为什么线路板厂的孔偏这么容易导致PCB板报废了？

华秋

过孔(via)是涉及PCB多层板高可靠性的重要因素之一，因此，钻孔的费用最多可以占到PCb制板费用的30%~40%。但PCB上的每一个孔，并不是都为过孔。从作用上看,孔可以分为两类:一是用作各层间的电气连接，如via孔，插件孔，埋盲孔等；二是用作器件的固定或定位，如定位孔，螺丝孔，散热槽等。

关于过孔，随着高频高速PCB的发展，设计者总是希望过孔越小越好，这样就可以预留更多的布线空间，此外,过孔越小,其自身的寄生电容也越小，更适合高速电路。但是孔数越多，产品尺寸越大，钻孔需要花费的时间，就越长，也越容易偏离中心位置，我们称之为孔偏。典型的孔偏现象如下：

图1 钻孔孔偏图

很多线路板厂的孔偏报废基本成了钻孔报废率的“头号杀手”，而孔偏，会进一步造成孔壁无铜，影响线路电气连接，线路导通，进而导致生产出的PCB没有高可靠性。造成孔偏的原因有多种，可能涉及到管理、物料、设计、加工及设备等，这里我们要提到造成孔偏的一个重要原因——过度地进行钻咀研磨。

一般而言，PCB的厚度、材料不同，对钻咀有不同程度的磨损，比如填料多、高TG、高厚铜对钻咀就有较大的磨损；另外，适合的进刀速、回刀速、转速、孔限和研磨次数会让孔的精度保持在一个较好的水准，参数的不适用，不仅造成孔粗、披锋、爆孔现象，也会伴随着较高的偏孔风险。

通常而言，由于钻咀在前两次使用时，才能够达到2000转，而后续就会逐渐减少至1500转，甚至最后会锐减到100转。所以，往往在6次之后，钻咀就不用继续使用，宣布报废。

为保证所生产PCB的高可靠性，华秋对钻咀研磨次数进行严格管控。不过出于成本考虑，有的工厂可能会使用到12次，甚至一直用下去，直至针的长度不足以打穿叠板为止。而随着研磨次数变多，钻咀的刃口会逐渐磨损，并各项性能全面下降......在这一连串的影响下，极易造成孔偏。

图2 如何识别PCB钻孔是否钻偏

在PCB行业中，机械钻孔一直是主流PCB钻孔方式，它通过使用数控技术，控制高速旋转的切削钻头和 PCB 板高速精准的相对运动，实现在 PCB 板不同位置钻孔加工。

华秋配备有20万转6轴钻机，控制精度15μm以内；采用全数字化动态仿真分析设计手段、高精度配件和科学成熟的生产制造工艺，以及严格的质量管控，确保了整机的高精度钻孔精度。三轴采用高速直线电机驱动，搭配先进的数字控制技术和性能优异的高转速主轴，以及独立快钻功能，保证高效的钻孔效率。

此外，像0.1mm这种很小的孔，在制作它时，受钻咀、设备、材料等方面的局限，传统的机械钻机显得十分吃力。一般而言，最小的机械钻是0.15mm，低于0.15mm的孔则需要采用激光钻孔。激光钻孔其优势在于非接触式加工无应力，不会使板子变形，目前华秋激光钻孔最小可以做到0.075mm，激光钻孔广泛应用于在高密度高精度PCB、HDI的制造。

为满足广大客户的需求和产品的可靠性，华秋引入了三菱 CO₂镭射钻机，该设备具有优越的加工能力，实现不可匹敌的可追溯性效率、稳定的加工质量及高加工定位精度。

设备能力：

最大加工尺寸：620×560mm

水平移动速度：≥50m/min

垂直移动速度：≥10m/min

输出功率：200W

额定脉冲频率：10~10000Hz

Galvano的扫描面积：50×50mm

Galvano的扫描速度：1400×2PPS

最小孔径：≥50μm

孔位精度：±5μm

图3 三菱激光钻孔机

综上，机械钻孔或激光钻孔是PCB加工工序中不可或缺的一环，而华秋一直秉承高可靠PCB的理念，从工艺、设备、质量管控等方面践行，为广大客户提供高质量的产品。