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我想再次向您介绍NPI工程师张功，但如果您还不知道我是做什么的，请随时阅读第一篇文章（点击进入主页）。

作为一名NPI工程师，DFM可制造性分析涵盖的范围非常广泛。今天我们将讨论PCB钻孔技巧和DFM PCB钻孔检验技巧。

钻孔是PCB 制造中最昂贵、最耗时的工艺。 PCB钻孔过程必须小心进行，因为即使是一个小错误也可能导致巨大的损失。钻孔工序是PCB制造过程中最重要的工序。钻孔技术非常重要，因为钻孔工艺是不同层之间通孔和连接的基础。

印刷电路板钻孔

1. PCB 钻孔技术PCB 钻孔技术主要有两种类型。机械钻孔和激光钻孔。

印刷电路板钻孔技术

1、机械钻孔

机械钻的精度较低，但更容易执行。这种钻孔技术允许使用钻头。使用这些钻头可以钻出的最小孔径约为6 密耳（0.006 英寸）。机械钻孔的局限性

当用于FR4 等软质材料时，机械钻可承受800 次冲击。如果材料致密，则寿命会缩短至200 次。如果PCB 制造商忽视这一点，则可能会产生错误的孔，并且电路板可能会报废。 2. 激光钻孔

另一方面，激光钻可以钻更小的孔。激光钻孔是一种非接触式工艺，因此工件和刀具永远不会相互接触。通过使用激光束去除电路板材料并创建精确的孔，可以轻松控制钻孔深度。

激光技术用于轻松钻出受控深度的通孔，并且可以精确地钻出直径小至2 密耳（0.002 英寸）的孔。

电路板由铜、玻璃纤维和树脂制成，这些PCB 材料具有不同的光学特性，导致激光束难以有效烧穿电路板。对于激光打孔来说，工艺成本也比较高。

2、PCB钻孔工艺在设计电路板时，PCB工程师还必须了解PCB制造。只有这样，你才能确保你的PCB设计是可制造的、可靠的，而且如果你在设计时注重制造工艺，就可以降低成本并在规定的时间内交付产品。

印刷电路板钻孔

层压过程结束后，层压板被装入钻孔机的出口材料面板中。出口的材料减少了毛刺的出现。毛刺是钻轴穿透板材时形成的铜突出物。在此面板的顶部，加载了更多堆栈并仔细对齐。最后，将一块铝箔放在整个堆栈的顶部。铝箔可以防止毛刺进入，还能散发快速旋转的钻头产生的热量。一旦钻了所需数量的孔，电路板就会被送往去毛刺和去污。

钻孔的质量是一个重要方面，因此必须考虑刀具的几何形状。高速钢（HSS）和碳化钨（WC）是钻削复合材料常用的钻头材料。加工玻璃纤维增强聚合物(GFRP) 时，硬质合金刀具可延长刀具寿命。硬质合金钻头通常用于在PCB 上钻孔。 1.锐角和螺旋角

PCB钻头的尖端角为130，螺旋角为30至35。尖角位于钻头的顶部。在最突出的切削刃之间测量。

摆角是钻头两侧交叉处的角度。

顶角与螺旋角的比较

2.数控钻床

司钻

钻床是一种预编程的计算机数控(CNC) 机器。钻孔是根据输入CNC 系统的XY 坐标进行的。主轴高速旋转，确保准确钻孔。当主轴高速旋转时，由于孔壁与主轴之间的摩擦而产生热量，使孔壁上的树脂成分熔化，产生树脂污渍。钻完所需的孔后，丢弃出口和入口面板。在这里我们将简要介绍一下生产车间发生的事情。

与蚀刻或电镀工艺不同，钻孔工艺没有固定的时间。我们店的钻孔时间根据要钻孔的数量而有所不同。

三、PCB钻孔的两个重要方面1.深宽比

纵横比是指在孔（通孔）内有效镀铜的能力。随着孔直径的减小和深度的增加，在孔的内部镀铜变得一项繁琐的工作。这需要高度均匀的电镀浴，以便将液体倒入小孔中。

深宽比（AR）=（孔深/钻孔直线度）

通孔纵横比为10:1，微通孔纵横比为0.75:1。

通常，对于62 ml PCB，最小钻孔尺寸为6 mil。 2. 在铜上钻出间隙

铜间隙钻孔

钻孔到铜的距离是钻孔边缘与最近的铜特征之间的平面间隙。最接近的铜特征是铜迹线或其他有源铜区域。这是一个决定性因素，因为即使是最轻微的偏差也会导致电路中断。典型的铜金刚石值约为8 密耳。

最小间隙=环宽+焊坝间隙

4. PCB 钻孔的分类电镀孔(PTH) 是用于传输信号、在电路板不同层之间建立互连以及在PCB 组装过程中将元件固定到位的导电通孔。元件安装孔非电镀孔INPTH] 与NPTH 一样不导电。这些孔没有公差级别，因为如果孔太小或太大，元件将无法安装。

在电路板上钻孔并不容易，需要很高的精度，并且需要遵循一定的设计规则。

印刷电路板钻孔

1. 电镀通孔（PTH）

成品孔径（最小）=0.006

戒指尺寸（最小）=0.004

边到边间隙（到其他表面特征）（最小值）=0.009 英寸2. 非电镀通孔(NPTH)

成品孔尺寸（最小）=0.006'

边缘之间的间隙（与其他表面元素）（最小）=0.005

5. PCB钻孔的危险钻孔工具在重复使用后容易磨损和断裂。这会导致以下问题：1, 孔位置精度受到影响。

如果钻头没有到达所需点并且不能沿同一轴线移动，精度就会降低。未对准的钻孔可能会导致环形圈切线或断裂。

光穿过孔

2、加工孔的粗糙度

粗糙度会导致镀铜不均匀，从而导致桶内出现气孔和裂纹。当镀铜液渗入孔壁时，绝缘电阻也会降低。 3.树脂涂层

钻孔过程中产生的热量可能会熔化电路板上的树脂。当树脂粘附在孔壁上（称为树脂涂抹）时，这也会降低镀铜的质量，并导致通孔和电路内层之间的连续性较差。用化学溶液去除树脂污渍。 4.有入口毛刺和出口毛刺。

毛刺是一种不需要的铜片，在钻孔过程后会从孔中伸出，主要出现在PCB 堆栈的顶部和底部。 5、钉头

如果钉头安装不当，钻孔时内部铜可能会弯曲，这些铜弯曲会导致电镀不均匀和导电问题。 6.分层

电路板层的部分分离被认为是分层，钻孔不当会导致分层。补救措施1.除胶过程

这是一种化学工艺，用于去除沉积在孔壁上的熔融树脂；该工艺去除不需要的树脂并提高通孔的导电性。 2.去毛刺工序

这是一种电动工艺，可去除金属（铜）的凸起边缘（冠部），称为毛刺。去毛刺后，通过重复的去毛刺过程去除孔内残留的碎片。 3. 分层

使用激光钻孔可以避免这种情况。如前所述，在激光钻孔中，工件和刀具之间没有接触，因此不会发生分层。

6. PCB 钻孔技巧1. 钻一个导向孔以进行正确钻孔。

进行钻孔之前的第一步是钻导孔。这用于防止钻头“四处走动”，这意味着钻头在钻孔时从一个位置开始并沿意外方向移动。这可以使用小型钻头或使用称为钻床的自动工具手动完成。

当用钻床钻导向孔时，钻头一次从工具中拉出一个。此过程中使用的钻头数量取决于所钻孔PCB 的尺寸。例如，如果使用0.2毫米的钻头，则可以从一个孔中拔出四块。当每个磁头被移除时，这个过程通常会在PCB 上留下小的金属痕迹。 2. 如果要以特定角度钻孔，请使用直PCB钻头。

沿对角线钻一个孔。钻头通常成套出售，并且有多种尺寸。尺寸包括：

线规钻头：适用于厚度为0.8 至1 毫米的电线。

小钻头：此尺寸适用于厚度或直径为0.7至2毫米的孔，包括扁形和圆形。

中型钻头：这种类型用于钻厚度或直径范围为2 至10 毫米的孔，通常包括扁孔和圆孔。

大钻头：此尺寸用于大于5 毫米的孔。根据制造商的不同，它们可以是扁平的或圆形的。 3. 使用正确尺寸的钻头

确保用于PCB 的钻头尺寸正确非常重要。如果钻头太大，可能会损坏电路板钻孔元件。另一方面，如果太小，您将无法将电线穿过该孔。

钻孔工具

4、使用转速和功率适当的钻头。

钻头的功率和速度决定了它钻入金属的速度和速度。最常见的选项是：

高速钻头：这种类型的钻头可以快速有效地钻穿金属，但如果长时间使用也会引起问题。

高速钢钻头：这种类型用于大孔，适合钻多个不太厚的PCB。

电镀钻头：这些钻头用于电路板钻孔和电镀工艺，以及用于钻孔厚板和高频空气锤。 5.使用钻孔机

为了获得精确钻孔的最佳机会，钻床是最佳选择。钻孔效率至少是手持式钻机的四倍，并且通常使用行业标准钻头。 6.了解钻孔机的操作

钻孔机的成本和功能各不相同，但所有钻孔机都只需注入在金属上钻孔所需的适量压力即可工作。施加的压力越大，钻孔的速度就越快。钻孔有“十字钻”、“千斤顶钻”、“弯孔”、“倒角”等多种类型。最常见类型的钻床具有垂直面板（一块以向上角度钻孔的金属板）。使用这种类型时，请确保钻头朝上，且角度与PCB 上的孔相匹配。 7、使用钻床在PCB上钻孔

钻孔机可用于PCB钻孔的各个阶段。特别是需要钻精确孔时的理想选择。钻床需要时间来调整，但如果使用正确，效果会很好。 8、钻孔时要小心

如果没有适当的工具和材料，在电路板上钻孔可能会很困难。钻孔时，一定要慢慢来，要有耐心，因为太快可能会损坏电路板。钻孔时，请务必注意钻头旋转速度不要太快或太慢。钻孔时佩戴安全眼镜也很重要，以避免损害视力。 9. 使用钻头后清洁PCB。

完成电路板钻孔后，您需要用刷子和溶剂清洁孔。溶剂可去除在PCB 钻孔时可能产生的任何金属屑，使电路板在完成后即可使用。 10. 在钻孔上涂上焊料

完成PCB 钻孔后，您需要将焊料涂在新孔上，并使用小头烙铁熔化该孔。为了确保焊料正确粘附，请将一根电线穿过其中一个孔并加热。这将防止焊料从孔中溢出。然后，轻轻按压以确保其牢固连接。

使用正确的钻头可确保在PCB 上钻孔或凹槽时没有小切屑或碎片。如果钻头上发现切屑或碎屑，可能会导致钻孔过程出现问题并导致不良结果。

在PCB 上钻孔时，如果操作正确，您可以在不损坏钻头的情况下完成这项工作。如果机器部件在机器操作过程中与钻头接触，则可能会损坏。

7. DFM PCB 钻孔验证技巧1. 深宽比应保持在最低限度，以避免钻头磨损。 2.增加的钻头尺寸越多，制造商需要使用的钻头就越多。相反，减小不同的钻孔尺寸将会减少钻孔时间。 3. 检查定义的钻头类型（PTH/NPTH）。 4. 检查钻孔文件和工厂打印的钻孔数量/尺寸。 5. 小于0.006 英寸的封闭孔应丢弃。 6. 如果铜层上的钻头或其他特征位于电路板轮廓之外，则必须减小过孔尺寸以满足最小深宽比(A/R) 要求。 7. 对于电镀，钻孔公差小于+/- 0.002 英寸，对于NPTH，钻孔公差为+/- 0.001 英寸，并且钻孔文件中缺少NPTH 孔/槽或切割位置的圆弧制造图.正在显示。 9. 钻孔时添加焊料。 10、使用钻床进行精密钻孔。 11. 钻孔后清洁PCB。

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