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印制PCB电路板机械切割的方法

发布时间: 2013-05-08 15:36:40     来源: EDA中国

印制PCB电路板机械切割的方法
1 剪切

  剪切是印制电路板机械操作的第一步,通过剪切可以给出大致的形状和轮廓。基本的切割方法适用于各种各样的基板,通常厚度不超过2mm 。当切割的PCB板子超过2mm 时,剪切的边缘会出现粗糙和不整齐,因此,一般不采用这种方法。

  层压板的剪切可以是人工操作也可以是电动机械操作,不论哪种方法在操作上有共同的特点。剪切机通常有一组可调节的剪切刀片,如图10-1 所示。其刀片为长方形,底部的刀口有大约7°的可调节角度,切割长度能够达到1000mm ,两个刀片之间的纵向角度通常最好选在1°- 1. 5 °之间,使用环氧玻璃基材最大能够达到4° ,两个刀片切割边缘之间的缝隙要小于0.25mm 。

  两个刀片之间的角度要根据切割材料的厚度进行选取。材料越厚,需要的角度越大。如果剪切角度太大或两个刀片之间的间隙太宽,在切割纸质基板时会出板龟裂,然而对于环氧玻璃基板,由于材料具有一定的抗弯强度,即使不出现裂缝,PCB板子也会变形。为了在剪切过程中使底板边缘保持整洁,可将材料加热在30 - 100℃范围内。

  为了获得整齐的切割,必须通过一个弹簧装置将PCB板子牢牢的压下,以防止PCB板子在剪切过程中出现其他不可避免的移位。另外,视差也可以导致0.3 0.5rnrn的容差,应该使其减到最小,使用角标可提高精度。

  剪切机能够处理各种尺寸,能够提供精确的重复尺寸。大型机器每小时能够切割几百千克的基板。

  2 锯切

  锯切是切割基板的另外一种方法。虽然这种方法的尺寸容差与剪切类似(0. 3 - 0.5 rnrn) ,但是这种方法更为可取,因为其切割边缘非常光滑整齐。

  在印制电路板制作工业中,大多选用可移动工作台的圆形锯切机。锯形刀片的速度可调范围为2000 - 6000r/rnin 。但是切割速度一旦设定,则不能更变。它是通过具有不只一个V 带的重滑轮实现的。

  高速运动的钢制刀刃的直径大约为3000rnrn ,它可以以2000 - 3000r/rnin 的速率切割纸制酣类材料每1cm圆周上大约为1. 2- 1. 5 齿。对于环氧玻璃基板,使用碳化钨刀刃的刀片。钻石轮的切割效果会更好,虽然它在刚开始时投资大,但是由于其使用寿命长且能够提高边缘切割效果,因此它对以后的工作是非常有益的。

  以下是使用切割机时需要注意的几个问题:

  1 )注意直接作用在边缘上的切割力,检查轴承的坚固程度。当用手检查时不应有任何异常的感觉;

  2) 为了安全起见,齿片应总是被保护装置覆盖着;

  3) 应该准确放置安装轴和发动机;

  4) 在锯齿片和支架之间的缝隙应该最小,这样可以使PCB板子具有很好的支撑,以便于进行边缘切割;

  5) 圆形锯应该可调,刀刃与PCB板子之间的高度范围应该为10-15mm;

  6) 钝的齿片和太粗糙的齿会使切割边缘不光滑,最好予以换掉;

  7) 错误的切割速率会导致切割边缘不光滑,应适当调配,厚的材料需要选择慢的速度,而薄的材料可以快速切割;

  8) 应该按照制造商给出的速度操作;

  9) 如果锯的齿片很薄,可以增加一个加固垫以减少振动。

  3 冲切

  当印制电路板设计除了矩形外还有其他形状或不规则的轮廓时,使用冲切模具是比较快速和经济的方法。基本的冲切操作可以使用冲床完成,其切割边缘整齐,效果优于使用锯切或剪切机。有时,甚至打孔和冲切可同时进行。然而,当要求上好的边缘效果或小的容差时,冲切达不到要求。在印制电路板工业中,冲切一般应用于切割纸制基板,而很少用于切割环氧玻璃材料基板。冲切能够使印制电路板的切割容差在±(0. 1 - o. 2mm) 之内。

  1.纸制基板的冲切

  由于纸制基板比环氧玻璃基板柔软,因此它更适合用冲切的方法切割。当使用冲切工具切割纸制基板时,要考虑材料的回弹或弯曲度。因为纸制基板常常回弹,通常冲切部分要比模具稍微大一点。因此,模具的尺寸选取要依据容差和基材的厚度,比印制电路板稍微小一些,以补偿超过的尺寸。就像人们注意到的,当打孔时,模具大于孔的尺寸,而当冲切时,模具又小于正常尺寸了。

  对于外形复杂的电路板来说,最好选用步进的工具,例如对材料进行逐条切割,随着模具对它逐条冲切,材料的形状逐渐改变。这样,通过最初的一步或两步将孔穿通,最终完成其他部分的冲切。加热后再进行冲孔和冲切可改良印制电路板的切割效果,例如将板条加热至50 -70 'C再冲切。然而,必须小心对待使其不能过热,因为这样会使冷却后的伸缩性降低。另外,对于纸制苯酣材料的热膨胀应该加以注意,因为它在Z 方向和y 方向呈现不同的膨胀性能。

  2. 环氧玻璃基板的冲切

  当用剪切或锯切生产不出环氧玻璃基板所需的形状时,可用一种特殊的打孔方式冲切,虽然这种方式不受欢迎,因此只有当切割边缘或尺寸要求不太严格时才能使用这种方法。因为尽管在功能上可以接受,但是切割边缘看上去不很整齐。由于环氧玻璃基板的回弹性能与纸制基板相比要小,所以冲切环氧玻璃基板的工具在冲模与冲床之间要有紧密的配合。环氧玻璃基板的冲切要在室温下进行。

  由于环氧玻璃基板坚硬,冲切困难,所以会使冲床的寿命降低,很快就会被用坏。使用硬质合金顶尖的冲床可以收到较好的切割效果。

  4 铣削

  铣削通常应用于要求印制电路板切割整齐、边缘光滑以及尺寸精度高的场合。普通的铣削速度在1000 - 3000r/min 范围之内,通常使用直线型或螺旋型齿高速钢铣削机器。然而,对于环氧玻璃基板,最好使用碳化鸽工具,因为其寿命较长。为了避免分层,铣削时印制电路板的背面必须有坚固的衬板。关于铣削机、工具和其他操作方面的详细资料,可参考工厂或商店有关这些设备的标准说明。

  5 研磨

  为了获得比剪切或锯切更好的边缘效果并达到更高的尺寸精度,特别是当印制电路板有不规则的轮廓线时,可以选择研磨的方法。采用这种方法,当尺寸公差为± (0.1-0.2mm) 时花费的成本比冲切少。因此在有些情况下,在冲切超出的尺寸,可以在随后的研磨过程中修整,得到光滑的切割边缘。

关键字 : 机械 激光 eda pcb 
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