简易实用的沉头孔和孔口倒角加工

董 威 黎卫强 付少伟

（金禄电子科技股份有限公司，广东 清远 511500）

1 产品特殊性

印制电路板（PCB）的应用越来越广泛，各种特殊结构与要求的PCB也不断出现。随着新能源汽车的发展，有一种导通大电流/电压的复合母排板，该PCB是将铜块按照一定的形状局部埋在基板中，代替局部线路，即可起到散热作用，又可做线路导通。然而为了解决此类母排板的安装可靠性，需要采用涨铆安装、螺丝固定，如图1，于是要在PCB上加工出沉头孔和螺丝孔，引入了五金加工工艺。

图1 有铆钉和螺丝固定的PCB

以上两种五金加工工艺均需在加工前做好倒角处理，否则安装治具无法将涨铆螺母涨开卡在PCB铜排中，螺母会出现松动；而螺丝孔在加工螺纹时，表面会有超高铜毛刺，影响客户组装。五金厂通用做法是用数控台钻或数控铣床完成倒角加工，但是PCB无法使用以上工装方法加工，会损坏PCB。

同时，超过7.0 mm安装沉头螺丝的沉头孔，在PCB行业中也是难题之一，既要保证一定的沉头深度，又要确保孔口直径达到要求，保证螺丝的螺帽完全低于产品线路面，传统方法有两种。

（1）使用更大直径的四刃锪刀生产，这种方法对钻机主轴的夹持力要求更高，生产中极易损坏主轴；

（2）使用通用五金生产设备——台钻、铣床，用该设备钻沉头孔需要额外增加设备，且存在定位精度差，沉头孔深度难以控制的隐患，无法实现量产。

2 选择加工方法

这种复合母排板的PCB，在铜排上钻螺丝孔，需要优先钻出导通孔和倒角处理两种工序。生产流程：PCB前工序→钻孔→倒角→攻螺纹/涨铆安装→清洗→成型铣板……

为了无须增加新设备、引进新的专用刀具，也不会占用新的生产空间。加工只要有3.175 mm的四刃锪刀和铣机，就可实现直径超过7.0 mm的沉头孔。

2.1 铜基板倒角、沉头孔设计

铜基板倒角、沉头孔设计非常简单，采用铣槽孔的方式，将每个需要倒角的孔尺寸缩小0.5 mm，生成锣带文件导出。

2.2 孔分步加工

初次加工时，计算出PCB线路面的Z周深度，然后再减少Z周深度0.2 mm，直径补偿按照3.175 mm设置，试铣一次，根据试铣结果微调参数就可达到品质需要的结果，且针对不同孔径的孔倒角，无须单独补偿直径、深度，一次加工成型。如图2所示，沉头孔生产与铜块倒角是分开加工的，二者Z轴深度不一致。

图2 孔分步加工

倒角后的孔口直径比原来的槽孔/孔大1.0 mm，深度以0.5 mm为最佳，因为涨铆用的治具前端角度是圆锥形，攻螺丝孔用的先端丝锥前端也是锥形，方便提高定位精度。如图3所示。

图3 涨铆和攻螺纹

如果不提前倒角，不锈钢压铆工具在液压的作用下，极易将铜孔挤压变形，铜块孔口鼓起高于PCB 基板线路面，影响客户组装元件。同样在攻螺纹时，铜块孔口也会因丝锥挤压在孔口产生毛刺，由于铜面已经做了表面沉金处理，毛刺处理会比较困难。

FR-4基材上沉头孔加工时同样根据Z轴深度和直径补偿，可以生产出需要的产品孔径，例如；沉头直径13 mm的沉头孔，做好首件后，可以一次加工出来，省时省力。

3 结论

通过用铣槽孔的方法加工孔口倒角、沉头孔，简单实用，不用新增设备，文件处理简单。如果外发五金厂倒角加工、钻沉头孔，生产周期延长且品质无法保证，通过以上方法可以缩短制程的生产周期，同时解决了复合埋铜基板在生产过程中的难点。