关于PCB钻机背钻的原理解析 PCB背钻加工的主要流程

人逢喜事精神爽,饭量成倍来增长,这就是传说中的心宽体胖。

最近肖工心情好,媳妇漂亮闺女乖巧,关键是前段时间老婆经过十月怀胎,又给他生了个大胖小,真真正正是个好。

人啊,心一放松,身体就像野草般的疯长,特别是他那个肚子,像极了自己媳妇怀孕五六个月时的样子。

他媳妇一看这还了得,衣服裤子全显小,关键是男人什么都好,可是一胖就显老。

于是减肥就提上了日程。

媳妇常说的一句话是:“如果你连自己的体重都控制不了,如何掌控自己的人生。”

肖工时常感叹自己的人生能不能掌控,他不知道。可是这减肥是越减越肥,越肥越减的事实他是知道的。

看着自己日渐隆起的肚皮,他内心也很苦恼,于是他当着媳妇的面发誓:“老婆,我一定要减肥成功,给我两个月的时间,让你见证奇迹,如果不成功,我便永不来见你。”

她媳妇一听,当时眼泪就流了下来,她哭着说:

“娃他爹你这是不打算要我了吗,你瘦下来的这个愿望,有可能一辈子都不能实现,你是打算一辈子都不来见我吗,大概这就是最委婉的诀别吧。娃儿呀,你爸他不要我们了。呜呜……．”

天啊,这都是哪跟哪呀,这减肥怎么和夫妻感情扯上了关系,那就太复杂了,你怎么去和一个女人去讲道理,关键还是一个带着两个娃的女人讲道理,这大周末的可真闹心呀。

肖工想赶紧找个事情把这个话题岔开,正在这个关键的时候,他的手机铃声响了。

他拿起手机一看,发现是自己的好友,在京城六扇门layout公司做PCB设计的雷豹打来的。

“肖同学,我设计了一个有背钻的PCB,在设计时有个几个地方漏加背钻设置了,现在PCB做好了,你帮忙评估下能不能返工背钻,否则板子用不了。”雷豹说道。

“可以呀,小case一个,你现在把板子拿上去我们公司门口等我,我马上就到,咱们一起讨论下返工方案”急于脱身的肖工赶紧和雷豹说道,这真是想睡觉时就遇到枕头,刚刚好。

一看老公有正事要做,这一刻肖工媳妇也不哭也不闹了,安静的像个宝,做PCB的爷们就是好。

肖工到了公司,一会儿雷豹也赶了过来。

气喘吁吁的拿出来两块板子,肖工一看就傻眼了。

这是两块已经装配好了的PCB。

“你这是做好的PCB吗,你这分明装配完成的PCB,你不会是来砸场的吧,雷豹。”

“我不这样说,你能来吗。赶紧帮忙想想办法,肖工。”雷豹焦急的说道。

”帮你,一定帮你,不帮你返钻成功,我就不回家,住在工厂里陪着你,怎么样。“肖工坚定的回答道。

雷豹很感动,赶忙将板子的情况详细的和肖工讲述了一下,此项目共计24层,在设计时板内有几对差分线位置漏加了背钻钻的设置。如下图圈中的地方是漏加背钻孔的位置,都是via孔,目前板子已经完成器件焊接,过孔stub的问题导致测试误码严重 。大兄弟呀,请赶紧帮忙评估下补做背钻的可行性,这板上的器件可不便宜。

肖工听了雷豹的讲述后,赶紧把公司工艺部和研发的同事能喊的都喊了过来,大周末也不让大伙过了,大家一起来评估返工方案。谁知道大伙这一评估,就有了下面一段刻骨铭心的返工记忆。

下图为PCB文件中漏加背钻的地方:

下图为已装配完成的PCBA:

大家经过讨论,优先选择在钻机上返工,但是焊接完的PCBA,板上的器件高低不平,在钻机台面上返工时,要保证板子在钻机上绝对平整,还要防止钻机撞到板上的高器件,造成设备和物料损坏。

大家商讨出了下面的这个返工方案:

1．根据实物板制作PCB的托盘治具,评估托盘+板子的总高度

2．先用这2片PCBA做试验,来评估返工方案,但是有风险,并有消耗的时间也比较长,托盘开出来后仍然有不能返工的风险。

通讯PCB单价昂贵,,压接器件的装配是处于整个PCB流程的最后段,对PCB加工设备和工艺的要求很高。

PCB所有的器件已焊接装配,经过工艺同事的评估,说要想在钻机上做返工背钻,必须要把板上的高器件折下来。

在开始折板上器件之前,我们先来了解下PCB钻机背钻的原理。

所谓的背钻,就是利用钻机的深度控制功能实现盲孔的加工,以去除钻孔上的部分孔铜。依靠钻机向下钻孔时,钻咀尖接触基板板面上的铝片时产生的微电流,来感应板面高度位置,再依据设定的下钻深度进行下钻,在达到下钻深度需求时停止下钻。

通常是把钻机的气浮主轴作为信号通道,将其当做电容,压缩空气为绝缘介质,动子和定子为电容的两极。PCB板上的铝片通过钻机的蘑菇头接地,控制板产生交流信号通过气浮主轴,当气浮主轴夹持刀具碰到覆盖在PCB板上的铝片时形成回路。而刀具离开铝片时则信号中断。当信号回路形成瞬间,Z轴方向上的光栅尺读数头记录的位置即为背钻起始点的位置。借助Z轴光栅尺进行精确的深度控制钻孔,完成背钻

PCB背钻加工的主要流程:

我相信当大家看了上面的文字,搞明白钻机的背钻的原理后,大伙儿一定会发现PCBA返工背钻存在如下问题:

1、 返工背钻时需要在PCB上加铝片,因PCB上已焊有器件无法加装铝片;

2、 背钻时需要钻机用蘑菇头与铝片进行连接导电,与钻轴形成电性能回路,来控制深度。因PCB贴器件后,板子的平整度无法保证,所以返工时深度数据会有误差,导致钻孔控深失败。

综上所述,贴完器件后的板子,无法在钻机上实现背钻返工。

于是有工艺的同事说,锣机要求没有钻机那么严,也不用板上盖铝片,要不我们尝试把板上高的连接器给折下来,看看能不能在锣机上返工。

经过大家一翻死命的折腾后,PCB上的压接器件终于折下来了。

终于可以在成型车间的CNC(锣机)上,开始控深返钻了。
结果因为CNC(锣机)的精度相对较差,返工背钻偏移度过大,刚好板内有走线与背钻孔距离过近,线被钻断了。

CNC返工也宣告失败了。

PCB上的高速连接器是通过压接方式装配的,器件与板子的导通是通过连接器的鱼眼与板子紧密接触导通的。

看看被拔掉连接器的板子,肖工莫名的想起了一句话:

外表虽完整,内伤很严重。

后来工艺部的同事又提出来一个新的建议,是不是可以通过激光控深去去除孔上多余的stub,大家都说这个建议好。说做就做,一伙人赶紧去了激光钻孔车间。

编辑：hfy