李聲文 譚年明 溫 滄

（深圳市星河電路股份有限公司 ，廣東 深圳 518104）

1 問題提出

隨著國家新能源戰(zhàn)略需要,國內(nèi)電源適配行業(yè)應(yīng)用的印制電路板（PCB）設(shè)計趨于高厚銅、高散熱性及裝配工件高可靠性,此類PCB以矩形金屬化槽孔設(shè)計以增強(qiáng)防震及抗疲勞功能。

方形槽孔的加工工藝,多數(shù)PCB生產(chǎn)廠商均以一次鉆孔后再銑槽的方式實現(xiàn)。而使用數(shù)控鉆機(jī)直接加工方形槽孔的形式具有能與常規(guī)圓孔一并加工,減少流程的優(yōu)勢,但生產(chǎn)過程不加以管控,則會出現(xiàn)方槽變形、槽邊鋸齒或毛刺等現(xiàn)象,金屬化后已無法修理,如圖1所示,影響下游裝配導(dǎo)致客戶投訴或拒收。

圖1 槽孔毛刺、變形圖

2 問題分析

2.1 基礎(chǔ)原理

正常的PCB鉆頭為長圓柱體,有螺旋狀排屑槽,加工孔僅為獨(dú)立圓孔或由連續(xù)圓孔緊密排列組成兩頭為半圓狀的槽孔,無法直接加工成直角方形槽。常規(guī)做法即增加輔助孔進(jìn)行修整,鉆去方槽R角（見圖2陰影部分所示）,使之接近方形。

圖2 方槽孔示意圖

2.2 方槽毛刺、鋸齒、變形分析

（1）方形槽孔的加工方式為先將常規(guī)槽孔鉆出,再鉆位于槽孔四個角多余的殘留。這時鉆頭會因受力不均發(fā)生偏擺,偏擺導(dǎo)致方槽殘留部分無法徹底去除,如圖3所示。

圖3 形成毛刺、鋸齒示意圖

（2）改變方形槽孔的加工順序,先將方槽四角鉆出,再鉆常規(guī)槽孔。但在鉆常規(guī)槽孔時,鉆頭依然有懸空發(fā)生滑移現(xiàn)象,槽孔變形嚴(yán)重問題,見圖4所示。

圖4 形成槽孔變形示意圖

3 實驗

3.1 實驗設(shè)備

東臺數(shù)控鉆孔機(jī)、二次元檢測機(jī)、鉆頭等。

3.2 試驗材料

墊板鋁片、不同加工順序CAM（計算機(jī)輔助制造）資料、不同輔助孔規(guī)格資料、測試板等。

3.3 實驗方案

根據(jù)前面的問題分析得出方形槽孔的加工難點(diǎn)主要是鉆孔過程刀具受力不均導(dǎo)致滑移。對此我們設(shè)計三個實驗方案進(jìn)行驗證優(yōu)化,具體見表1所示。

表1 實驗方案表

4 實驗結(jié)果對比

4.1 鉆孔加工順序

選取1.00 mm×2.00 mm方形槽孔,設(shè)計清角孔為0.5 mm,將清角孔孔壁與方形槽直角邊對齊（如圖5）,調(diào)整鉆孔程序改變清角孔與常規(guī)槽孔的加工先后順序分別設(shè)計40組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。根據(jù)鉆孔±0.075 mm公差標(biāo)準(zhǔn)及10倍鏡放大后目視檢驗,對比結(jié)果得出先鉆清角孔＋后鉆常規(guī)槽孔的加工順序在生產(chǎn)方形槽孔外觀上有優(yōu)勢,尺寸有超差（如圖5所示）。

圖5 鉆孔加工順序示意圖

4.2 清角孔規(guī)格設(shè)計

選取0.4 mm、0.5 mm、0.6 mm不同規(guī)格鉆頭制作清角孔,加工順序按先鉆清角孔后鉆常規(guī)槽孔的方式進(jìn)行對比試驗。從試驗結(jié)果來看,清角孔規(guī)格設(shè)計越小所生產(chǎn)的方形槽孔直角邊垂直度越高,即方形槽R角越清晰,具體見圖6所示 。

圖6 不同規(guī)格清角孔試驗效果圖

4.3 加入輔助孔設(shè)計

設(shè)計方形槽規(guī)格1.00 mm×2.00 mm,清角孔d＝（槽寬W－0.2）/2設(shè)計,加入的輔助孔孔壁與直角邊凸出的山相切（圖7a箭頭位置所示）,加工順序在常規(guī)槽孔之后,從結(jié)果可以看出加入的輔助孔對方形槽直角邊有修整作用（如圖7b所示）。

圖7 不同加工方式對比結(jié)果圖

5 總結(jié)

通過以上試驗,可以得到以下幾點(diǎn)改善方形槽孔、槽邊鋸齒或毛刺等問題：

（1）使用鉆床加工方形槽孔,為保證方槽R角垂直,鉆孔順序為：鉆清角孔→鉆常規(guī)槽孔→鉆輔助孔去毛刺。

（2）鉆孔CAM資料中的清角鉆徑設(shè)計,參考公式為d＝（槽寬W－0.2）/2,孔間距較近；加入輔助去毛刺孔徑選擇范圍較廣,趨于越大越好,孔與方形槽直角邊相切,加工順序在常規(guī)槽孔之后。

（3）使用鉆床加工方形槽可實現(xiàn)規(guī)格,0.7≤槽寬≤2.5 mm,主要需考量客戶需求標(biāo)準(zhǔn)及PCB工廠的鉆銑加工能力及產(chǎn)能配置。