機加工控深制作工藝探討及應(yīng)用

1、機加工控深制作工藝探討及應(yīng)用、前言隨著電子行業(yè)的高速發(fā)展，特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計的線路板越來越多， PCB 的外觀也變得越來越復(fù)雜，如為了保證安裝表面 的平整性，要求起固定作用的螺栓不能高出基材表面；為了 降低信號傳輸過程中的失真，要對一些不需要的電鍍孔的某部分孔銅去除；為了使產(chǎn)品達到更薄就需設(shè)計更集成、更 高密度化，從而使一部分無源元件埋入到印制板基材內(nèi)部 等。所有這一切因其結(jié)構(gòu)的特殊設(shè)計，需在機械加工方面采用控深技術(shù)來完成。針對此問題，根據(jù)我司設(shè)備功能，以沉 頭孔制作為例，探討機械加工控深工藝制作流程、精度及應(yīng) 用。二、控深工藝的作用 控深工藝之前主要應(yīng)用于生產(chǎn)制作中的一些特殊沉頭孔、平頭孔、盲鑼槽

2、等，其作用是使螺栓頭埋入零件內(nèi)部， 同時避免螺釘?shù)耐黄鸶缮?，保證安裝平面的平整性，不影響 外觀及外部結(jié)構(gòu)。三、控深制作的方法（以沉頭孔制作為例） 沉頭孔的制作可以在鉆機與鑼機上生產(chǎn)，這兩種設(shè)備加工沉頭孔的控深方式是不一致的，如：3.1 鑼機制作沉頭孔方法 （無控深功能） ：以臺面為參照面向上計算，其直接控制的是生產(chǎn)板的余厚。計算方法：下 鉆深度B=電木板厚度+紙板厚度+板厚-沉頭孔深度（如圖1 所示）。3.2 鉆機制作沉頭孔方法 （有控深功能） ：通過鉆咀接觸號，鋁片形成通電回路，產(chǎn)生電信號，鉆機上的感應(yīng)器接受此電 信號后通過光學(xué)尺控制下鉆深度，其深度是以鋁片為參照面 向下計算。計算方法：下鉆

3、深度 A= 沉頭孔深度 +鋁片厚度（如圖 1 所示）。四、影響沉頭孔制作精度的因素分析 鉆機與鑼機加工沉頭孔的控深方式不一致，影響沉頭孔制作精度的因素也不一致，以下將分別對鉆機與鑼機制作沉 頭孔影響其制作精度的因素進行分析：4.1 鑼機制作沉頭孔影響制作精度的主要因素分析：4.1.1 由控深計算公式， 下鉆深度 =電木板厚度 +紙板厚度+板厚 -沉頭孔深度可知，影響沉頭孔制作精度的主要因素有臺面、電木板、紙板的平整度，板翹，線路板板厚不一致。4.1.2 臺面、電木板、紙板不平整：將導(dǎo)致放置在臺面上的線路板不是水平放置，影響沉頭孔的深度，為此，在上板 之前需進行刨床。4.1.3 板翹： 線路板在

4、生產(chǎn)流程過程中板會翹曲， 這影響沉頭孔的下鉆深度的控制精度，因此在生產(chǎn)過程中需在上板 時用膠紙貼緊板。4.2 鉆機制作沉頭孔影響制作精度的主要因素分析：由鉆機的控深原理可知，下鉆深度參照面的位置機器會自行調(diào) 整，因此受紙板、電木板、臺板的平整度影響不大，主要受 鉆孔過程中刀尖纏絲及鋁片的平整度影響，在生產(chǎn)制作時用 膠紙貼緊及上面加蓋酚醛樹脂板即可。五、鉆孔沉頭孔的設(shè)定方法（如圖 2）六、制作步驟及要求：6.1 鑼機上制作沉頭孔6.1.1 加工流程：來料檢查7刨床7核對資料 深度調(diào)整7首板檢查宀批量制作6.1.2 控制要求：6.1.2.1 來料檢查：主要檢查工作板的大小及板的翹曲度。6.1.2.

5、2 刨臺面：使用鑼機鉆沉頭孔，保證臺面平整；生產(chǎn)時先用資料把紙板鑼平，然后把紙板上的垃圾清掃干凈且 保證紙板不松動；生產(chǎn)時需手動上刀，上刀時刀具套環(huán)上端 緊挨著壓力腳，上刀后關(guān)閉自動抓刀功能，避免重新抓刀。6.1.2.3 核對資料：核對沉頭孔的深度、直徑和要求的角度是否一致，從而選擇對應(yīng)的沉頭鉆。6.1.2.4 上板：線路板三邊用膠紙貼緊，保證板不會有明顯曲翹。6.1.2.5 深度調(diào)整：先將一個軸打開，其余的軸關(guān)閉；調(diào)節(jié)好深度（DOWN HIGH=鑼紙板的深度+板的厚度-沉頭孔要求的深度），調(diào)好后先試鉆一個孔，然后用帶刻度的十倍鏡 檢查孔徑，調(diào)整合格后再以此個頭的深度為參照點，通過調(diào) 整其它三

6、個頭鉆咀的套環(huán)長度來調(diào)整合適的下鉆深度，直到 四軸孔徑都在要求范圍內(nèi)方可繼續(xù)生產(chǎn)。6.1.2.6 首板檢查：當(dāng)首板鉆完后，用帶刻度的十倍鏡測出板的四角和中間孔徑的大小，保證所有數(shù)值都在要求公差 范圍內(nèi)。6.1.2.7 批量生產(chǎn)：當(dāng)所有軸調(diào)整合格后批量生產(chǎn)。6.2 鉆機上制作沉頭孔621加工流程：來料檢查T核對資料T設(shè)定深度T上板7首板檢查7批量生產(chǎn)6.2.2 控制要求：6.2.2.1 來料檢查：主要檢查工作板的大小及板的翹曲度。6.2.2.2 核對資料：核對沉頭孔的深度、直徑和要求角度之間關(guān)系是否一致，選擇對應(yīng)沉頭鉆。6.2.2.3設(shè)定深度：鉆孔資料里鉆沉頭孔刀具號后加 M18，Z （沉頭孔深

7、度），在程式結(jié)束前加 M19指令。6.2.2.4 上板：蓋鋁片，保證導(dǎo)線與鋁片接觸良好后用膠紙貼緊，保證線路板與鋁片不會有明顯曲翹。6.2.2.5 首板檢查：先將一個軸打開，其余的軸關(guān)閉；調(diào)好深度（ DOWN HIGH= 沉頭深度 +鋁片厚度），調(diào)好后先試鉆一個孔，然后用帶刻度的十倍鏡檢查孔徑，如孔徑在要求 范圍內(nèi)（盡量取中值） ，則可繼續(xù)生產(chǎn)。6.2.2.6 批量生產(chǎn)：批量生產(chǎn)后的第一趟板需全檢。七、驗證試驗 按上述制作沉頭孔的方法分別在鉆機和鑼機上批量制作：7.1 試驗過程如表 1。7.2 試驗結(jié)果 切片測量在不同設(shè)備生產(chǎn)的沉頭孔的深度，每種設(shè)備各測量 30 個切片；測量結(jié)果如表 2。說明：按以上方法在鉆機與鑼機上制作沉頭孔，其制作精度可保證± 0.15mm ；對于有控深功能的鉆機精度要比無控 深功能的鑼機精度要高 （此精度為機器本身精度、 板厚公差、 鉆咀尖長度、其它物料公差的累積精度）7.3 控深工藝的推廣應(yīng)用通過對沉頭孔和沉頭槽加工技術(shù)的應(yīng)用與推廣，我部已成功開發(fā)了 “電鍍平頭孔 +盤中NPTH 通孔”、“多階沉頭槽”并批量生產(chǎn)；同時還通過更換特殊的鑼刀加定深鑼的方式已