По време на механично пробиване на печатни платки, една микро-свредла трябва непрекъснато да прониква в множество материали, включително медно фолио, смола, стъклени влакна и функционални пълнители. Въпреки че процесът може да изглежда като включващ само повтарящо се пробиване, режещите ръбове на микро-свредлото са непрекъснато подложени на абразивно износване от твърди частици, топлина от триене и циклични механични натоварвания.
Тъй като производството на печатни платки продължава да се развива към по-висока плътност на схемите, по-голям брой слоеве и по-фини геометрии, диаметрите на пробитите отвори стават все по-малки. Междувременно, трудните за машинна обработка ламинати, включително материали с висок Tg и високо съдържание на пълнители, се използват все по-широко. Особено когато диаметърът на микро-свредлото падне под 0,1 мм, се поставят много по-строги изисквания към здравината на върха на свредлото, износоустойчивостта на режещия ръб, отвеждането на стружките и общата стабилност на пробиването.
След значително износване, въздействието се простира отвъд намаления живот на инструмента. То може също да доведе до увеличена грапавост на стените на отвора, входни и изходни грапавини, намалена консистенция на диаметъра на отвора и дори счупване на свредлото.
Следователно, подобряването на износоустойчивостта на микро-свредлата и намаляването на триенето чрез повърхностните покрития се превръща във важен технически подход за подобряване на качеството на пробиване на печатни платки.
1. Износването на микросвредлата влияе не само върху живота на инструмента
Ламинатите от печатни платки обикновено са съставени от медно фолио, смола, стъклени влакна и различни функционални пълнители. По време на високоскоростно пробиване, микробордерът трябва многократно да реже материали със съществено различни механични и термични свойства. Стъклените влакна и някои твърди пълнители непрекъснато причиняват абразивно износване на върха на свредлото и режещите ръбове, докато смолата може да залепне към върха на свредлото или спиралните канали под комбинираното въздействие на триене и топлина от рязане, което влияе неблагоприятно върху последващото отделяне на стружките.
С увеличаването на броя на пробитите отвори, режещите ръбове на микро-свредлото постепенно се затъпяват. Аксиалният натиск, необходим за проникване в ламината, се увеличава съответно, докато триенето и генерирането на топлина могат да се засилят допълнително. При тези условия режещото действие върху медно фолио, смола и стъклени влакна постепенно се влошава, което води до компресия, остъргване или разкъсване, а не до чисто отстраняване на материала. Това може да увеличи грапавостта на стените на отвора, да доведе до по-изразени входни и изходни грапавини и да намали консистенцията на диаметъра на отвора. При печатни платки с фини линии и платки с висока плътност на свързване или HDI, тези дефекти могат също да увеличат трудността при последваща метализация на отворите и контрол на качеството.
Освен това, колкото по-малък е диаметърът на микро-свредлото, толкова по-ограничен е капацитетът за поемане на стружки в неговите спираловидни канали. Когато стружки се натрупат или смола се залепи по върха на свредлото, режещите ръбове или каналите за стружки, съпротивлението при пробиване може да се колебае значително. В комбинация с износване на микро-свредлото, биене на шпиндела или неподходящи параметри на пробиване, натоварванията от огъване и усукване, действащи върху микро-свредлото, могат да се увеличат, като по този начин се повиши рискът от отклонение и счупване на свредлото.
2. Как покритията с микро-пробиви подобряват пробиването на печатни платки?
Твърди покрития като ta-C, AlTiN, AlCrN и CrN могат да бъдат отложени върху микро-свредла за печатни платки. Сред тези материали, тетраедричният аморфен въглерод, или ta-C, съчетава висока твърдост с нисък коефициент на триене, което спомага за намаляване на износването на режещите ръбове и съпротивлението при пробиване, като същевременно защитава върха на свредлото и режещите ръбове. В практически приложения, покритията за микро-свредла подобряват производителността на пробиване, главно чрез забавяне на износването на режещите ръбове, намаляване на триенето и съпротивлението при отделяне на стружки, и стабилизиране на качеството на отвора.
Високотвърдите покрития намаляват директния контакт между стъклените влакна, твърдите пълнители и циментирания карбид. Това спомага за забавяне на износването на върха на свредлото, основните режещи ръбове и ръбовете, позволявайки на микросвредлото да поддържа относително стабилно състояние на режещия ръб в продължение на по-голям брой цикли на пробиване.
Покритията с ниско триене спомагат за намаляване на триенето между микро-свредлото, ламината на печатната платка и генерираните стружки. Те могат също така да намалят склонността на стружките и смолата да се залепват за върха на свредлото и спираловидните жлебове, създавайки по-благоприятни повърхностни условия за евакуация на стружките.
Когато скоростта на износване на режещите ръбове се контролира ефективно, могат да се намалят вариациите в състоянието на режещите ръбове по време на различните етапи на обработка. Това спомага за подобряване на качеството на стените на отвора и постоянството на диаметъра на отвора, като същевременно се ограничава образуването на входни и изходни мустаци.
Въпреки това, покритията не могат напълно да елиминират счупването на свредлото. Повредата на свредлото е свързана също с диаметъра на микро-свредлото, вида на ламината, височината на стека, състоянието на шпиндела и параметрите на пробиване. Чрез забавяне на износването, намаляване на триенето и подобряване на отвеждането на стружките, правилно проектираното покритие може да намали необичайните натоварвания при рязане и следователно да намали риска от счупване на свредлото.
3. По-малките микро-свредла изискват по-прецизни процеси на покритие
В сравнение с конвенционалните режещи инструменти, микро-свредлата за печатни платки имат много по-малки размери и по-деликатна геометрия на върха на свредлото и режещите ръбове. Следователно, покритията с микро-свредла не могат да се фокусират единствено върху постигането на висока твърдост. Дебелината на филма, качеството на повърхността и адхезията между покритието и основата също трябва да бъдат внимателно контролирани.
Ако покритието е твърде тънко, защитата му срещу абразивно износване може да е недостатъчна. Ако е твърде дебело, то може да промени микроскопичния профил на режещия ръб и да причини заобляне или притъпяване на ръба. Колкото по-малък е диаметърът на микросвредлото, толкова по-чувствителна става неговата режеща способност към дебелината на покритието.
Конвенционалното катодно-дъгово отлагане също може да генерира макрочастици. Ако тези макрочастици се отложат близо до върха на свредлото, режещия ръб или ръба, те могат да увеличат грапавостта на повърхността на покритието и да нарушат остротата на режещия ръб. При ултрафини микросвредла с диаметри под 0,1 мм, частиците със същия абсолютен размер могат да имат много по-голямо относително влияние върху геометрията на рязане.
Микро-свредлата също така съдържат сложни триизмерни елементи, включително върха на свредлото, режещите ръбове, ръбовете и спираловидните канали за стружки. По време на пакетно покритие, дизайнът на приспособлението, плътността на зареждане и движението на основата трябва да бъдат цялостно оптимизирани, за да се постигне адекватно покритие върху различните функционални области, като същевременно се поддържа съгласуваност между отделните микро-свредла.
4. Решение за микропробивно покритие на вакуумни печатни платки на Zhenhua — система за твърдо покритие FMA0605
За да отговори на изискванията за производителност на покритието и качество на повърхността на микро-свредла и други прецизни режещи инструменти, системата за твърдо покритие Zhenhua Vacuum FMA0605 използва технология за магнитно филтрирана катодна дъга. Тази технология филтрира макрочастиците, генерирани по време на катодно дъгово отлагане, което позволява на ta-C покритията да постигнат както ефективно отлагане, така и оптимизирана производителност на покритието.
Покритията ta-C, нанесени от системата, могат да постигнат средна твърдост до 63 GPa, като същевременно запазват характеристиките на ниско триене. Високата твърдост помага за устойчивост на абразивно износване, причинено от стъклени влакна и твърди пълнители в ламинатите на печатни платки. Ниският коефициент на триене помага за намаляване на съпротивлението между микро-свредлото, ламината и стружките, като същевременно ограничава адхезията на стружките и създава по-благоприятни повърхностни условия за непрекъснато пробиване и евакуация на стружките.
В допълнение към ta-C покритията, системата може да нанася и устойчиви на висока температура и свръхтвърди покрития като AlTiN, AlCrN, TiCrAlN, TiAlSiN и CrN. Тези покрития са нанасяни върху форми, режещи инструменти, щанци, автомобилни компоненти, бутала и други износоустойчиви продукти.
5. Заключение
Тъй като пробиването на печатни платки продължава да се развива към по-малки диаметри на отворите и по-висока прецизност на обработката, стойността на покритията за микросвредла вече не се ограничава само до удължаване на живота на инструмента. По-важното е, че покритията спомагат за поддържане на състоянието на режещия ръб, подобряват качеството на отвора и повишават стабилността по време на непрекъснато пробиване. Ефективното решение за покритие трябва цялостно да отчита твърдостта на покритието, характеристиките на триене, дебелината на филма, качеството на повърхността и адхезията на покритието към основата, като същевременно е съобразено със спецификацията на микросвредлото, вида на ламината на печатната платка и действителните условия на пробиване.
Чрез технологията на магнитно филтрирана катодна дъга, системата за твърдо покритие Zhenhua Vacuum FMA0605 намалява неблагоприятното въздействие на генерираните от дъгата макрочастици върху ултрафините режещи ръбове. Високотвърдите ta-C покрития с ниско триене спомагат за забавяне на износването на микро-свредлата, стабилизиране на качеството на отворите за печатни платки и намаляване на риска от необичайно счупване на свредлото, осигурявайки надеждна поддръжка на оборудването за разработване на процеси за микро-свредлови покрития на печатни платки и производство в големи обеми.
-Тази статия е публикувана отпроизводител на оборудване за вакуумно покритиеЖенхуа Вакуум
Време на публикуване: 25 юли 2026 г.