Глава 5. Основные этапы изготовления печатных плат

ся 1000 и более инструментов, что необходимо для нескольких часов рабо­ты станка практически без простоев и повышения безопасности труда. Сверла из магазинов забираются при помощи пневматических захватов. Для сверления современных ПП необходимы магазины, емкостью до 1200 сверл, техническое состояние которых обеспечивается системой тестирова­ния состояния сверл.

Заготовки ПП могут базироваться и зажиматься на столе сверлильного станка в заштифтованном виде и в незаштифтованных пакетах следующи­ми способами:

• с помощью зажимного приспособления с пневматическим устройст­вом, с призмой и прорезью (безлюфтовая центровка);

• зажимом сбоку с помощью грибовидной захватной головки, которая прижимает пакет ПП к монтажным пластинам;

• зажимом незаштифтованных пакетов ПП, что исключает продол­жительные операции заштифтовывания и расштифтовывания паке­тов ПП.

Режимы сверления. Режимами сверления являются:

• скорость резания К—до 180 м/мин;

• скорость вращения шпинделя п = 1000... 180 000 об/мин;

• подача сверл — 0,02...0,05 мм/об.

Режимы сверления зависят от диаметра обрабатываемых отверстий, типа ПП. Значения режимов сверления закладываются в программу свер­ления.

При сверлении глубоких микроотверстий (0 0,2...0,1 мм) в высоко­плотных ПП особенностью является использование:

• шпинделей с воздушными подшипниками и минимальной вибра­цией;

• стола сверлильного станка с линейным приводом;

• микросверл с точностью (±0,003) мм;

• скорости резания — более 100 м/мин, МПП — 130... 150 м/мин; по­дачи S= 0,01...0,03 мм/об;

• низкой скорости обратного хода сверла (для исключения поломки);

• числа оборотов (скорости вращения шпинделя) — 80 000... ...180 000 об/мин;

• длины спирали сверла — 10...20 диаметров отверстия, которая долж­на соответствовать глубине сверления;

• листа твердого картона или алюминия сверху;

• мощной отсасывающей системы и пр.

Чем меньше диаметр микроотверстия, тем меньше плат в пакете. При 0 < 0,3 мм каждую плату сверлят отдельно.

В настоящее время фирма НАМ (Hartmetall-Werk zengfabrik) произво­дит сверла диаметром 0,05 мм, которыми сверлят сквозные и глухие мик­роотверстия, применяя при этом стандартную и специальные виды заточки для повышения точности сверления за счет уменьшения ухода сверла при врезании в поверхность ПП: АС — с подрезкой перемычки сверла до обра­зования острия и САМ — с частичной подрезкой перемычки с образовани­ем «отрицательного угла» резания.

Получение монтажных и переходных отверстий

Особенностями сверления глухих отверстий является:

• сверление на заданную глубину, которое обеспечивается:

1. наличием в конструкции станка второй линейной измерительной системы (ось Z) с оптическим или лазерным методом измерения, но не механическим (точность (±0,050) мм);

2. применением калиброванного приспособления для определения положения конца сверла относительно верхней поверхности;

3. при помощи контактного сверления (точности (±0,015) мм); точ­ное сверление на заданную глубину производится с момента каса­ния поверхности ПП кончиком сверла, котороый определяется специальным электронным устройством¹;

• допуск на глубину порядка 10 мкм;

• программное сверление глухих отверстий;

• быстрая адаптация к форме поверхности и толщине пакета заготовок (по оси Z).

Сверление на заданную глубину контактным сверлением на станках фирмы Schmoll Maschinen GmbH имеет следующие преимущества:

• высокую производительность: до 400 отв./мин;

• высокую точность: (±0,015) мм на 2d;

• малые диаметры глухих отверстий: до 0,075 мм;

• большой ресурс сверла (до 20 000 сверлений);

• высокое качество полученных отверстий.

Для повышения точности сверления в конструкции станка с гранит­ным основанием применена смешанная сотовая конструкция стола, кото­рая имеет стальные поверхности и алюминиевую сотовую структуру внут­ри. Ее преимуществами являются: малая масса, высокое ускорение (до 16 м/с²), низкий ТКЛР (11,5 • 10~⁶ 'С'¹) и высокая жесткость.

К особенностям сверления ПП для поверхностного монтажа относятся: высокие требования к точности отверстий (установочных размеров для ав­томатической сборки); использование одношпиндельных станков с систе­мой распознавания образов.

Системы загрузки и разгрузки станка. Применяются полуавтоматические и автоматические системы загрузки и разгрузки станка. Загрузка и разгруз­ка может осуществляться с помощью транспортера, автокаров или ручных тележек.

Станки, расположенные в линию и управляемые ПК, могут иметь раз­личное число шпинделей (1, 2, 3 и более), что обеспечивает наибольшую гибкость, минимальное время сверления в соответствии с размером партии обрабатываемых заготовок (рис. 5.24 и 5.25).

Микросверла для высокоплотных ПП и ПП для поверхностного монтажа. За последние 10 лет наблюдается резкий рост применения сверл диаметром 0,1...0,4 мм — с 10 до 50 %, уменьшение потребности в сверлах диаметром 0,8...1,5 мм — с 70 до 25 % и стабильный процент (порядка 30 %) сверл с диаметром 0,45...0,75 мм.

¹ Kurt Polster, фирма Schmoll Maschinen GmbH. Новые разработки в области сверлильных станков с ЧПУ // Тезисы доклада на Международной конференции «Печатные платы», г. С.-Петербург. Май 2002 г.