Cut是印刷电路板机械操作的第一步,通过切割可以给出粗略的形状和轮廓。基本切割方法适用于多种基材,通常不超过 2mm 厚。当切板超过2mm时,切边会显得粗糙不平,所以一般不采用这种方法。
层压板的剪切可以是手动操作,也可以是机电操作,无论哪种方法在操作上都有共同的特点。剪板机通常有一组可调节的剪板刀片,如图 10-1 所示。刀片为长方形,底刃有7°左右可调角度,可实现切割长度。两刀片的纵向夹角通常在1°-1、5°之间,使用环氧玻璃基板最大可以达到4°,两刀片刃口间隙小于0
夹角两刀片之间应根据切割材料的厚度来选择。材料越厚,所需的角度越大。如果剪切角过大或两刀片之间的间隙过宽,则在切割纸基材时板会破裂。但是对于环氧玻璃基板来说,由于材料具有一定的抗弯强度,即使没有裂纹,板子也会变形。为了在剪切过程中保持底板边缘清洁,可以在 30°C 范围内加热材料。
为了获得整齐的切割,必须用弹簧装置将板子牢固地压下,以防止在剪切过程中板子发生其他不可避免的位移。此外,视差也会引起公差,应尽量减少,使用上标可以提高精度。
剪切机可以处理多种尺寸,并能提供准确的重复尺寸。大型机器每小时能够切割数百公斤的基材。
锯切是另一种切割基材的方法。虽然这种方法的尺寸公差与剪切相似(0、3-0、5rnrn),但这种方法更可取,因为切割边缘非常光滑整齐。
在印制电路板制造行业,多采用可移动工作台的圆锯机。锯片的速度可以从 -/rnin 调整。但是,一旦设定切割速度,就无法更改。它使用带有多个 V 型皮带的重型皮带轮来实现这一点。
高速动钢刀片直径约1、2-1、5齿每1cm周长,可以-/rnin的速度切割纸张放纵材料。对于环氧玻璃基板,请使用碳化钨刃刀片。金刚石砂轮会切割得更好,虽然一开始投资很大,但是由于它的寿命长,而且能够提高刃口切割效果,对以后的工作非常有利。
以下是使用切割机需要注意的几个问题:
1)注意切割力直接作用在刃口上,并检查轴承的牢固性。用手检查应无异常感觉;
2)为安全起见,链轮应始终被保护器盖住;
3)安装轴和发动机应放置准确;
4)锯片与支架的间隙应尽量小,使板材对切边有良好的支撑;
5)圆锯应可调,锯片与板材之间的高度范围应为10-;
6) 钝齿和过粗的齿会使切削刃不光滑,最好更换;
7) 错误的切削速度会导致切削刃不均匀,应调整适当地,厚料需要选择慢速,薄料可以快速切割;
8)应按照厂家给出的速度操作;
9)如果锯片很薄,可以加个加强筋加垫以减少振动。
当印制电路板设计除了矩形外还有其他形状或不规则轮廓时,使用冲孔模具是一种比较快速和经济的方法。基本的冲压操作可以用冲床完成,它比使用锯或剪更好地产生干净的切割边缘。有时,甚至可以同时打孔和打孔。然而,当需要良好的边缘效果或严格的公差时,模切就达不到要求了。在印刷电路板行业,模切一般用于切割纸质基板,很少用于切割环氧玻璃基板。冲孔可使印制电路板的切割公差在±(0、1-o.2mm)以内。
1、纸基材的冲裁
由于纸基材比环氧玻璃基材柔软,更适合冲裁。使用模切工具切割纸张基材时,要考虑材料的回弹或曲率。由于纸张承印物经常弹回,通常模切部分略大于模切部分。因此,模具的尺寸应根据公差和基板的厚度来选择,略小于印刷电路板,以弥补多余的尺寸。正如人们所注意到的,在冲压时,模具比孔的尺寸大,而在冲压时,模具比正常尺寸小。
对于形状复杂的电路板,最好使用分步工具,比如将材料一一切割。随着模具一一切割,材料的形状逐渐发生变化。就这样,通过前一两步,打完孔,最后冲出其他部分。加热后打孔打孔可以提高印制电路板的切割效果,如在打孔前将带材加热到50-70'C。但是,必须注意不要过热,因为这会降低冷却后的柔韧性。此外,还应注意纸安息香材料的热膨胀,因为它在z方向和y方向表现出不同的膨胀特性。
2、环氧玻璃基板的冲孔
当环氧玻璃基板所需要的形状不能通过剪切或锯切生产出来时,可以采用特殊的冲孔方法进行冲孔,虽然这种方法并不流行,所以这种方法只能在切割边缘时使用或者尺寸要求不是太严格。因为虽然功能上可以接受,但切边看起来并不整齐。由于环氧玻璃基板的回弹性能比纸基板小,因此冲裁环氧玻璃基板的工具必须在模具和冲头之间紧密配合。环氧玻璃基板的模切应在室温下进行。
由于环氧玻璃基板较硬,难以冲孔,会降低冲头的寿命,很快就会磨损。使用带有硬质合金尖端的冲头以获得更好的切割效果。
铣削通常用于要求印刷电路板切割整齐、边缘光滑、尺寸精度高的场合。常见的铣削速度在 -/min 范围内,通常使用直齿或斜齿高速钢铣床。然而,对于环氧玻璃基板,碳化鸽子工具是首选,因为它们的使用寿命更长。为避免分层,印刷电路板的背面在铣削时必须有坚实的背衬。有关铣床、工具和其他操作方面的详细信息,请参阅这些设备的标准工厂或车间说明。
为了获得比切割或锯切更好的边缘效果并达到更高的尺寸精度,特别是当印刷电路板有不规则的轮廓线时,可以选择磨削方法。采用这种方法,当尺寸公差为±(0、1-0、2mm)时,成本比冲孔低。因此,在某些情况下,模切中多余的尺寸可以在随后的磨削过程中修整,以获得光滑的切边。
如今使用的多轴机床使磨削速度非常快,而且人工投入和综合成本都比冲床少。当电路板的走线靠近边缘时,打磨可能是获得令人满意的电路板切割质量的唯一方法。
磨削的基本机械操作类似于镜面磨削,但其切削速度和进给速度要快得多。板参照研磨夹具沿垂直研磨面移动。研磨夹具根据研磨需要固定在与研磨工具同心的衬套上。印刷电路板在研磨夹具中的位置由材料中的对准孔确定。
主要有三种磨削系统,它们是:
1)针磨系统;
2)跟踪或记录针磨系统;
3)数控(NC)磨削系统。
1、针磨光束激光
针磨最适合小批量生产,刃口光滑,精度高。销研磨系统有一个精确的钢或铝模板,根据印刷电路板的精确轮廓制成,它还提供用于电路板定位的销。工作台上突出的定位销上通常叠放三四块板子。使用的刀具和定位销的直径相同,将堆叠的板以与刀具旋转的相反方向研磨。通常,由于磨床容易使板子偏离定位销,因此大约需要两到三个磨削循环才能保证正确的磨削轨迹。
虽然针磨系统劳动强度大,操作人员要求高,但其高精度和光滑的切削刃使其最适合磨削小批量和异形板。
2、跟踪研磨
跟踪研磨系统与针式研磨系统相同,使用模板进行切割。在这里,手写笔在模板上勾勒出电路板的轮廓。记录针可以控制固定工作台上的钻轴运动,如果钻轴固定,也可以控制工作台运动。后者通常用于多钻机。模板是根据砧板的轮廓制造的,并且在其外边缘有一个触针,用于追踪轮廓。切割的第一步是用触控笔追踪外边缘。在第二步中,测针追踪内边缘,这可以减轻磨床的大部分负载,以便更好地控制切割尺寸。录音针磨系统比针磨系统更精确。使用通用操作技术,批量生产的产品公差可以达到±0、(0、)。使用多轴机器可以同时研磨20块板。
3、NC 磨削系统
具有多个钻轴的计算机数控 (CNC) 技术是当今印刷电路板制造行业的首选磨削方法。当生产产品产量较大,印制电路板外形复杂时,一般选用数控磨削系统。在这些设备中,工作台、钻轴和切割机的运动由计算机控制,而机器的操作员只负责装卸。特别是对于大批量生产,复杂形状的切削公差非常小。
在数控磨削系统中,控制钻轴在轧机z方向运动的程序(一系列命令)很容易编写。这些程序可以使机床按照一定的路径进行磨削,同时还编写了磨削速度和进给速度的指令。在程序中,通过改写软件程序可以很容易地改变设计。切割轮廓的信息通过程序直接输入计算机。
碳素数控磨床的转数通常可以达到-/min,这就要求发动机有足够的驱动能力,以保证磨床的转数不会太低。
加工或定位孔通常在电路板的外部。虽然磨削可以实现外直角结构,但内结构需要在第一次磨削操作中用等半径的刀具切割,然后在第二次操作中切割45°角,这样一个直角内可以得到结构。 .
在数控磨床中,切削速度和进给速度的参数主要由基材的种类和厚度决定。切割速度为/min,进给速度为/min,可有效适用于多种基材,但对于铁氟龙等软质材料,低温下基材的粘合剂会流出,因此需要到/min的低速和/min的更高进给速度以减少热量产生。
常用的切割机是整体硬质合金类型。由于数控机床可以精确控制工作台的运动,保证切割机的钻头不受振动的影响,所以小直径切割机的切割效果也很好。
在数控磨削中,切削机床齿轮的几何形状起着重要作用。由于进给速度高,应使用开式齿轮的刀具,以便快速轻松地排出切屑。通常,当钻石的切割齿轮达到线性英寸寿命时,磨损就开始了。如果需要非常光滑的切削刃,请使用带凹槽的刀具。为了加快装卸速度,机器本身需要一个高效装卸杂物的系统。
有多种方法可以将板装载到机器的工作台上,同时正确定位以进行研磨。最常见的方法是使用可以前后移动的工作台,这样可以在机器切割的同时完成上下料。
4、激光磨削
现在,激光也用于磨削,自由编程和灵活的操作方式使紫外激光特别适用于高精度HOI切割。可实现的切割速度取决于材料,通常为每秒 50 次。切割边缘非常整齐,不需要任何处理,如机械研磨或冲压或使用 CO2 激光(Meier 和施密特)切割通常需要的那样。