。

　　3.对钻钻孔刀具差的确定

　　正面钻孔时需控深钻，反面钻孔时钻穿。两次钻孔钻刀不能等大，否则因两次钻孔定位误差产生“台阶孔”。经过试验，控深钻钻刀比钻通孔钻刀小0.2mm或0.3mm比较合理。一般PCB背板排插孔成品大小为0.6mm（24mil），如相差太大，控深钻钻刀太小，加工难度加大。

　　4.对钻加工顺序的确定

　　本工艺试验初期，我们按习惯先元件面朝上控深钻，然后焊接面朝上钻通孔。后来发现，该加工顺序一旦出现“台阶孔”不良，将会使装配压接时压接不牢固，导致电气结触不良。因为插槽都是从元件面插入，如产生“阶梯孔”，PIN针上半部分不能得到很好的固定。

　　为防止出现“台阶孔”对压接器件产生影响，对钻工艺正确的加工顺序应为：先焊接面朝上控深钻，再元件面朝上钻通孔。

　　5.控深深度

　　第一次焊接面朝上钻孔，需控深加工。一般控深为板厚的3/5左右即可。

　　6.结语：

　　PCB背板对钻技术是提升厚PCB背板钻孔品质的有效方法，本文描述的对钻定位方法，钻孔顺序是本流程中的关键因素。由于钻孔分两次完成，该方法的致命缺点为降低了钻孔加工效率，并且对钻孔机床的对位能力，控深能力要求较高。PCB背板对钻技术是解决高厚度PCB背板钻孔难题的有效手段。

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