PCB钻头及钻孔相关知识c.ppt

钻头及钻孔相关知识培训2005年9月13日我司钻头材料的特点：■ ■直径1.6mm： 钻 头本体 与把柄采用整体式 ，本体与把柄材料均为碳化 钨■UC型 因減少和基板接触的面積 所以可提昇孔壁品質■ST型 基本上再研磨次数比UC型多ST型和UC型的形状 (优点)■UC型■ST型ST型和UC型的形状 结构不同点结构不同点：：0.4~0.8mmUC型的设计优势 ST/STX的设计优势 高质量的钻孔品质 ，低的钻孔温度， 低的钉头、胶渣、 折断率现象操作简单，直径控 制容易，较多的研磨次数 低的折损率，减少了钻孔扭矩阻力 较大的使用范围， 使用于一般用途 利于微钻和6层以上 的PCB板 利于一般直径钻头 和双面板及6层以下 多面板 STST型和型和UCUC型的形状型的形状 Amount of Re-point （0.06mm~0.1mm/次）刃带至少剩余 0.2mm 以上ST型UC型的发热温度CONDITIONS PWB:FR-4 (４L) t1.6mm x 3s Drill:ST30 0.4x6.5 UC30 0.4x6.5 N:70kRPM F:2.1m/min E/B:0.15 Aluminum B/B:1.5mm Paper phenol Number of Hits: 5,000 Drilling Machine: Hitachi ND-2D14Union Tool Union Tool 钻头的优点钻头的优点：：Union Tool Union Tool 钻头的分类：钻头的分类：■UC型■ ■STST型型n nSTST30: 3030: 30度螺旋角度螺旋角STST型型n nSTST3535: 35: 35度螺旋角度螺旋角STST型型n nSTX: STX: 变形变形STST型型n nSV: SV: 两段倒锥两段倒锥STST型，型，n nUC35: 35UC35: 35度螺旋角度螺旋角UCUC型型n nUM: UM: 多层板多层板UCUC型型n nUVUV: : 两段倒锥两段倒锥UCUC型型n nSX: SX: 槽孔用钻刀，槽孔用钻刀，UCUC结构结构Union Tool Union Tool 钻头的分类：钻头的分类：■ID型■ ■MDMD型型n nMD: MD: 微钻微钻( (直径直径Ｗ＝0.07mmＷＷ＝0.11mmDrill Type：UCf0.3 x 5 Web Taper：0.028 /mm Flute Land Ratio：2.2 Helix Angle：38°孔位精度⇒悪化、切粉排出⇒良好孔位精度⇒良好、切粉排出⇒悪化芯厚倒錐設計的差異性Drill Type：STf0.3 x 5 Web Thickness：0.1mm Flute Land Ratio：2.0 Helix Angle：40° Web Taper = 0.010/mmWeb Taper = 0.030/mm孔位精度⇒悪化、切粉排出⇒良好孔位精度⇒良好、切粉排出⇒悪化溝巾比設計的差異性Drill Type：UCf0.3 x 5 Web Thickness：0.11mm Web Taper : 0.028 /mm Helix Angle：35°F / L Ratio = 1.5F / L Ratio = 2.5LAND溝（溝（FLUTE)FLUTE)孔位精度⇒良好、切粉排出⇒悪化孔位精度⇒悪化、切粉排出⇒良好螺旋角設計的差異性Drill Type：UCf0.3 x 5 Web Thickness：0.11mm Web Taper:0.028 /mm Flute Land Ratio:2.2Helix Angle = 30°Helix Angle = 40°切粉排出⇒悪化切粉排出⇒良好鑽孔加工的切削条件■主軸転数 N: RPM ■進刀速度 F: （回刀速度 RTR:）1m/min=16.7mm/sec=39.4IPM ■Chip Load f: F/N・1000 mm/rev. ■撃孔数 等NFRTR理論切削条件■ FR-4 DS V=200m/min ■ FR-4 MLB V=180m/minV=pDN/1000V:周速(m/min) p :圆周率 D:鑽頭外径(mm) N:主軸転数(RPM)理論主軸転数高速加工的優点■相同之Chip Load, 不同転速的品質傾向高速加工的優点■相同之Chip Load, 孔位精度的差異CONDITIONS PWB:FR-4(DS) 0.6mm x 2s Chipload: 15mm/rev. E/B:0.15mm Aluminum B/B:1.5mm Paper phenol Number of Hits: 3,000 Number of Samples: 2高速加工的優点■相同之Chip Load, 加工時間的差異ConditionDrill Dia:f0.4mmChipload: 25mm/rev. FixedNo. of hits:3,000Hit Method:Randomized100% (2481sec)32% Time Reduction68% (1696sec)20 krpm 40krpm 60 krpm 80krpm 100 krpm63m/min 126m/min 188m/min 251m/min 314m/min适当转速的选定：不能太高或太低适当进刀的选定：不能太大或太小适当进刀的选定：不能太大磨耗量: 钻头磨耗与PCB层数的关系下墊板的穿透量■穿透量（DEPTH)＝穿透部(L1)＋鑽頭前端長度（L2)DRILL DIA fDL2BOTTOM PCBBACKERL1POINT ANGLE a（先端角為130°）影響鑽頭品質的各主要因素Future DrillingDrill BitTable SpeedDrilling MachineRepointingSpindlePositioningAccuracyVibrationCarbideMaterialRepointingGeometryDesignDrilling ConditionMaterialPreparationParameter Ring PrecisionPC BoardEntry&BackerMaterial HardnessNestingSurface RoughnessDrill Penetration ControlThrustWorking Environment f 0.1-0.25mm in ProductionFlute FinishVacuumBushPressure ForcePCB Set upGlass Fiber Copper Ratio ThicknessResin ContentPropertiesNoise4M ThinkingOperator SkillExternalVibrationBasementDrilling対鑽孔品質的要求■孔位精度 ■孔壁粗度 ■焦渣 ■釘頭 ■耐折損性 ■毛辺 ■排屑性及其他孔位精度(Drilling Deflection)■関連項目 鑽頭剛性 適当的畳板数 主軸Run-out管理 適当的Entry Board的使用 鑽孔機的機床精度孔位精度(Shift)■関連項目 定位PIN不適当 鑽孔機的機床移位 内層移位孔位精度■鑽頭形状（剛性関連） 芯厚（Web） 芯厚倒錐（Web Taper） 溝巾比 溝長（Body Length） ■鑽頭形状（形状関連） 鑽尖角 螺旋角UNION TOOL CO. TECHNICAL RESEARCH内壁粗度■影響 電鍍後電気導通的信頼性 対内層絶縁的信頼性UNION TOOL CO. TECHNICAL RESEARCH内壁粗糙度■鑽頭形状（溝槽形状関連） 芯厚（Web） 芯厚倒錐（Web Taper） 溝巾比 溝長（Body Length） ■鑽頭形状（形状関連） 螺旋角UNION TOOL CO. TECHNICAL RESEARCH内壁粗糙度■提昇粉屑的排出性⇒降低孔壁粗度UNION TOOL CO. TECHNICAL RESEARCHDrill Type：UCf0.3 x 5 Web Thickness：0.11mm Web Taper:0.028 /mm Flute Land Ratio:2.2Helix Angle = 30°Helix Angle = 40°樹脂焦渣（Resin Smear)■現象 在鑽孔時因熱溶化的樹脂、付着在内層銅箔上。

⇒造成電鍍不良UNION TOOL CO. TECHNICAL RESEARCH樹脂焦渣（Resin Smear)■対策 減少鑽頭與孔壁接触的面積（使用UC型） 加快進刀速 撃孔数、畳板数重新検討 実施去焦渣工程UNION TOOL CO. TECHNICAL RESEARCH釘頭■現象鑽孔時内層銅箔不能被順利切削、反 而受到拉力延展変形為像釘子頭部形 状UNION TOOL CO. TECHNICAL RESEARCHST type釘頭■対策 減少鑽頭與孔壁接触的面積（使用UC型） 加快進刀速撃孔数、畳板数重新検討UNION TOOL CO. TECHNICAL RESEARCHUC type耐折損性■対策増加鑽頭的剛性改善超硬材料UNION TOOL CO. TECHNICAL RESEARCHCONDITIONS PWB:BT RESIN (DS) 0.4mm x 3s Drill:0.15x2.5 N:160kRPM F:4.8m/min E/B:LE400 B/B:1.5mm Paper phenol Number of Hits: 3,000 Drilling Machine: Hitachi ND-1W212Quality Limit鑽頭的摩耗■新型材料 摩耗特性UNION TOOL CO. TECHNICAL RESEARCHCONDITIONS PWB:FR-4 (8L) 0.8mm x 2s Drill:NH20 0.3x5 N:80kRPM F:1.8m/min E/B:LE400 B/B:1.5mm Paper phenol Number of Hits: 3,000基板朝向高功能・高品質UNION TOOL CO. TECHNICAL RESEARCH人HANDLING基板材料機械鑽頭作業環境綜合的改善钻头检验项目及公差重叠、分开重叠（Overlap) 分开（Gap) 尺寸显微镜倍数公差范围尺寸显微镜倍数公差范围ØD3.17510倍0.015D以下ØD>3.17510倍0.015D以下单面大头、单面小头单面大头（Primary Flare)单面小头（Primary Taper)尺寸显微镜倍数公差范围尺寸显微镜倍数公差范围 ØD>0.340倍0.0 0 5以下 ØD3.17510倍0.02D以下ØD>3.17510倍0.01D以下刀刃内弧（Layback) 刀刃外弧（Hook) 尺寸显微镜倍数公差范围尺寸显微镜倍数公差范围ØD3.17510倍0.015D以下ØD>3.17510倍0.015D以下内弧、外弧大小面、偏心b偏心（Chisel point Inconcentricity)尺寸显微镜倍数公差范围尺寸显微镜倍数公差范围 ØD3.17510倍|a-b|3.17510倍0.02以下大小面（Offset)缺口（Chipping) 尺寸显微镜倍数公差范围ØD3.17510倍0.0 0 8以下大小面、偏心n实体显微镜：利用光学放大原理，放大钻头 进行刀面检验。

根据不同钻头 直径，调整放大倍率n工具显微镜：利用光学放大原理，放大钻头 进行刀面检验及测量，可测量 出刀面的具体数值，对比检验标准，对钻头刀面进行判断检验工具Impact on Regi。