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1、鑽針與鑽孔技術一、鑽針的種類鑽針的種類大致分為MD型、ST型、UC型、SX型、ID型，所謂MD型它是極小徑，無刃帶式也就是溝背部沒有內縮腹地，沒有間隙部位在鑽孔的過程中溝背部整個面會與孔壁磨擦接觸。早期MD型的鑽針是從0.3mm以下尺寸全部為MD型，原因是早期的造針技術及設備比較沒有那麼好，再則早期也沒有鑽那麼小的孔徑，即使有品質也沒有那麼講究，因而早期0.3mm以下的鑽針好比是當樣品，通常只有看的份。往後科技發展迅速基板的要求輕薄短小，線路的密度更密，孔環變小，鑽孔的孔徑也隨著縮小，小徑化逐年縮小，它不再只是試鑽樣板而以，而是一種大量產化，同時也是開始要求起孔內壁品質、孔位精度等等。為了因應
2、這種高品質的需求，所以目前的MD型鑽針是從0.15mm以下，0.150.25mm都改為ST型鑽針及UC型鑽針TYPE。UC型講求的是孔內壁品質及釘頭。1、MD型鑽針通常分為118度及130度，螺旋角度有26度及30度，鑽徑從0.050.25mm，刃長從1.5mm4mm。二階段式的鑽頭把柄無刃帶MD型鑽針在鑽孔時磨擦阻力較大，smear較易產生，孔壁較粗。2、ST型的鑽針為目前一般最常用的鑽頭，適用於含有紙材的線路板及環氧紙苯酚醛、BT、FR-4、CEM-3、聚亞醯胺板、複線板鐵氟龍、軟板及多層線路板等等。目前市面上販賣最普遍的ST型鑽頭型號是ST30，所謂ST30是表示它的螺旋角30度，適用於
3、注重高效率，另外尚有一些如ST35及ST40它是屬於高螺旋注重是高排屑性，例如紙基材系基板，它的Tg溫度較低不適合高轉速鑽孔或是疊板厚度較厚需要排屑性較強，則可考慮使用ST35、ST40。ST型是採Back Taper後傾錐形之尾頸部直徑要比鑽尖角處直徑小1025um以減少磨擦。溝背部位有凸出一條刃帶, 從刃帶處到尾頸部刃帶的寬度越大與基板的孔接觸面便會越大，會產生磨擦熱，這便是造成smear的原因，如果刃帶寬度太小(窄)，對刃帶的磨損會快速損耗產生針徑不足或逆錐現象，而這也是smear產生的原因，尤其是鑽孔數如果增加的話，鑽頭形成逆錐孔小會特別快。ST型鑽針鑽徑從0.153.175mm。鑽尖
4、角一般都為130度，特殊型有118度、140度、150度。螺旋角一般常用的為30度，特殊有35度、37度、40度。刃長依針徑不同而有所不同或依廠家客戶要求等等不同。鑽徑刃長0.15mm0.25mm2.5mm4.0mm0.3mm0.45mm5.0mm7.0mm0.5mm0.9mm7.0mm9.0mm0.95mm1.25mm8.0mm10.5mm1.3mm3.175mm10mm12mm3、UC型鑽頭的優點在於從鑽尖頸部以下的直徑比頸部以上的直徑小，所以在切削過程中，整個鑽頭與基板孔壁的接觸面積減少，減少磨擦生熱，以防止環氧污斑smear及孔壁粗糙，因此特別適合多層板及要求孔內壁高品質的基板。UC型
5、鑽針一般常用的是UC30，所謂UC30是表示它的螺旋30度，注重高效率，另外有UC30及UC40則是強調它有高排屑性，排屑性佳，注重高孔內壁品質，減少堵孔及孔內殘屑毛孔的情形，尚有一種UV型，它強調的是高強度高孔位精度，但它不適合深孔加工，除非採用分段加工方式。UC型鑽針它的優點可防止smear、粗糙、釘頭，UC頭長度的設定要考慮到smear的發生以及再研磨後的磨損，它的長度是不能太長也不能太短，研磨後要注意UC頭是否被磨掉了，沒有UC頭時鑽徑會變小，針徑會不足。UC型鑽針鑽徑從0.150.6mm。鑽尖角一般都為130度，而鑽軟板特殊用途118度。螺旋角一般為30度、35度兩種特殊用24度或4
6、0度。刃長依針徑改變，一般為：鑽徑刃長0.15mm2.5mm3.0mm0.2mm3.0mm3.5mm0.25mm3.5mm4mm0.3mm0.35mm4.8mm6.5mm 以5mm最普遍0.4mm0.55mm5mm7mm 以7mm最普遍0.6mm1.6mm8mm10mm 以8mm最普遍4、SX24是高精密度長孔(槽孔、雙連孔、方孔)SLOT加工鑽針。SX24是屬於槽孔的專用鑽針，鑽針的特性是高強度不易斷針彎曲。可以做鑽針直徑約2倍長的橢圓孔及長孔加工。切削條件根據加工時程度難易也有不同進刀量調整，但進刀時太慢則會造成精度下降易產生磨耗，加工精度也會降低，正確方法是將進刀速做較高目標的設定，依實
7、際加工狀態孔的形狀，鑽針承受程度而定，不當的加工條件將造成鑽針的折損或鑽針外徑的磨損造成針徑不足逆錐及鑽刃刃角的磨損，導致切削時不銳利，產生擠壓、釘頭、銅箔切不斷毛絲的現象。SX型槽孔專用針特性1、 WEB中心厚度比一般UC、ST型的厚。2、 螺旋角為24度比一般UC、ST型小。3、 WEB TAPER比一般UC、ST型的大。4、 溝巾比比一般UC、ST型的小。5、 鑽尖角比一般UC、ST型的大平。以上五種幾何圖形的不同其主要目的是為了增加鑽針的肉身加厚，強度增強，才能承受因鑽孔時的受力不平均的偏擺彎曲造成亂偏或斷針，但是強度是增強了，可是容屑體積卻變小了，排屑能力減弱了，若是使用SX型專用針
8、來鑽一般的圓孔，會產生嚴重的孔壁粗糙及毛孔、SMEAR等等問題，所絕對要避免以上的情形。SX型槽孔專用鑽針鑽尖角為150度螺旋角為24度鑽針徑0.51.7mm鑽針溝長有4.7mm、6.7mm、8.7mm等三種。SX型槽孔專用鑽針除了UC型有UC頭外，另外尚有ST型的無UC頭。5、ID型鑽針：只要鑽刃部的針徑大於把柄3.175mm的鑽針都稱為ID型鑽針。ID型鑽針目從切削刃面來分有標準型、鑽心削薄型及鑽心削薄自動斷屑型三種。為何徑粗就容易發生切削纏繞捲屑？原因是鑽頭的直徑變粗，切屑也會變長，當鋁板、銅箔層的長度超過一定長度就會產生纏繞捲屑的現象。處理這捲屑的方法有三種：1、 增加進刀量使切削屑變
9、厚變片狀減少纏繞捲屑。2、 改變鑽尖角度使鑽尖角度變大一些，因鑽尖角大也可使屑成片狀易於排出，但若鑽徑太大切削刃唇長一樣會產生捲屑。3、 採用刃唇落差來達到自動斷屑功能，這是我們在七年前設計的，因鑽心部削薄、切削抵抗大幅減輕，對於鑽入樣的瞬間效果很好。ID型鑽針3.23.95mm採中心削薄，4.06.5mm採中心削薄兼自動斷屑功能。蓋板上蓋板的使用目的：1、 保護板面，防止壓力腳襯對板面的損傷、刮痕等等。2、 固定鑽針減少鑽針的偏移，有套桶的作用以提高鑽孔的孔位精度。3、 防止基板發生上毛頭。4、 鑽孔時協助鑽針散發熱量。5、 鑽孔時協助清掃鑽針溝槽作用。上蓋板應有之特性：1、 切削容易，上層
10、表面不宜硬產生鑽入不易而偏滑。2、 要有堅平的表面，不宜有折痕、凹陷或凸塊等等缺點。3、 材質於高溫下不軟化或溶化、污染孔壁。4、 鑽屑要軟不刮傷孔壁。5、 吸濕性低，不易變形。要平整不可有波浪及捲曲的情形。上蓋板的種類：1、 一般純鋁板：板厚分為0.2mm、0.15mm、0.12mm、0.1mm。 0.2mm厚的比較堅挺，對於壓力腳襯10mm及中大鑽徑以一般的加工條件下是比較不會產生上毛頭。但其切削屑較長。 0.15mm厚的適合機台有QIC功能，小孔徑多的基板，例如鑽徑0.20.6mm，由於板厚較薄，切削屑會比較短，小鑽徑比較不會因鋁屑過長堵在溝槽中產生堵死斷針的現象，同時對刃面的損耗也會比
11、較少。但其缺點是大尺寸鑽徑比較會有毛邊，所以使用0.15mm鋁板時應注意大尺寸鑽徑的銳利及退刀速度。 0.12mm及0.1mm厚的適用於鑽徑0.2mm以下的鑽徑，板厚愈薄切削屑愈短排出較容易，損耗及堵死的降至最低。鋁板的優點為其散熱性好。鋁板的缺點為其耐熱性不好，加工熱高時會產生酸化的鋁，在鑽尖部附著成一硬塊，影響孔位精度。2、 軟硬鋁合金板板厚0.15mm依其功能再分兩種形式：A、 強調防止毛頭產生的使用種。0.05mm軟鋁0.1mm硬鋁0.15mmB、 強調孔位精度的使用這種。0.075mm軟鋁0.15mm 0.075mm硬鋁之前在日本有許多廠家有使用這種鍍層合金蓋板。3、 酚醛樹脂板俗稱
12、電木板，板厚1.5mm、0.8mm、0.4mm、0.2mm，一般鑽軟板的通常會使用板厚1.5mm及0.8mm來當蓋板， 其優點是堅挺，加工硬平可以防止毛頭的產生及可整平軟板作用。0.4mm及0.2mm也有使用在鑽RCC背膠銅箔的夾層板及上蓋板，一般PCB基板也可以使用，其排屑性好、毛頭少，缺點是硬平滑的表面鑽針比較會偏滑，孔位精度稍差一些。4、 紙苯酚板，板厚0.8mm、0.4mm，其功用及特性與酚醛樹脂不同處是比較沒有那麼硬，切削性較好、偏滑性較少，曾使用在鑽增層壓膜法(ABF)的基板小鑽徑。5、 鋁箔紙板(LCOA)，這是上下使用兩張約50um厚的鋁箔與心材紙環氧樹脂當接著劑壓合而成，由於
13、心材紙脂較軟，當鑽針剌下時會下縮，以利鑽針中心垂直定位。0.05鋁箔紙0.30.33mm 0.05鋁箔缺點鑽中大尺寸鑽徑時蓋板表面有許多鋁絲，鑽孔序順必須由小至大的鑽，不能由大而小的鑽，否則易發生孔偏及斷針。由於鋁箔厚只有0.05mm所以鑽小徑時切削屑短，比較不斷針堵死的問題少，適合使用鑽0.35mm以下鑽徑用。6、 塑膠板，板厚0.1mm適用於鑽0.1mm以下，大鑽徑不適合，仍研究。7、 鍍膜：它與LE系列不同的是其樹脂不同，它不會產生熔化附著在鑽針上，其樹脂的硬化程度與Tg溫度都比LE系高。0.05mm的塑膠0.15mm 0.1mm鋁板8、 這種也較適合使用在鑽極小徑上。0.03mm紙0.
14、1mm 0.07鋁箔9、 LE系列，分為LE300、LE400、LE500、LE600， LE300總厚0.3mm，鋁箔厚0.1mm，水溶性樹脂0.2mm。0.1mm鋁箔0.2mm樹脂0.3mm LE400總厚0.22mm，鋁箔厚0.1mm，水溶性樹脂0.12mm。 LE500總厚0.15mm，鋁箔厚0.1mm，水溶性樹脂0.05mm。 LE600總厚0.13mm，鋁箔厚0.1mm，水溶性樹脂0.03mm。水溶性樹脂層愈厚其附著於鑽針上的情形會愈嚴重，在過去經驗中樹脂層厚的孔位精度有較好的傾向，但斷針率偏高。蓋板的種類對孔壁粗糙度的影響，鋁蓋板厚愈厚對於小鑽徑來說愈不利，鋁板愈厚其切削屑愈多愈
15、長，很容易堵在鑽針的溝槽內，影響排屑功能，若停留於孔內也容易刮傷孔壁，所以鑽愈小徑所使用的蓋鋁板愈薄愈好。以下是使用鋁蓋板0.15mm厚與LE300測試結果，LE300它的鋁厚度是0.1mm，而水溶性樹脂0.2mm，合計總厚0.3mm，從這個測試結果可以看出，LE300的孔壁粗糙度會比較好。孔壁粗糙度跟鑽針鑽入墊板的深度也有關係，鑽入的深度愈深，對鑽針的磨耗會愈嚴重及快速，再來是鑽入的深愈深所產生的屑也會愈多，排出性困難，在孔內磨擦，再則鑽入的深度愈深，其無效刃長的排屑空間會愈小，或是溝長不夠無法排屑等問題發生。一般理想的下鑽深度是刃唇高加上0.150.25mm，鑽針小取值也要小。防了發生未貫穿或鑽太深，除了
