從寶龍

【摘要】眾所周知，定位系統(tǒng)是機械制造工藝鏈中非常重要的組成部分，定位系統(tǒng)的狀態(tài)、先進程度直接決定了整個工藝系統(tǒng)的先進程度，對產品質量及生產過程穩(wěn)定性起到十分重要的作用。線路板制造是一門多學科、多領域、高科技技術，對于定位系統(tǒng)的要求與依賴程度非常高，可以說線路板的加工高度是由定位系統(tǒng)決定的。多層線路板的層壓技術是影響線路板最終產品質量的使用可靠性、穩(wěn)定性的一門重要內容，該技術涉及的領域廣泛，包括電子、機械、化學、物理、計算機、流體力學等等。層間錯位是層壓工序產生的主要缺陷之一，是嚴重影響產品質量的一種缺陷，點焊不良則是造成層間錯位的一個重要原因，在實際生產過程中，因為這種原因導致產品廢棄的事件也是屢屢發(fā)生。雖然線路板技術日新月異，但是很多工程技術人員在這方面始終進行著研究與改善，并且也取得了一定的成效。本文講述的就是在這種背景條件下進行的一項技術創(chuàng)新活動。

【關鍵詞】層壓；層間對位；拉伸量；開路；短路

1、前言

隨著科學技術的突飛猛進，線路板技術作為電子產業(yè)的基礎工程也發(fā)生是日新月異的變化。特別是隨著汽車、軍工、醫(yī)遼及發(fā)電等大規(guī)模、大電量、大負載、高散熱等制造工業(yè)的快速發(fā)展，對線路板制造技術的提升與配套亦提出了更高的要求，常規(guī)線路板制造技術已不能滿足要求。目前正值線路板發(fā)展的春天，我們加大對定位系統(tǒng)這樣基本工藝的研究、加強與改善，將會為企業(yè)的發(fā)展與行業(yè)的進步提供源源不斷的發(fā)展動力。

2、層壓定位系統(tǒng)的影響

層壓工藝中對層間對位影響較大的定位系統(tǒng)主要幾個方面因素影響，點焊定位銷釘與定位孔之間的配合及定位方式影響是最大的。定位方法由于操作簡單、易于維護、精度高而被廣泛應用在六層及以上多層板上，定位孔由X-ray掃靶機加工出來，定位銷一般是選配的，一般設計規(guī)格是φ3.15mm，定位方式有2個銷釘（對邊中間）、4個銷釘（4四中間）的。實際生產過程中，經常會由于種種原因導致孔-銷配合間隙過大造成層間錯位；由于焊頭位不良導致點焊面積過小以及圖2所示的定位擋塊的設計與使用狀態(tài)也非常容易導致層間錯位現(xiàn)象的發(fā)生。

3、對定位系統(tǒng)進行改善

根據多層板的生產工藝流程進行簡要分析如下：

首先，對待層壓板進行疊板定位孔加工，一般是使用X-ray進行加工，定位孔的狀態(tài)非常重要，對層間對位影響非常大，要通過一系列的方法與手段來保證孔邊光滑整潔，無毛刺、無變形、無損壞、無偏位及銅箔脫落現(xiàn)象。對此要對設備進行科學規(guī)范保養(yǎng)，每日對X-ray主軸進行清洗，保證設備的主軸徑跳（<10um）、確認壓腳系統(tǒng)完好、檢查真空強度足夠（<-15kpa），設定合理的刀具壽命（一般不超過500孔）選擇較大鉆尖角為鉆頭（>φ150°）及合理的鉆孔參數。

其次，X-ray加工完畢后進行配料、疊板。疊板工位要對定位銷釘的控制與研究，以φ3.15mm定位孔為例進行設計說明：

孔的尺寸公差為：φ3.15 0/-0.006（生產板） 銷釘尺寸公差為：φ3.15 0/-0.006（疊板定位銷釘）

孔-銷配合間隙12um；銷釘倒角15°，可選擇使用耐磨性較好的高碳鋼、模具鋼或硬質合金等材質。

疊板后進行點焊，由于點焊效果不好導致的層間錯位并廢板的情況亦時有發(fā)生，所以采取有效的措施對點焊效果進行研究控制是提升層間對位精度的一項非常必要內容。點焊時產生的熱量由下式決定：

這里主要通過電流及時間來控制點焊效果，要通過觀察焊點狀態(tài)來判斷是否滿足要求，一般要求點焊時間不能過長，過長既影響效率，又會事得其反，時間過短也不行，會因焊接不牢出現(xiàn)開焊現(xiàn)象，從而導致層間錯位。圖7所示是對定位擋塊的一個改進。改進前的擋塊位于工件中部位置，距工件邊緣距離較大，非常容易產生串/滑動現(xiàn)象，改進后，將擋塊放在四角，將擋塊內側生產板邊緣的距離控制在5mm以內，同時選擇優(yōu)質的模具鋼制成的擋塊可以獲得很長的使用壽命，因此，這種方案效果是非常明顯的。

4、過程控制方面的改進

在實際生產過程當中，為了及時準確的把握點焊設備的狀態(tài)，我們發(fā)明了下圖所示的檢測裝置，并申請了國家知識產權保護，具體如下：

該檢具主要用來對上-下焊頭的對位精度進行檢測，實際生產過程，工程技術人員大多是通過目測的方法對焊頭的對位精度進行檢測確認，效果不好，又沒有量化數據支持。本發(fā)明“便攜式層壓點焊對位精度檢測裝置”的組成結構如上圖1、2所示，在檢測裝置主體“2”的底部中間位置加工一定位孔d，定位孔與下焊頭“1”的配合間隙在0-6um之內，定孔位與“A”面的垂直度不超過10um，在“A”面上有一組刻度環(huán)“3”，刻度環(huán)的刻距為50um，深度為50um。使用時，先將上焊頭抬起，將“便攜式層壓點焊對位精度檢測裝置”套在下焊頭上，然后將上焊頭緩慢下降到適當高度，同時觀察上焊頭與下焊頭的對位狀態(tài)，理想狀態(tài)是在中間一環(huán)以內，一般將對位狀態(tài)控制在3環(huán)以內可能保證沒有問題。該裝置最大的特點是制作成本低，操作簡單，方便靈活，普通操作人員就要以操作，中要通過簡單的培訓就可能輕松掌握。

參考文獻

[1]林金堵，龔永林.『現(xiàn)代印制電路信息』中國印制電路年協(xié)會出版社