Сверление отверстий.

Для сверления слоев и пакетов МПП предпочтение отдается станкам, имеющим 80 000 - 110 000 об/мин шпинделя с воздушным подшипником.

Биение такого шпинделя не превышает 3 мкм.

Для уменьшения вибрации станки устанавливаются на воздушные подушки.

Сверление отверстий малых диаметров (от 0,5 до 0,3 мм) требует выполнения некоторых условий:

1. Печатная плата должна быть надежно закреплена.

2. Вакуумный отсос стружки эффективно убирает стружку не только с поверхности платы, но и из отверстия.

3. Подкладка снизу должна быть предварительно рассверлена.

4. Подкладка сверху (лист алюминия 0,2 мм) подкладывается только при наличии большого инструментального разброса.

5. Временная пауза между сверлильными циклами должна быть увеличена с 32 миллисекунд до 90 миллисекунд.

6. Режим резания должен точно соответствовать конструктивным особенностям печатной платы.

Требования к качеству просверленных отверстий малого диаметра в сигнальных слоях МПП:

• величина заусенца на краях просверленных отверстий не более 3 5 мкм;

• не допускаются разрывы контактных площадок просверленными отверстиями;

• количество отверстий для смены сверла определяется путем измерения величины притупления режущих кромок сверла, которая должна быть не более 25 мкм. Обычный сигнальный слой имеет толщину 0,25 мм. Таким образом, при сверлении, например, 800 отверстий общая длина сверления составляет 0,2 м;

• после окончания сверления всех отверстий, заложенных в программу, на технологическом поле сигнального слоя по специальной программе сверлятся 8 контрольных точек, по которым производятся измерения после каждой из технологических операций, вплоть до склеивания сигнального слоя в пакете МПП;

• общая сумма погрешностей после сверления металлизируемых переходных отверстий в сигнальном слое не должна превышать 60-80 мкм.

Базовые технологические отверстия диаметром 5 мм растачиваются в сменной подкладке на расточном станке. Базовые технологические отверстия изделия (сигнальный слой МПП) формируется на прессформе. Подкладка и сигнальный слой МПП совмещаются при помощи технологических штырей на базовых элементах стола сверлильного станка. Метод универсален. Применяется для сверл всех диаметров. Глубина сверления выбирается минимальной, чтобы уменьшить количество поломок сверл.

Для сверления сквозных отверстий требуется специально изготовленная постоянная подкладка. Постоянная подкладка подвергается сквозному предварительному сверлению сверлом диаметром на 0,2 мм больше, чем это предусмотрено в рабочей программе сверления самого изделия.

Требуется также подкладка одноразового применения из фольгированного диэлектрика 0,25 мм толщиной.

Сверление диэлектриков с особо тонкой фольгой применяется защитная маска, предохраняющая поверхность фольги от воздействия прижимного башмака сверлильного станка 25-30 кг/см². Защитная маска - это подкладка толщиной 0,5 мм из фольгированного диэлектрика, просверленная предварительно по рабочей программе. Может быть изготовлена из органического стекла.

Если есть проблемы с инструментальным разбросом, то под маску подкладывается тонкий (0,1 мм) алюминиевый лист. Такой метод позволяет получить качественное сверление особо тонких диэлектриков, не увеличивая существенно толщины сверления.

Требования к качеству отверстий малого диаметра, просверленных в МПП с соотношением толщина платы - диаметр сверла более чем 10:1:

• перпендикулярность отверстия должна гарантировать отсутствие разрыва контактной площадки на противоположной стороне печатной платы;

• качество стенки просверленного отверстия может быть не одинаковым на входе и выходе отверстия из печатной платы, однако оно должно быть приемлемым и достаточным для последующей обработки отверстия в плазме;

• шероховатость стенок просверленных отверстий должна быть не более 30 мкм;

• величина заусенцев на контактных площадках медных слоев не более 10 мкм;

• метод извлечения обломка сверла из отверстия должен гарантировать сохранность этого отверстия для дальнейшей его обработки;

• при двухстороннем сверлении отверстий величина несовпадения двух просверленных навстречу друг другу отверстий не должна препятствовать вставлению в отверстие стального калибра диаметром на 50 мкм меньше диаметра сверла;

Глубина внедрения в материал платы твердосплавного сверла должна быть меньше длины нарезной части сверла на 2 диаметра сверла.

Разрушение сверла происходит при внедрении его в материал платы на глубину в 13 раз превышающую диаметр сверла.

Сверло ломается при закупоривании стружковыводящей канавки и, таким образом, в большинстве случаев глубина сверления ограничивается длиной нарезной части сверла.

Методы глубокого сверления, которые ограничиваются длиной нарезной части сверла:

1. Метод обычного сверления всех отверстий, заложенных в программу, до определенной глубины.

2. Метод двухстороннего сверления плат.

3. Метод многоразового сверления одного и того же отверстия.

Метод сверления, последовательно наращиваемой толщины печатной платы: для первого сверления выбирается толщина, которая надежно, без поломок сверл просверливается на сверлильном станке. Для второго сверления сверху приклеивается плата (или ее часть) такой же толщины и просверливается по той же программе, и так далее. Достоинством метода является очень большая (до 50:1 и больше) глубина сверления и возможность сверхглубокого сверле­ния обычными стандартными сверлами.

При сверлении до глубины 15:1 двухлезвийными сверлами наблюдается инструментальный разброс по поверхности до 20 - 15 мкм и увод сверла на противоположной стороне платы до 15 - 25 мкм. Инструментальный разброс хорошо компенсируется алюминиевым листом 0,15 - 0,2 мм, накладываемым сверху. Увод сверла полностью компенсируется применением трехлезвийных сверл.

Сложные платы с большими толщинами сверлятся поодиночке. Базовые отверстия многослойных плат формируются на пресс-форме.

Базовые отверстия двухсторонних плат могут изготавливаться в кондукторах и непосредственно на сверлильных станках.

В платах с большими толщинами смена сверла - через 600 -400 отверстий.

Качество стенок просверленных отверстий трехлезвийными сверлами мало отличается от качества отверстий, просверленных двухлезвийными сверлами. Трехлезвийные сверла имеют прочную перемычку, хорошо выдерживают обороты шпинтеля в 11000 -120000, практически бесшумные в работе, но сложны в перезаточке, массового применения не получили.