高速印制電路板微孔鉆削溫度研究及控制.pdf

1、高速印制電路板（High Speed Printed Circuit Board，簡稱“高速板”或“HSPCB”）因其具有低介電常數、低介質損耗、高可靠性特點，被廣泛用作超大容量的信息傳輸、超快速度和超高密度的信息處理的電氣連接載體。相比普通剛性板鉆削而言，高速板因材料硬度大、板材層數多、結構復雜、厚度大，使鉆孔時產生大量熱量，而高速板鉆削過程僅靠排屑及大氣進行散熱，鉆削溫度高、散熱條件差，導致孔壁粗糙度大、刀具磨損及螺旋槽堵塞等問題，

2、在連續(xù)高密度微孔鉆削時尤為顯著，因此有必要對高速板鉆削溫度進行系統(tǒng)研究。
　　本文針對高速板鉆削溫度引起的主要問題，采用理論分析和實驗研究的方法，著重從高速基材及高速板鉆削溫度特性、鉆削溫度影響因素、鉆削溫度與切屑粘附、刀具磨損及孔壁質量的關系，降溫及控溫方法等方面進行深入系統(tǒng)的研究。
　　針對高速板微孔鉆削溫度高的技術問題，采用感溫試紙測溫方法，分析了高速基材及多層高速板的鉆削溫度特性及其在層間、孔間的疊加特點，研究了高速

3、板鉆削溫度影響因素及變化規(guī)律。結果表明，高速基材單孔鉆削溫度在104-110℃之間，基板材料芯板和P1半固化片（1080）是造成高速板鉆削溫度高的主要原因；連續(xù)鉆孔時， P1是影響鉆削溫度的主要因素，多層基材疊板鉆削時，芯板是影響鉆削溫度的主要因素。壓合后半固化片對鉆削溫度的影響減小，高速多層板鉆削溫度隨之減小，多孔鉆削溫度相對疊板時更加穩(wěn)定。鉆削參數中，進給量對鉆削溫度的影響最大，其次是鉆孔數和主軸轉速，高速板大量加工0.25mm微孔

4、時，主軸轉速應不高于140krpm，一次鉆孔數應控制在1200以內。
　　針對高速板微孔鉆削中出現(xiàn)的切屑粘附、刀具磨損嚴重的問題，首次提出高速基材及高速板切屑粘附形態(tài)及刀具磨損特征。單層高速基材的切屑粘附形態(tài)為熔融粘附、團聚粘附兩種，粘附部位集中在鉆頭的螺旋槽、刃背及鉆尖。多層高速基材切屑粘附主要是團聚粘附和纏繞堆積，集中在鉆頭的螺旋槽及鉆尖。多層高速板的鉆頭磨損主要為后刀面和橫刃磨損，鉆削半固化片會造成主切削刃的崩刃和破裂，進給

5、量和鉆孔數是影響刀具磨損的主要因素，鉆頭磨損隨著進給量的增大而減小，隨著鉆孔數的增加而增大。鉆削溫度越高，切屑粘附和刀具磨損越嚴重。
　　針對高速板微孔鉆削質量問題，著重研究了高速板的孔壁粗糙度變化及其與鉆削溫度的關系。結果表明孔壁粗糙度最大區(qū)域發(fā)生在介質層，且隨著主軸轉速的增加波動很大，隨著進給量的增加逐漸增大。在大深徑比微孔加工中，孔壁粗糙度的影響機制發(fā)生改變，鉆削溫度越高反而有利于減小孔壁粗糙度，排屑過程成為影響孔壁粗糙度的

6、主要因素。
　　在對高速基材及多層高速板鉆削進行降溫及控溫方面，首次研究了渦流式低溫冷風在高速板鉆削上的運用效果。研究表明，低溫冷風可以有效地降低高速基材及多層高速板的鉆削溫度，對半固化片的降溫效果優(yōu)于芯板，多層芯板的降溫效果不太穩(wěn)定；冷風溫度低于零度時會產生切屑凝固的現(xiàn)象，大大削弱降溫的效果和穩(wěn)定性。
　　冷風對切屑粘附的影響比對刀具磨損的影響更大，施加冷風有利于減緩主切削刃的崩刃和破裂，但冷風溫度過低時會加劇鉆頭的破損；