Пирогова Е.В.- Проектирование и технология печатных плат (1072331), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Получение монтажных и переходроых отверстий В производстве ПП применяют следующие способы получения монтажных и переходных отверстий: ° механический (сверление на станках с ПУ); ° пробивка (для отверстий не подлежащих в дальнейшем металлизации); ° лазерное сверление'(для отверстий малого диаметра, в том числе глубоких и глухих); ° фотолитография; ° воздействие плазмы. Наиболее широко применяют сверление и пробивку (рис. 5.21). Из-за низкой степени штампуемости слоистых пластиков операцию штамповки целесообразно применять в крупносерийном и массовом производстве при пробивке монтажных и переходных отверстий, если в даль- ллйлучлиие монтажных и нереходивех отвв1хаиил Рие.
5.21. Получение ыонтвиных и перехолных отверстий: л — еверление; б — прооивхв нейшем отверстия не подвергаются металлизации. В остальных случаях целесообразно применять сверление. Операция сверления является одной из наиболее ответственных в производстве ПП так как: ° она обеспечивает качество получения токопроводящего слоя в отверстиях путем их металлизации, от которой зависит точносп и надежность электрических параметров ПП; ° она обеспечивает точность совмещения токопроводящих рисунков схемы, расположенных на противоположных сторонах ДПП или разных слоях МПП; ° брак на этой операции является необратимым. В связи с этим к качеству выполнения отверстий предъявляются следующие требования: ° цилиндрические отверстия должны быть с гладкими стенками'„ ° отверстия должны быть без заусенцев; ° предельные отклонения центров отверстий относительно узлов координатной сетки должны составлять (+0,015) мм; ° не должны иметь место деструкция диэлектрика в отверстиях и размазывание (наволакивание) смолы по стенкам отверстий, поскольку это препятствует осаждению меди и приведет к разрыву электрической цепи; ° точность сверления отверстий должна быть порядка (10,005)" или 0,003".
Диаметр отверстий под метвллизацию должен быть примерно на 0,005" больше, чтобы скомпенсировать толщину осаждаемых меди и металлорезиста. Сложность выполнения операции сверления связана с обработкой в одном технологическом цикле различных по свойствам материалов, таких как медь, алюминий, стекловолокно, смола и других, для каждого из которых требуются разные режимы обработки и существует большое количество факторов, влияющих на качество полученных отверстий.
Кроме того, повышение плотности монтажа, уменьшение ширины проводников, широкое внедрение технологии поверхностного монтажа, МПП с числом слоев более 50-ти приводит к необходимости получения глубоких микроотверстий (И 0,1...0,3 мм) при отношении И/Ны 1: 10 и менее,.а также глухих отверстий в МПП. Поэтому все.
больше ужесточаются требования к оборудованию и технологии их изготовления., Глава 5. Основные этапы изаииввлеиии ив«агиных болат 5.3.1. Саерненне монтажных н переходных отверстии Важнейшими факторами, влияющими на качество сверления, являются: ° конструкция сверлильного станка; ° геометрия и материал сверла; ° точность позиционирования; ° конструкция сверлильных головок; ° способ закрепления ПП на столе сверлильного станка; ° скорость резания; ° подача осевая при сверлении и обратном ходе сверла; ° способ удаления стружки и пр.
Рассмотрим подробнее некоторые из этих факторов., Конструкция саерлнлыюго станка. Станок для сверления ПП состоит из следующих основных узлов (рис. 5.22): ° жесткой рамы из гранитной плиты — основания; ° двухкоординатного стола, перемещение по осям Х и г' которого осу- ществляется с помощью прецизионных воздушных подшипников; «приводов координатных перемещений; ° современного программного управления (ПУ) типа СХС, что обеспечивает безвибрационное позиционирование с максимально возможной точностью (Ю,005) мм; ° сверлильных головок с многопозиционностью при вертикальном пе- ремещении по оси л.
(шпиндели с воздушными Подшипниками); ° системы линейных измерений. Рис. 5.23. Схеыа сверлильного станка: г — поперечный суппорт; л — сверло; 3 — пакеты заго- товок ПП; 4 — лвухкоорлинатный стол; 5 — основание (гранитная плита) Многошпиндельные станки с ПУ обеспечивают высокое качество и точность обработки отверстий, что очень важно для их последующей металлизации. В настоящее время используются следующие системы управления типа ОчС: «Шмолл-12»; «Зиб энд Майер СХС 35,00"»; «Зиб энд Майер СХС 45,00"». Система управления Оч С осуществляет: ° прямое управление в режиме диалога в реальном и нереальном мас- штабе времени; ° хранение нескольких программ в различных форматах; ° редактирование программ в процессе работы; за ение монтажиаег н переходных огнеарепгий ° обработку таких форматов как «Экселлон 1 и И», «Позалюкс», «Вессел» и др.; ° управление Перемещением по оси У; ° оптическое отображение ошибок и сбоев в работе.
В программах для сверления монтажных и переходных отверстий предусмотрено также: ° сверление тестовых отверстий на технологическом поле для проверки качества, размера отверстий, заточенности сверла; ° автоматическая смена инструмента и программирование подачи, числа оборотов и скорости обратного хода; ° программирование по оси У; ° совместимость со всеми форматами и кодированиями и пр. При сверлении используются шпиндели с жидкостным охлаждением с воздушными подшипниками «Вестуинл»„например, модель %320-! 0 с воздушным подшипником; «Пресайз», например, модель АБСЗЗ с воздушным подшипником. Система контроля за состоянием инструмента со световым барьером контролирует: взятие инструмента из магазина с его возвращением; выход инструмента из строя.
Для охлаждения 'сверла во время сверления на него из форсунки направляется тонкая струя воздуха. При крупносерийном и массовом производстве ПП осуществляется автоматизированное перемещение заготовок ПП от станка к станку. Заготовки ПП, собранные в пакеты по три и более штук, заштифгованные или нет, базируют на рабочем столе сверлильного станка. Заготовки с малым диаметром отверстий (менее 0,3 мм) сверлят по две и, даже, по одной. Сверху и снизу заштифтованных пакетов находятся листы гетинакса или алюминия для повышения качества сверления: для исключения отрыва фольги при входе и выходе сверла и пр.
Алюминиевый материал верхней заготовки действует как втулка для входа сверла под углом 90, уменьшает заусенцы при сверлении, а также как теплоотвод для предотвращения нагрева и наволакивания смолы на стенки отверстия. Схема пресса для заштифтовки приведена на рис.
5.23. Сверлильные станки снабжены механизмом автоматической смены сверл по программе после сверления определенного количества отверстий или после запрограммированного числа рабочих ходов, что гарантирует поддержание сверла в заточенном состоянии. Благодаря механизму смены инструментов в магазине для каждой сверлильной галовки может хранить- Рис. 5.23. Схема пресса дла заштифтовки пакета заготовок ПП перед сверлением: 1 — штифт; 2 — пакеты заготовок ПП; 3 — основание за Глава 5. Основные инины изиииовлеини иеоаииыи илов ся 1000 и более инструментов, что необходимо для нескольких часов работы станка практически без простоев и повышения безопасности труда. Сверла из магазинов забираются при помощи пневматических захватов.
Для сверления современных ПП необходимы магазины, емкостью до 1200 сверл, техническое состояние которых обеспечивается системой тестирования состояния сверл. Заготовки ПП могут базироваться и зажиматься на столе сверлильного станка в заштифтованном виде и в незаштифтованных пакетах следующими способами: ° с помощью зажимного приспособления с пневматическим устройством, с призмой и прорезью (безлюфтовая центровка); ° зажимом сбоку с помощью грибовидной захватной головки, которая прижимает пакет ПП к монтажным пластинам; ° зажимом незаштифтованных пакетов ПП, что исключает продолжительные операции заштифтовывания и расштифтовывания пакетов ПП.
Режимы сверлеиия. Режимами сверления являются: ° скорость резания К- до 180 м/мин; ° скорость вращения шпинделя и = 1000...180 000 об/мин; ° подача сверл — 0,02...0,05 мм/об. Режимы сверления зависят от диаметра обрабатываемых отверстий, типа ПП. Значения режимов сверления закладываются в программу сверления. При сверлении глубоких микроотверстий (О 0,2...0,1 мм) в высоко- плотных ПП особенностью является использование: ° шпинделей с воздушными подшипниками и минимальной вибрацией; ° стола сверлильного станка с линейным приводом; ° микросверл с точностью (+0,003) мм; ° скорости резания — более 100 м/мин, МПП вЂ” 130...150 м/мин; подачи Ю= 0,0!...0,03 мм/об; ° низкой скорости обратного хода сверла (для исключения поломки); ° числа оборотов (скорости вращения шпинделя) — 80 000... ...180 000 об/мин; «длины спирали сверла — 10...20 диаметров отверстия, которая должна соответствовать глубине сверления; ° листа твердого картона или алюминия сверху; ° мощной отсасывающей системы и пр.
Чем меньше диаметр микроотверстия, тем меньше плат в пакете. При И ~ 0,3 мм каждую плату сверлят отдельно. В настоящее время фирма НАМ (Нагопегай-%ег)с хеп8ГаЬпК) производит сверла диаметром 0,05 мм, которыми сверлят сквозные и глухие микроотверстия, применяя при этом стандартную и специальные виды заточки для повышения точности сверления за счет уменьшения ухода сверла при врезании в поверхность ПП: АС вЂ” с подрезкой перемычки сверла до образования острия и САМ вЂ” с частичной подрезкой перемычки с образованием «отрицательного угла» резания. Наарченне монтажных н нереходных енннуснгнй Особенностями сверления глухих отверстий является: ° сверление на заданную глубину, которое обеспечивается: 1) наличием в конструкции станка второй линейной измерительной системы (ось 2) с оптическим или лазерным методом измерения, но не механическим (точность (+0,050) мм); 2) применением калиброванного приспособления для определения положения конца сверла относительно верхней поверхности; 3) при помощи контактного сверления (точность (+0,015) мм); точное сверление на заданную глубину производится с момента касания поверхности ПП кончиком сверла, котороый определяется специальным электронным устройством'; ° допуск на глубину порядка 10 мкм; ° программное сверление глухих отверстий; ° быстрая адаптация к форме поверхности и толщине пакета заготовок (по оси 2).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
