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(jiǎn)稱(chēng)“高速板”或“HSPCB”）因其具有低介電常數(shù)、低介質(zhì)損耗、高可靠性特點(diǎn)，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(shù)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、厚度大，使鉆孔時(shí)產(chǎn)生大量熱量，而高速板鉆削過(guò)程僅靠排屑及大氣進(jìn)行散熱，鉆削溫度高、散熱條件差，導(dǎo)致孔壁粗糙度大、刀具磨損及螺旋槽堵塞等問(wèn)題，

2、在連續(xù)高密度微孔鉆削時(shí)尤為顯著，因此有必要對(duì)高速板鉆削溫度進(jìn)行系統(tǒng)研究。
　　本文針對(duì)高速板鉆削溫度引起的主要問(wèn)題，采用理論分析和實(shí)驗(yàn)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(zhì)量的關(guān)系，降溫及控溫方法等方面進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究。
　　針對(duì)高速板微孔鉆削溫度高的技術(shù)問(wèn)題，采用感溫試紙測(cè)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(diǎn)，研究了高速

3、板鉆削溫度影響因素及變化規(guī)律。結(jié)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(shí)， P1是影響鉆削溫度的主要因素，多層基材疊板鉆削時(shí)，芯板是影響鉆削溫度的主要因素。壓合后半固化片對(duì)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(duì)疊板時(shí)更加穩(wěn)定。鉆削參數(shù)中，進(jìn)給量對(duì)鉆削溫度的影響最大，其次是鉆孔數(shù)和主軸轉(zhuǎn)速，高速板大量加工0.25mm微孔

4、時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)不高于140krpm，一次鉆孔數(shù)應(yīng)控制在1200以?xún)?nèi)。
　　針對(duì)高速板微孔鉆削中出現(xiàn)的切屑粘附、刀具磨損嚴(yán)重的問(wèn)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(tuán)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(tuán)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(huì)造成主切削刃的崩刃和破裂，進(jìn)給

5、量和鉆孔數(shù)是影響刀具磨損的主要因素，鉆頭磨損隨著進(jìn)給量的增大而減小，隨著鉆孔數(shù)的增加而增大。鉆削溫度越高，切屑粘附和刀具磨損越嚴(yán)重。
　　針對(duì)高速板微孔鉆削質(zhì)量問(wèn)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(guān)系。結(jié)果表明孔壁粗糙度最大區(qū)域發(fā)生在介質(zhì)層，且隨著主軸轉(zhuǎn)速的增加波動(dòng)很大，隨著進(jìn)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(jī)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(guò)程成為影響孔壁粗糙度的

6、主要因素。
　　在對(duì)高速基材及多層高速板鉆削進(jìn)行降溫及控溫方面，首次研究了渦流式低溫冷風(fēng)在高速板鉆削上的運(yùn)用效果。研究表明，低溫冷風(fēng)可以有效地降低高速基材及多層高速板的鉆削溫度，對(duì)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(fēng)溫度低于零度時(shí)會(huì)產(chǎn)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(fēng)對(duì)切屑粘附的影響比對(duì)刀具磨損的影響更大，施加冷風(fēng)有利于減緩主切削刃的崩刃和破裂，但冷風(fēng)溫度過(guò)低時(shí)會(huì)加劇鉆頭的破損；