机加工控深制作工艺探讨及应用

1、机加工控深制作工艺探讨及应用、前言随着电子行业的高速发展，特殊结构设计的线路板越来越多， PCB 的外观也变得越来越复杂，如为了保证安装表面 的平整性，要求起固定作用的螺栓不能高出基材表面；为了 降低信号传输过程中的失真，要对一些不需要的电镀孔的某部分孔铜去除；为了使产品达到更薄就需设计更集成、更 高密度化，从而使一部分无源元件埋入到印制板基材内部 等。所有这一切因其结构的特殊设计，需在机械加工方面采用控深技术来完成。针对此问题，根据我司设备功能，以沉 头孔制作为例，探讨机械加工控深工艺制作流程、精度及应 用。二、控深工艺的作用 控深工艺之前主要应用于生产制作中的一些特殊沉头孔、平头孔、盲锣槽

2、等，其作用是使螺栓头埋入零件内部， 同时避免螺钉的突起干涉，保证安装平面的平整性，不影响 外观及外部结构。三、控深制作的方法（以沉头孔制作为例） 沉头孔的制作可以在钻机与锣机上生产，这两种设备加工沉头孔的控深方式是不一致的，如：3.1 锣机制作沉头孔方法 （无控深功能） ：以台面为参照面向上计算，其直接控制的是生产板的余厚。计算方法：下 钻深度B=电木板厚度+纸板厚度+板厚-沉头孔深度（如图1 所示）。3.2 钻机制作沉头孔方法 （有控深功能） ：通过钻咀接触号，铝片形成通电回路，产生电信号，钻机上的感应器接受此电 信号后通过光学尺控制下钻深度，其深度是以铝片为参照面 向下计算。计算方法：下钻

3、深度 A= 沉头孔深度 +铝片厚度（如图 1 所示）。四、影响沉头孔制作精度的因素分析 钻机与锣机加工沉头孔的控深方式不一致，影响沉头孔制作精度的因素也不一致，以下将分别对钻机与锣机制作沉 头孔影响其制作精度的因素进行分析：4.1 锣机制作沉头孔影响制作精度的主要因素分析：4.1.1 由控深计算公式， 下钻深度 =电木板厚度 +纸板厚度+板厚 -沉头孔深度可知，影响沉头孔制作精度的主要因素有台面、电木板、纸板的平整度，板翘，线路板板厚不一致。4.1.2 台面、电木板、纸板不平整：将导致放置在台面上的线路板不是水平放置，影响沉头孔的深度，为此，在上板 之前需进行刨床。4.1.3 板翘： 线路板在

4、生产流程过程中板会翘曲， 这影响沉头孔的下钻深度的控制精度，因此在生产过程中需在上板 时用胶纸贴紧板。4.2 钻机制作沉头孔影响制作精度的主要因素分析：由钻机的控深原理可知，下钻深度参照面的位置机器会自行调 整，因此受纸板、电木板、台板的平整度影响不大，主要受 钻孔过程中刀尖缠丝及铝片的平整度影响，在生产制作时用 胶纸贴紧及上面加盖酚醛树脂板即可。五、钻孔沉头孔的设定方法（如图 2）六、制作步骤及要求：6.1 锣机上制作沉头孔6.1.1 加工流程：来料检查7刨床7核对资料 深度调整7首板检查宀批量制作6.1.2 控制要求：6.1.2.1 来料检查：主要检查工作板的大小及板的翘曲度。6.1.2.

5、2 刨台面：使用锣机钻沉头孔，保证台面平整；生产时先用资料把纸板锣平，然后把纸板上的垃圾清扫干净且 保证纸板不松动；生产时需手动上刀，上刀时刀具套环上端 紧挨着压力脚，上刀后关闭自动抓刀功能，避免重新抓刀。6.1.2.3 核对资料：核对沉头孔的深度、直径和要求的角度是否一致，从而选择对应的沉头钻。6.1.2.4 上板：线路板三边用胶纸贴紧，保证板不会有明显曲翘。6.1.2.5 深度调整：先将一个轴打开，其余的轴关闭；调节好深度（DOWN HIGH=锣纸板的深度+板的厚度-沉头孔要求的深度），调好后先试钻一个孔，然后用带刻度的十倍镜 检查孔径，调整合格后再以此个头的深度为参照点，通过调 整其它三

6、个头钻咀的套环长度来调整合适的下钻深度，直到 四轴孔径都在要求范围内方可继续生产。6.1.2.6 首板检查：当首板钻完后，用带刻度的十倍镜测出板的四角和中间孔径的大小，保证所有数值都在要求公差 范围内。6.1.2.7 批量生产：当所有轴调整合格后批量生产。6.2 钻机上制作沉头孔621加工流程：来料检查T核对资料T设定深度T上板7首板检查7批量生产6.2.2 控制要求：6.2.2.1 来料检查：主要检查工作板的大小及板的翘曲度。6.2.2.2 核对资料：核对沉头孔的深度、直径和要求角度之间关系是否一致，选择对应沉头钻。6.2.2.3设定深度：钻孔资料里钻沉头孔刀具号后加 M18，Z （沉头孔深

7、度），在程式结束前加 M19指令。6.2.2.4 上板：盖铝片，保证导线与铝片接触良好后用胶纸贴紧，保证线路板与铝片不会有明显曲翘。6.2.2.5 首板检查：先将一个轴打开，其余的轴关闭；调好深度（ DOWN HIGH= 沉头深度 +铝片厚度），调好后先试钻一个孔，然后用带刻度的十倍镜检查孔径，如孔径在要求 范围内（尽量取中值） ，则可继续生产。6.2.2.6 批量生产：批量生产后的第一趟板需全检。七、验证试验 按上述制作沉头孔的方法分别在钻机和锣机上批量制作：7.1 试验过程如表 1。7.2 试验结果 切片测量在不同设备生产的沉头孔的深度，每种设备各测量 30 个切片；测量结果如表 2。说明：按以上方法在钻机与锣机上制作沉头孔，其制作精度可保证± 0.15mm ；对于有控深功能的钻机精度要比无控 深功能的锣机精度要高 （此精度为机器本身精度、 板厚公差、 钻咀尖长度、其它物料公差的累积精度）7.3 控深工艺的推广应用通过对沉头孔和沉头槽加工技术的应用与推广，我部已成功开发了 “电镀平头孔 +盘中NPTH 通孔”、“多阶沉头槽”并批量生产；同时还通过更换特殊的锣刀加定深锣的方式已