PCBA半金屬化孔的合理設(shè)計及加工方法？
如何控制PCBA半金屬化孔成型后的孔壁銅皮翹起、披鋒殘留的產(chǎn)生一直是PCB板件機(jī)械加工中的一個難 題。深圳宏力捷PCB設(shè)計這是因為一般的PCB成型的機(jī)械加工方式無外乎數(shù)控鑼床鑼板、機(jī)械沖床沖切等方式，這些方式在切斷PTH孔銅的時候，無可避免的會導(dǎo)致余下部分PTH 孔的斷面上殘留下銅絲披鋒，嚴(yán)重的甚至有孔壁銅皮翹起現(xiàn)象。
象上圖這樣單元邊整排有PCBA半金屬化孔的PCB，個體都比較小，多用于載板上，作為一個母板的子 板，通過這些PCBA半金屬化孔與母板以及元器件的引腳焊接到一起。所以如果這些PCBA半金屬化孔內(nèi)殘留有銅絲披鋒，在SMT廠家進(jìn)行焊接的時候，將導(dǎo)致焊腳不牢、虛 焊；嚴(yán)重的造成兩引腳之間的橋接短路。多數(shù)SMT廠家不易接受此類PCB缺陷，而據(jù)筆者所知，現(xiàn)在多數(shù)PCB廠家是以人工修理作為應(yīng)對方案。
機(jī)械加工原理：下面我們從機(jī)械加工的原理來分析披鋒的成因。由于機(jī)械沖床沖切方式幾乎不大可能 應(yīng)用到PCBA半金屬化孔的外形加工上，在此只針對數(shù)控鑼床鑼外形的原理進(jìn)行分析介紹。我們知道，一般的數(shù)控鑼床的SPINDLE的旋轉(zhuǎn)方向都是順時針的，習(xí)慣上 稱為右旋刀。如下圖(一)，假定一個金屬化孔在PCB單元外形上，A、B兩點(diǎn)是它們的交點(diǎn)，鑼板方向如圖所示。那么當(dāng)右旋的鑼刀在鑼到B點(diǎn)的時候，B點(diǎn)受 到一個向右的剪切力F。理想狀況下剪切力F將B處切斷。但是附著在孔壁上的銅是具有延展性和韌性的，鑼刀在切到孔壁以銅為主的金屬化層的時候，會由于以下原因產(chǎn)生披鋒殘留：
1.鑼刀由于轉(zhuǎn)速不夠和磨損的原因，造成鑼刀的切割力不足 ；
2.孔銅與孔壁結(jié)合力不足，在F的作用下，斷口附近孔銅脫離 ；
3.孔銅的延展性，特別是熱風(fēng)整平或沉金等表面處理后，又增加了金屬層的厚度和延展性及韌性，造成切割不斷；
大多數(shù)情況下，披鋒只在B點(diǎn)而不會在A點(diǎn)產(chǎn)生。這是因為鑼刀在切割到A點(diǎn)的斷面的時候，先切割 到A點(diǎn)的孔壁金屬化層。A點(diǎn)金屬化層同B點(diǎn)的孔壁金屬化層一樣，會由于金屬的延展性發(fā)生形變，但A點(diǎn)斷面背靠著基材層，有效地防止了金屬層的延伸以及金屬 層與孔壁的脫離。只要鑼刀沒有嚴(yán)重磨損，切割力足夠，A點(diǎn)鑼后的斷面會很平滑，沒有披鋒產(chǎn)生。從原理分析中，我們很容易想到只要我們先將板件反轉(zhuǎn)過來，還 是用原來的鑼板方向，先把B點(diǎn)處的銅絲鑼斷，再按正常情況
鑼板，就能防止披鋒的產(chǎn)生。不過此種方法只適用于單個金屬化孔在外形線上，而且孔徑比較大的情況。現(xiàn)時常規(guī)最小直徑的鑼刀是中0．80mm，如果我們面對的是一整排的類似郵票孔的PCBA半金屬化孔，并且孔間距比較小、孔徑也比較小的時候，我們應(yīng)該怎么做呢?
設(shè)計和加工方法：
一、二次鉆法
設(shè)計方法：按鑼板方向在PCBA半金屬化孔的B點(diǎn)處在PTH后加鉆一個適當(dāng)?shù)腘PTH孔，預(yù)先切斷B點(diǎn)斷面。這里要注意幾個細(xì)節(jié)。
1. NPTH孔的孔徑的選擇：
2. 一般數(shù)控鉆機(jī)的S P I NDL E的旋轉(zhuǎn)方向也是順時針的，將PCB板件翻轉(zhuǎn)過來鉆孔；并且應(yīng)選用槽形鉆嘴鉆孔。所以要切斷B點(diǎn)的孔銅，必須考慮到PCB板件的漲縮變化和二次鉆以及鑼機(jī) 的對位精度，NP TH孔應(yīng)該在鉆帶中設(shè)計為削入板件內(nèi)2-4mil ；
3. 如果按下面的堿性蝕刻流程，需要把PCBA半金屬化孔的焊盤單元外的部分削入外形線2-4mil如 果采用下面的酸性蝕刻流程，則單元外的焊盤要保留單邊比孔大5mil以上。
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