钻孔是PCB制造中最昂贵和最耗时的过程。PCB钻孔过程必须小心实施，因为即使是很小的错误也会导致很大的损失。钻孔工艺是PCB制造过程中最关键的工艺。钻孔工艺是通孔和不同层之间连接的基础，因此钻孔技巧十分重要。

PCB钻孔

一、PCB钻孔技术

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主要有 2 种 PCB 钻孔技术：机械钻孔和激光钻孔。

PCB钻孔技术1、机械钻孔机械钻头的精度较低，但易于执行。这种钻孔技术实现了钻头。这些钻头可以钻出的最小孔径约为6密耳 (0.006 英寸)。机械钻孔的局限性当用于 FR4 等较软的材料时，机械钻可用于 800 次冲击。对于密度比较大的材料，寿命会减少到 200 计数。如果 PCB 制造商忽视这一点，则会导致出现错误的孔，从而导致电路板报废。2、激光钻孔另一方面，激光钻可以钻出更小的孔。激光钻孔是一种非接触式工艺，工件和工具不会相互接触。激光束用于去除电路板材料并创建精确的孔，可以毫不费力地控制钻孔深度。激光技术用于轻松钻出受控深度的过孔，可以精确钻出最小直径为 2 密耳(0.002”)的孔。激光钻孔限制电路板由铜、玻璃纤维和树脂制成，这些PCB 材料具有不同的光学特性，这使得激光束很难有效地烧穿电路板。在激光钻孔的情况下，该过程的成本也相对较高。

二、PCB钻孔流程

对于PCB工程师来说，如果设计电路板，也必须要了解 PCB的制造。这样才能保证PCB设计是可制造，也是可靠的，反过来如果在设计时就注意到制造上的工艺，可以降低成本，并且可以在规定的时间内交付产品。

PCB钻孔流程在层压过程之后，层压板被装载到钻床上的出口材料面板上。出口材料减少了毛刺的形成。毛刺是钻轴穿透板时形成的铜的突出部分。在此面板的顶部，加载了更多堆叠并仔细对齐。最后，将一张铝箔放在整个叠层上。铝箔避免了入口毛刺，也消散了快速旋转的钻头产生的热:量。一旦钻出所需数量的孔，电路板就会被送去去毛刺和去污处理。由于钻孔的质量是一个关键方面，因此必须考虑工具的几何形状。高速钢(HSS) 和碳化钨WC) 是复合材料钻孔常用的钻头材料。在加工玻璃纤维增强聚合物(GFRP)期间，硬质合金刀具可提供更长的刀具寿命。硬质合金钻头通常用于PCB钻孔。1、尖角和螺旋角PCB 钻头的顶角为130°，螺旋角为30°至35。尖角位于钻头的顶部。它是在最突出的切削刃之间测量的。摆旋角是钻头侧面在交叉点处的夹角。

点角和螺旋角比较2、数控钻床

钻孔机钻孔机是一种预编程的计算机数控(CNC)机器。钻孔根据输入 CNC 系统的XY 坐标进行。主轴以高 RPM 旋转，确保在板上准确钻孔。当主轴高速旋转时，由于孔壁与主轴之间的摩擦而产生热量，这会熔化孔壁上的树脂成分并导致树脂涂污。一旦钻出所需的孔，就丢弃出口和入口面板。这是车间发生的事情的一个小要点。与蚀刻和电镀工艺不同，钻孔工艺没有固定的持续时间。车间的钻孔时间因要钻孔的教量而异。

三、PCB钻孔2个重要方面

1、纵横比纵横比是在孔(通孔)内有效镀铜的能力。当直径减小和深度增加时，孔内部的镀铜是一项繁琐的工作。这需要具有高均镀能力的电镀浴，以便液体能够涌入微小的孔中。纵横比(AR) =(孔深/钻孔直)通孔的纵横比为 10:1，微孔的纵横比为 0.75:1。通常对于 62 ml 的 PCB，最小钻孔尺寸可以是6 mils。2、钻铜间隙

钻铜间隙钻到铜是钻孔边缘与最近的铜特征之间的平面间隙。最近的铜特征可以是铜迹线或任何其他有源铜区域。这是决定性因素，因为即使是很小的偏差也会导致电路中断。典型的铜钻值约为8 密耳。最小间隙=圆环宽度+阻焊坝间隙

四、PCB钻孔的分类

电镀孔 (PTH) 是承载信号的导电通孔，可在电路板的不同层之间建立互连，用于在PCB 组装过程中将组件固定到位。元件安装孔非电镀孔 INPTH] 是不导电的为 NPTH。这些孔没有公差级别，因为如果孔尺寸大小或太大，组件将无法装入。在电路板上钻孔并不容易，需要很高的精度，并且应遵守某些设计规则。

PCB钻孔1、电镀通孔 (PTH)成品孔尺寸(最小) = 0.006圆环尺寸(最小) = 0.004边到边间隙 (从任何其他表面元素) (最小值) = 0.009”2、非电镀通孔 (NPTH )成品孔尺寸(最小) = .006"边到边间隙 (从任何其他表面元素)(最小值) = 0.005

五、PCB钻孔危害

反复使用后，钻具容易磨损和断裂。这会导致以下问题:1、孔位置的准确性受到影响当钻头未能击中首选点并沿同一轴线移动时，精度就会受到影响。钻孔的偏移会导致孔环发生相切或断裂。2、钻孔内的粗糙度粗糙度会导致铜镀层不均匀，这会导致气孔和枪管裂纹。由于镀铜溶液渗入孔壁，还会导致绝缘电阻降低。3、树脂涂抹由于钻孔过程中产生的热量，电路板中的树脂会熔化。树脂粘在孔壁上，称为树脂涂抹.这再次导致不良的铜镀层，并导致通孔和电路的内层之间的导电故障。树脂污迹通过化学溶液去除。4、存在入口和出口毛刺毛刺是铜在钻孔过程后从孔中伸出的不需要的部分，它们大多出现在印刷电路板叠层的顶面和底面。5、钉头如果钉头不合适，钻孔时内层铜可能会弯曲，这些铜弯曲会导致电镀不均匀并导致导电性问题。6、分层电路板层的部分分离被认为是分层，钻孔不当会导致分层。补救措施1、除胶渣工艺这是一种化学工艺，用于去除沉积在孔壁上的熔化树脂，该过程消除了不需要的树脂并增强了通过通孔的导电性。2、去毛刺过程这是一个机动过程，可以消除金属 (铜) 的凸起端(冠部) ，称为毛刺。孔内遗留的任何碎肩都通过去毛刺过程消除，去毛刺后重复去污过程。3、分层可以通过使用激光钻孔来避免。如前所述，在激光钻孔中，工件和工具不接触，从而消除了分层。

六、PCB钻孔技巧

1、钻导向孔以进行适当的钻孔执行任何钻孔之前的第一步是钻一个导向孔。这用于防止钻头“走动”，这意味着钻头从一个位置开始，然后在钻孔时朝一个意想不到的方向移动。可以使用小型钻头手动完成，也可以使用称为钻床的自动工具完成。如果先导孔是使用钻床制作的，则钻头头从工具中一个一个地拉出。此过程中使用的钻头数量取决于要钻孔的 PCB 的尺寸。例如，如果使用 0.2 毫米的钻头，一个孔可以拉出四个。当每个磁头被移除时，这个过程通常会在 PCB 上留下一个小的金属标记。2、以一定角度钻孔时使用直式 PCB 钻头以一定角度钻孔。钻头通常成套出售，并且有不同的尺寸。尺寸包括：线规钻头：用于 0.8 至 1 毫米粗的电线。小钻头：此尺寸适用于厚度或直径在 0.7 至 2 毫米之间的孔，包括扁平和圆形形状。中型钻头：这种类型用于钻孔厚度或直径从 2 到 10 毫米不等的孔，通常包括扁平和圆形。大钻头：这种尺寸用于 5 毫米或更大的孔。它可以是扁平的或圆形的，具体取决于制造商。3、使用正确尺寸的钻头确保用于 PCB 的钻头尺寸合适非常重要。如果钻头太大，可能会损坏电路板钻中的组件。另一方面，如果它太小，将无法将电线穿过钻的孔。4、使用适当速度和功率的钻头钻头的功率和速度决定了在金属上钻孔的快慢程度。最常见的选项是：高速钻头：这种类型的钻头可快速高效地钻穿金属，但如果一次使用时间过长也会导致问题。高速钢钻头：这种类型用于较大的钻孔，适用于钻多个不太厚的PCB 。电镀钻头：这些钻头用于电路板钻孔和电镀过程，以及在厚板上打孔或与高频空气锤一起使用。5、使用钻床钻床是确保最有可能钻出准确孔的最佳选择。它们的钻孔效率至少是手持式钻机的四倍，并且通常使用行业标准的钻头。6、了解钻床的操作钻床根据其成本和能力而有所不同，但它们都通过简单地注入钻穿金属所需的适量压力来工作。施加的压力越大，钻孔的速度就越快。还有不同类型的钻孔，例如“交叉钻孔”、“插孔钻孔”、“通风孔”和“斜端”。最常用的钻床类型具有垂直面板（钻孔以一定角度朝上的金属板）。使用这种类型时，确保钻头朝上并且角度与 PCB 上的孔相匹配。7、使用钻床钻 PCBPCB钻孔的每个阶段都可以使用钻床。尤其是当你需要精确钻孔时。虽然钻床调整起来需要一段时间，但只要使用得当，就会有很好的效果。8、钻孔时要小心如果没有合适的工具和材料，在电路板上钻孔可能会很困难。钻孔时一定要花点时间和耐心，因为匆忙完成这个过程可能会损坏电路板。钻孔时，请始终保证钻头旋转不会太快或太慢。钻孔时佩戴护目镜也很重要，以免损坏视力。9、使用钻头后清洁 PCB完成电路板钻孔后，必须用刷子和溶剂清洁孔。溶剂将去除在 PCB 上钻孔期间可能产生的任何金属屑，这将确保电路板完成后可以使用。10、在钻孔上涂焊料完成 PCB 钻孔后，你必须将焊料涂到新孔上，并使用带有小尖端的烙铁熔化它们。为确保焊料正确粘附，从其中一个孔中穿出一根电线并加热。这将防止焊料从孔中滴落。然后轻轻按下它以确保它已牢固连接。拥有合适的钻头后确保在 PCB 上打孔或开槽时没有小碎屑和碎屑。如果在钻头上发现任何切屑或碎屑，这可能会导致钻孔过程出现问题并产生一些不良结果。在 PCB 钻孔方面，如果操作正确，可以在不损坏钻头的情况下完成。如果机械零件在机器工作时与钻头接触，可能会损坏它们。

七、DFM PCB钻孔验证技巧

1、纵横比必须保持最小以避免钻头磨损。2、添加的钻头尺寸越多，制造商需要使用的钻头就越多。相反，如果减少不同的钻孔尺寸，钻孔时间将会减少。3、确认你已经定义了的钻孔类型（PTH/NPTH）4、在钻孔文件和工厂打印之间验证钻孔敬量/尺寸5、对于小于 0.006 英寸的封闭孔，必须要处理掉。6、如果铜层上的钻头和其他特征落在电路板轮廓之外，应降低通孔尺寸以满足最小纵横比 (A/R) 要求。7、对于电镀钻孔公差小于 +/- 0.002”和对于 NPTH，钻孔公差为 +/ 0.001，显示钻孔文件中缺失的 NPTH 钻孔/槽或切口位置的圆弧制造图。9、在钻孔中添加焊料10、使用钻床进行精密钻孔11、钻孔后清洁 PCB