钻孔资料

名称                钻孔站培训教材

1. 目的：

  1.1提高员工对制程的了解及品质意识，使其能迅速上岗，达成产能及品质目标。

2. 适用范围：

  2.1仅适用于钻孔站的工程师与领班。

3. 相关权责：

  3.1钻孔站。

4. 名词定义：

  4.1无

5. 相关文件：

  5.1无

6. 培训内容：

  6.1钻孔的作用及细步流程介绍

  6.2各流程的作用及注意事项

  6.3制程控制的工艺参数

6.4品质检测与处理

  6.5技术员工作职掌

  6.6不良板重工流程

  6.7 保养规范

  6.8不良原因及改善对策

  6.9点检项目记录表单

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6.1钻孔的作用及细步流程介绍：

  6.1.1钻孔作用：用来对PCB进行切削孔位，便于插件及导通之作业。

  6.1.2钻孔的细步流程介绍：

      进料 → 备针 → 钻孔 → 检验 → 出货

6.1.3钻孔的环境要求：

   温度：20±2℃

   相对湿度：50±5%

   6.1.4钻孔的主物料介绍：

     6.1.4.1垫板（2.5mm）：

       6.1.4.1.1作用：a.防止钻机台面受损；

b.减少出口性毛头；

c.减少钻头扭断；

d.降低钻针温度；

e.清洁钻针沟槽中之胶渣。

6.1.4.1.2板材种类：

复合材料——其制造法与纸质基板类似，但木屑为基础，再混合含酸或盐类的粘著剂，高温高压下压合硬化成为一体而硬度很高的板子。

酚醛树脂板——价格比上述的合板要贵一些，也就是一般单面板的基材。

铝箔压合板——同盖板一样。

Vbu垫板——是指Vented Back up垫板，上、下两面铝箔，中层为折曲同质的纯铝箔，空气可以自由流通其间，如石棉浪一样。

垫板的选择一样依各厂条件来评估，其重点在：不含有机油脂，屑够软不伤孔壁，表面够硬，板厚均匀、平整等。操作CNC控制现有CAD/CAM工作站都可直接转换钻孔机接受之语言只要设定一些参数如各孔代号代表之孔径即可。

6.1.4.2铝片（0.2mm），也称盖板：

  6.1.4.2.1作用：a.防止压力脚直接压伤铜面；

b.使钻尖容易中心定位；

c.减少进口性毛头；

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d.利于散热；

e.钻尖进、退时的清洁。

6.1.4.2.1盖板的材料：

复合材料——是用木浆织维或纸材，配合酚醛树脂当成粘著剂热压而成的。其材质与单面板之基材相似，此种材料最便宜。

铝箔压合材料——是用薄的铝箔压合在上、下两层，中间填去脂及去化学品的纯木屑。

铝合金板——5~30mil，各种不同合金组成，价格最贵。

上述材料依厂之产品层次，环境及管理，成本考量做最适当的选择，其品质标准必须：表面平滑、板子平整、没有杂质、油脂、散热要好。

6.1.4.3钻针（Drill Bit），或称钻头，其品质对钻孔的良率有直接的影响，以下将就其材料，外型结构作以论述。

  6.1.4.3.1钻针材料：

     钻针组成材料主要有以下三点：

1. 硬度高耐磨性强的碳化钨；
2. 耐冲击及硬度较强的钴；
3. 有机粘著剂。

          这三种粉末按比例均匀混合之后，于精密控制的焚炉中于高温中在模子中烧结而成，其成分约有94%是碳化钨，6%左右是钴。耐磨性和硬度是钻针评估的重点，其合金粒子愈细，愈能提高硬度以及适合钻小孔，通常其合金粒子小于1um左右。

6.1.4.3.2外形结构：

   钻针之外形结构可分成三部分，即钻尖、钻柄、螺旋刀（退刃槽）

钻尖部分（Drill point）

Ⅰ.钻尖角（Point Angle）

  第一钻尖面及角、第二钻面及角、横刃、刃筋

  钻尖是由两个窄长的第一钻尖面及两个呈三角形状的第二钻尖面所构成

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的，此刃面会合于钻尖点，在会合处形成两条短刃，也称为横刃，是最先碰触板材之处，此横刃在压力及旋转下即先行定位而钻入stack中。第一钻尖面的两外侧各有一突出之方形带片称为刃筋（Margin），此刃筋一直随著钻体部分盘旋而上，为钻针与孔壁的接触部分。而刃筋与刃唇交接处之直角刃角（corner）对孔壁的品质非常重要，钻尖部分介于第一钻尖面与第二钻尖面之间有长刃，两长刃与两横刃在中间部分相会形成突出之点为尖点，此两长刃所形成的夹角称钻尖角（point angle）,钻FR4的玻织板时则尖角需稍钝为115°、135°，最常见者为130°。

第一尖面与长刃之水平面所呈之夹面角约为15°，称为第一尖面角（primary face Angle），而第二尖面角（secondang face Angle）则约为30°，另有横刃与刃唇所形成的夹角称为横刃角（Cheisel Edge Angle）。

螺旋刀，也称退屑槽（Flute）：

钻针的结构是由实体与退屑的空槽二者所组成。实体之最外缘上是刃筋，使钻针实体部分与孔壁之间保持一小间隙以减少发热。其盘旋的退屑槽侧断面上与水平所成的旋角称为螺旋角，此螺旋角率小时，螺纹较稀少，路程近退屑快，但因废屑退出以及钻针之进入所受阻力较大，容易升温造成尖部积层积热，形成树脂之软化而在孔壁上形成胶渣（smear）。此螺旋角大时钻针的进入及退屑受之磨擦阻力较小而不易发热，但退料太慢。

钻柄（shank）：

被spindle夹具夹住的部分，为节省成本有用不锈钢材质。

钻针的类型：

Ⅰ.以直径分：每0.05mm 为直径，一般钻针的直径有从0.2~6.5mm；

Ⅱ.按型号分为：0.45mm以下为微小型；

0.5~1.25mm为小型；

1.3~3.15mm为中型；

3.2mm以上为大型

钻嘴的参数：

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Ⅰ.钻柄直径公差：3.175(0.00~0.015)mm；

Ⅱ.钻嘴的直径公差：D（0.01~0.0254）mm；

Ⅲ.钻嘴使用长度：21.00~21.20mm；

Ⅳ.套环：内径3.175mm   外径7.6mm

钻针的检查与重磨：

Ⅰ.检查方法：20~40倍实体显微镜检查，其缺点有以下几个项目：

  ①大头；      ②小头；      ③分离；      ④重叠；

  ⑤内弧；      ⑥外弧；      ⑦大面；      ⑧长短面；

  ⑨缺口；      ⑩中心不直；  圆角；      亮点

Ⅱ.重磨：钻针之磨损主要有2处，即钻尖部及刃带。前者有第一面的前缘之切削刃崩损或磨钝，外缘的刃角变圆，甚至钻尖角变平。此等皆可经由重磨而得以改善。但整个钻部外缘的刃带则无法重磨。其中最要紧的是刃角圆会增加发热，造成钉头、孔壁挖破等问题，通常一支新钻针钻FR-4的板在叠三层下，经过3000钻之后必须重磨。因材料有变化，故要有好品质的孔壁其第一磨后，再用时只能钻到2000钻，第二磨后只能用1000钻。故通常新钻针常用在多层板，重磨的才降级用在双面板，再差的则用在单面板不镀PTH的孔以上。

钻尖的两个面都要经过粗磨及细磨两次手续，第一面的表面细滑度比第二面要更细，排屑槽中的残胶要在超音波的能量下用1%的磷酸三钠Na₃PO₄去清洁震洗使之保持原有的光滑。多层板用的铲形钻头要以特殊的托部托住细处小心进行重磨，重磨后要仔细在20~40×显微镜下检查后才重用。

 6.2各流程的作用及注意事项：

   6.2.1进料：主要作用是将开料后基板或压合捞形后的多层板送到钻孔区待钻孔。

     6.2.1.1进料的注意事项：送到钻孔区待钻孔的板子，必须做进料检验，进料检验主要从以下几个方面做：

料号：全检，料号与工单相符；

数量：全检，与工单数据相符；

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c.板面抽检20%，主要抽检以下项目：

 Ⅰ.定位不良：PCB定位孔不良主要压合铣的靶位是否在中心位上；

 Ⅱ.凹陷：深度＜0.2mm，直径＜0.5mm，不能超过10点；

 Ⅲ.刮伤：不可见基材，不在其线路上，不影响线路长＜0.5mm；

 Ⅳ.气泡：铜箔没有完全和PP结合不可入成型区；

 Ⅴ.氧化：不能有大面积严重氧化和手指印；

 Ⅵ.捞边入成型：不可有；

 Ⅶ.铜皮撕破：不可入成型区；

 Ⅷ.板弯＜0.5mm。

   6.2.2备针：主要作用是根据待钻孔板子的料号和客户要求的孔径、孔数，来准备经过全检OK，符合要求的钻针，准备OK后，按照钻针领用程序发放给开机人员，以供生产。

     6.2.2.1备针时的注意事项：

备针时一定先要看清楚待钻孔板子的料号、版本号；

根据板子的料号、版本号查看客户规范，了解客户的钻孔图，孔径、孔数；

根据客户的钻孔图，所要求的孔径、孔数来准备经过全检OK的钻针；

发放、收回钻针严格按照钻针发放、收回程序。

   6.2.3钻孔：主要作用使电路板上、下连通及安装零件起功用。

6.2.3.1钻孔时的注意事项：

钻完方向孔后，用Map图核对孔位，OK后继续10孔左右，再次核对OK后钻孔。

每5分钟巡机一趟，观察板面是否有脏物，胶带是否脱落，钻孔有无异常，有问题及时停机，并通知到领班、工程师。

作业中准确计算钻针的寿命，及时领取钻针，禁止出现停机待针或钻针未经研磨再次使用现象。

换钻针时，必须量测钻针直径，并且插位正确。

钻孔参数在任何时候要与参数表绝对一致。

   6.2.4检验：主要作用是根据钻孔检验规范和客户规范，来检查钻出的板子是否达到客户的要求。

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6.2.4.1检验步骤：

量孔径：孔大、孔小；

拍菲林：多孔、漏孔、移位、未穿、未透；

目检：孔损、崩尖、披峰、塞孔、刮伤、胶迹、烧焦。

6.2.4.2检验时的注意事项：

底板全部用菲林对孔OK后送至IPQC处，面板全检，检验标准以《钻孔检验规范》和《客户检验规范》为准；

检板时，拿板动作依《钻孔搬运作业规范》；

记下所有检验情况，并将不良状况及时报知领班及工程师，同一料号每二趟板量一次孔径，换料号时必须量孔径；

菲林核对时，先对准菲林孔，然后PIN钉以垂直方向插入；

菲林平整，无皱折，且必须经IPQC及品质工程师确认后方可使用；

所用菲林必须大于板边长。

     6.2.5出货：主要作用是将钻孔OK的板子，经钻孔QC、IPQC确认后，各方面均能达到客户的品质要求，就转入下一制程进行加工。

       6.2.5.1出货时的注意事项：

以120PNL/L-RACK为单位存放于滚轮架上；

出货时，流程卡必须经IPQC签字，并贴上合格证；

并督促下一制程及时过数。

 6.3制程控制的工艺参数：

   钻孔室内温度：22±3℃

   钻孔室内湿度：RH50±10%

   HITAHI钻孔机：

空气压力：6.5±0.5kg/cm²        Spindle压力：5.5kg/cm²

压力脚压力：3.5±0.5kg/cm²      气夹压力：5±0.5kg/cm²

Rum-out测试：＜15um           孔位精度测试：25.0um

SPINDLE上、下限：