मेकॅनिकल पीसीबी ड्रिलिंग दरम्यान, एकाच मायक्रो-ड्रिलला कॉपर फॉइल, रेझिन, ग्लास फायबर आणि फंक्शनल फिलर्स यांसारख्या अनेक पदार्थांमधून सतत आरपार जावे लागते. जरी ही प्रक्रिया केवळ वारंवार ड्रिलिंगची असल्याचे दिसत असले तरी, मायक्रो-ड्रिलच्या कटिंग एजवर कठीण कणांमुळे होणारी अपघर्षक झीज, घर्षणातून निर्माण होणारी उष्णता आणि चक्रीय यांत्रिक भार यांचा सतत मारा होत असतो.
पीसीबी उत्पादन जसजसे उच्च सर्किट घनता, अधिक थरसंख्या आणि सूक्ष्म भूमितीच्या दिशेने विकसित होत आहे, तसतसे ड्रिल केलेल्या छिद्रांचे व्यास अधिकाधिक लहान होत आहेत. त्याच वेळी, मशीनिंगसाठी कठीण असलेल्या लॅमिनेट्सचा, ज्यात उच्च-Tg आणि उच्च-फिलर-सामग्री असलेल्या सामग्रीचा समावेश आहे, अधिक व्यापकपणे वापर केला जात आहे. विशेषतः जेव्हा मायक्रो-ड्रिलचा व्यास ०.१ मिमी पेक्षा कमी असतो, तेव्हा ड्रिल-पॉइंटची मजबुती, कटिंग एजची झीज-प्रतिरोधकता, चिप्सचे निष्कासन आणि एकूण ड्रिलिंग स्थिरतेवर अधिक कठोर आवश्यकता लादल्या जातात.
एकदा लक्षणीय झीज झाली की, त्याचा परिणाम केवळ अवजाराचे आयुष्य कमी होण्यापुरता मर्यादित राहत नाही. त्यामुळे छिद्राच्या भिंतींचा खडबडीतपणा वाढणे, प्रवेश आणि निर्गमन ठिकाणी बर्स तयार होणे, छिद्राच्या व्यासातील एकसमानता कमी होणे आणि अगदी ड्रिल तुटणे यांसारख्या समस्याही उद्भवू शकतात.
त्यामुळे, पृष्ठभागावरील लेपनाद्वारे मायक्रो-ड्रिल्सचा झीज-प्रतिरोध सुधारणे आणि घर्षण कमी करणे, हा पीसीबी ड्रिलिंगची गुणवत्ता वाढवण्यासाठी एक महत्त्वाचा तांत्रिक दृष्टिकोन बनत आहे.
१. मायक्रो-ड्रिलची झीज ही केवळ साधनाच्या आयुष्यावरच परिणाम करत नाही.
पीसीबी लॅमिनेट्स सामान्यतः तांब्याचे फॉइल, रेझिन, ग्लास फायबर आणि विविध कार्यात्मक फिलर्सपासून बनलेले असतात. उच्च-गती ड्रिलिंग दरम्यान, मायक्रो-ड्रिलला लक्षणीयरीत्या भिन्न यांत्रिक आणि औष्णिक गुणधर्म असलेल्या पदार्थांमधून वारंवार कापावे लागते. ग्लास फायबर आणि काही कठीण फिलर्समुळे ड्रिलच्या टोकावर आणि कटिंग एजवर सतत घर्षणामुळे झीज होते, तर घर्षण आणि कटिंग उष्णतेच्या एकत्रित परिणामांमुळे रेझिन ड्रिलच्या टोकाला किंवा हेलिकल फ्लूट्सला चिकटू शकते, ज्यामुळे त्यानंतरच्या चिप्स बाहेर काढण्याच्या प्रक्रियेवर प्रतिकूल परिणाम होतो.
जसजशी पाडलेल्या छिद्रांची संख्या वाढते, तसतसे मायक्रो-ड्रिलच्या धारदार कडा हळूहळू बोथट होतात. लॅमिनेटमध्ये प्रवेश करण्यासाठी आवश्यक असलेला अक्षीय दाब त्यानुसार वाढतो, तर घर्षण आणि उष्णता निर्मिती आणखी तीव्र होऊ शकते. या परिस्थितीत, कॉपर फॉइल, रेझिन आणि ग्लास फायबरवरील कापण्याची क्रिया हळूहळू बिघडते, ज्यामुळे स्वच्छपणे पदार्थ काढण्याऐवजी दाब, खरवडणे किंवा फाटणे होते. यामुळे छिद्राच्या भिंतींचा खडबडीतपणा वाढू शकतो, प्रवेश आणि निर्गमन ठिकाणी अधिक स्पष्ट बर्स तयार होऊ शकतात आणि छिद्रांच्या व्यासातील सुसंगतता कमी होऊ शकते. फाइन-लाइन पीसीबी आणि हाय-डेन्सिटी इंटरकनेक्ट (एचडीआय) बोर्डसाठी, या दोषांमुळे त्यानंतरच्या होल मेटलायझेशन आणि गुणवत्ता नियंत्रणाची अडचण देखील वाढू शकते.
याव्यतिरिक्त, मायक्रो-ड्रिलचा व्यास जितका लहान असतो, तितकी त्याच्या हेलिकल फ्लूट्सची चिप्स सामावून घेण्याची क्षमता मर्यादित होते. जेव्हा चिप्स जमा होतात किंवा रेझिन ड्रिलच्या टोकाला, कटिंग एजला किंवा चिप फ्लूट्सला चिकटते, तेव्हा ड्रिलिंगचा प्रतिकार लक्षणीयरीत्या कमी-जास्त होऊ शकतो. मायक्रो-ड्रिलची झीज, स्पिंडल रनआउट किंवा अयोग्य ड्रिलिंग पॅरामीटर्स यांच्या संयोगाने, मायक्रो-ड्रिलवर कार्य करणारे बेंडिंग आणि टॉर्शनल लोड्स वाढू शकतात, ज्यामुळे ड्रिल वाकण्याचा आणि तुटण्याचा धोका वाढतो.
२. मायक्रो-ड्रिल कोटिंग्ज पीसीबी ड्रिलिंगमध्ये कशी सुधारणा करतात?
पीसीबी मायक्रो-ड्रिल्सवर ta-C, AlTiN, AlCrN आणि CrN सारखे कठीण लेप चढवले जाऊ शकतात. या पदार्थांपैकी, टेट्राहेड्रल अमोर्फस कार्बन, किंवा ta-C, उच्च कठीणपणा आणि कमी घर्षण गुणांक यांचा मिलाफ साधतो, ज्यामुळे कटिंग-एजची झीज आणि ड्रिलिंगमधील अडथळा कमी होण्यास मदत होते, तसेच ड्रिलचे टोक आणि कटिंग एजचे संरक्षण होते. व्यावहारिक उपयोगांमध्ये, मायक्रो-ड्रिलवरील लेप मुख्यत्वे कटिंग-एजची झीज लांबवून, घर्षण आणि चिप-एव्हॅक्युएशनमधील अडथळा कमी करून, आणि छिद्रांची गुणवत्ता स्थिर करून ड्रिलिंगची कार्यक्षमता सुधारतात.
उच्च-कठोरतेचे लेप ग्लास फायबर, हार्ड फिलर्स आणि सिमेंटेड-कार्बाइड सबस्ट्रेट यांच्यातील थेट संपर्क कमी करतात. यामुळे ड्रिल पॉइंट, प्राथमिक कटिंग एज आणि मार्जिन यांची झीज कमी होण्यास मदत होते, ज्यामुळे मायक्रो-ड्रिलला अधिक ड्रिलिंग सायकलमध्ये तुलनेने स्थिर कटिंग-एज स्थिती टिकवून ठेवता येते.
कमी घर्षणाचे लेप मायक्रो-ड्रिल, पीसीबी लॅमिनेट आणि निर्माण होणाऱ्या चिप्स यांच्यातील घर्षण कमी करण्यास मदत करतात. तसेच, ते चिप्स आणि रेझिनची ड्रिलच्या टोकाला आणि हेलिकल फ्लूट्सना चिकटण्याची प्रवृत्ती कमी करू शकतात, ज्यामुळे चिप्स बाहेर काढण्यासाठी अधिक अनुकूल पृष्ठभागाची परिस्थिती निर्माण होते.
जेव्हा कटिंग एजच्या झिजेचा दर प्रभावीपणे नियंत्रित केला जातो, तेव्हा मशीनिंगच्या वेगवेगळ्या टप्प्यांदरम्यान कटिंग एजच्या स्थितीतील बदल कमी करता येतात. यामुळे छिद्राच्या भिंतीची गुणवत्ता आणि छिद्राच्या व्यासातील सुसंगतता सुधारण्यास मदत होते, तसेच प्रवेश आणि निर्गमन बर्सची निर्मिती मर्यादित होते.
तथापि, कोटिंग्जमुळे ड्रिल तुटणे पूर्णपणे टाळता येत नाही. ड्रिलचे अपयश हे मायक्रो-ड्रिलचा व्यास, लॅमिनेटचा प्रकार, स्टॅकची उंची, स्पिंडलची स्थिती आणि ड्रिलिंग पॅरामीटर्स यांच्याशी देखील संबंधित असते. झीज कमी करून, घर्षण कमी करून आणि चिप्स बाहेर काढण्याची प्रक्रिया सुधारून, योग्यरित्या तयार केलेले कोटिंग असामान्य कटिंग लोड कमी करू शकते आणि परिणामी ड्रिल तुटण्याचा धोका कमी करू शकते.
३. लहान मायक्रो-ड्रिल्सना अधिक अचूक कोटिंग प्रक्रियेची आवश्यकता असते.
पारंपरिक कटिंग टूल्सच्या तुलनेत, पीसीबी मायक्रो-ड्रिल्सचा आकार खूपच लहान असतो आणि त्यांच्या ड्रिल-पॉइंट व कटिंग-एजची भूमिती अधिक नाजूक असते. त्यामुळे, मायक्रो-ड्रिल कोटिंग्स केवळ उच्च कठीणता मिळवण्यावर लक्ष केंद्रित करू शकत नाहीत. फिल्मची जाडी, पृष्ठभागाची गुणवत्ता आणि कोटिंग-सबस्ट्रेट आसंजन यांवरही काळजीपूर्वक नियंत्रण ठेवणे आवश्यक असते.
जर लेप खूप पातळ असेल, तर घर्षणामुळे होणाऱ्या झिजेपासून मिळणारे संरक्षण अपुरे ठरू शकते. जर तो खूप जाड असेल, तर तो धारदार कडांचे सूक्ष्म स्वरूप बदलू शकतो आणि कडा गोलाकार किंवा बोथट होण्यास कारणीभूत ठरू शकतो. मायक्रो-ड्रिलचा व्यास जेवढा लहान असतो, तेवढी त्याची कापण्याची कार्यक्षमता लेपाच्या जाडीवर अधिक अवलंबून असते.
पारंपरिक कॅथोडिक आर्क डिपॉझिशनमुळे देखील मॅक्रोपार्टिकल्स (स्थूल कण) तयार होऊ शकतात. जर हे मॅक्रोपार्टिकल्स ड्रिलच्या टोकाजवळ, कटिंग एजजवळ किंवा कडेजवळ जमा झाले, तर ते कोटिंगच्या पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा वाढवू शकतात आणि कटिंग-एजची धार कमी करू शकतात. ०.१ मिमी पेक्षा कमी व्यास असलेल्या अति-सूक्ष्म मायक्रो-ड्रिल्सच्या बाबतीत, समान आकाराच्या कणांचा कटिंग जॉमेट्रीवर खूप मोठा सापेक्ष परिणाम होऊ शकतो.
मायक्रो-ड्रिल्समध्ये ड्रिल पॉइंट, कटिंग एज, मार्जिन आणि हेलिकल चिप फ्लूट्स यांसारखी जटिल त्रिमितीय वैशिष्ट्ये देखील असतात. त्यामुळे, बॅच कोटिंग दरम्यान, वेगवेगळ्या कार्यात्मक क्षेत्रांवर पुरेसे कोटिंग कव्हरेज मिळवण्यासाठी आणि प्रत्येक मायक्रो-ड्रिलमध्ये सुसंगतता राखण्यासाठी, फिक्स्चर डिझाइन, लोडिंग डेन्सिटी आणि सबस्ट्रेट मोशन यांचे सर्वसमावेशकपणे ऑप्टिमायझेशन करणे आवश्यक आहे.
४. झेनहुआ व्हॅक्यूम पीसीबी मायक्रो-ड्रिल कोटिंग सोल्युशन — FMA0605 हार्ड-कोटिंग सिस्टीम
मायक्रो-ड्रिल आणि इतर अचूक कटिंग टूल्सच्या कोटिंग-कार्यक्षमता आणि पृष्ठभागाच्या गुणवत्तेच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी, झेनहुआ व्हॅक्यूम FMA0605 हार्ड-कोटिंग सिस्टीममध्ये चुंबकीय फिल्टर्ड कॅथोडिक आर्क तंत्रज्ञानाचा वापर केला जातो. हे तंत्रज्ञान कॅथोडिक आर्क डिपॉझिशन दरम्यान निर्माण होणाऱ्या मॅक्रोपार्टिकल्सना फिल्टर करते, ज्यामुळे ta-C कोटिंग्जचे कार्यक्षम डिपॉझिशन आणि ऑप्टिमाइझ्ड कोटिंग कार्यक्षमता दोन्ही साध्य करणे शक्य होते.
या प्रणालीद्वारे जमा केलेले ta-C लेप, कमी घर्षण वैशिष्ट्ये टिकवून ठेवत, ६३ GPa पर्यंत सरासरी कठीणपणा प्राप्त करू शकतात. हा उच्च कठीणपणा पीसीबी लॅमिनेट्समधील ग्लास फायबर्स आणि हार्ड फिलर्समुळे होणाऱ्या अपघर्षक झिजेला प्रतिकार करण्यास मदत करतो. घर्षणाचा कमी गुणांक मायक्रो-ड्रिल, लॅमिनेट आणि चिप्स यांच्यातील प्रतिकार कमी करण्यास मदत करतो, तसेच चिप्सचे चिकटणे मर्यादित करतो आणि सतत ड्रिलिंग व चिप्स बाहेर काढण्यासाठी अधिक अनुकूल पृष्ठभागाची परिस्थिती निर्माण करतो.
ta-C लेपनांव्यतिरिक्त, ही प्रणाली AlTiN, AlCrN, TiCrAlN, TiAlSiN आणि CrN सारखी उच्च-तापमान-प्रतिरोधक आणि अतिकठीण लेपने देखील चढवू शकते. ही लेपने साचे, कटिंग टूल्स, पंच, वाहनांचे घटक, पिस्टन आणि इतर झीज-प्रतिरोधक उत्पादनांवर लावली गेली आहेत.
५. निष्कर्ष
जसजसे पीसीबी ड्रिलिंगमध्ये लहान छिद्रांचा व्यास आणि उच्च मशीनिंग अचूकतेकडे प्रगती होत आहे, तसतसे मायक्रो-ड्रिल कोटिंग्सचे महत्त्व आता केवळ टूलचे आयुष्य वाढवण्यापुरते मर्यादित राहिलेले नाही. त्याहूनही महत्त्वाचे म्हणजे, कोटिंग्स कटिंग-एजची स्थिती टिकवून ठेवण्यास, छिद्रांची गुणवत्ता सुधारण्यास आणि सतत ड्रिलिंग दरम्यान स्थिरता वाढविण्यात मदत करतात. एका प्रभावी कोटिंग सोल्यूशनमध्ये कोटिंगची कडकपणा, घर्षण कार्यक्षमता, फिल्मची जाडी, पृष्ठभागाची गुणवत्ता आणि कोटिंग-सबस्ट्रेट आसंजन यांचा सर्वसमावेशकपणे विचार करणे आवश्यक आहे, तसेच ते मायक्रो-ड्रिल स्पेसिफिकेशन, पीसीबी लॅमिनेटचा प्रकार आणि प्रत्यक्ष ड्रिलिंग परिस्थितीशी जुळणारे असले पाहिजे.
चुंबकीय फिल्टर्ड कॅथोडिक आर्क तंत्रज्ञानाच्या माध्यमातून, झेनहुआ व्हॅक्यूम FMA0605 हार्ड-कोटिंग सिस्टीम आर्कमुळे निर्माण होणाऱ्या स्थूल कणांचे अतिसूक्ष्म कटिंग एजवरील प्रतिकूल परिणाम कमी करते. उच्च-कठोरता आणि कमी-घर्षण असलेले ta-C कोटिंग्ज मायक्रो-ड्रिलची झीज लांबवण्यास, पीसीबी होलची गुणवत्ता स्थिर करण्यास आणि ड्रिल असामान्यपणे तुटण्याचा धोका कमी करण्यास मदत करतात, ज्यामुळे पीसीबी मायक्रो-ड्रिल कोटिंग प्रक्रियेच्या विकासासाठी आणि मोठ्या प्रमाणावरील उत्पादनासाठी विश्वसनीय उपकरण सहाय्य मिळते.
हा लेख यांनी प्रकाशित केला आहेव्हॅक्यूम कोटिंग उपकरण निर्माताझेनहुआ व्हॅक्यूम
पोस्ट करण्याची वेळ: २५ जुलै २०२६