銑刀式分板機分割FR-4基板工藝參數設定--智茂科技轉載分享

當前電子產品正在飛速地向著體積小型化、功能多樣化、元件精密化的方向發展著。電子產品的微小型化使得PCBA更加得高集成化，這也意味著我們需要耐熱性能以及機械強度更加優越的板材，因此當前FR-4基板就成了主流的板材。于此同時，電子產品的微小型化，要求印制板雙面多層和層間高密度互連，使得板面單位面積上的元器件數量大幅增加，令板邊空隙裕度（Margin）變得更小。這就為PCBA的分板工藝提出了更高的要求，需要適應各種異形板的分割，需要勝任高精度的分割，還需要盡量減少分板時產生的應力作用。由此可見銑刀式分板機的盛行也就不足為怪了。本文介紹了如何設定合適的分板工藝參數來更快更好地達成我們的分板需求。

關鍵詞

銑刀式分板機；PCBA；FR-4基板

1.1立銑刀轉速及進給量計算公式

（1）立銑刀主軸轉速計算公式

N:主軸轉速（rpm）；V:切削速度（m/min）；π :圓周率（3.1416）；N:主軸轉速（rpm）

（2）立銑刀進給量計算公式

F:每分鐘進給量（mm/min）

  Z:立銑刀刃數；D:刀具直徑（mm） 

由上面兩個公式可得：

找到適當的每刃進給量和切削速度就能使切割效果變得更好。當前分板機可以改變的工藝參數為刀具直徑、分板速度（每秒進給量）、轉速，若要保持良好的分板效果，那我們可以根據下方公式調整這三個工藝參數。

（a為常量）

1.2市場現有工藝參數參照表

參考上表，使用板厚為1.6mm的FR-4基板，刀徑1.6mm，分板速度為30mm/s，轉速應設定為32000rpm

測試使用各直徑的刀具在不同切割速度下分割相同材質相同厚度的FR-4基板時的最佳轉速，由此確定公式中的常數a的值。

使用刀徑為1.6mm的硬質合金刀

1. 板材為1.6mm厚FR-4基板，分板速度為30mm/s

結論：分割效果最好時的主軸轉速為42000rpm，由實際切割效果計算出公式中的常數a

2.板材為1.6mm厚FR-4基板，分板速度為20mm/s

將a=2220代入公式，得出理論轉速為：

結論：分割效果最好時的主軸轉速為35000rpm

3.板材為1.6mm厚FR-4基板，分板速度為10mm/s，將a=2220代入公式，得出理論轉速為：

結論：分割效果最好時的主軸轉速為24000rpm

使用刀徑為1.2mm的硬質合金刀

1.板材為1.6mm厚FR-4基板，分板速度為30mm/s，將a=2220代入公式，得出理論轉速為：

結論：分割效果最好時的主軸轉速為48000rpm

2.板材為1.6mm厚FR-4基板，分板速度為20mm/s，將a=2220代入公式，得出理論轉速為：

結論：分割效果最好時的主軸轉速為40000rpm（分割效果相同時選擇主軸轉速較低的結果）

3.板材為1.6mm厚FR-4基板，分板速度為10mm/s，將a=2220代入公式，得出理論轉速為：

結論：分割效果最好時的主軸轉速為28000rpm

使用刀徑為1.8mm的硬質合金

1.板材為1.6mm厚FR-4基板，分板速度為30mm/s，將a=2220代入公式，得出理論轉速為：

結論：分割效果最好時的主軸轉速為40000rpm

2.板材為1.6mm厚FR-4基板，分板速度為20mm/s，將a=2220代入公式，得出理論轉速為：

結論：分割效果最好時的主軸轉速為34000rpm

3.板材為1.6mm厚FR-4基板，分板速度為10mm/s，將a=2220代入公式，得出理論轉速為：

結論：分割效果最好時的主軸轉速為24000rpm（分割效果相同時選擇主軸轉速較低的結果）

使用刀徑為2.0mm的硬質合金刀

1.板材為1.6mm厚FR-4基板，分板速度為30mm/s，將a=2220代入公式，得出理論轉速為：

結論：分割效果最好時的主軸轉速為39000rpm

2.板材為1.6mm厚FR-4基板，分板速度為20mm/s，將a=2220代入公式，得出理論轉速為：

結論：分割效果最好時的主軸轉速為32000rpm

3.板材為1.6mm厚FR-4基板，分板速度為10mm/s，將a=2220代入公式，得出理論轉速為：

結論：分割效果最好時的主軸轉速為22000rpm

常數a的變化曲線見下圖

由上圖可見a的值在一定范圍內波動，我們取a的最靠近中間數的眾數2242作為最終代入公式的值。

1.使用高精度銑刀式分板機分割FR-4基板時的最佳轉速滿足公式：

N:主軸轉速（rpm），π :圓周率（3.1416），D:刀具直徑（mm)  ，F :每分鐘進給量（mm/min）

（由于制版工藝的不同，以及機器特性的輕微差別，實際設定的工藝參數需要進行微調）

高精度銑刀式分板機的常用板厚及刀具的轉速參照表如下：

2.該公式對其它銑刀式分板機的參考意義

分板設備多種多樣，能達到高密度組裝扳分板工藝要求的卻屈指可數；比如手持式便攜產品組裝板外形精巧器件致密，能滿足其高精度低應力分板的設備更少。銑刀式分板機就完全能勝任該工作，那么使用銑刀式分板機時的分板工藝參數的設置就顯得尤為重要。

當銑刀式分板機使用相同材質刀具時，可以套用上方的公式，找出固定常數a的值，那么該機器的分板工藝參數的設定就變得簡單了起來。