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印制电路板成形加工工艺分析摘要：印制电路板是电子零件之间相互接通的载体，它是许多电子仪器设备中不可缺少的组成部件随着电子产品的应用多样化趋势，对印制电路板产品品质的要求是日益增高为了适应市场的需求，许多企业更加注重印制电路板成品的高品质、高精度的实现本文对印制电路板的定义及历程进行简单的介绍，且对成形加工工艺进行了论述就印制电路板成形加工工艺，主要针对尺寸超差和毛刺这两大品质缺陷进行探讨，分别从销钉松动、刀补不合理、铢刀磨损、V割线与外形线重叠和其他原因产生的毛刺等因素进行详细的分析并提出相对应的改善措施以此能够解决长久以来印制电路板成形加工过程中存在的一些品质缺陷问题,从而可以提iWj成形加工成品的品质，保证符合客户对产品提出的要求关键词：印制电路板；成形加工；尺寸超差；毛刺4成形加工品质缺因分析通常印制电路板成形加工是印制电路板生产制作的最后一道工序看其工艺不难，然而存在品质缺陷却特别多，在成形加工过程中别看有些品质缺陷不起眼，比如一些小毛刺及超出±o.oi的公差，这些缺陷都可能影响到产品性能的稳定性、加工出的成品不符合要求从而导致返工、严重的话直接造成整批加工板件报废等这些缺陷需要重视且加以控制，本文主要从铁板、V割、冲板三个成形加工方式中存在的尺寸超差、毛刺这两大缺陷进行分析。

印制电路板加工成形中尺寸问题层出不穷，加工尺寸精度是确保加工质量的重要指标±0.1、±0.15的尺寸公差要求都已经是很常见的了，加工难度是越来越高了，虽然可以通过刀具半径补偿来实现，但对于刀路比较多的板件，有可能存在刀具半径补偿出错的情况再加上刀具会有磨损，成品板尺寸更加难以保证，这可能会影响到板子因尺寸精度原因成为不合格品对于生产工艺而言，了解问题的起因并掌握利用对分析解决问题可达到事半功倍的效果在加工过程尺寸精度会受到许多因素的干扰，在这里主要包括定位销钉、铁刀、补偿值这几个因素进行详细分析4.1.1销钉松动销钉是印制电路板铳成形加工过程中所用的固定工具固定每叠板子于机台上，不会移动，提高铳板精度一般要求销钉不能弯曲及松动，直径要保持与管位孔一致，不能过大也不能过小注意定位销钉不得高于版面3mm,定位销钉选用比板上的销钉孔径小于0.1-0.15mm (0.05)的销钉在放销钉的时侯，定位孔内的部分板材可能会被削掉，从而会产生很深的间隙或小槽在铢板的时候，绝大多数切削的力都是由定位销钉来承担，销钉孔受到挤压且孔里面原先就存有缺陷，从而使定位销钉逐个松动且偏移定位销钉松动会直接影响到印制电路板的位移，则就出成品板的尺寸就会偏位，不能确保严格的公差。

则会使成品板的外形尺寸超出所控制的范围4.1.2刀补不合理刀补就是铢刀的补偿由于在铳板操作过程中铳刀要偏斜，因此，有必要确定这个偏移量，并将其加上筑刀的基本直径，作为筑刀的补偿在用铢刀铁板时，铢刀的中心地方肯定偏离半个铳刀的直径如图4.1所示板子的外形和槽的尺寸精度直接受到铳刀补偿的影响，同时又由于加工板子内槽与外形受到铁刀补偿的影响不一样，因此铢外形与内槽加工要用不一样的补偿值调大铢刀的补偿值，刀具向左边偏，若此时为铳外形，则其外形的尺寸增大；而若是内槽加工，则槽的尺寸会减少，简单来说刀补越大饨出板子的外形尺寸越大，而槽的尺寸反而越小，因此现实操作中是很难找到平衡的如图4.1铢刀偏离半个的直径4.1.3铢刀的磨损铁床加工过程中对铁刀刚性强度的要求较高，如果铢刀的刚性比较低的话，加工的时候就会发生倾斜振动，加剧铁刀磨损，同时会有许多因素导致铳刀产生程度不同的磨损，铢刀质量的好坏直接影响到加工出成品的品质特别是刀具的磨损会影响加工尺寸的精确度在加工的时候，铳刀与基材的切削面会产生很大切削的热量，这是由于铁刀与基材及切屑快速滑移和摩擦而产生的一般情况下，切屑会把百份之八十的热能带走，而剩下的百份之二十热量则传递到铳刀之中，从而使铁刀本身的温度快速飕高，铁刀磨损的主要原因是来自热量及温度的影响。

铢刀磨损程度增大后，相对应的切削热会增加，从而使机械摩擦和振动也增加了，铁刀磨损又恶性循环地加剧当刀具切削直线的时候，刀具的渐渐磨损而导致板件发生倾向误差当刀铳磨损有一定程度的时候，还继续用于加工是会对板件尺寸精确度有很严重的影响，会使加工板子尺寸难以控制，从而导致尺寸超差4. 2毛刺产生的原因毛刺的产生是成形加工中比较普遍的现象，毛刺不但会对板件外观和质量有影响，产品的使用性能也可能会受到影响人们还专门安排搞毛刺的工序来解决毛刺这一问题去毛刺不是一个生产性的过程，有时候毛刺多的时候它不但要花费许多人力物力，可能因操作不对而使产品直接报废掉，产品生产周期长延，从而有可能不能按时发货在加工的过程中加工板件会受到诸多因素的影响而产生毛刺这里主要对V割线与外形线重叠、其他因素等方面产生毛刺的原因进行详细分析4.2.1V割线与外形线重叠因V-CUT便于分板而被PCB广泛使用但当加工成形后，在V-CUT处百分之百有毛刺如图4.1所示，产品外观严重被影响需要人工进行处理，人员操作起来不但难度大而且要花费大量的时间和精力，同时产品的生产周期被延长PCB进行V-CUT处理之后剖切面的样子如图4.2所示，当加工文件中的V割线与外形线重合时，图中所显示虚线的那个地方就是外形线。

因为V刀角度的原因PCB在进行V-CUT加工时产生斜槽，在进行外形加工时走刀过程中斜槽的区域无法完全被覆盖，从而没能使该地方被铢干净，导致产生区域毛刺图4. 2线与外形线重叠毛刺图4. 3 V-CUT剖面图示4.2.2毛刺产生的其他原因(1) 板件在铢加工过程中，凡是加大铳削量，则产生的毛刺就比较大的因为产生过大铳削的时候，铢削的阻力就会变大，铳削热量增加，导致铢刀的磨损严重，降低其耐用程度，板件基材塑性形变也随之增加，形成的毛刺也因此增大2) 通常情况下，以进给的方向来说，出口产生的毛刺要比进口产生的毛刺大得多磨具加工时，应该注意刀具的磨损状况从而进行判断是否要更换刀具，因为毛刺形成与否跟刀具磨损有很大的关系，当其磨损程度达到一定程度，刀具的尖头圆弧就会变大，不管是刀具的退出方向还是进入方向所形成的毛刺都会变大3) 不是连续铢的板角位置的毛刺，通常称之为板角毛刺，如图4.3缺陷图所示板角的毛刺一般是因为板边的凹槽被分成两次去加工所导致的板角由于前面被铳空了，无论是板边先加工还是凹槽先加工，都会造成铢空的位置被挤进玻璃纤维进而不能铢掉形成的毛刺图3.4缺陷(4) 小板件外面的废板角由于在许多情况下工程师都是考虑以小的板件作为设计单位，很容易被忽略掉单位外的或连版之间距离中的废板角如图4.4所示。

图4. 5缺陷(5) 铳内槽的间距是槽宽的2倍，如图4.6所示，由于客户所给的加工编程资料已经编制好了，内槽与内遭之间的距离为两把刀具的直径但是在成形加工时，存在铳刀的磨损是正常的，在间缝中肯定会在加工两次的时候有基材的残余，如图4.6所显示的毛刺图4.6残留基材形成的毛刺5成形加工品质缺陷改善措施随着市场对印制电路板产品的高需求及高要求，制造印制电路板技术也不断加强及对各个加工环节也加大管控，从而PCB成形加工难度随之增加，常有品质问题产生，如成形时产生毛刺，尺寸超差等现象铢大了可以返工，如果铢小了侧是不可逆往往会直接导致PCB产品批量报废因此，如何控制成形工艺品质，以成为众多PCB企业常面临的一个技术难题本文剖析了加工过程中尺寸超差和毛刺的产生原因，根据其产生的原因给出相对应的改善方案5.1控制销钉松动固定板件时所使用的销钉越小，倾斜度也就越大，则选择定位孔时要尽可能选择直径较大的定位孔在加工的时候，销钉与定位孔应该无间隙配合，使需要饨的板件定位牢固，而不是靠铁带来稳固，因为这样不但花费很多加工前准备的时间，而且固定效果不好无间隙配合也体现了对公差的严格控制，加工多层印制板或高质量的印制板也可以确保尺寸的公差范围。

由于定位孔与夹具间有间隙，定位的目的是让互相制约的法则来减少部分的间隙，使铢出的成品板尺寸精度可以得到提高尽量不选用大过直径为4.0 mm的定位孔，因为在现实作业的时候直径大的销钉很轻易被打歪另外最好也不要选用直径小于1.5 mm的定位孔，因为小的销钉在加工铢削的时候会因抗力而弯曲变形为了避免加工板件刚度过低而发生形变现象，定位销钉应该要尽量贴近容易发生跳刀（加工中板件因为受到企切削力的影响位置发生部分偏移的现象）的位置5.2使用最佳刀补值数控成形机都具有刀补这功能，掌握好刀补的规律，便可对加工尺寸做微调，而达到预期尺寸，当对加工板件的公差有很高要求时，此方法显得尤其重要产品铢加工中刀具补偿对产品尺寸的影响原理如图4.1所示:外铢右偏刀，刀具实际刀径为1.6 mm,加工状态A为不补偿直接加工；加工状态B为补偿刀具至2.0 mm （为形象的解释原理，此处补偿数值大），外圆为数控铢床虚拟补偿后的刀具，内圆为实际刀具，可以看出补偿后加工的产品尺寸会单边大0.2 mm,正常加工的产品轮廓都为封闭图形，总尺寸会大0.2x2=0.4mm相反如加工内槽（内铢），补偿后内槽尺寸会变小0.4 mmo图5.1铢加工中刀具补偿对产品尺寸影响示意图总结得到数控铢加工中的刀具补偿原则：外铁补大尺寸大，内铁补大尺寸小。

利用此原则可以在加工尺寸公差小的产品时，对刀具进行补偿，为了保险起见一般设置补偿值为±0.04 mm,这样的话如果不小心输错的话，尺寸差值也会很大,就不会使产品铳报废图5.1铢加工中刀具补偿对产品尺寸影响示意图饨刀补偿值是铳加工中很重要及关键的加工参数，因此工作人员因该加以重试根据对铳刀补偿基本概念及加工原理的理解，再加上自己的一些浅尝实践的经历对同时铁外形和铳槽时给出对应的刀补参数表5.1表5. 1仇刀的刀补参数表刀径(mm)内槽补偿值(mm)外形补偿值(mm)0.80.72-0.730.77-0.780.90.82-0.830.87-0.881.00.92-0.930.97-0.981.21.12-1.131.17-1.181.51.42-1.431.47-1.481.61.52-1.531.57-1.582.01.92-1.93/5.3把控刀具的使用及管理(1) 刀具质量严格把控刀具质量对成形加工起着非常重要的作用，因此，要严格塞刀具供货商，应该选择刀具质量值得信赖的生产厂家进货,且检验新进的刀具及做好相关记录，检验合格方可用于生产检验标准如下：①刀具外观确认确认刀具是否完好、没有凹坑、表面光滑。

②性能参数确认刀具的几何参数主要有下面几项：表5. 2刀具的几何参数项目控制范围影响刀柄直径D3.175mm+0.001/-0.008对刀具夹持影响明显，影响加工过程中扭矩刀刃直径dd+0.01/-0.04直接影响加工尺寸刀具长度L138.0+/-0.02/切削刃长度L2L2+0.2/-0mm控制叠层厚度刀尖角角度a135°+/-5°落刀点排屑效果左切削刃螺旋角角度25°+/-2°断屑效果。