PCB常見的三種鉆孔

      我們先來介紹下PCB中常見的鉆孔：通孔、盲孔、埋孔。這三種孔的含義以及特點。

      導(dǎo)通孔（VIA），這種是一種常見的孔是用于導(dǎo)通或者連接電路板不同層中導(dǎo)電圖形之間的銅箔線路用的。比如（如盲孔、埋孔），但是不能插裝組件引腿或者其他增強(qiáng)材料的鍍銅孔。因為PCB是由許多的銅箔層堆迭累積而形成的，每一層銅箔之間都會鋪上一層絕緣層，這樣銅箔層彼此之間不能互通，其訊號的鏈接就靠導(dǎo)通孔（via），所以就有了中文導(dǎo)通孔的稱號。

      特點是：為了達(dá)到客戶的需求，電路板的導(dǎo)通孔必須要塞孔，這樣在改變傳統(tǒng)的鋁片塞孔工藝中，用白網(wǎng)完成電路板板面阻焊與塞孔，使其生產(chǎn)穩(wěn)定，質(zhì)量可靠，運用起來更完善。導(dǎo)通孔主要是起到電路互相連接導(dǎo)通的作用，隨著電子行業(yè)的迅速發(fā)展，也對印制電路板制作的工藝和表面貼裝技術(shù)提出了更高的要求。導(dǎo)通孔進(jìn)行塞孔的工藝就應(yīng)用而生了，同時應(yīng)該要滿足以下的要求：

      1.導(dǎo)通孔內(nèi)有銅即可，阻焊可塞可不塞。

      2.導(dǎo)通孔內(nèi)必須有錫鉛，有一定的厚度要求（4um）不得有阻焊油墨入孔，造成孔內(nèi)有藏錫珠。

      3.導(dǎo)通孔必須有阻焊油墨塞孔，不透光，不得有錫圈，錫珠以及平整等要求。

    盲孔：就是將PCB中的最外層電路與鄰近內(nèi)層以電鍍孔來連接，因為看不到對面，所以稱為盲通。同時為了增加PCB電路層間的空間利用，盲孔就應(yīng)用上了。也就是到印制板的一個表面的導(dǎo)通孔。

    特點：盲孔位于電路板的頂層和底層表面，具有一定的深度，用于表層線路和下面的內(nèi)層線路的鏈接，孔的深度通常不超過一定的比率（孔徑）。這種制作方式就需要特別注意鉆孔的深度（Z軸）要恰到好處，不注意的話會造成孔內(nèi)電鍍困難所以幾乎無廠采用，也可以把事先需要連通的電路層在個別電路層的時候就先鉆好孔，最后再黏合起來，可是需要比較精密的定位及對位裝置。埋孔，就是PCB內(nèi)部任意電路層間的鏈接但未導(dǎo)通至外層，也是未延伸到電路板表面的導(dǎo)通孔意思。

    特點：在這個制程無法使用黏合后鉆孔的方式達(dá)成，必須要在個別電路層的時候就執(zhí)行鉆孔，先局部黏合內(nèi)層之后還的先電鍍處理，最后才能全部黏合，比原來的導(dǎo)通孔和盲孔要更費工夫，所以價錢也是最貴的。這個制程通常只使用於高密度的電路板，來增加其他電路層的可使用空間。

    在PCB生產(chǎn)工藝中，鉆孔是非常重要的，不可馬虎。因為鉆孔就是在覆銅板上鉆出所需要的過孔，用以提供電氣連接，固定器件的功能。如果操作不當(dāng)，過孔的工序出現(xiàn)了問題，器件不能固定在電路板上面，輕則影響使用，重則整塊板子都要報廢掉，所以鉆孔這個工序是相當(dāng)重要的。

PCB板微孔機(jī)械鉆削的注意事項

        在電子產(chǎn)品更新飛快的現(xiàn)在，PCB的印制從以前的單層板擴(kuò)展到雙層板以及高精度要求更復(fù)雜的多層板。因此，電路板孔的加工要求就越來越多，比如：孔徑越來越小，孔與孔的間距越來越小。據(jù)了解現(xiàn)在板廠用的比較多的就是環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料，對孔大小的定義是直徑0.6mm以下為小孔，0.3mm以下為微孔。今天我就來介紹下微小孔的加工方法：機(jī)械鉆削。

       我們?yōu)榱吮ＷC較高的加工效率和孔的質(zhì)量，減少不良品的比列。機(jī)械鉆削過程中，要考慮到軸向力和切削扭矩兩個因素這可能直接或者間接影響孔的質(zhì)量。軸向力和扭矩隨著進(jìn)給量、切削層的厚度也會增加，那么切削速度進(jìn)而增大，這樣單位時間內(nèi)切割纖維的數(shù)量就增大，刀具磨損量也會迅速增大。所以不同大小的孔，鉆刀的壽命也是不一樣的，操作人員要對設(shè)備的性能熟悉及時更換鉆刀。這也是微小孔為什么加工的成本要高些的原因。

      軸向力中靜態(tài)分力FS影響橫刃廣德切削，而動態(tài)分力FD主要影響主切削刃的切削，動態(tài)分力FD對表面粗糙度的影響比靜態(tài)分力FS要大。一般會有預(yù)制孔孔徑小于0.4mm時，靜態(tài)分力FS隨孔徑的增大而急劇減小，而動態(tài)分力FD減小的趨勢較平坦。

      PCB鉆頭的磨損與切削速度、進(jìn)給量、槽孔的大小有關(guān)。鉆頭半徑對玻璃纖維寬度的比值對刀具壽命影響較大，比值越大，刀具切削纖維束寬度也越大，刀具磨損也隨之增大。在實際應(yīng)用中，0.3mm的鉆刀壽命可鉆 3000個孔。鉆刀越大，鉆的孔越少。

    為了防止鉆孔時遇到分層、孔壁損壞、污斑、毛刺這些問題，我們可以在分層的時候先在下面放一個2.5mm厚度的墊板，把覆銅板放在墊板上面，接著在覆銅板上面再放上鋁片，鋁片的作用是：

    1.保護(hù)板面不會擦花。

    2.散熱好，鉆頭在鉆的時候會產(chǎn)生熱量。

    3.緩沖作用/引鉆作用，防止偏孔。減少毛刺的方法是采用振動鉆削的技術(shù)，使用硬質(zhì)合金鉆頭鉆削、硬度好，刀具的尺寸和結(jié)構(gòu)也需要調(diào)整。

PCB表面處理工藝引起的質(zhì)量問題

表面處理：主要工藝問題（包括鍍層工藝）

（1）不耐焊（一次比一次難焊，第三次比較難焊，第四通常就無法焊接了）。

（2）波峰焊透錫不良。

（3）焊點露銅。

“黑盤”、“金脆”。

（1）阻焊劑邊緣銅線的賈凡尼凹蝕嚴(yán)重后果（=1/3線寬），不能重工，如圖5-38所示。

（2）輕易受酸性氣體腐蝕；對手印敏感；Ag遷移。

（1）Sn與Cu不斷生產(chǎn)Cu6Sn5，影響儲存期。

（2）產(chǎn)生錫須。

（3）工藝效率低，同時，工藝時間長(10min)、溫度高（70℃），對阻焊劑破壞嚴(yán)重，特別是細(xì)線條。

可焊性好、儲存期長，但不合適密腳器件。

（1）鍍層厚度除ENIG外，在IPC有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定，能夠要求滿足可焊性要求即可，業(yè)界一般要求如下。

OSP:0.15~ 0.5um, IPC無規(guī)定，建議以0.3 ~ 0.4um為宜。

EING:Ni- 3~ Sum;Au-0.05~ 0.20um (IPC僅規(guī)定最薄要求)。

Im-Ag:0.05~ 0.20um,越厚凹蝕越嚴(yán)重(IPC無規(guī)定)。

Im-Sn: ≥0.08um,之所以希望厚些，主要因為Sn與Cu在常溫下會不斷生成Cu6Sn5,影響可焊性。

HASL  Sn63Pb37,一般在1 ~ 25um之間自然形成，在pcb表面處理工藝上難以準(zhǔn)確掌握;而無鉛主要用SnCu合金，因處理溫度高，易形成Cu3Sn影響可焊性差，目前基本不采用。

(2)對SAC387的潤濕性(按不同過爐次數(shù)下的潤濕時間，單位:s)。

0次:Im-Sn(2)-EING(1.2),OSP(1.2)-Im-Ag(3)。

2次:EING(3), Im-Ag(3)-OSP(7)-Im-Sn(8)。

4次:EING(3)-lm-Ag(4.3)-OSP(10)-Im.Sn(10)。

(3)對SAC305的潤濕力(按兩次過爐后)。

EING(5.1 )-Im-Ag  (4.5)- Im-Sn(1.5)-0SP(0.3).

PCB的表面處理用做焊接前的防氧化保護(hù)，焊接時被熔合到焊料中，因此，一般情況下不需要關(guān)心其抗腐蝕能力。但想要作為背叛表面處理工藝質(zhì)量問題，就必須要知道其抗腐蝕能力。

在常規(guī)的鹽霧試驗要求情況下，OSP、Im-Ag、ENIG的抗鹽霧能力都比較差，只有Im-Sn并熱熔處理的表面比較好，沒有看見明顯的腐蝕現(xiàn)象，