一、沖孔質量與模具設計

隨著電子裝聯技術質量的提高以及市場的競爭需要，全自動插裝機得到迅速普及。這樣對單面PCB紙基板材沖孔質量（少數單雙面非金屬化孔環氧-玻璃布基板也采用沖孔）的要求也就越來越高。就目前生產應用于全自動插裝機的PCB廠家，有關沖孔質量引起的投訴及退貨率已上升到第一位。這里就單面PCB的沖孔質量與疵病對策作為基本介紹，有利與單面PCB的沖孔質量的提高。

1．1模具設計：
沖孔直徑小到XXXPC和FR-2層壓板厚度的二分之一、FR-3厚度的三分之一是有可能做到的。許多模具設計者常常忽視這樣一個事實，模具沖頭在退出沖成的孔時所需要的力與沖孔時沖頭穿過材料所需沖力的大小是相等的。因此，對于一付模具把彈簧（彈性膠）卸料板的壓力設計成多大的問題，大多數模具制造者回答是：“要盡量大”。如模具內的空間不能容納足夠的機械彈簧（彈性膠）去起作用時，則采用液壓機構（現在新一代的脫模器都應有這一機構，采購時應引起注意）。彈簧（彈性膠）的放置應保證被沖制的零件彈卸均勻。如沖制件從模具里頂出時受力不均勻，則沖出的孔周圍幾乎都產生裂紋。在模具的沖頭開始沖孔的一瞬間，卸料板要壓緊工件才能沖出高質量的孔。其實要是卸料板的壓力能接近被沖材料的抗剪切力，那么既省力又可使沖出的孔更為規矩。
如果小沖頭出現嚴重損壞，則要確定是由于沖頭在沖孔行程中損壞的還是沖頭在回程時損壞的。假若定位銷子損壞了，則一定是沖頭的回程應力造成的。解決的辦法是把沖頭磨成一個不大于11/2度的很小錐度，其長度不大于被沖材料的厚度。磨削時如能保持不超出這個范圍，則沖孔的質量或尺寸就不會測量出什么問題。引起沖頭損壞的另外兩個原因：一是同心度不好，這可以很容易地通過對模具進行嚴格檢查來確定；另一是設計上的毛病，常常是對要沖的孔把沖頭設計得太小。

1．2紙基層壓板的收縮：
在沖制紙基層壓板時，必須記住這類材料是有彈性的，而且這種回彈的趨勢會使沖出的孔略小于沖頭。引起的尺寸差別決定于材料的厚度。為使沖成的孔在允許公差范圍之內，下表列出沖頭應超出沖制尺寸的量，在模具設計時應充分考慮。（表中所列數值不得用于環氧-玻璃布層壓板的設計，其收縮率大約是紙基層壓板的1/3）。
基材厚度（英寸） 室溫時 90度F以上
1/64 0.001 0.002
1/32 0.002 0.003
3/64 0.003 0.005
1/16 0.004 0.007
3/32 0.006 0.010
1/8 0.10 0.013

1．3凹、凸模間隙：
假若對孔的尺寸公差要求很精密，那么沖頭和凹模之間的間隙則應很小。用于沖制紙基層壓材料的凹模孔應比沖頭大0.002-0.004英寸。而對玻璃布基層壓材料一般則要求上述公差的一半。然而，有些模具沖頭與模具之間的間隙可多達0.010的綜合公差，用于檢驗標準允許的對孔質量要求不高的地方。
一付間隙要求不嚴格的模具比一付精沖模便宜，凸、凹模之間的間隙不嚴格的模具與要求間隙要求嚴格的相比，前者損壞較多而剪切力較小。然而，用這種模具沖出的孔略呈漏斗狀(也稱喇叭孔)便于順利插入元件，到現在還有特別要求這種喇叭孔的普通單面板客戶。而沖孔時應采用正沖，總要將銅皮面朝上。不得在兩面都布置有電路圖形的板上沖孔，因為這樣可能造成焊盤脫落。
凹、凸模間隙計算：
E=Ct (mm)
式中：C—覆銅板隙系數，C=0.02-0.06;
t—覆銅板厚度（mm）

1．4孔距與孔徑：
如果設計的孔與板邊的距離或孔之間的距離接近材料厚度，這往往是很麻煩的事。應該盡可能避開這種設計，但是，當孔距離必須小時，則應盡可能制造質量好的模具。凸凹模和卸料板之間的間隙要嚴格，而且要使卸料板在凸模開始沖入之前就已有足夠的力壓住代沖板（現在常用帶預壓力的液壓脫料系統，不過我對多家單面板廠的沖壓部調查發現老式模用彈性膠做預壓力的廠家無一例外沒有得到應有重視，有80%的模在修模過程中不上或少上預壓力彈性膠，應引起沖壓部門的足夠重視）。如果孔距過小，即使是最好的模具，孔間也會產生裂紋。如果不允許孔間有裂紋，則應重新安排工序，把沖孔工序放在覆銅層壓板蝕刻之前。銅箔的增強作用有利于消除裂紋。（大多數環氧-玻璃布層壓板材是可以沖孔的，但只適用于非金屬化孔的環氧-玻璃布層壓板材）。

1．5紙基層壓材料的預熱：
如果將紙基層壓材料加熱到90度F，則其沖孔工藝過程就會順利得多。這一點，甚至對于通常稱之為冷沖型板或PC級板來說也是如此，但不得把板材加熱到碎裂的程度，那么就會有一些沖屑一類的殘留物排不出來。過度加熱的材料沖屑常常會把凹模孔堵死而成廢品。把排屑孔做成錐度，則有利于減少堵塞現象。但有效的解決途徑<