Mechaninio spausdintinių plokščių gręžimo metu vienas mikrogrąžtas turi nuolat prasiskverbti pro įvairias medžiagas, įskaitant vario foliją, dervą, stiklo pluoštą ir funkcinius užpildus. Nors gali atrodyti, kad procesas apima tik pasikartojantį gręžimą, mikrogrąžto pjovimo briaunos nuolat patiria abrazyvinį dilimą dėl kietų dalelių, trinties karščio ir ciklinių mechaninių apkrovų.
Kadangi PCB gamyba toliau vystosi siekiant didesnio grandinių tankio, didesnio sluoksnių skaičiaus ir smulkesnės geometrijos, gręžiamų skylių skersmenys tampa vis mažesni. Tuo tarpu vis plačiau naudojami sunkiai apdirbami laminatai, įskaitant didelio Tg ir didelio užpildo kiekio medžiagas. Ypač kai mikrogrąžto skersmuo nukrenta žemiau 0,1 mm, keliami daug griežtesni reikalavimai gręžimo antgalio stiprumui, pjovimo briaunų atsparumui dilimui, drožlių šalinimui ir bendram gręžimo stabilumui.
Kai atsiranda didelis susidėvėjimas, poveikis neapsiriboja vien įrankio tarnavimo laiko sutrumpėjimu. Jis taip pat gali padidinti skylės sienelės šiurkštumą, įėjimo ir išėjimo šerpetojančius paviršius, sumažinti skylės skersmens pastovumą ir net grąžto lūžius.
Todėl mikrogrąžtų atsparumo dilimui gerinimas ir trinties mažinimas per paviršiaus dangas tampa svarbiu techniniu požiūriu į PCB gręžimo kokybės gerinimą.
1. Mikrogrąžtų susidėvėjimas turi įtakos ne tik įrankio tarnavimo laikui
PCB laminatai paprastai sudaryti iš vario folijos, dervos, stiklo pluošto ir įvairių funkcinių užpildų. Gręžiant dideliu greičiu, mikrogrąžtas turi pakartotinai pjauti medžiagas, turinčias iš esmės skirtingas mechanines ir šilumines savybes. Stiklo pluoštas ir tam tikri kieti užpildai nuolat sukelia abrazyvinį grąžto antgalio ir pjovimo briaunų dilimą, o derva gali prilipti prie grąžto antgalio arba spiralinių griovelių dėl bendro trinties ir pjovimo šilumos poveikio, neigiamai paveikdama vėlesnį drožlių pašalinimą.
Didėjant išgręžiamų skylių skaičiui, mikrogrąžto pjovimo briaunos palaipsniui atšipsta. Atitinkamai didėja ašinė jėga, reikalinga laminatui prasiskverbti, o trintis ir šilumos susidarymas gali dar labiau sustiprėti. Tokiomis sąlygomis pjovimo veikimas vario folijoje, dervoje ir stiklo pluošte palaipsniui blogėja, todėl medžiaga, o ne švariai pašalinama, suspaudžiama, įbrėžiama ar plyšta. Dėl to gali padidėti skylės sienelės šiurkštumas, atsirasti ryškesni įėjimo ir išėjimo šerpetojimai ir sumažėti skylės skersmens vienodumas. Smulkių linijų spausdintinių plokščių ir didelio tankio tarpinių jungčių (HDI) plokščių atveju šie defektai taip pat gali apsunkinti vėlesnį skylės metalizavimą ir kokybės kontrolę.
Be to, kuo mažesnis mikrogrąžto skersmuo, tuo labiau ribota jo spiralinių griovelių geba sutalpinti drožles. Kai prie grąžto smaigalio, pjovimo briaunų ar drožlių griovelių susikaupia drožlių arba prie jų prilimpa dervos, gręžimo pasipriešinimas gali labai svyruoti. Kartu su mikrogrąžto susidėvėjimu, veleno riedėjimu arba netinkamais gręžimo parametrais gali padidėti mikrogrąžtą veikiančios lenkimo ir sukimo apkrovos, todėl padidėja grąžto deformacijos ir lūžio rizika.
2. Kaip mikrogręžimo dangos pagerina PCB gręžimą?
Kietos dangos, tokios kaip ta-C, AlTiN, AlCrN ir CrN, gali būti nusodinamos ant spausdintinių plokščių mikrogrąžtų. Tarp šių medžiagų tetraedrinė amorfinė anglis arba ta-C pasižymi dideliu kietumu ir mažu trinties koeficientu, todėl padeda sumažinti pjovimo briaunų dilimą ir gręžimo pasipriešinimą, tuo pačiu apsaugodama gręžimo smaigalį ir pjovimo briaunas. Praktiškai mikrogrąžtų dangos pagerina gręžimo našumą, daugiausia atitolindamos pjovimo briaunų dilimą, sumažindamos trintį ir drožlių šalinimo pasipriešinimą bei stabilizuodamos skylės kokybę.
Didelio kietumo dangos sumažina tiesioginį stiklo pluošto, kietųjų užpildų ir kietojo karbido pagrindo sąlytį. Tai padeda sulėtinti grąžto antgalio, pagrindinių pjovimo briaunų ir kraštų dilimą, todėl mikrogrąžtas gali išlaikyti santykinai stabilią pjovimo briaunos būklę per didesnį gręžimo ciklų skaičių.
Mažos trinties dangos padeda sumažinti trintį tarp mikrogrąžto, PCB laminato ir susidariusių drožlių. Jos taip pat gali sumažinti drožlių ir dervos polinkį prilipti prie grąžto smaigalio ir spiralinių griovelių, sudarydamos palankesnes paviršiaus sąlygas drožlių pašalinimui.
Kai pjovimo briaunų dilimo greitis yra efektyviai kontroliuojamas, galima sumažinti pjovimo briaunų būklės skirtumus skirtinguose apdirbimo etapuose. Tai padeda pagerinti skylės sienelės kokybę ir skylės skersmens pastovumą, tuo pačiu sumažinant įėjimo ir išėjimo šerpetų susidarymą.
Tačiau dangos negali visiškai pašalinti grąžtų lūžių. Grąžtų gedimai taip pat susiję su mikrogrąžto skersmeniu, laminato tipu, sluoksniuotos plokštės aukščiu, veleno būkle ir gręžimo parametrais. Tinkamai suprojektuota danga, sulėtindama dilimą, mažindama trintį ir pagerindama drožlių pašalinimą, gali sumažinti nenormalias pjovimo apkrovas ir atitinkamai sumažinti grąžtų lūžių riziką.
3. Mažesniems mikrogrąžtams reikalingi tikslesni dengimo procesai
Palyginti su įprastais pjovimo įrankiais, spausdintinių plokščių mikrogrąžtai yra daug mažesnių matmenų ir turi subtilesnę gręžimo smaigalių bei pjovimo briaunų geometriją. Todėl mikrogrąžtų dangos negali būti kuriamos vien tik siekiant didelio kietumo. Taip pat reikia atidžiai kontroliuoti plėvelės storį, paviršiaus kokybę ir dangos bei pagrindo sukibimą.
Jei danga per plona, jos apsauga nuo abrazyvinio dilimo gali būti nepakankama. Jei ji per stora, ji gali pakeisti pjovimo briaunos mikroskopinį profilį ir sukelti briaunos apvalėjimą arba atšipimą. Kuo mažesnis mikrogrąžto skersmuo, tuo jautresnis jo pjovimo našumas tampa dangos storiui.
Įprastinis katodinio lanko nusodinimas taip pat gali sukelti makrodalelių susidarymą. Jei šios makrodalelės nusėda šalia gręžimo taško, pjovimo briaunos ar krašto, jos gali padidinti dangos paviršiaus šiurkštumą ir pabloginti pjovimo briaunos aštrumą. Itin smulkių mikrogrąžtų, kurių skersmuo mažesnis nei 0,1 mm, atveju to paties absoliutaus dydžio dalelės gali turėti daug didesnę santykinę įtaką pjovimo geometrijai.
Mikrogrąžtai taip pat turi sudėtingų trimačių elementų, įskaitant grąžto smaigalį, pjovimo briaunas, paraštes ir spiralines drožlių griovelius. Todėl, atliekant partijos dengimą, tvirtinimo detalių konstrukcija, apkrovos tankis ir pagrindo judėjimas turi būti visapusiškai optimizuoti, kad būtų pasiektas tinkamas padengimo lygis skirtingose funkcinėse srityse, kartu išlaikant nuoseklumą tarp atskirų mikrogrąžtų.
4. „Zhenhua“ vakuuminis PCB mikrogręžimo dengimo sprendimas – FMA0605 kietos dangos sistema
Siekdama atitikti mikrogrąžtų ir kitų tiksliųjų pjovimo įrankių dangos našumo ir paviršiaus kokybės reikalavimus, „Zhenhua Vacuum FMA0605“ kietos dangos sistema naudoja magnetinio filtravimo katodinio lanko technologiją. Ši technologija filtruoja makrodaleles, susidarančias katodinio lanko nusodinimo metu, todėl „ta-C“ dangos užtikrina efektyvų nusodinimą ir optimizuotas dangos savybes.
Sistemos nusodintos ta-C dangos gali pasiekti iki 63 GPa vidutinį kietumą, išlaikant mažos trinties savybes. Didelis kietumas padeda atsispirti abrazyviniam dilimui, kurį sukelia stiklo pluoštai ir kieti užpildai PCB laminatuose. Mažas trinties koeficientas padeda sumažinti pasipriešinimą tarp mikrogrąžto, laminato ir drožlių, tuo pačiu apribodamas drožlių sukibimą ir sudarydamas palankesnes paviršiaus sąlygas nuolatiniam gręžimui ir drožlių šalinimui.
Be ta-C dangų, sistema taip pat gali nusodinti aukštai temperatūrai atsparias ir itin kietas dangas, tokias kaip AlTiN, AlCrN, TiCrAlN, TiAlSiN ir CrN. Šios dangos buvo naudojamos liejimo formoms, pjovimo įrankiams, perforatoriams, automobilių komponentams, stūmokliams ir kitiems dilimui atspariems gaminiams.
5. Išvada
Kadangi PCB gręžimo technologijos ir toliau siekia mažesnių skylių skersmenų ir didesnio apdirbimo tikslumo, mikrogrąžtų dangų vertė nebėra apribota įrankio tarnavimo laiko pailginimu. Dar svarbiau, kad dangos padeda išlaikyti pjovimo briaunų būklę, pagerinti skylės kokybę ir padidinti stabilumą nuolatinio gręžimo metu. Efektyvus dangos sprendimas turi visapusiškai atsižvelgti į dangos kietumą, trinties savybes, plėvelės storį, paviršiaus kokybę ir dangos bei pagrindo sukibimą, taip pat atitikti mikrogrąžto specifikaciją, PCB laminato tipą ir faktines gręžimo sąlygas.
„Zhenhua Vacuum FMA0605“ kietos dangos sistema, kurios veikimo principas pagrįstas magnetinio filtravimo katodiniu lanku, sumažina neigiamą lanko generuojamų makrodalelių poveikį itin smulkiems pjovimo briaunoms. Didelio kietumo, mažos trinties ta-C dangos padeda sulėtinti mikrogrąžtų dilimą, stabilizuoti spausdintinės plokštės skylės kokybę ir sumažinti nenormalaus grąžto lūžio riziką, užtikrindamos patikimą įrangos palaikymą spausdintinės plokštės mikrogrąžtų dengimo procesų kūrimui ir didelio masto gamybai.
– Šį straipsnį paskelbėvakuuminio dengimo įrangos gamintojasZhenhua dulkių siurblys
Įrašo laikas: 2026 m. liepos 25 d.