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【硬见小百科】PTFE板料槽孔加工工艺探讨“鸭脖娱乐app”
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【硬见小百科】PTFE板料槽孔加工工艺探讨“鸭脖娱乐app”

作者:鸭脖娱乐APP-鸭脖娱乐APP下载    发布时间:2021-09-16 02:28:03     浏览次数 :


本文摘要:PCB行业更加多地用于高频高速板材来符合信号传输速度、信号原始度及阻抗匹配等特殊要求。

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PCB行业更加多地用于高频高速板材来符合信号传输速度、信号原始度及阻抗匹配等特殊要求。聚四氟乙烯是一种广泛应用的高频材料,该材料具备杰出的电气性能。

但由于PTFE材料自身的特性,在PCB槽孔机械加工过程中,很更容易经常出现孔边铜皮起尖、槽孔变形受损以及角孔边缘纤维丝除去不净等问题。本文侧重从铣床加工参数优化和钻床加工参数优化两方面应从,自由选择线性规划的加工方式和加工参数,希望可以提升PTFE系列板材槽孔加工品质。PCB设计中,目前用于的高频材料,都是以PTFE为主体,混合玻璃纤维布或者陶瓷等其他有所不同填料做成,以使材料的介电常数、介质损耗等性能指标符合高频设计市场需求。但由于PTFE材质的特性差异,对于PCB机加工是个极大的挑战,虽然材料供应商们竭尽全力的改良填料配方,减少其机特可玩性,但到目前为止其加工可玩性和成本依旧低于普通的FR-4材料。

各大PCB供应商也在致力于PTFE材料机械加工工艺的革新,希望可以减少机加工成本,提升加工效率,但大都不过于理想,槽孔作为印制电路板机加工少见的一种工具孔,在高频材料加工时也不可避免的遇上了困难。槽孔类型槽长度分类:槽孔有较短槽、宽槽。长度在宽度两倍以下的槽为较短槽,以上的槽为宽槽;槽孔形状分类:圆角槽孔和直角槽孔。

槽属性分类:NPTH槽和PTH槽。本文辩论的槽孔为PTH属性的圆角槽孔和直角槽孔加工方式。改良方向常规的生产方式是通过铁环槽孔或铣槽孔已完成槽孔机械加工。无论铁环槽孔还是铣槽孔,槽孔皆更容易产生边缘毛刺,浮铜板电时镀铜层吸附在PTFE毛刺上,同时很快生长铜螫,相当严重的甚至几乎阻塞槽孔,影响槽孔功能。

本论文通过对钻槽孔或铣槽孔展开对比实验,找寻适合的作业方式及作业参数,来提高槽孔加工质量及效率。铁环槽孔,是通过钻机用于硬度比钻刀硬度更高的槽刀按照所须要槽孔的宽度和长度有规律的钻孔构成槽孔。钻槽优化方向,从钻槽作业参数优化和铁环槽工程资料优化两方面著手。

通过钻孔作业参数优化,增加每次钻孔时孔内及孔边上的毛刺;通过工程资料优化,希望可以通过转变钻孔路径,增加甚至除去孔与孔相接处的毛刺残余。铣槽孔,是通过铣床用于铣刀按照一定的路径展开工件构成槽孔。铣槽优化方向,主要通过刀类型的搭配、铣床作业参数和工程资料三方面著手,增加槽孔毛刺,符合品质拒绝。

钻槽工艺优化一、现状在前期生产过程中,槽孔常常不会有毛刺堵孔(如图1),必须人工手工维修,不仅影响产品交期,而且影响品质,更容易因维修不当导致孔无铜,影响客户元器件插件和焊;即使客户妥协用于后,对于天线类产品信号的调试也有一定的影响。图1有毛刺的槽孔二、铁环槽孔毛刺产生的原因:现有的PTFE板料,钻孔时并未被磨碎的纤维丝会卷曲在钻刀上,使得钻刀排屑性能上升,从而引发更好的纤维丝缠绕刀,导致孔壁坚硬,孔边披锋相当严重等不良现象。所以钻孔参数的优化目的,就是保证可以最大限度的割碎板材内的纤维丝,确保在生产过程中,钻刀不被纤维丝卷曲。

三、钻孔参数优化优化钻孔参数,挑选PTFE材料常用的0.3mm、0.8mm、1.2mm、2.4mm、3.2mm几个孔径展开参数对比试验,浮铜板电后切片证实孔壁坚硬程度,来证实钻刀工作时对板料的切割成否可以符合品质拒绝。试验材料:某供应商2.0mm1/1、介电常数2.65。

试验参数及结果对比表格如下表格1:表格1原钻孔参数与新的参数孔细对比通过以上铁环圆孔对比实验,可以找到钻孔新的参数比原参数有更佳的加工效果,孔壁质量由原参数的1.16mill提高至0.56mill,可以获得很好的加工效果。新的参数:槽孔加工时主轴扭矩上升10%,低于扭矩不高于20krpm,进刀速度减少40%,退刀速度减少20%,用于全新刀具,且刀具寿命调升原参数寿命的80%。四、钻孔资料优化较短槽用于钻孔生产,以某产品展开工艺试验,槽孔设计如图2。

为确保和客户市场需求吻合,搭配和客户拒绝完全相同的某供应商1.0mm1/1、介电常数2.55的PTFE料展开工艺试验。图2槽孔设计图试验参数、方法及板电后结果记录如下表格2:表格2钻孔试验参数及浮铜后效果试验分析:(1)1号试验,用于之前G85格式工程资料,参数搭配优化后的新参数,铁环槽时孔密度为5孔,槽刀铁环槽的顺序为1、2、3、4、5,为线性生产,钻孔完,浮铜板电后,个别孔有瘤状毛刺,远超过品质拒绝接受标准。(2)2号试验,针对槽刀钻孔顺序展开工程资料优化,覆没后新的原作钻槽顺序为跳刀钻法,顺序为1、3、5、4、2,并新的展开试验,用优化后的新参数生产,浮铜板电后,毛刺提高效果不显著,个别槽孔内毛刺仍旧远超过标准。

(3)通过1号和2号实验,我们找到毛刺产生的方位主要坐落于每个孔与孔的间隙处,故设计3号和4号实验时,展开槽孔孔数加密,3号实验孔数由G85格式设备配置文件n孔减少到2n-1孔,4号实验孔数由G85格式设备配置文件n孔减少到4n-3孔,3、4号试验,减少铁环槽孔数量至9孔(3号)和17孔(4号),并且用于线性生产方式。按照新的钻孔参数,用于新的钻孔工程资料生产后,槽孔毛刺现象更进一步增加,加密至9孔的3号实验,槽孔孔壁毛刺较小,加密至17孔的4号实验,生产的槽孔完全没毛刺。通过上述试验得出结论:假设设备配置文件G85格式工程资料槽孔孔数为n,加工时槽孔孔数原作为4n-3,并且使用线性钻法,槽孔可以获得十分好的加工效果。

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五、生产效果检验依据试验结果,改版工程资料和钻孔参数后试生产,槽孔基本无毛刺,品质较好。图3沉铜后槽孔图4图电后槽孔六、铁环槽孔试验小结优化钻孔参数,主轴扭矩上升10%,低于扭矩不高于20krpm,进刀速度减少40%,退刀速度减少20%,用于全新刀具,且刀具寿命调升原寿命的20%;同时孔数由G85格式工程资料设备配置文件n孔减少到4n-3孔,槽孔内基本无毛刺,可以获得较为好的加工效果。

铣槽工艺优化一、现状直角槽孔中角孔与铣槽结合处最更容易产生毛刺,人工修刮不仅效率低落,而且不易导致孔无铜影响客户器件焊,必须对直角槽孔生产展开工艺试验,防止此类客诉再次发生。图5客诉角孔周围毛刺维修不清净二、角孔毛刺产生原因由于钻刀和铣刀皆为圆形,无法生产出有意味著的直角槽孔,为防止非直角槽对插件的不良影响,一般来说的作法是再行在槽孔四个角处钻角孔,然后展开CNC铣槽。而PTFE过于过坚硬,角孔边缘的材料在展开CNC铣槽时再次发生移动,使得铣刀无法除去角孔与铣刀交接处的毛刺。三、提高方向1、优化CNC工程资料:除去角孔,将角孔统合在CNC铣槽路径中,从而除去铣刀加工因材料应力而产生的工件盲点。

2、优化CNC参数:因参数原作失当,截断的纤维丝无法排泄,铣刀被纤维丝卷曲而失去工件能力,导致刚开始行刀就再次发生断刀,如图6。为了防止铣刀被纤维丝卷曲而断刀,最主要的提高是:①优化主轴扭矩,提升刀具工件能力,将纤维丝完全磨碎。减少工件能力的主要方法是提升刀具边缘的线速度,线速度越大工件能力越高,当然线速度也不是越快越好,必须动态考虑到风扇状况。

②用于螺旋铣刀,减少行刀速度,减少铣刀的排屑能力。用排屑能力更加强劲的螺旋铣刀替换普通铣刀,减少铣刀的切削速度,让铣刀有充足的时间排屑。图6试验中因纤维丝卷曲丧失切削力而折断的铣刀四、CNC工程资料优化试验以客户的槽孔为蓝本,将角孔统合入CNC路径中,制作试验工程资料,为确保槽边角品质,设计0.8mm和1.0mm两种刀径,以便对比同一种参数下两种刀具生产出有的毛刺的有所不同。工程资料如图7。

为确保和客户市场需求吻合,搭配和客户拒绝完全相同的某供应商1.0mm1/1、介电常数2.55的PTFE料展开工艺试验。图7试验用工程资料图生产时为避免槽边铜皮起尖,我们用于白色密胺垫板和冷压盖板夹紧生产,由于设备容许,扭矩在0-24000并转之间调节。铣槽孔试验参数及结果如下表格3:表格3铣槽孔加工参数试验小结:用于1.0mm螺旋铣刀,主轴扭矩24000并转,行刀速度为0.24m/min的3号试验槽孔毛刺大于,比起前期有相当大的提高,但还不是最理想的效果,但对于客户插件早已不影响了。

根据试验结果可以找到:毛刺产生区域主要正处于刀具路径转变方位。图8毛刺产生地点正处于刀具路径转变方位五、铣床工程资料更进一步优化变更槽孔资料,变长槽孔,并改回圆角槽孔,确保槽内矩形为客户必须的插件尺寸;搭配1.0mm刀径的螺旋铣刀展开工程资料制作,并批量生产生产样板,浮铜板电后孔内无毛刺,品质较好,如图9。图9优化后槽孔品质较好六、铣槽试验小结1)PTFE材料不合适机械加工直角金属化槽孔,在工程阶段不应及时与客户交流,变更圆角槽型,可以用于钻槽也可以铣槽,增加毛刺。

2)无法变更时,工程阶段将角孔统合入铣槽路径中,刀具用1.0mm制作工程资料;生产时搭配螺旋铣刀,行刀速度在必须必要上调;加工时已完成一次铣槽加工后再行加工一次,二次加工行刀速度可以更加改回原参数,可以超过一个较理想的加工效果。针对PTFE系列板料展开的槽孔生产实验第一时间,得出结论以下结论:1)铁环槽孔,按照优化后作业参数生产,工程资料展开加密孔,孔数由G85格式工程资料设备配置文件n孔减少到4n-3孔,并且使用线性钻法,可以获得较好的加工效果。2)铣槽孔,直角槽孔必须CNC加工时,工程资料优化阶段,将角孔统合入铣槽路径中,刀具用1.0mm制作工程资料;生产时搭配螺旋铣刀,行刀速度在原基础必须必要上调;加工时已完成一次铣槽加工后再行加工一次,第二次加工行刀速度可以更加改回原参数,可以超过一个比较理想的加工效果。

3)针对PTFE板料直角槽孔,在前阶段建议客户展开资料优化,更加改回圆形槽孔,在不影响插件功能的前提下,可以超过更佳的加工效果。


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