Pēdējā laika miniaturizācijas attīstība ir bijis galvenais iemesls elektronikas nozares straujajai izaugsmei. Tā kā miniaturizācija turpina virzīt nozari, padarot elektroniku un PCB kļūst arvien izaicinošāks. Visgrūtākais PCB ražošanas aspekts ir augsta blīvuma caurumu un caurumu kombinācija, ko izmanto savienošanai. Caurumi tiek izmantoti, lai uzstādītu elektroniskos komponentus, kas veido ķēdi.

Palielinoties PCB montāžas līnijas caurumu caurlaidībai, palielinās arī pieprasījums pēc mazākiem caurumiem. Mehāniskā urbšana un urbšana ar lāzeru ir divas galvenās metodes, ko izmanto precīzu un atkārtojamu mikronu caurumu izgatavošanai. Izmantojot šīs PCB urbšanas metodes, caurumu diametrs var būt no 50 līdz 300 mikroniem ar dziļumu aptuveni 1-3 mm.

Piesardzības pasākumi PCB urbšanai

Urbšanas prese sastāv no ātrgaitas vārpstas, kas griežas ar aptuveni 300K RPM. Šie ātrumi ir izšķiroši, lai sasniegtu precizitāti, kas nepieciešama, lai urbtu mikronu skalas caurumus PCBS.

Lai saglabātu precizitāti pie liela ātruma, vārpstā tiek izmantoti gaisa gultņi un tieša uzgaļa mezgls, kas tiek turēts ar precīziem fiksatora patronām. Turklāt uzgaļa gala vibrācija tika kontrolēta 10 mikronu robežās. Lai saglabātu precīzu urbuma stāvokli uz PCB, urbis ir uzstādīts uz servo darbagalda, kas kontrolē darbagalda kustību pa X un Y asīm. Kanālu izpildmehānismi tiek izmantoti, lai kontrolētu PCB kustību pa Z asi.

Samazinoties atstarpēm starp PCB montāžas līnijas caurumiem un palielinoties nepieciešamībai pēc lielākas caurlaides, elektronika, kas kontrolē servo, kādā brīdī var atpalikt. Lāzera urbšanas izmantošana, lai izveidotu caurumus PCBS izgatavošanai, palīdz samazināt vai novērst šo kavēšanos, kas ir nākamās paaudzes prasība.

Urbšana ar lāzeru

PCB ražošanā izmantotais lāzera uzgalis sastāv no sarežģīta optisko elementu komplekta, kas kontrolē caurumu caururbšanai nepieciešamo lāzeru precizitāti.

Uz PCB urbjamo caurumu izmēru (diametru) kontrolē iekārtas atvērums, bet caurumu dziļumu – ekspozīcijas laiks. Turklāt stars ir sadalīts vairākās joslās, lai nodrošinātu turpmāku kontroli un precizitāti. Mobilo fokusēšanas lēcu izmanto, lai lāzera staru enerģiju koncentrētu precīzā urbuma vietā. Galveno sensori tiek izmantoti, lai ar augstu precizitāti pārvietotu un novietotu PCBS. Galvenie sensori, kas spēj pārslēgties pie 2400 KHz, pašlaik tiek izmantoti rūpniecībā.

Turklāt jaunu metodi, ko sauc par tiešu ekspozīciju, var izmantot arī, lai urbtu caurumus shēmas plates. Tehnoloģijas pamatā ir attēlu apstrādes koncepcija, kurā sistēma uzlabo precizitāti un ātrumu, izveidojot PCB attēlu un pārvēršot šo attēlu atrašanās vietas kartē. Pēc tam pozīciju karti izmanto, lai urbšanas laikā izlīdzinātu PCB zem lāzera.

Uzlaboti attēlu apstrādes algoritmu un precīzas optikas pētījumi vēl vairāk uzlabos PCB ražošanas un procesā izmantoto ātrgaitas urbšanas produktivitāti un ražu.