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PCB钻孔工艺故障和处理
钻孔时PCB工艺中一道关键工序，看起来很简单，但实际上却是一道很关键工序。
　　在此，笔者凭着个人钻孔工作经验和方法，同大家分析一下钻孔工艺部分品质故障产生原因及其处理方法。
　　在制造业中，不良品产生离不开人、机、物、法、环五大原因。一样，钻孔工艺中也是如此，下面把用鱼骨图分列出影响钻孔原因　　　 　 一、在众多影响钻孔加工阶段，对各项不一样项目施行检验
　　为了确保加工板子从投入前至产出，全部过程品质全部在合格范围内。以下列举PCB板钻孔加工常见检验类别及项目。
　　(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；查对偏孔、孔变形；多孔少孔；毛刺；是否有堵孔；断刀漏孔；整板移位。
二、钻孔生产过程中常常出现故障具体分解
　　1、断钻咀
　　产生原因有：主轴偏转过分；数控钻机钻孔时操作不妥；钻咀选择不适宜；钻头转速不足，进刀速率太大；叠板层数太多；板和板间或盖板下有杂物；钻孔时主轴深度太深造成钻咀排屑不良发生绞死；钻咀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；补孔时操作不妥；盖板铝片下严重堵灰；焊接钻咀尖中心度和钻咀柄中心有偏差。
　　处理方法：
　　(1) 通知机修对主轴进行检修，或更换好主轴。
　　(2) A、检验压力脚气管道是否有堵塞；
　　 B、依据钻咀状态调整压力脚压力，检验压力脚压紧时压力数据，正常为7.5千克；
　　 C、检验主轴转速变异情况及夹嘴内是否有铜丝影响转速均匀性；
　 　 D、钻孔操作进行时检测主轴转速改变情况及主轴稳定性；(能够作主轴和主轴之间对比)
　 　 E、认真调整压力脚和钻头之间状态，钻咀尖不可露出压脚，只许可钻尖在压脚内3.0mm处；
　　 F、检测钻孔台面平行度和稳定度。
　　(3) 检测钻咀几何外形，磨损情况和选择退屑槽长度适宜钻咀。
　　(4) 选择适宜进刀量，减低进刀速率。
　　(5) 降低至适宜叠层数。
　　(6) 上板时清洁板面和盖板下杂物，保持板面清洁。
　　(7) 通知机修调整主轴钻孔深度，保持良好钻孔深度。(正常钻孔深度要控制在0.6mm为准。)
　　(8) 控制研磨次数(按作业指导书实施)或严格按参数表中参数设置。
　　(9) 选择表面硬度适宜、平整盖、垫板。
　　(10) 认真检验胶纸固定状态及宽度，更换盖板铝片、检验板材尺寸。
　　(11 )合适降低进刀速率。
　　(12) 操作时要注意正确补孔位置。
　　(13) A、检验压脚高度和压脚排气槽是否正常；
　　 B、吸力过大，能够合适调小吸力。
　　(14) 更换同一中心钻咀。
　　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。
　　 处理方法：
　　 (1) 依据前面问题1，进行排查断刀原因，作出正确处理。
　　 (2) 铝片和底版全部起到保护孔环作用，生产时一定要用，可用和不可用底版分开、方向统一放置，上板前再检验一次。
　　 (3) 钻孔前，必需检验钻孔深度是否符合，每支钻咀参数是否设置正确。
　　 (4) 钻机抓起钻咀，检验清楚钻咀所夹位置是否正确再开机，开机时钻咀通常不能够超出压脚。
(5) 在钻咀上机前进行目测钻咀有效长度，而且对可用生产板叠数进行测量检验。
(6) 手动钻孔切割正确度、转速等不能达成要求，严禁用人手钻孔。
(7) 在钻特殊板设置参数时，依据品质情况进行合适选择参数，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；盖板材料选择不妥，软硬不适；基材产生涨缩而造成孔位偏；所使用配合定位工具使用不妥；钻孔时压脚设置不妥，撞到销钉使生产板产生移动；钻头运行过程中产生共振；弹簧夹头不洁净或损坏；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；原点不一样；胶纸未贴牢；钻孔机X、Y轴出现移动偏差；程序有问题。
　　处理方法：
　　(1) A、检验主轴是否偏转；
　　 B、降低叠板数量，通常双面板叠层数量为钻头直径6倍而多层板叠层数量为钻头直径2~3倍；
　　 C、增加钻咀转速或降低进刀速率；
　　 D、检验钻咀是否符合工艺要求，不然重新刃磨；
E、检验钻咀顶尖和钻咀柄是否含有良好同中心度；
F、检验钻头和弹簧夹头之间固定状态是否紧固；
　　 G、检测和校正钻孔工作台板稳定和稳定性。
　　 (2) 选择高密度0.50mm石灰盖板或更换复合盖板材料(上下两层是厚度0.06mm铝合金箔，中间是纤维芯，总厚度为0.35mm)。
　　 (3) 依据板材特征，钻孔前或钻孔后进行烤板处理(通常是145℃±5℃，烘烤4小时为准)。
　　 (4) 检验或检测工具孔尺寸精度及上定位销位置是否有偏移。
　　 (5) 检验重新设置压脚高度，正常压脚高度距板面0.80mm为钻孔最好压脚高度。
　　 (6) 选择适宜钻头转速。
　　 (7) 清洗或更换好弹簧夹头。
　　 (8) 面板未装入销钉，管制板销钉太低或松动，需要重新定位更换销钉。
　　 (9) 选择适宜进刀速率或选抗折强度愈加好钻头。
　　 (10) 更换表面平整无折痕盖板铝片。
　　 (11) 按要求进行钉板作业。
　　 (12) 统计并核实原点。
　　 (13) 将胶纸贴和板边成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；进刀速度或转速不合适；钻咀过分磨损；钻咀重磨次数过多或退屑槽长度底低于标准要求；主轴本身过分偏转；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；未查对孔径图；主轴放不下刀，造成压刀；参数中输错序号。
　　处理方法：
　　(1) 操作前应检验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。通常根据双面板(每叠四块)可钻3000~3500孔；高密度多层板上可钻500个孔；对于FR-4(每叠三块)可钻3000个孔；而对较硬FR-5，平均减小30%。
　　(4) 限制钻头重磨次数及重磨尺寸改变。对于钻多层板每钻500孔刃磨一次，许可刃磨2~3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；再刃磨一次钻孔。钻头适时重磨，可增加钻头重磨次数及增加钻头寿命。经过工具显微镜测量，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验主轴运行过程偏转情况，严重时由专业供给商进行修理。
　　(6) 钻孔前用20倍镜检验刀面，将不良钻咀刃磨或报废处理。
　　(7) 数次查对、测量。
　　(8) 在更换钻咀时能够测量所换下钻咀，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) 在备刀时要逐一查对孔径图实际孔径。
　　(12) 清洗夹咀，造成压刀后要仔细测量及检验刀面情况。
(13) 在输入刀具序号时要反复检验。
钻孔时PCB工艺中一道关键工序，看起来很简单，但实际上却是一道很关键工序。
　　在此，笔者凭着个人钻孔工作经验和方法，同大家分析一下钻孔工艺部分品质故障产生原因及其处理方法。
　　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。
　　处理方法：
　　(1) 对断钻板单独处理，分开逐一检验。
　　(2) 在中途暂停后再次开机，要将其倒退1~2个孔继续钻。
　　(3) 一旦判定是工程程序上错误，要立即通知工程更改。
　　(4) 在操作过程中，操作员尽可能不要随意更改或删除程序，必需时通知工程处理。
　　(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；基板和基板、基板和底板间有杂物；基板弯曲变型形成空隙；未加盖板；板材材质特殊。
　　处理方法：
　　(1) 在设置参数时，严格按参数表实施，而且设置完后进行检验核实。
　　(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，降低板间空隙。
　　(6) 盖板是起保护和导钻作用。所以，钻孔时必需加铝片。(对于未透不可加铝片钻孔)
　　(7) 在钻特殊板设置参数时，依据品质情况进行合适选择参数，进刀不宜太快。
　　7、孔未钻透(未贯穿基板)
　 　产生原因有：深度不妥；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。
　　处理方法：
　　(1) 检验深度是否正确。(分总深度和各个主轴深度)
　　(2) 测量钻咀长度是否够。
　　(3) 检验台板是否平整，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) 对批锋起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，清洗或更换索嘴。
　　(8) 双面板上板前检验是否有加底板。
　　(9) 作好标识，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卷曲形残屑
　　 产生原因有：未采取盖板或钻孔工艺参数选择不妥。
　　处理方法：
　　(1) 应采取适宜盖板。
　　(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：钻头有效长度不够；钻头钻入垫板深度过深；基板材料问题(有水份和污物)；垫板反复使用；加工条件不妥所致，如吸尘力不足；钻咀结构不行；钻咀进刀速太快和上升搭配不妥。
　　处理方法：
　　(1) 依据叠层厚度选择适宜钻头长度，能够用生产板叠板厚度作比较。
　　(2) 应合理设置钻孔深度(控制钻咀尖钻入垫板0.5mm为准)。
　　(3) 应选择品质好基板材料或钻孔前进行烘烤(正常是145℃±5烘烤4小时)。
　　(4) 应更换垫板。
　　(5) 应选择最好加工条件，合适调整钻孔吸尘力，达成7.5千克每秒。
　　(6) 更换钻咀供给商。
　　(7) 严格依据参数表设置参数。
　　10、孔壁粗糙
　　 产生原因有：进刀量改变过大；进刀速率过快；盖板材料选择不妥；固定钻头真空度不足(气压)；退刀速率不宜；钻头顶角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。
　　处理方法：
　　(1) 保持最好进刀量。
　　(2) 依据经验和参考数据调整进刀速率和转速，达成最好匹配。
　　(3) 更换盖板材料。
　　(4) 检验数控钻机真空系统(气压)并检验主轴转速是否有改变。
　　(5) 调整退刀速率和钻头转速达成最好状态。
　　(6) 检验钻头使用状态，或进行更换。
　　(7) 对主轴、弹簧夹头进行检验并进行清理。
　　(8) 改善切屑排屑性能，检验排屑槽及切刃状态。
　　11孔口孔缘出现白圈(孔缘铜层和基材分离、爆孔)
　　 产生原因：钻孔时产生热应力和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。
　　处理方法：
　　(1) 检验钻咀磨损情况，然后再更换或是重磨。
　　(2) 选择细玻璃纱编织成玻璃布。
　　(3) 更换基板材料。
　　(4) 检验设定进刀量是否正确。
　　(5) 检验钻咀柄部直径大小及主轴弹簧夹夹力是否足够。
(6) 依据工艺要求叠层数据进行调整。
以上是钻孔生产中常常出现问题，在实际操作中应多测量多检验。同时，严格规范作业对控制钻孔生产品质故障有很大益处，对改善产品质量、提升生产效益，也有很大帮助。

PCB机械钻孔问题处理方法

　 　PCB板通常由几层树脂材料粘合在一起，内部采取铜箔走线，有4、6、8层之分。其中钻孔占印刷电路板成本30~40%，量产常需专门设备和钻头。好PCB钻头用具质好硬质合金材料，含有高刚性，孔位精度高，孔壁品质好，寿命长等优良特征。
　　影响钻孔孔位精度和孔壁品质原因有很多，本文将讨论影响钻孔孔位精度和孔壁品质关键原因，并提出对应处理措施，以供大家参考。
　　一、为何孔内玻纤突出(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：钻头过分损耗
　　对策：重新磨利钻尖，限制每只钻尖击数，比如上线定位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关系到最好情况，检验转速变异情况。
　　4.可能原因：进刀速率过快
　　对策：降低进刀速率(IPM)。
　　二、为何孔壁粗糙(Rough hole walls)？
　　1.可能原因：进刀量改变过大
　　对策：维持固定进刀量。
　　2.可能原因：进刀速率过快
　　对策：调整进刀速率和钻针转速关系至最好情况。
　　3.可能原因：盖板材料选择不妥
　　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：检验钻孔机台真空系统，检验主轴转速是否有变异。
　　5.可能原因：退刀速率异常
　　对策：调整退刀速率和钻头转速关系至最好情况。
　　6.可能原因：针尖切削前缘出现破口或算坏
　　对策：上机前先检验钻针情况，改善钻针持取习惯。
　　三、为何孔形真圆度不足？
　　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倍检验钻针。
　　四、为何板叠上板面发觉藕断丝连卷曲形残屑？
　　1.可能原因：未使用盖板
　　对策：加用盖板。
　　2.可能原因：钻孔参数不合适
　　对策：减低进刀速率(IPM)或增加钻针转速(RPM)。
　　五、为何钻针轻易断裂？
　　1.可能原因：主轴偏转(Run-Out)过分
　　对策：设法将主轴偏转情况。
　　2.可能原因：钻孔机操作不妥
　　对策：
　　1)检验压力脚是否有阻塞(Sticking)
　　2)依据钻针尖端情况调整压力脚压力。
　　3)检验主轴转速变异。
　　4)钻孔操作进行时间检验主轴稳定性。
　　3.可能原因：钻针选择不妥
　　对策：检验钻针几何外型，检验钻针缺点，采取含有合适退屑槽长度钻头。
　　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：叠板层数提升
　　对策：降低叠层板层数(Stack Height)。
六、为何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)降低待钻板叠放层数。
　　2)增加转速(RPM)，减低进刀速(IPM)。
　　3)重磨及检验所磨角度和同心度。
　　4)注意钻头在夹筒上位置是否正确。
　　5)退屑槽长度不够。
　　6)校正及更正钻机对准度及稳定度。
　　2.可能原因：盖板不正确
　　对策：选择正确盖板，应选均匀平滑并含有散热和钻针定位功效者。
　　3.可能原因：基板中玻璃布玻璃丝太粗
　　对策：改用叫细腻玻璃布。
　　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烘烤稳定。
　　5.可能原因：定位工具系统不良
　　对策：检验工具孔大小及位置。
　　6.可能原因：程序带不正确或损毁
　　对策：检验城市带及读带机。
　　七、为何孔径有问题，尺寸不正确？
　　1.可能原因：用错尺寸钻头
　　对策：钻头在上机前要仔细检验并追究钻机功效是否正确。
　　2.可能原因：钻头过分损伤
　　对策：换掉并定出钻头使用对策。
　　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，并检验重磨品质。
　　4.可能原因：主轴损耗
　　对策：修理或换新
　　八、为何胶渣(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降低孔中停留时间。
　　2)降低叠板层数。
　　3)检验钻头重磨情况。
　　4)检验转速是否减低或不稳。
　　3.可能原因：板材尚根本干固
　　对策：钻孔前基板要烘烤。
　　4.可能原因：钻头击数使用太多
　　对策：降低钻头使用击数，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，超出则废弃之。
　　6.可能原因：盖板及垫板有问题
　　对策：改换正确材料。
　　九、为何孔壁有纤维突出？
　　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：按钻头条件改变和孔壁微切片检验配合，找出适宜条件。
　　十、为何内层铜箔出现钉头？
　　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(Chip Load亦即进刀量)不正确
　　对策：对不一样材料做不一样切屑量试验，以找出最正确排屑情况。
　　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击数。
　　2)更换钻头设计。
　　4.可能原因：主轴(Spindle)转动
　　对策：
　　1)做试验找出最好切屑量。
　　2)检验主轴速度变异。
　　十一、为何孔口出现白圈？
　　1.可能原因：发生热机应力
　　对策：
　　1)换掉或重磨钻头。
　　2)降低钻头留在孔中时间。
　　2.可能原因：玻璃纤维组织太粗
　　对策：改换为玻璃较细胶片。
　　十二、为何孔壁出现毛头(Burr即毛刺)？
　　1.可能原因：钻头不利
　　对策：
　　1)换掉或重磨钻头。
　　2)定出每支钻头击数。
　　3)重新评定多种品牌耐用性。
　　2.可能原因：堆叠中板和板之间有异物
　　对策：改用板子上机操作方法。
　　3.可能原因：切屑量不正确
　　对策：使用正确切屑量。
　　4.可能原因：盖板太薄，使上层钻板发生毛头
　　对策：改用较厚盖板。
　　5.可能原因：压力脚不正确，造成朝上孔口发生毛头
　　对策：修理钻机主轴。
　　6.可能原因：垫板不正确，使朝下孔口发生毛头
　　对策：
　　1)使用平滑坚硬垫板。
　　2)每次钻完板叠后要换掉垫板或翻面。
　　十三、为何孔形不圆？
　　1.可能原因：主轴性能有问题
　　对策：更换主轴轴承(Bearing)。
　　2.可能原因：钻针尖点偏心或钻刃(Lip)宽度不对
　　对策：检验钻头或更换之。
　　十四、为何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。