板子外形之外,很多设计还有板内开窗、方孔、长槽:给连接器让位、给变压器磁芯开孔、做爬电隔离槽。这些形状大多由 CNC 铣床用旋转铣刀沿路径切出。铣刀截面是圆的,所以铣出来的几何有固定规律,图纸如果不按这个规律画,工程确认阶段就会被退回来问。
本文只讲板内铣削几何。外形公差和 V-cut 见 PCB 外形加工公差。
内角一定带半径
铣刀沿轮廓走一圈,内角处刀具外缘只能画出圆弧。内角最小半径等于所用铣刀的半径。图纸上画成 90° 尖角,实际得到的仍是圆角。
外角不受这个限制:刀具从外侧绕过去,外角可以是尖的。
对设计的影响:
- 方形器件、方形端子要插进方孔时,圆角会顶住器件四角。
- 用更小的铣刀能缩小圆角,但小刀更易断、进给更慢,并非所有轮廓都适合。
- 板厚越大,能用的最小刀径通常也越受限制。具体刀径以工程确认为准。
方形器件怎么放进去:狗骨清角
如果器件四角必须完全落入,常用做法是狗骨(dog-bone)或 T 形清角:在每个内角再向外多铣出一个小圆,让器件尖角落进这个圆里。代价是开窗边缘多出四个小缺口,需要检查它们与铜、焊盘的距离。
另一种做法是放宽器件侧的要求:确认器件本身是否有倒角,有倒角时直接允许内角半径即可。
槽宽受刀径限制
长槽由一把铣刀沿中心线走一趟,或走一圈加工出来。槽宽不能小于刀径。更窄的槽有时改用钻孔排列加修边,但边缘会留下扇贝状起伏。槽两端是半圆,不是方头。
图纸标注建议写成「槽宽 × 槽长(含两端半圆)」,并说明槽长按圆心距还是按总长计算,避免两种读法差一个刀径。
电镀槽与非电镀槽
- 非电镀槽(NPTH):在电镀之后铣出,孔壁是裸基材,尺寸由刀具直接决定。
- 电镀槽(PTH):必须在电镀之前铣出,孔壁再沉铜、电镀。成品宽度比铣削宽度小一个镀层厚度的两倍,所以公差通常比非电镀槽宽。
制造公差页把 Slots 和 Internal Cutouts 分电镀、非电镀列出,设计时按成品尺寸取值。
图纸与 Gerber 怎么画
- 机械层画成品轮廓,不是刀具中心线;轮廓必须闭合,开窗与外形分层或分线型清楚。
- 标注允许的最大内角半径,比画尖角再写「内角允许 R」更清楚。
- 电镀属性写在图上:哪个槽是 PTH,哪个是 NPTH,不能只靠钻孔文件推断。
- 尺寸基准与外形一致:开窗位置从定位孔或外形边标注,参考 德国图纸公差标注。
- 一般公差来源写明:IPC-2615 或 ISO 2768 二选一,不要两套混用。
- 铜到铣边留距:铣边附近的铜容易起翘或露铜,内层铜比外层要留得更多。
常见退回原因
- 方孔画成尖角且器件无倒角,没有清角方案。
- 槽宽小于可用刀径,或槽长定义不明。
- PTH 槽未标电镀,或只给了钻孔文件没有机械层。
- 开窗与外形重叠,机械层轮廓不闭合。
SKPCB 的做法
SKPCB 在工程确认(EQ)阶段核对机械层轮廓、内角半径、槽宽与电镀属性,不满足铣削几何的会先提出问题再投产。外形、槽与内部开窗的标准公差见 制造公差,整体加工范围见 能力总览;有特殊开窗时可在 报价 附上机械图。
小结
板内铣削的形状由刀具决定:内角半径等于刀具半径,槽宽不小于刀径,电镀槽成品会变窄。图纸画成品轮廓、写明最大内角半径和电镀属性,就能少一轮工程问答。
FAQ
Q:能不能铣出真正的 90° 内角?
A:旋转铣刀做不到,内角半径至少等于刀具半径。器件必须完全落入时,用狗骨清角。
Q:最小内角半径是多少?
A:取决于可用的最小刀径,而刀径又受板厚和材料限制。请在图纸上标出可接受的最大半径,由工程确认能否满足。
Q:电镀槽为什么公差更宽?
A:电镀槽在电镀前铣出,孔壁镀铜厚度的波动会叠加到成品宽度上。
Q:槽长应该怎么标?
A:写明按总长(含两端半圆)还是按两端圆心距,否则读法会差一个刀径。
Q:Gerber 里画刀具中心线可以吗?
A:不建议。机械层应画成品轮廓,刀具补偿由工厂 CAM 处理。
Q:铣边旁边的铜要留多远?
A:按 制造公差页 的设计建议执行,内层铜留距大于外层。
