Những phát triển gần đây trong lĩnh vực thu nhỏ là nguyên nhân chính thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp điện tử. Khi quá trình thu nhỏ tiếp tục thúc đẩy ngành công nghiệp, làm cho thiết bị điện tử và PCB đang trở nên thách thức hơn. Khía cạnh thách thức nhất của sản xuất PCB là sự kết hợp của các lỗ xuyên và lỗ xuyên có mật độ cao được sử dụng để kết nối với nhau. Thông qua các lỗ được sử dụng để cài đặt các thành phần điện tử tạo thành mạch.

Khi mật độ đóng gói của các lỗ trong dây chuyền lắp ráp PCB tăng lên, nhu cầu về các lỗ nhỏ hơn cũng tăng lên. Khoan cơ khí và khoan laser là hai kỹ thuật chính được sử dụng để tạo ra các lỗ micrômét chính xác và có thể lặp lại. Sử dụng các kỹ thuật khoan PCB này, các lỗ xuyên qua có thể có đường kính từ 50 đến 300 micron với độ sâu khoảng 1-3 mm.

Các biện pháp phòng ngừa khi khoan PCB

Máy khoan bao gồm một trục quay tốc độ cao quay với tốc độ khoảng 300K RPM. Những tốc độ này rất quan trọng để đạt được độ chính xác cần thiết để khoan các lỗ có quy mô micron trên PCBS.

Để duy trì độ chính xác ở tốc độ cao, trục quay sử dụng các ổ trục không khí và cụm bit trực tiếp được giữ cố định bằng các mâm cặp chính xác. Ngoài ra, độ rung của đầu bit được kiểm soát trong vòng 10 micron. Để duy trì vị trí chính xác của lỗ trên PCB, mũi khoan được gắn trên bàn làm việc servo điều khiển chuyển động của bàn làm việc dọc theo trục X và Y. Bộ truyền động kênh được sử dụng để điều khiển chuyển động của PCB dọc theo trục Z.

Khi khoảng cách của các lỗ trong dây chuyền lắp ráp PCB giảm đi và nhu cầu về thông lượng cao hơn tăng lên, thiết bị điện tử điều khiển servo có thể bị tụt hậu vào một thời điểm nào đó. Sử dụng khoan laser để tạo ra các lỗ xuyên qua được sử dụng để chế tạo PCBS giúp giảm hoặc loại bỏ độ trễ này, đây là yêu cầu của thế hệ tiếp theo.

Khoan laser

Bit laser được sử dụng trong sản xuất PCB bao gồm một tập hợp phức tạp các phần tử quang học kiểm soát độ chính xác của laser cần thiết để đục các lỗ.

Kích thước (đường kính) của các lỗ được khoan trên PCB được kiểm soát bởi khẩu độ của việc lắp đặt, trong khi độ sâu của các lỗ được kiểm soát bởi thời gian tiếp xúc. Hơn nữa, chùm tia được chia thành nhiều dải để cung cấp khả năng kiểm soát và độ chính xác hơn nữa. Thấu kính hội tụ di động được sử dụng để tập trung năng lượng của chùm tia laze vào vị trí chính xác của lỗ khoan. Cảm biến Galveno được sử dụng để di chuyển và định vị PCBS với độ chính xác cao. Cảm biến Galveno có khả năng chuyển đổi ở 2400 KHz hiện đang được sử dụng trong công nghiệp.

Ngoài ra, một phương pháp mới được gọi là tiếp xúc trực tiếp cũng có thể được sử dụng để khoan lỗ trên bảng mạch. Công nghệ này dựa trên khái niệm xử lý hình ảnh, trong đó hệ thống cải thiện độ chính xác và tốc độ bằng cách tạo hình ảnh PCB và chuyển hình ảnh đó thành bản đồ vị trí. Bản đồ vị trí sau đó được sử dụng để căn chỉnh PCB bên dưới tia laser trong quá trình khoan.

Nghiên cứu tiên tiến trong các thuật toán xử lý hình ảnh và quang học chính xác sẽ cải thiện hơn nữa năng suất và sản lượng của sản xuất PCB và khoan tốc độ cao được sử dụng trong quy trình này.