PCB钻孔流程（一）

一、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。

二、适用范围：

  2.1 仅适用于PCB钻孔的工程师与领班。

三、相关权责：

  3.1 PCB钻孔。

四、名词定义：

  4.1无

五、相关文件：

  5.1无

六、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

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 → 准备PCB钻咀 → 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.减少钻咀扭断；

d.降低钻咀温度；

e.清洁钻咀沟槽中之胶渣。

6.1.4.1.2板材种类：

a.       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。

b.      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。

c.       铝箔压合板——同盖板一样。

d.      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；

d.利于散热；

e.钻咀进、退时的清洁。

6.1.4.2.1盖板的材料：

a. 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。

b. 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。

c. 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钻咀（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钻咀材料：

钻咀材料主要有以下三点组成：

a. 硬度高耐磨性强的碳化钨；

b. 耐冲击及硬度较强的钴；

c. 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。耐磨性和硬度是钻咀评估的重点，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：

   钻咀之外形结构可分成三部分，即钻尖、钻柄、螺旋刀（退刃槽）

a. 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的，此刃面会合于钻尖点，在中央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，为钻咀与孔壁的接触部分。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）。

a.                                 螺旋刀，也称退屑槽（Flute）：

钻咀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，使钻咀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咀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）。此螺旋角大时钻咀的进入及退屑受之磨擦阻力较小而不易发热，但退料太慢。

b.                                 钻柄（shank）：

被spindle夹具夹住的部分，为节省成本有用不锈钢材质。

c.                                 钻咀的类型：

Ⅰ.以直径分：每0.05mm 为直径，一般钻咀的直径有从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

d.                                 钻咀的参数：

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

e.                                 钻咀的检查与重磨：

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；  11圆角；      12亮点

Ⅱ.重磨：钻咀之磨损主要有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，通常一支新钻咀钻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。故通常新钻咀常用在多层板，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

PCB钻孔流程（四）

PCB钻孔流程（五）

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：

双面板：up：11±2um     

dowm：2±0.2um

多层板：up：22±3um     

dowm：14±0.2um

冷凝机：冷却油温，20±2℃

        冷却油量，刻度线1/3以上

集尘机：集尘真空压力，1000MNAQ以上。

 6.4品质检测与处理：

   6.5.1钻孔开机技术员工作职掌：

     6.5.1.1根据生管排程，及时准备各相关物料、工具，并保质保量完成生产任务；

6.5.1.2每次更换料号程序的输入，参数的设定及作好批量管制；

6.5.1.3每两小时填写一次生产情况并向领班汇报；

6.5.1.4在生产过程中出现异常情况马上向领班报告，严禁善自作主；

6.5.1.5所负责的“5S”区域的及时清洁及维持，并做好每天的机台点检项目；

6.5.1.6严格按照作业规范作业；

6.5.1.7认真、详细地做好交接班工作。

   6.5.2钻孔检板技术员工作职掌：

6.5.2.1首先了解上班钻板品质情况和本班各机台钻板情况；

6.5.2.2对各机台第一趟板进行孔径测量，并作记录；

6.5.2.3做到每二趟板量一次孔径；

6.5.2.4检板、量孔径都必须戴手套作业；

6.5.2.5中面、底板分好放置，对有漏孔、小孔、未穿、未透应即时汇报品质工程师或领班，然后送至各机台交待清楚进行重工；

6.5.2.6对每趟板的检验项目都必须如实记录，严禁有不良板流入IPQC或下制程，对不良板进行追踪记录；

6.5.2.7菲林应叠放整齐，对不用菲林送至菲林柜放好；

6.5.2.8汇报本班所钻板子有无异常情况；

6.5.2.9下班前点清量针数量是否OK。

   6.5.3钻孔进出货技术员工工作职掌：

6.5.3.1了解上班存量和现场生产情况；

6.5.3.2准备好所需生产的磁片和底片；

6.5.3.3进料时应注意进料检查，对不良和不合格板进行批退重工；

6.5.3.4认真做到料号、版本、工单一致性，数量也必须正确；

6.5.3.5双面板、多层板、垫板、铝片相应放置，并且标明料号，推入待钻板存放区；

6.5.3.6出货一定及时，数量一定正确，不得少板或多板，过数一定及时；

6.5.3.7工单按料号叠放在暂存板L架后面或W推车的板面上，数量与工单必须相符；

6.5.3.8准备充足的L架，搞好车间“5S”，一日至少3~4次；

6.5.3.9区分好半废垫板，全废垫板，将全废垫板、铝片打包叠好放置在货架上；

6.5.3.10做好本班进出货记录表格填写，不得有错；

6.5.3.11向领班汇报当日出量、进量、存量情况，与下班出货员进行交接班OK后方可下班。

PC

6.6不良板重工流程：

    不良板→整理分类 →→→→重工→→→→→QC全检→→IPQC全检→→出货

                                 报废

   6.6.1孔小重工步骤：

6.6.1.1QC用量针测量钻咀直径，确认哪类型的孔孔小；

6.6.1.2把所有小孔板放好，准备相应的钻咀；

6.6.1.3把所有的小孔的板全部进行补孔；

6.6.1.4补孔后QC再用量针测量孔径；

6.6.1.5最终由IPQC再全检，OK后出货。

   6.6.2塞孔重工步骤：

6.6.2.1将塞孔处用粉笔做好标示；

6.6.2.2将塞孔板直立于桌面上，一手扶住板子，一手拿气枪对塞孔处吹孔；

6.6.2.3将塞的纤维粉吹掉后，即可交由QC全检；

6.6.2.4 QC和IPQC全检OK后出货。

   6.6.3披锋重工步骤：

6.6.3.1将板子成一定角度目视板面，判断批锋程度；

6.6.3.2用一定的力度，用砂纸打磨披锋板；

6.6.3.3 QC和IPQC全检OK后出货。

   6.6.4胶迹重工步骤：

6.6.4.1目视板边四周发现有胶迹交将整理放好；

6.6.4.2用砂纸打磨掉胶迹；

6.6.4.3 QC和IPQC全检OK后出货。

   6.6.5未穿、未透、漏孔重工步骤：

     6.6.5.1当断针报警时，记下显示器当前所在孔数；

6.6.5.2钻完此趟板，用红菲林拍对，找出未穿、未透、漏孔的位置，并用油性笔做好标记；

6.6.5.3按照补未穿、未透、漏孔的程序，将孔全部补好；

6.6.5.4 QC和IPQC全检OK后出货。

6.7保养规范：

 6.8不良原因与改善对策：

   6.8.1钻咀不良项目；

a.       孔大：用小于实际孔径0.0254mm量针去量，比实际孔径大2mil;

b.      孔小：用小于实际孔径0.0254mm量针去量，比实际孔径小2mil；

c.       漏孔：用菲林核对，目视板面，发现菲林有孔而板面无孔，正面核对也有此情况；

d.      多孔：用菲林核对，目视板面，发现菲林无孔而板面有孔，正面核对也有此现象；

e.       偏孔：用菲林核对，发现板面上的孔向相同方向偏移；

f.        移位：用菲林核对，目视板面，发现板面上的孔向相同方向偏移；

g.       未穿：用菲林核对，目视板面，发现板面无孔而菲林有孔，正面核对无此现象；

h.       未透：用菲林核对，目视板面，发现板面的孔比菲林上的孔小，正面无此现象；

i.         披锋：目视板面，视线与板面保持一定倾斜度，发现孔周围有小毛头突起；

j.        烧焦：目视板面，发现孔壁发白，铜箔和基材被烧焦熔化；

k.      崩尖：目视板面，正对光线，发现孔壁发白（有孔大现象）；

l.         塞孔：正对光线看板面，发现孔被异物堵塞；

m.     胶迹：目视板面，发现板面有、黑色的胶状物体；

刮伤：铜箔被刮伤，露出内部基材

6.8.2不良原因与改善对策：

6.9点检项目与记录表单