【经验】Rogers TMM系列低介电常数热变化率高频层压板成型加工参考

2018-12-14 Rogers

ROGERS推出极具特色的方案,低介电常数热变化率高频层压板--—TMM系列。TMM热固微波材料是陶瓷填充热固高分子聚合物,专为需要较高通孔可靠性的带状线和微带线应用设计。


Rogers TMM微波层压板能够成熟使用传统硬质合金刀具进行成型加工。使用恰当的方法和刀具,在机械加工时能拥有250线性英寸以上的有用的寿命。对于低介电常数的材料,寿命稍低一些。本文讨论了影响刀具磨损和边缘质量的因素。参考表中提供了各种刀具尺寸和Rogers TMM等级推荐的成型条件和各种刀具的寿命预估。


Rogers TMM微波材料由高度填充陶瓷填料的碳氢聚合物组成。这为Rogers TMM层压板提供了低热膨胀,并且可以提供多种介电常数。


由于陶瓷填料的研磨性,成型加工时需有预防措施。避免过快高表面速度(>400SFM),防止造成刀具过度磨损和降低边缘质量。


下面的加工推荐基于Excellon EX 钻/铣机床上完成的测试。在一定范围内对几种硬质合金刀具进行了评估。

表1

推荐成型参数

推荐刀具

钻石刀刃硬质合金刀具或至少有5个以上槽的螺旋断屑刀

切削量

0.001英寸~0.0015英寸

表面速度

200~400SFM

盖板

酚醛(0.01英寸~0.03英寸)

垫板

酚醛(0.1英寸)


表面速度和切削载荷

表面速度定义为刀具外周切削速度。下面的公式可用来计算指定刀径和表面速度下的主轴转速。

主轴转速=12*表面速度(英尺/分钟)/兀*刀径

切削载荷定义为刀具每旋转一周行进的距离。下面的公式可用来计算指定切削载荷和主轴转速下的进给量。

进给量=切削载荷*主轴转速


推荐的Rogers TMM铣加工条件和刀具寿命

基于铜箔毛刺、槽宽偏负、侧壁粗糙及最终刀具寿命等质量控制的考虑,表1和表2提供了推荐的铣加工条件和刀具预估寿命。附图中的最终刀具寿命为比较刀具形状和铣加工条件提供了良好的定量依据。然而,由于边缘质量的需求,有用的刀具寿命值会显著降低。有用的刀具寿命值预估值一般只有最终刀具寿命的50%~60%。对于要求高的应用,刀具需要更加频繁的更换。

影响刀具寿命的因素:

各种各样的因素会影响机加工Rogers TMM单片或层压板时的刀具有用寿命值。它们包括了Rogers TMM等级、表面速度、刀具形状、切削载荷、刀具尺寸和叠板厚度。


Rogers TMM等级:

越低介电常数的Rogers TMM材料包含越多含量的高粘度填料。因此,刀具加工Rogers TMM3时比加工Rogers TMM10时的寿命短。在适当的加工条件下,使用正确的刀具,Rogers TMM3的有用寿命值大约为120线性英寸,而Rogers TMM10能超过250线性英寸。


刀具表面速度:

表面速度对刀具最终寿命的影响见表1。采用了各种几何形状的刀具对Rogers TMM3进行加工,最终刀具寿命随着表面速度的增加而降低,主轴转速范围从15KRPM~25KRPM(3/32英寸)


刀具几何形状:

各种被评估的几何形状的刀具列于表3中。出于实际考虑,本研究仅包括来自三个供应商的刀具。然而,类似几何形状的刀具,从其他供应商应会有类似的测试结果。   

一般而言,刀刃数量较多的刀具具有优异的刀具寿命。如图1所示,Precision Carbide R1U、R1D和MegaTool RCS刀具的几何形状提供了最佳的最终刀具寿命。这些刀具通常用于铣传统的PWB材料,如FR4。通常用于铣PTFE层压板的几何形状的刀具,例如Presicion Carbide EM2刀具,由于其相对小的截面积,导致其最终刀具寿命很短。

进给量(切削载荷)

切削载荷对各种形状刀具的最终刀具寿命的影响见表2。当切削载荷增加时,最终刀具寿命降低。然而,应当避免过小的切削载荷(<0.001英寸/转),因此会造成明显的铜箔毛刺。


 

刀具尺寸

如图3所示,由于刀具横截面积的增加,在给定的表面速度下,较大的刀具通常具有更好的最终刀具寿命。因此,较小的工具通常需要更频繁地更换。


叠板厚度

最终的刀具寿命也随着叠板厚度的增加而减小(图4)。这是由于刀具上增加的径向压力所致。随着叠板厚度的增加,工具应该更频繁地更换。

 

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