一种改善孔内毛刺的工艺研究

周海光 尹 超 邓 辉

（胜宏科技（惠州）股份有限公司，广东 惠州 516211）

0 前言

印制电路板（PCB）的制造工艺随着电子设备的高功能化和小型化而飞速发展，对PCB产品的可靠性提出更高的要求。受钻孔效果、板材选择、电镀参数等因素的影响，PCB电镀后极易出现品质问题，其中孔内毛刺是最常见问题之一。本文从钻孔参数设定、板材选择以及电镀前磨板条件选择分别进行测试，得出影响孔内毛刺的主要因素。

1 现状分析

成品PCB孔内经常会发现毛刺、毛刺，产生的过程简易分析如下：钻孔后产生的孔口铜毛刺，被后续加工磨平延伸入孔内。孔中毛刺为玻璃纤维拉扯出，铜瘤为塞孔树脂进入PTH（金属化孔）内，金相切片如图1所示。

图1 钻孔披锋、毛刺切片

2 DOE（试验设计）改善方案

2.1 第一阶段DOE验证

（1）针对切片所解析的不良的缺陷，组织DOE验证变更钻孔条件，抓取最佳参数，见表1所示。

表1 DOE方案设计表

（2）第一阶段钻孔方案DOE改善验证见表2所示。

表2 第一阶段DOE方案与验证结果表

（3）第一阶段对钻孔生产参数、条件进行DOE改善验证结果图例见图2、图3所示。

图2 方案1-6的孔图例

图3 方案7-13的孔图例

（4）方案7-13小结：此7个方案钻孔后、磨板前，目视孔口整体上均无毛刺、毛刺异常，采用20倍放大镜检查结果如图4所示。

图4 第一阶段DOE方案7-13钻孔后孔口示意图

（5）DOE方案14-17改善验证结果如图5所示。

图5 第一阶段DOE方案14-17钻孔后孔口示意图

（6）第一阶段对钻孔生产参数、条件进行DOE改善验证小结见表3所示。

表3 第一阶段DOE试验结果数据

小结：所有条件均不能彻底改善毛刺不良问题，其中调整进刀速1.0 m/min，钻孔毛刺不良率为7.5%，测试效果是最优的。

2.2 第二阶段DOE验证

基于第一阶段DOE验证结果，对比不同板材在不同钻孔参数条件下的不良率，进行第二阶段DOE验证，对比结果如表4所示。

表4 第二阶段DOE试验结果数据

小结：同条件实验，生益板材平均不良率9.69%，对比台光板材不良率5.73%，材料影响3.96%。

2.3 第三阶段对电镀前磨板条件进行DOE对比测试

基于第一、第二阶段DOE验证结果，对比不同的磨板条件下的不良率，进行第三阶段DOE测试，如表5所示。小结：相同生产条件下，电镀前使用高密度针刷，孔内毛刺不良率最低为5.6%。

表5 第三阶段DOE方案和结果表

3 结论

钻孔毛刺、毛刺DOE改善验证总结如下。

（1）目前调整所有钻孔条件、对标同行参数，不同板材，均无法100%解决钻孔毛刺、披锋不良，材料端对此有约4%的影响。

（2）在使用同种板材不变更的前提下，降低进刀速度、孔限可改善毛刺、毛刺不良，成品1.8 mm PTH孔，转速33 kr/min、进刀速 1.0 m/min，回刀速15.0 m/min、孔限200孔效果最佳。

（3）在使用相同板材以及同样钻孔参数的前提下，电镀前使用高密度磨刷改善孔内毛刺不良率最低，改善幅度最大。

综上所述，板材、进刀速度、孔限对钻孔毛刺、披锋不良有显著影响，降低钻孔进刀速度、孔限以及电镀前选择高密度磨刷可对其进行有效改善。