Механическая обработка печатных плат

Фольгированные диэлектрики выпускаются размерами 1000-1200 мм, поэтому первой операцией практически любого технологического процесса является резка заготовок. Размеры заготовок определяются требованиями чертежа и наличием по всему периметру технологического поля, на котором выполняются фиксирующие отверстия для базирования деталей в процессе изготовления.

Выбор метода получения заготовок определяется типом производства. В крупносерийном и массовом производстве раскрой листового материала осуществляется штамповкой на кривошипных или эксцентриковых прессах с одновременной пробивкой фиксирующих отверстий на технологическом поле.

Заготовки ПП в единичном и мелкосерийном производстве получают разрезкой на одно- и многоножевых роликовых или гильотинных ножницах. Применяемые ножи должны быть уста­новлены параллельно друг другу с минимальным зазором 0,01 - 0,03 мм по всей длине реза. На одноножевых роликовых ножницах можно получить заготовки размером от 50х50 до 500х900 мм при толщине материала 0,025-3 мм. Скорость резания плавно регулируется в пределах 2-13,5 м/мин. Точность резания ±1,0 мм. Для удаления пыли, образующейся при резании заготовки, ножницы оборудованы пылесосом. Во избежание повреждения рук во время технологического процесса заусенцы с торцов заготовки снимаются напильником. Качество снятия заусенцев определяется визуально.

Резка заготовок не должна вызывать расслаивания диэлектрического основания, образования трещин, сколов, а также царапин на поверхности заготовок.

Фиксирующие отверстия диаметром 4 - 6 мм выполняют штамповкой или сверлением с высокой точностью (0,01 - 0,05 мм). Для сверления используют универсальные станки, в ко­торых точность достигается применением кондукторов, или спе­циальное полуавтоматическое оборудование, которое в одном цикле с обработкой пакета заготовок предусматривает пневмати­ческую установку штифтов, фиксирующих пакет. Резание ведут спиральными сверлами из быстрорежущей стали или твердых сплавов при скорости 30 - 50 м/мин и подаче 0,03 - 0,07 мм/об. Биение сверла при обработке не должно превышать 0,03 мм. Повышение точности сверления фиксирующих отверстий достигается их развертывани­ем при скорости 10 - 30 м/мин и ручной подаче инструмента.

Монтажные и переходные отверстия получают также штам­повкой и сверлением. Пробивку отверстий на универсальных или специальных штампах применяют в тех случаях, когда отверстие в дальнейшем не подвергается металлизации и его диаметр не менее 1 мм. Правильный выбор зазоров между рабочими частями штампа, их размеров и геометрии, а также усилий при штампов­ке позволяет свести к минимуму образование трещин на ма­териале и расслоений. При пробивке отверстий в односторонних фольгированных диэлектриках применяют штампы с увеличенным двусторонним зазором между пуансоном и матрицей, обеспечивающим затягивание фольги в отверстие, чем достигается его частичная металлизация. Максимальная глубина затягивания фольги в отверстия диаметром 1 - 1,3 мм достигается при тех­нологическом зазоре 0,4^+0,2 мм. В этом случае диэлектрик со стороны фольги укладывается к плоскости пуансонов, а удельное усилие прижима увеличивается в два раза по сравнению с обыч­ным вариантом. Если плата имеет высокую плотность монтажа, большое количество отверстий и малый шаг координатной сетки, то применяют последовательную пробивку на нескольких штам­пах. Применение универсальных штампов, в которых необходи­мое количество отдельных пуансонов набирается в специальном трафарете, делает процесс штамповки экономичным в условиях мелкосерийного производства.

Металлизированные монтажные и переходные отверстия обра­батывают с высокой точностью на специализированных одно- и многошпиндельных сверлильных станках с ЧПУ. Эти станки име­ют координатный стол с автоматической системой позициониро­вания, сверлильные шпиндели с бесступенчатым регулированием скорости и систему ЧПУ позиционного типа. Повышение произво­дительности при сверлении достигается увеличением числа обо­ротов шпинделя и количества синхронно работающих сверлиль­ных шпинделей, групповой обработкой пакета заготовок, автома­тической сменой сверл по ходу технологического процесса и при их поломке, выбором оптимальной траектории движения платы по отношению к инструменту. Оптимальная частота вращения шпинделя составляет 45000 - 120000 мин^-1, скорость резания 25 - 50 м/мин при числе двойных ходов до 200 в минуту. Это предъявляет повышенные требования к жесткости конструкции, уровню температурных деформаций, износостойкости узлов трения. Для обработки металлизированных отверстий используются специальные спиральные сверла из металлокерамических твер­дых сплавов ВК6М или ВК8М. Их стойкость при обработке фольгированных стеклотекстолитов составляет 3000 - 7000 тыс. от­верстий, при наличии лакового покрытия на ПП стойкость инстру­мента уменьшается в 2-3 раза.

Чистовой контур ПП получают штамповкой, отрезкой на гиль­отинных ножницах или на специальных станках с прецизионными алмазными пилами, фрезерованием. Повышение производительности фрезерных ра­бот достигается групповой обработкой пакета ПП толщиной 10 - 30 мм. Для исключения повреждения их поверхностей между отдельными заготовками прокладывают картон, а пакет помеща­ют между проклад­ками из листового гетинакса.