電路板的分層改善方法的分析

李性珂，王 輝

（鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州450121）

研究電路板的分層改善方法時，以鉆孔作為電路板單個分層影響因子分析的示例，所選擇的研究思路應(yīng)當(dāng)為：第一步，確定研究因子的水平范圍；第二步，確定電路板分層試驗下的因子以及水平等級；第三步，基于系統(tǒng)思想研究電路板的分層解決方案；第四步，在綜合對成本因素考量的背景下實現(xiàn)對電路板整體品質(zhì)以及費(fèi)用的兼顧處理。其具體分析如下。

1 鉆孔參數(shù)影響因子及水平分析

會影響孔壁粗糙度的指標(biāo)包括：（1）鉆機(jī)主軸正常運(yùn)行下的轉(zhuǎn)動速度取值；（2）鉆孔過程中進(jìn)刀速度的控制標(biāo)準(zhǔn)；（3）鉆孔狀態(tài)下鉆嘴的返磨次數(shù)。在電路板分層改善中，最理想的狀態(tài)為：在不造成電路板制造成本增加的同時，實現(xiàn)對孔壁粗糙度指標(biāo)的靈活控制。對于板厚為1．6 mm，鉆嘴為0．4 mm 的四層板而言，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中所試驗因子與水平設(shè)計之間的對應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 鉆孔試驗因子與水平設(shè)計對應(yīng)關(guān)系示意表

結(jié)合表1來看，當(dāng)前在電路板制造中使用作為頻繁與普遍的方案應(yīng)當(dāng)為：A2－B2－C3組合方案。AB因子水平設(shè)計在標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)之上調(diào)節(jié)±20%比例。在A／B／C三項因子作用之下，共得出27種組合方案。進(jìn)一步根據(jù)MIMTAB分析的方式得出9類組合方案，具體配合標(biāo)準(zhǔn)分別為：1）第一種：A1－B1－C1；2）第二種：A1－B2－C2；3）第三種：A1－B3－C3；4）第四種：A2－B1－C2；5）第一種：A2－B2－C3；6）第六種：A2－B3－C1；7）第七種：A3－B1－C3；8）第八種：A3－B2－C1；9）第九種：A3－B3－C2。

2 分層試驗方案設(shè)計分析

工作人員可以繼續(xù)按照以上因子組合方法，對影響分層的因子所對應(yīng)的局部最優(yōu)解進(jìn)行分析與研究。然后從成本控制的角度入手，充分考量電路板中分層的重要價值。以疊板結(jié)構(gòu)為例，成本增加比例大致在2．8%左右；以鉆孔作業(yè)為例，成本增加比例大致在2．4%左右；以包裝方案為例，成本增加比例大致在0．1%左右；以板材更改為例，成本增加比例大致在4．1%左右；以壓合工序為例，成本增加比例大致在1．2%左右；以烤板工序為例，成本增加比例大致在0．3%左右。結(jié)合以上數(shù)據(jù)，從分層因子對成本的影響角度入手，將疊板結(jié)構(gòu)、鉆孔作業(yè)、板材更改、以及壓合工序作為實驗研究因子。

3 試驗方案實施分析

（1）鉆孔參數(shù)試驗方案：使用AGP卡BD39821作為實驗對象，按照常規(guī)操作流程以及材料選擇標(biāo)準(zhǔn)制作900張板材進(jìn)入鉆孔工序當(dāng)中。前期共確定9種方案，每組分別制造板材為100張。使用1#鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)，試驗前根據(jù)相關(guān)參數(shù)對設(shè)備運(yùn)行性能進(jìn)行調(diào)整，復(fù)核無誤后合理安排生產(chǎn)作業(yè)。考慮到孔壁粗糙度需要通過制作板材切片的方式，在100倍以上標(biāo)準(zhǔn)顯微鏡下觀察讀數(shù)，故而分別在板材板角以及中心共五個點位取對應(yīng)數(shù)據(jù)，每組檢驗數(shù)據(jù)共1 000個（2×5×100）。

（2）分層操作試驗方案：使用AGP卡BD39821作為實驗對象，按照常規(guī)操作流程以及材料選擇標(biāo)準(zhǔn)制作板材，每個試驗制作大板均為100張，每張板材對應(yīng)48單元。按照IPC－020標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計回流焊曲線圖，三次回流焊測試下均無分層現(xiàn)象認(rèn)為制造板材合格。為了能夠使分層情況更加的清晰、明確，將最高回流溫度設(shè)計為270．0℃，以外觀檢查的方式對分層板擦的數(shù)量進(jìn)行記錄。

4 試驗結(jié)果分析

根據(jù)以上方法展開試驗的過程中，根據(jù)算術(shù)平均處理以及極差分析的方式，對應(yīng)的鉆孔參數(shù)實驗數(shù)據(jù)結(jié)果如表2所示。

表2 鉆孔參數(shù)實驗數(shù)據(jù)示意表

結(jié)合表2中的相關(guān)數(shù)據(jù)分析可知：從孔壁粗糙度的角度來說，最佳的水平因子組合模式為A3－B1－C1組合，這一組合結(jié)果與以往的實踐工作經(jīng)驗是基本一致的。在本組合方案下展開鉆孔作業(yè)，能夠確保轉(zhuǎn)動速度穩(wěn)定、快速，實現(xiàn)對進(jìn)刀量的合理控制，并通過減少鉆頭返磨次數(shù)的方式，達(dá)到改善孔壁粗糙度的目的。從生產(chǎn)電路板跟進(jìn)情況的角度上來說，R值反應(yīng)因子A、因子B的影響明顯高于因子C。

根據(jù)以上試驗分析數(shù)據(jù)，針對相關(guān)的影響因子設(shè)置不同的改善方案，如表3所示。

表3 電路板分層改善方案示意表

結(jié)合表3中的相關(guān)數(shù)據(jù)總結(jié)可知：

（1）對于方案1而言（選擇項目包括1～11），以藥用以及軍事等為典型代表的產(chǎn)品需要使用該套改善方案，整體成本增加在每平方英尺單位5．73元左右，成本增加率在11．5%左右。但方案1組合下所生產(chǎn)的電路板可靠度水平相當(dāng)高，對于杜絕分層問題有確切的價值；（2）對于方案2而言（選擇項目包括1、4～11），以普通重要客戶為典型代表的產(chǎn)品需要使用該套改善方案。整體成本增加在每平方英尺單位3．13元左右，成本增加率在6．5%左右，基本能夠達(dá)到杜絕分層的效果；（3）對于方案3而言（選擇項目包括1、4、6～11），以一般客戶電子產(chǎn)品為代表的產(chǎn)品需要使用該套改善方案，整體成本增加在每平方英尺單位1．13元左右，成本增加率在2．0%左右，該方案下有可能會出現(xiàn)零星、分散的分層問題。

5 結(jié)束語

本文通過試驗方式，探究單個因子的優(yōu)化方案，同時配合成本約束的方式，提出了具有不同特點以及不同適用性的電路板分層解決方案，在合理控制分層問題的同時，達(dá)到控制成本增長，兼顧良好經(jīng)濟(jì)效益的目的。

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