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      簡易實(shí)用的沉頭孔和孔口倒角加工

      2021-12-08 01:20:40黎衛(wèi)強(qiáng)付少偉
      印制電路信息 2021年11期
      關(guān)鍵詞:銅塊槽孔倒角

      董 威 黎衛(wèi)強(qiáng) 付少偉

      (金祿電子科技股份有限公司,廣東 清遠(yuǎn) 511500)

      1 產(chǎn)品特殊性

      印制電路板(PCB)的應(yīng)用越來越廣泛,各種特殊結(jié)構(gòu)與要求的PCB也不斷出現(xiàn)。隨著新能源汽車的發(fā)展,有一種導(dǎo)通大電流/電壓的復(fù)合母排板,該P(yáng)CB是將銅塊按照一定的形狀局部埋在基板中,代替局部線路,即可起到散熱作用,又可做線路導(dǎo)通。然而為了解決此類母排板的安裝可靠性,需要采用漲鉚安裝、螺絲固定,如圖1,于是要在PCB上加工出沉頭孔和螺絲孔,引入了五金加工工藝。

      圖1 有鉚釘和螺絲固定的PCB

      以上兩種五金加工工藝均需在加工前做好倒角處理,否則安裝治具無法將漲鉚螺母漲開卡在PCB銅排中,螺母會(huì)出現(xiàn)松動(dòng);而螺絲孔在加工螺紋時(shí),表面會(huì)有超高銅毛刺,影響客戶組裝。五金廠通用做法是用數(shù)控臺(tái)鉆或數(shù)控銑床完成倒角加工,但是PCB無法使用以上工裝方法加工,會(huì)損壞PCB。

      同時(shí),超過7.0 mm安裝沉頭螺絲的沉頭孔,在PCB行業(yè)中也是難題之一,既要保證一定的沉頭深度,又要確保孔口直徑達(dá)到要求,保證螺絲的螺帽完全低于產(chǎn)品線路面,傳統(tǒng)方法有兩種。

      (1)使用更大直徑的四刃锪刀生產(chǎn),這種方法對(duì)鉆機(jī)主軸的夾持力要求更高,生產(chǎn)中極易損壞主軸;

      (2)使用通用五金生產(chǎn)設(shè)備——臺(tái)鉆、銑床,用該設(shè)備鉆沉頭孔需要額外增加設(shè)備,且存在定位精度差,沉頭孔深度難以控制的隱患,無法實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

      2 選擇加工方法

      這種復(fù)合母排板的PCB,在銅排上鉆螺絲孔,需要優(yōu)先鉆出導(dǎo)通孔和倒角處理兩種工序。生產(chǎn)流程:PCB前工序→鉆孔→倒角→攻螺紋/漲鉚安裝→清洗→成型銑板……

      為了無須增加新設(shè)備、引進(jìn)新的專用刀具,也不會(huì)占用新的生產(chǎn)空間。加工只要有3.175 mm的四刃锪刀和銑機(jī),就可實(shí)現(xiàn)直徑超過7.0 mm的沉頭孔。

      2.1 銅基板倒角、沉頭孔設(shè)計(jì)

      銅基板倒角、沉頭孔設(shè)計(jì)非常簡單,采用銑槽孔的方式,將每個(gè)需要倒角的孔尺寸縮小0.5 mm,生成鑼帶文件導(dǎo)出。

      2.2 孔分步加工

      初次加工時(shí),計(jì)算出PCB線路面的Z周深度,然后再減少Z周深度0.2 mm,直徑補(bǔ)償按照3.175 mm設(shè)置,試銑一次,根據(jù)試銑結(jié)果微調(diào)參數(shù)就可達(dá)到品質(zhì)需要的結(jié)果,且針對(duì)不同孔徑的孔倒角,無須單獨(dú)補(bǔ)償直徑、深度,一次加工成型。如圖2所示,沉頭孔生產(chǎn)與銅塊倒角是分開加工的,二者Z軸深度不一致。

      圖2 孔分步加工

      倒角后的孔口直徑比原來的槽孔/孔大1.0 mm,深度以0.5 mm為最佳,因?yàn)闈q鉚用的治具前端角度是圓錐形,攻螺絲孔用的先端絲錐前端也是錐形,方便提高定位精度。如圖3所示。

      圖3 漲鉚和攻螺紋

      如果不提前倒角,不銹鋼壓鉚工具在液壓的作用下,極易將銅孔擠壓變形,銅塊孔口鼓起高于PCB 基板線路面,影響客戶組裝元件。同樣在攻螺紋時(shí),銅塊孔口也會(huì)因絲錐擠壓在孔口產(chǎn)生毛刺,由于銅面已經(jīng)做了表面沉金處理,毛刺處理會(huì)比較困難。

      FR-4基材上沉頭孔加工時(shí)同樣根據(jù)Z軸深度和直徑補(bǔ)償,可以生產(chǎn)出需要的產(chǎn)品孔徑,例如;沉頭直徑13 mm的沉頭孔,做好首件后,可以一次加工出來,省時(shí)省力。

      3 結(jié)論

      通過用銑槽孔的方法加工孔口倒角、沉頭孔,簡單實(shí)用,不用新增設(shè)備,文件處理簡單。如果外發(fā)五金廠倒角加工、鉆沉頭孔,生產(chǎn)周期延長且品質(zhì)無法保證,通過以上方法可以縮短制程的生產(chǎn)周期,同時(shí)解決了復(fù)合埋銅基板在生產(chǎn)過程中的難點(diǎn)。

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