תחת מגמת הפיתוח המהיר של מוצרים אלקטרוניים מודרניים, ייצור PCB עומד בפני דרישות גבוהות יותר. התהליך קידוח גב PCBממלא תפקיד חשוב-בייצור PCB מהיר כטכנולוגיית מפתח לשיפור שלמות האות והפחתת אובדן האות.
1, סקירת תהליך
קידוח גב pcb, הידוע גם כקידוח בקרת עומק, מכוון בעיקר להסרת חלקי "Stub" עודפים ב-via שאינם משתתפים בהעברת האות. במהלך-העברת אותות במהירות גבוהה, שרידי חור ארוכים מדי- עלולים לגרום לאי-התאמה של עכבה, השתקפות אות, הצלבה ובעיות אחרות, המשפיעות באופן רציני על איכות האות. תהליך הקידוח האחורי שולט במדויק על עומק הקידוח כדי להסיר כלונסאות שיוריים דרך החור, אופטימיזציה של נתיב העברת האות ושיפור יעיל של שלמות האות כדי לעמוד בדרישות הביצועים של מוצרים אלקטרוניים במהירות-גבוהה ובתדר גבוה-.
2, הסבר מפורט על זרימת התהליך
(1) הכנה מוקדמת
ניתוח נתונים ותכנון תהליכים: לפני ביצוע פעולת הקידוח האחורי, המהנדסים צריכים לקרוא בעיון את מסמכי התכנון של ה-PCB, להבהיר את הפרמטרים המרכזיים כגון המיקום, הגודל והעומק של הקידוח האחורי. פיתוח תכנית תהליך קידוח אחורית מפורטת המבוססת על מאפיינים של שכבות PCB, חומרים, מבנים וכו', לרבות בחירת ציוד קידוח מתאים, כלי חיתוך, פרמטרי עיבוד וכו'.
הכנת המצע: בדוק בקפדנות את מצע ה-PCB כדי לוודא שהמשטח נקי מפגמים כגון כתמים, שריטות ועיוותים. יחד עם זאת, על מנת לשפר את הדיוק והיציבות של הקידוח האחורי, בדרך כלל אופים את המצע על מנת להסיר לחות מהלוח ולמנוע בעיות כמו דלמינציה או התפוצצות של הלוח עקב אידוי לחות בתהליך הקידוח. יש להגדיר את טמפרטורת האפייה וזמן האפייה בהתאם לסוג הלוח והמלצות הספק. בדרך כלל, טמפרטורת האפייה היא בין 120 מעלות ל-150 מעלות, והזמן הוא 2-4 שעות.
איתור באגים של ציוד קידוח: קידוח אחורי דורש דיוק גבוה במיוחד עבור הציוד, ולכן יש צורך בניפוי שגיאות מקיף של מכונת הקידוח. זה כולל כיול דיוק המיקום של צירי X, Y ו-Z של מכונת הקידוח, בדיקת יציבות מהירות הציר ודיוק היציאה, והבטחה שכל מדדי הביצועים של הציוד עומדים בדרישות התהליך. בנוסף, יש להתקין כלי קידוח אחוריים מתאימים, ולבחור את הקוטר, אורך הלהב, החומר ופרמטרים נוספים של הכלים בהתאם לדרישות הגודל והעומק של חור הקידוח האחורי.
(2) עיבוד קידוח אחורי
מיקום קידוח: באמצעות מערכת המיקום החזותית של מכונת הקידוח, מיקום הקידוח האחורי על מצע ה-PCB מזוהה וממוקם במדויק. על ידי לכידת חורי המיקום או סימון נקודות על המצע באמצעות מצלמה והשוואתם עם הקואורדינטות בקובץ העיצוב, מיקום שולחן העבודה של מכונת הקידוח מותאם אוטומטית כדי להבטיח את הדיוק של מיקום הקידוח. במהלך תהליך המיקום, יש צורך לשלוט בקפדנות על דיוק המיקום, ושגיאת המיקום נדרשת בדרך כלל להיות בטווח של ± 50 מיקרומטר.
פעולת קידוח: הפעל את מכונת הקידוח ובצע עיבוד קידוח חוזר לפי פרמטרי התהליך שנקבעו מראש. במהלך תהליך הקידוח, יש צורך לשלוט במדויק על עומק הקידוח כדי להבטיח הסרה מדויקת של כלונסאות שיוריות העוברות דרך החור. השליטה בעומק הקידוח מושגת בעיקר באמצעות מערכת סרוו ציר Z- של מכונת הקידוח, בשילוב עם- ניטור בזמן אמת והתאמת משוב על ידי מכשיר מדידת העומק. בנוסף, יש צורך להגדיר באופן סביר פרמטרים כגון מהירות קידוח וקצב הזנה כדי למנוע בלאי של הכלים וירידה באיכות הקידוח הנגרמת כתוצאה ממהירות מהירה מדי, או יעילות ייצור המושפעת ממהירות איטית מדי. באופן כללי, מהירות הסיבוב של חור הקידוח האחורי היא בין 80000-120000 סיבובים לדקה, וקצב ההזנה הוא בין 0.05-0.15 מ"מ/סיבוב.
ניהול כלים: בשל הקוטר הקטן ואורך הלהב הקצר של כלי הקידוח האחוריים, הם מועדים לבלאי ושבירה במהלך תהליך העיבוד. לכן, יש צורך להקים מערכת ניהול כלים מקיפה לניטור תדירות השימוש והבלאי בכלים בזמן אמת. כאשר בלאי הכלי מגיע לרמה מסוימת או שמספר השימושים חורג מהערך שצוין, החלף את הכלי בזמן כדי להבטיח את יציבות איכות הקידוח. במקביל, מיחזר ונתח את הכלים שהוחלפו, סכמו את דפוסי הבלאי של הכלים, ייעל את חיי השירות ופרמטרי העיבוד שלהם.
(3) הליך לאחר עיבוד
טיפול בקיר חור: לאחר סיום הקידוח האחורי, ייתכנו פגמים כמו כתמים ושאריות שרף על פני קיר החור, המצריכים טיפול בקיר החור. שיטות נפוצות לטיפול בדפנות הנקבוביות כוללות ניקוי כימי, ניקוי פלזמה וכו'. ניקוי כימי הוא שימוש בריאגנטים כימיים להסרת מזהמים מפני השטח של דופן הנקבוביות, בעוד שניקוי פלזמה משתמש בחלקיקי פלזמה באנרגיה גבוהה- כדי להפציץ את פני דופן הנקבוביות, להשגת מטרת הניקוי וההפעלה. על ידי טיפול בדופן החור, ניתן לשפר את החספוס והניקיון של דופן החור, ולשפר את ההדבקה בין שכבת האלקטרוניקה הבאה לקיר החור.
מילוי חור באלקטרו: על מנת לאפשר לחור הקידוח האחורי להוליך אותות בצורה רגילה, יש צורך לבצע טיפול מילוי חורים באלקטרוניקה על החור. ראשית, בצע מתכת חורים על ידי יצירת שכבת נחושת מוליכה על פני דופן החור באמצעות ציפוי נחושת כימי או ציפוי נחושת אלקטרוני. לאחר מכן, בצע מילוי אלקטרוני כדי למלא את החור בנחושת וליצור חיבור חשמלי טוב. במהלך תהליך הציפוי יש צורך לשלוט בקפדנות על ההרכב, הטמפרטורה, צפיפות הזרם ופרמטרים אחרים של תמיסת הציפוי כדי להבטיח שעובי שכבת הציפוי אחיד, צפוף וללא פגמים כמו חללים ובועות.
בדיקת איכות: ערכו בדיקת איכות מקיפה על PCB שסיימו קידוח אחורי ומילוי אלקטרוניקה, בעיקר כולל בדיקת מראה, מדידת פתחים, מדידת עומק חור, בדיקת ביצועים חשמליים וכו'. בדיקת המראה בודקת בעיקר אם פני השטח של חור הקידוח האחורי שטוח וחלק, והאם יש פגמים, פגמים ושריטות; מדידת צמצם ומדידת עומק משתמשים בציוד כגון מיקרוסקופים וגלאי קיר חורים כדי להבטיח שהצמצם והעומק עומדים בדרישות התכנון; בדיקת ביצועים חשמליים כוללת בדיקת מוליכות, בדיקת התנגדות בידוד, בדיקת עכבה וכו', כדי לוודא אם הביצועים החשמליים של החור הקדוח האחורי עומדים בדרישות לשימוש במוצר.
3, קשיים ופתרונות טכנולוגיים
(1) בקרת עומק הקידוח
שליטה בעומק חור הקידוח האחורי היא אחד מקשיי הליבה בתהליך כולו. בשל עומק הקידוח הרדוד (בדרך כלל בין 0.1-1 מ"מ) ודרישות דיוק גבוהות (שגיאה בטווח של ± 25 מיקרומטר), כל סטייה קטנה עלולה לגרום להסרה לא מלאה של כלונסאות שיוריות דרך החור או נזק לשכבת האות הרגילה. הפתרון כולל שימוש בציוד קידוח-בדיוק גבוה והתקני מדידת עומק לניטור ולבקרת משוב בתהליך הקידוח בזמן אמת; בינתיים, על ידי אופטימיזציה של פרמטרי קידוח כגון הפחתת מהירות הקידוח והגדלת יציבות קצב ההזנה, ניתן לשפר את דיוק הבקרה של עומק הקידוח.
(2) בקרת איכות של קיר הקידוח
במהלך תהליך הקידוח האחורי, החיכוך האינטנסיבי בין הכלי לצלחת יכול בקלות להוביל לפגמים כגון כתמים, דלמינציה ושאריות שרף על פני קיר החור, המשפיעים על האיכות והביצועים החשמליים של דופן החור. כדי לפתור בעיה זו, יש צורך לבחור כלי חיתוך ופרמטרים מתאימים לעיבוד כדי להפחית את החיכוך וכוח החיתוך בין הכלים לפח; יחד עם זאת, חזקו את תהליך הטיפול בקיר החורים, נקטו בשיטות ניקוי והפעלה יעילות, וודאו כי פני קיר החור נקיים וחלקים.
(3) יעילות ייצור ובקרת עלויות
תהליך הקידוח האחורי דורש דרישות ציוד ותהליכים גבוהות, וכתוצאה מכך יעילות ייצור נמוכה יחסית ועלויות מוגברות. כדי לשפר את יעילות הייצור ולהפחית עלויות, ניתן להשיג זאת באמצעות אופטימיזציה של פריסת התהליך, אימוץ ציוד ייצור אוטומטי ושיפור חיי הכלים. לדוגמה, שימוש במכונת קידוח רב צירית כדי לעבד בו-זמנית מספר חורים קדחו אחוריים מפחית את זמן הבטלה של הציוד; על ידי ייעול התכנון והניהול של כלי חיתוך, ניתן להאריך את חיי השירות של כלי חיתוך ולהפחית את עלויות כלי החיתוך.