6层盲孔(假8层)压合结构图
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1 序言高精密深盲孔的加工一直是机加行业的技术难题,本文以某深盲孔零件为研究对象,通过工艺试验,为深盲孔加工提供一种新方法,并进行加工应用。
2 产品特性及加工难点本文介绍的精密深盲孔轴承座为某型号长寿命电动机内重要部件,主要作用是固定内部零件。
电机芯轴转速极高,对轴承座的内孔尺寸、几何公差加工要求较高,其结构如图1所示。
图1 深盲孔轴承座结构该轴承座材料为9Cr18Mo,热处理硬度48~53HRC,为型腔结构,形状规则,壁薄,端面为基准面。
其加工精度和表面质量要求高,难点在于内孔的加工,要求端面与内孔垂直度≤0.002mm,内孔圆度≤0.002mm,内孔直线度≤0.002mm。
盲孔深70mm,退刀槽宽2.6mm。
3 加工工艺及存在问题内孔磨削加工原工艺:以外径为定位支撑,采用电磁无心卡装夹工件→粗磨内孔→靠底面精磨内孔→靠底面研磨内孔。
该工艺加工内孔无法通过常规设备一次加工合格,只能通过后期研磨保证内孔精度要求。
存在加工问题如下。
1)深盲孔磨削时内孔精度检测难度大,检测频繁。
采用常规模拟量规无法对盲孔进行测量;三坐标仪需采用加长测头离线检测,检测效率低;由于内孔精度高,检测时受温度影响较大,不适合工序间的检测。
2)孔深度大,磨削时易产生锥度、尺寸超差。
盲孔较深,采用内圆磨床加工内孔,砂轮轴向移动时易形成砂轮前端比后端损耗大,砂轮接杆受径向切削力弯曲变形等因素影响,使内孔产生锥度,锥度≥0.01,导致尺寸精度、几何公差无法满足要求。
3)内孔精度靠手工研磨保证,产品一致性差,易出现划伤现象。
采用研磨棒对内孔研磨,留研磨量0.02mm;研磨时易出现喇叭口,内孔直线度要求0.002mm,研磨难度较高,需反复研磨、检测;单件研磨时间约2h,研磨成品需恒温4h检测,效率较低且极易出现研磨划伤现象。
4 工艺改进为解决根据原工艺进行内孔加工时存在的问题,需对该轴承座的内孔加工工艺进行优化调整。
4.1 设备选择为满足根据轴承座设计要求中内孔表面粗糙度及几何公差的精度要求,拟采用高速(最高转速20000r/min)五轴加工中心进行加工。
盲埋孔线路板ME制作及生产工艺技术—深联电路板作者:深圳市深联电路有限公司1、概述:公司生产的埋盲孔板种类较多,目前可分为如下7种:四层一次压合埋盲孔板,六层以上一次压合埋盲孔板,四层以上两次压合埋盲孔板,四层以上三次压合埋盲孔板,表面芯板5OZ板,表面铜箔5OZ板,HDI(1+C+1)板。
由于每种结构的技术难点不同,导致加工流程、工艺图形设计和制程控制点进行相应的变更。
下文分别从ME的流程设计、工艺图形的设计及使用、制程中设备的选用和控制要求进行说明,为ME及PE技术人员进行指导,针对个别产品可能有不同的技术难点,要综合分析其加工要点进行设计及加工。
2、埋盲孔板ME设计原则埋盲孔板ME设计中,要遵守三个原则:最小外层对位难度原则;定位基准误差最小原则;成本最小原则。
2.1.最小外层对位难度原则通孔定位靶标与盲孔尽可能一致,减小由尺寸变化带来的误差。
可以取消单面内层图形的各种识别点,减小多次图形制作中的偏差干扰。
盲孔内层对位要高于外层对位,此种情况下,外层的盲孔环宽要求大于通孔环宽及内层环宽,ME要在设计过程中进行优化。
2.2.定位基准误差最小原则内层的各种识别点及靶标图形近距离设计,同时要保证各定位系统防错。
除备用靶标外,靶标点及识别点位置要靠近板中,以保证在钻靶标等过程中得到补偿。
2.3.成本最小原则拼板尺寸及加工流程的设计对成本影响最大。
在满足客户要求的情况下,要同时考虑应用最经济的工艺路线进行加工。
◎ ● ◎ ● ◎ ● 3、埋盲孔板分类3.1. 四层一次层压埋盲孔板产品特征:一般为两张或两张以上芯板组成,芯板具有埋盲孔。
工艺路线:芯板钻孔→芯板电镀→芯板单面图形制作→inspecta 钻铆钉孔→层压→双轴钻靶→微蚀→钻孔→孔金属化→外层图形。
技术难点:当结构为<1.2mm 的四层板时,有销定位方式压合偏位缺陷较高 如图1所示:3.1.1. 四层一次层压埋盲孔板ME 资料制作控制项目原因ME 制作要求芯板钻孔程序比例缩放 薄板孔金属化尺寸变化按芯板种类进行缩放内层单面图形比例 目前芯板板厚度大于0.3mm ,收缩情况较小 目前按芯板进行缩放,当芯板厚度小于0.3mm 时,进行质量跟进。
孔破大集合(下)前言本次特以孔破为主题按通孔与盲孔分为两大类,利用多种画面细说各种失效的真因与改善。
在清晰图像与就近的文字说明,希能有助于读者们深入情境。
(接上期)三、各种盲孔的孔破3.1盲孔变小孔数增多其孔破的头号杀手就是难以润湿(1)当盲孔口径小于3mil(75μm) 且20'×24' 大排板之双面孔数增多到 200 万孔时,由于 PTH 之整孔难以全部润湿下,以致出现全无化铜的孔破。
而化铜又有两种气泡,再加上电镀铜的气泡,其高居的孔破率将无法避免。
若将水平PTH 改为垂直PTH 时则双面盲孔将可改善。
(2)目前 System in Package(SiP) 高难度 6.8 层的模块 (Module) 板类不但盲孔困难,且其30μm/30μm 又密又细大排板的层间对准度也更为棘手。
图 44 中的案例出现三大错误:①整孔并未能全赶走空气泡;②底铜过度微蚀;③碱性钯后错误纯水冲洗不足,还会造成化铜脱垫。
3.2气泡形孔破-通孔盲孔皆会出现当雷射盲孔做过 Desmearing 进入 PTH 流程沉钯沉铜的金属化过程时,一旦化铜槽之氢气泡或空气泡恰好堵住某一盲孔者,在有黑钯无化铜层附着之盲孔壁处,当然就难以导电而着落上电镀铜层了。
此种化铜气泡式的孔破,不管在水平或垂直流程中都会出现,尤以深通孔或深盲孔为甚。
( 见图 45)3.3深盲孔还会有电铜的气泡烦恼当雷射盲孔的纵横比超过1:1 时,不管水平或垂直湿流程都很难避免气泡型孔破。
从图 46 三个较深盲孔看来其镀铜要全部填满确实困难。
现将下中图局部放大2000 倍成左二图,其腰部镀铜还几乎发生孔破的右图画面。
若此右大图仔细看来,盲壁玻纤束中确已良好沈积了化钯化铜,反倒是电镀铜未能发挥应有的实力。
即使如右图较好的情况也未能全部填满。
3.4水平整孔不良润湿不足的无钯式孔破当盲孔数量增多 ( 例如21×24 吋大排板单面即超过 200 万 ) 口径又缩小 ( 例如50μm) 之高难度 Sip(Syetem in Padrage) 板类,一旦水平整孔未能全部润湿而留下头号杀手空气泡时,则后续的化钯化铜都将无法附着,当然就没有电镀铜了。
目录制订我司盲埋孔(HDI)板的流程及设计规范。
2.0范围:适用于我司“3+N+3”以内的盲埋孔(HDI)板的制作。
3.0职责:研发部:更新制作能力,制定并不断完善设计规范,解决该规范执行过程中出现的问题。
设计部:按照工艺要求设计并制作相关工具,及时反馈执行过程中出现的问题;负责对工程设计及内层菲林进行监控,及时提出相关意见或建议。
品保部:发行并保存最新版文件。
市场部:根据此文件的能力水平接订单,及向客户展示本公司的制作能力;收集客户的需求,及时向研发部反馈市场需求信息。
4.0指引内容:4.1盲埋孔“阶数”的定义:表示其激光盲孔的堆迭次数(通常用“1+N+1”、“2+N+2”、“3+N+3”等表示)、或某一层次的最多压合次数、或前工序(含:内层一压合一钻孔)循环次数,数值最大的项目则为其阶数。
4.2盲埋孔“次数”的定义:表示一款盲埋孔(HDI)板的压合结构图中所包含的机械钻盲埋孔次数和激光钻盲埋孔次数的总和(如同一次压合后的两面均需激光钻孔,则按盲埋两次计。
但计算钻孔价钱时只按一次激光钻孔的总孔数或一次钻孔的最低消费计)。
4.3盲埋孔“阶数”和盲埋孔“次数”的示例:4.3.1纯激光钻孔的双向增层式叠孔盲埋孔(HDI)板结构图示例盲埋孔阶数1盲埋孔阶数2盲埋孔阶数3阶数表示法1+2+1阶数表示法2+2+2阶数表示法3+2+3盲埋孔次数2盲埋孔次数4盲埋孔次数6编号:C-EG-099版本:1.6盲埋孔(HDI )板制作能力及设计规范页码:第5页共26页4.3.3 简单混合型的双向增层式盲埋孔(HDI )板结构图示例(激光盲孔为错位孔)盲埋孔阶数 1 盲埋孔阶数 2 盲埋孔阶数3 阶数表示法1+2+1 阶数表示法 2+2+2 阶数表示法3+2+3 盲埋孔次数 3 盲埋孔次数 5 盲埋孔次数 7盲埋孔阶数1盲埋孔阶数2盲埋孔阶数 3盲埋孔阶数1 阶数表示法1+2+1盲埋孔次数3盲埋孔阶数2 阶数表示法2+2+2 盲埋孔次数5盲埋孔阶数3 阶数表示法3+2+3 盲埋孔次数74.3.2简单混合型的双向增层式盲埋孔(HDI )板结构图示例(激光盲孔为叠孔)4.3.4复杂混合型的双向增层式盲埋孔(HDI )板结构图示例(激光盲孔同时有叠孔和错位孔)阶数表示法1+2+1阶数表示法2+2+2阶数表示法3+2+3盲埋孔次数3盲埋孔次数5盲埋孔次数7盲埋孔阶数1 盲埋孔次数2 盲埋孔阶数2 盲埋孔次数4编号:C-EG-099 版本:1.6盲埋孔(HDI )板制作能力及设计规范页码:第6页共26页4.3.6 纯机械钻孔的双核双向增层式盲埋孔阶数结构图示例(含假层设计)4.3.7 纯机械钻孔的双核单向增层式盲埋孔阶数结构图示例盲埋孔阶数3 盲埋孔次数5盲埋孔次数1 盲埋孔次数2 盲埋孔次数3 rWFTTTTI盲埋孔阶数2 盲埋孔阶数2 盲埋孔次数3盲埋孔次数5盲埋孔次数6盲埋孔阶数14.3.5纯机械钻孔的盲埋孔次数结构图示例盲埋孔阶数1 盲埋孔阶数1 盲埋孔阶数3盲埋孔阶数1盲埋孔次数3 盲埋孔阶数2 盲埋孔次数6编号:C-EG-099 版本:1.6盲埋孔(HDI )板制作能力及设计规范页码:第7页共26页4.3.8 纯机械钻孔的双核单向增层式盲埋孔阶数结构图示例独立芯板和多次压合盲孔层混合压合时, 该独立芯板的涨缩值与盲孔层的涨缩值相 差较大,独立芯板越薄,差值越大盲埋孔次数64.3.9 复杂混合型的双向增层式盲埋孔板结构图示例14.3.10 复杂混合型的双向增层式盲埋孔板结构图示例2盲埋孔阶数3 盲埋孔次数9PPPP盲埋孔阶数 1 盲埋孔阶数2阶数表示法 1+2+1 阶数表示法 2+2+2 盲埋孔次数 3 盲埋孔次数 6盲埋孔阶数3 阶数表示法3+2+3 盲埋孔次数9盲埋孔阶数34.4备注:1)上表中的难度系数为基于相同层次相同材料无任何盲埋孔时的普通板的难度提升值2)盲埋孔板的制作难度系数=盲孔阶数难度系数+盲孔次数难度系数3)如同时存在激光钻盲孔和机械钻盲孔,其制作难度系数=激光钻盲孔+机械钻盲孔4)如树脂塞孔的通孔需做成“Via-in-PAD”设计,需单独再增加15%的难度系数5)如存在小于0.10mm的薄芯板电镀,每张芯板分别需单独再增加5%的难度系数2)表格中打“*”的,表示是可选择的步骤,或者当前面的副流程执行该步骤时、则后面相关某步骤可不执行。
教你识别四层板六层板和八层板一、什么是PCB 很多人都听说过"PCB"这个英文缩写名称。
但是它到底代表什么含义呢?其实很简单,就是印刷电路板(Printed circuit board,PCB)。
它几乎会出现在每一种电子设备当中。
如果在某样设备中有电子零件,它们都是镶在大小各异的PCB 上的。
除了固定各种小零件外,PCB 的主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接。
随着电子设备越来越复杂,需要的零件自然越来越多,PCB 上头的线路与零件也越来越密集了。
裸板(上没有零件)也常被称为"印刷线路板Printed Wiring Board(PWB)"。
板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成。
在表面可以看到的细小线路材料是铜箔,原本铜箔是覆盖在整个板子上的,而在制造过程中部份被蚀刻处理掉,留下来的部份就变成网状的细小线路了。
这些线路被称作导线(conductor pattern)或称布线,并用来提供PCB 上零件的电路连接。
通常PCB 的颜色都是绿色或是棕色,这是阻焊漆(solder mask)的颜色。
是绝缘的防护层,可以保护铜线,也可以防止零件被焊到不正确的地方。
在阻焊层上还会印刷上一层丝网印刷面(silk screen)。
通常在这上面会印上文字与符号(大多是白色的),以标示出各零件在板子上的位置。
丝网印刷面也被称作图标面(legend)。
二、PCB 板的分类在最基本的PCB 板子上,零件一般都集中在其中一面,导线则集中在另一面上。
因为导线只出现在其中一面,所以我们就称这种PCB 叫作单面板(Single-sided)。
因为单面板在设计线路上有许多严格的限制(因为只有一面,布线间不能交叉而必须绕独自的路径),所以只有早期的电路才使用这类的板子。
如何解决越来越复杂的电路设计方案呢?双面板(Double-Sided Boards)出现了。
这种电路板的两面都有布线。
四层PCB之过孔、盲孔、埋孔过孔(Via):也称之为通孔,是从顶层到底层全部打通的,在四层PCB中,过孔是贯穿1,2,3,4层,对不相干的层走线会有妨碍。
过孔主要分为两种:1、沉铜孔PTH(Plating Through Hole),孔壁有铜,一般是过电孔(VIA PAD)及元件孔(DIP PAD)。
2、非沉铜孔NPTH(Non Plating Through Hole),孔壁无铜,一般是定位孔及螺丝孔。
盲孔(Blind Via):只在顶层或底层其中的一层看得到,另外那层是看不到的,也就是说盲孔是从表面上钻,但是不钻透所有层。
盲孔可能只要从1到2,或者从4到3(好处:1,2导通不会影响到3,4走线);而过孔是贯穿1,2,3,4层,对不相干的层走线有影响,.不过盲孔成本较高,需要镭射钻孔机。
盲孔板应用于表面层和一个或多个内层的连通,该孔有一边是在板子之一面,然后通至板子之内部为止;简单点说就是盲孔表面只可以看到一面,另一面是在板子里的。
一般应用在四层或四层以上的PCB板。
埋孔(Buried Via):埋孔是指做在内层过孔,压合后,无法看到所以不必占用外层之面积,该孔之上下两面都在板子之内部层,换句话说是埋在板子内部的。
简单点说就是夹在中间了,从表面上是看不到这些工艺的,顶层和底层都看不到的。
做埋孔的好处就是可以增加走线空间。
但是做埋孔的工艺成本很高,一般电子产品不采用,只在特别高端的产品才会有应用。
一般应用在六层或六层以上的PCB板。
过孔几乎所有的PCB板都会用到,是最基本也是最常用的孔,因此在这里不做说明,主要来讲一下盲孔和埋孔。
首先我们从传统多层板讲起。
标准的多层电路板的结构,是含内层线路及外层线路,再利用钻孔,以及孔内金属化的制程,来达到各层线路之内部连结功能。
但是因为线路密度的增加,零件的封装方式不断的更新。
为了让有限的电路板面积,能放置更多更高性能的零件,除线路宽度愈细外,孔径亦从DIP插孔孔径1mm缩小为SMD的0.6mm,更进一步缩小为0.4mm或以下。