从宝龙

【摘要】众所周知，定位系统是机械制造工艺链中非常重要的组成部分，定位系统的状态、先进程度直接决定了整个工艺系统的先进程度，对产品质量及生产过程稳定性起到十分重要的作用。线路板制造是一门多学科、多领域、高科技技术，对于定位系统的要求与依赖程度非常高，可以说线路板的加工高度是由定位系统决定的。多层线路板的层压技术是影响线路板最终产品质量的使用可靠性、稳定性的一门重要内容，该技术涉及的领域广泛，包括电子、机械、化学、物理、计算机、流体力学等等。层间错位是层压工序产生的主要缺陷之一，是严重影响产品质量的一种缺陷，点焊不良则是造成层间错位的一个重要原因，在实际生产过程中，因为这种原因导致产品废弃的事件也是屡屡发生。虽然线路板技术日新月异，但是很多工程技术人员在这方面始终进行着研究与改善，并且也取得了一定的成效。本文講述的就是在这种背景条件下进行的一项技术创新活动。

【关键词】层压；层间对位；拉伸量；开路；短路

1、前言

随着科学技术的突飞猛进，线路板技术作为电子产业的基础工程也发生是日新月异的变化。特别是随着汽车、军工、医辽及发电等大规模、大电量、大负载、高散热等制造工业的快速发展，对线路板制造技术的提升与配套亦提出了更高的要求，常规线路板制造技术已不能满足要求。目前正值线路板发展的春天，我们加大对定位系统这样基本工艺的研究、加强与改善，将会为企业的发展与行业的进步提供源源不断的发展动力。

2、层压定位系统的影响

层压工艺中对层间对位影响较大的定位系统主要几个方面因素影响，点焊定位销钉与定位孔之间的配合及定位方式影响是最大的。定位方法由于操作简单、易于维护、精度高而被广泛应用在六层及以上多层板上，定位孔由X-ray扫靶机加工出来，定位销一般是选配的，一般设计规格是φ3.15mm，定位方式有2个销钉（对边中间）、4个销钉（4四中间）的。实际生产过程中，经常会由于种种原因导致孔-销配合间隙过大造成层间错位；由于焊头位不良导致点焊面积过小以及图2所示的定位挡块的设计与使用状态也非常容易导致层间错位现象的发生。

3、对定位系统进行改善

根据多层板的生产工艺流程进行简要分析如下：

首先，对待层压板进行叠板定位孔加工，一般是使用X-ray进行加工，定位孔的状态非常重要，对层间对位影响非常大，要通过一系列的方法与手段来保证孔边光滑整洁，无毛刺、无变形、无损坏、无偏位及铜箔脱落现象。对此要对设备进行科学规范保养，每日对X-ray主轴进行清洗，保证设备的主轴径跳（<10um）、确认压脚系统完好、检查真空强度足够（<-15kpa），设定合理的刀具寿命（一般不超过500孔）选择较大钻尖角为钻头（>φ150°）及合理的钻孔参数。

其次，X-ray加工完毕后进行配料、叠板。叠板工位要对定位销钉的控制与研究，以φ3.15mm定位孔为例进行设计说明：

孔的尺寸公差为：φ3.15 0/-0.006（生产板） 销钉尺寸公差为：φ3.15 0/-0.006（叠板定位销钉）

孔-销配合间隙12um；销钉倒角15°，可选择使用耐磨性较好的高碳钢、模具钢或硬质合金等材质。

叠板后进行点焊，由于点焊效果不好导致的层间错位并废板的情况亦时有发生，所以采取有效的措施对点焊效果进行研究控制是提升层间对位精度的一项非常必要内容。点焊时产生的热量由下式决定：

这里主要通过电流及时间来控制点焊效果，要通过观察焊点状态来判断是否满足要求，一般要求点焊时间不能过长，过长既影响效率，又会事得其反，时间过短也不行，会因焊接不牢出现开焊现象，从而导致层间错位。图7所示是对定位挡块的一个改进。改进前的挡块位于工件中部位置，距工件边缘距离较大，非常容易产生串/滑动现象，改进后，将挡块放在四角，将挡块内侧生产板边缘的距离控制在5mm以内，同时选择优质的模具钢制成的挡块可以获得很长的使用寿命，因此，这种方案效果是非常明显的。

4、过程控制方面的改进

在实际生产过程当中，为了及时准确的把握点焊设备的状态，我们发明了下图所示的检测装置，并申请了国家知识产权保护，具体如下：

该检具主要用来对上-下焊头的对位精度进行检测，实际生产过程，工程技术人员大多是通过目测的方法对焊头的对位精度进行检测确认，效果不好，又没有量化数据支持。本发明“便携式层压点焊对位精度检测装置”的组成结构如上图1、2所示，在检测装置主体“2”的底部中间位置加工一定位孔d，定位孔与下焊头“1”的配合间隙在0-6um之内，定孔位与“A”面的垂直度不超过10um，在“A”面上有一组刻度环“3”，刻度环的刻距为50um，深度为50um。使用时，先将上焊头抬起，将“便携式层压点焊对位精度检测装置”套在下焊头上，然后将上焊头缓慢下降到适当高度，同时观察上焊头与下焊头的对位状态，理想状态是在中间一环以内，一般将对位状态控制在3环以内可能保证没有问题。该装置最大的特点是制作成本低，操作简单，方便灵活，普通操作人员就要以操作，中要通过简单的培训就可能轻松掌握。

参考文献

[1]林金堵，龚永林.『现代印制电路信息』中国印制电路年协会出版社