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1、钻头及钻孔相关知识培训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：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：0.40.8mmUC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
2、钻头和双面板及6层以下多面板。 ST型和UC型的形状 Amount of Re-point（0.06mm0.1mm/次）刃带至少剩余0.2mm 以上ST型UC型的发热温度CONDITIONSPWB:FR-4 (L) t1.6mm x 3sDrill:ST30 0.4x6.5UC30 0.4x6.5N:70kRPMF:2.1m/minE/B:0.15 AluminumB/B:1.5mm Paper phenolNumber of Hits: 5,000Drilling Machine: Hitachi ND-2D14Union Tool 钻头的优点：Union Tool 钻头的分类：UC型ST型
3、n nST30: 30度螺旋角ST型n nST35: 35度螺旋角ST型n nSTX: 变形ST型n nSV: 两段倒锥ST型，n nUC35: 35度螺旋角UC型n nUM: 多层板UC型n nUV: 两段倒锥UC型n nSX: 槽孔用钻刀，UC结构Union Tool 钻头的分类：ID型MD型n nMD: 微钻(直径0.3),ST结构n nMC: 微钻(直径0.3),UC结构n nMCV:两段倒锥微钻(直径0.3)n nID30: 30度螺旋角大钻n nID30C: 带断屑槽大钻钻头的基本参数：全长本体长沟长把柄直径Under cue 直径直径钻尖角钻头的基本参数：间隙钻芯厚度螺旋角刃带长
4、刃带宽第一面角第二面角芯厚設計的差異性0.07mm0.11mmDrill Type： ：UCf f0.3 x 5Web Taper： ：0.028 /mmFlute Land Ratio： ：2.2Helix 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： ：STf f0.3 x 5Web Thickness： ：0.1mmFlute Land Ratio： ：2.0Helix Angle： ：40Web 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
5、化溝巾比設計的差異性Drill Type： ：UCf f0.3 x 5Web Thickness： ：0.11mmWeb Taper : 0.028 /mmHelix Angle： ：35F / L Ratio = 1.5F / L Ratio = 2.5LANDLAND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： ：UCf f0.3 x 5Web Thickness： ：0.11mmWeb Taper:0.028 /mmFlute Land Ratio:2.2Helix Angle = 30Helix Angle
6、 = 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 =39.4IPMChip Loadf: F/N1000 mm/rev.撃孔数等NFRTR理論切削条件 FR-4DSV=200m/min FR-4MLBV=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CONDITIONSCONDITIONSPWB:PWB:FR-4(
7、DS) 0.6mm x 2sFR-4(DS) 0.6mm x 2sChiploadChipload:1515m mm mm/rev.m/rev.E/B:E/B:0.15mm Aluminum0.15mm AluminumB/B:B/B:1.5mm Paper phenol1.5mm Paper phenolNumber of Hits: 3,000Number of Hits: 3,000Number of Samples: 2Number of Samples: 2高速加工的優点相同之Chip Load, 加工時間的差異 Condition Drill Dia:f f0.4mm Chiplo
8、ad:25m mm/rev. Fixed No. of hits:3,000 Hit 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 fDL2BOT
9、TOM PCBBACKERL1POINT ANGLE a（先端角為130）影響鑽頭品質的各主要因素Future DrillingDrill BitTable SpeedDrilling MachineRepointing SpindlePositioning AccuracyVibrationCarbide MaterialRepointingGeometry DesignDrilling ConditionMaterial Preparation ParameterRingPrecisionPC BoardEntry&BackerMaterialHardnessNestingSurfaceR
10、oughnessDrill PenetrationControlThrustWorking Environmentf 0.1-0.25mmin ProductionFlute Finish VacuumBush Pressure ForcePCBSet upGlass FiberCopper RatioThickness Resin ContentPropertiesNoise4M ThinkingOperatorSkillExternal VibrationBasementDrilling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 Deflec
11、tion)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（Bod
12、y 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： ：UCf f0.3 x 5Web Thickness： ：0.11mmWeb Taper:0.028 /mmFlute 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 R
13、ESEARCH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. TECHN
14、ICAL RESEARCHCONDITIONSPWB:BT RESIN (DS) 0.4mm x 3sDrill:0.15x2.5N:160kRPMF:4.8m/minE/B:LE400B/B:1.5mm Paper phenolNumber of Hits: 3,000Drilling Machine: Hitachi ND-1W212Quality Limit鑽頭的摩耗新型材料摩耗特性UNION TOOL CO. TECHNICAL RESEARCHCONDITIONSPWB:FR-4 (8L) 0.8mm x 2sDrill:NH20 0.3x5N:80kRPMF:1.8m/min E/
15、B:LE400B/B:1.5mm Paper phenolNumber 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（重叠（Overlap)Overlap)分开（分开（Gap)Gap)尺寸尺寸显微镜倍数显微镜倍数公差范围公差范围尺寸尺寸显微镜倍数显微镜倍数公差范围公差范围 D0.3D0.34040倍倍0.0 0 50.0 0 5以下以下 D0.3D0.34040倍倍0.0 0 50.0 0 5以下以下0.30.3 D0.6D0.63030
16、倍倍0.0 0 50.0 0 5以下以下0.30.30.30.3 D0.6D0.6D0.6D0.63030倍倍0.0 0 50.0 0 5以下以下0.60.6 D1.65D1.652020倍倍0.01D0.01D以下以下0.60.6 D1.65D1.652020倍倍0.01D0.01D以下以下1.651.65 D3.175D3.1751010倍倍0.01D0.01D以下以下1.651.65 D3.175D3.175D3.1751010倍倍0.015D0.015D以下以下 D3.175D3.1751010倍倍0.015D0.015D以下以下单面大头、单面小头单面大头（单面大头（Primary F
17、lare)Primary Flare)单面小头（单面小头（Primary Taper)Primary Taper)尺寸尺寸显微镜倍数显微镜倍数公差范围公差范围尺寸尺寸显微镜倍数显微镜倍数公差范围公差范围 D0.3D0.34040倍倍0.0 0 50.0 0 5以下以下 D0.3D0.34040倍倍0.0 0 50.0 0 5以下以下 0.30.3 D0.6D0.63030倍倍0.015D0.015D以下以下0.30.3 D0.6D0.63030倍倍0.015D0.015D以下以下0.60.6 D1.65D1.652020倍倍0.015D0.015D以下以下0.60.6 D1.65D1.6520
18、20倍倍0.015D0.015D以下以下1.651.65 D3.175D3.1751010倍倍0.015D0.015D以下以下1.651.65 D3.175D3.175D3.1751010倍倍0.02D0.02D以下以下 D3.175D3.1751010倍倍0.01D0.01D以下以下刀刃内弧（刀刃内弧（Layback)Layback)刀刃外弧（刀刃外弧（Hook)Hook)尺寸尺寸显微镜倍数显微镜倍数公差范围公差范围尺寸尺寸显微镜倍数显微镜倍数公差范围公差范围 D0.3D0.34040倍倍0.0 0 50.0 0 5以下以下 D0.3D0.34040倍倍0.0 0 50.0 0 5以下以下0
19、.30.3 D0.6D0.63030倍倍0.0 0 50.0 0 5以下以下0.30.3 D0.6D0.63030倍倍0.0 0 50.0 0 5以下以下0.60.6 D1.65D1.652020倍倍0.01D0.01D以下以下0.60.6 D1.65D1.652020倍倍0.01D0.01D以下以下1.651.65 D3.175D3.1751010倍倍0.01D0.01D以下以下1.651.65 D3.175D3.175D3.1751010倍倍0.015D0.015D以下以下 D3.175D3.1751010倍倍0.015D0.015D以下以下内弧、外弧大小面、偏心b偏心（偏心（Chisel
20、 point Chisel point InconcentricityInconcentricity) )尺寸尺寸显微镜倍数显微镜倍数公差范围公差范围尺寸尺寸显微镜倍数显微镜倍数公差范围公差范围 D0.3D0.34040倍倍a a b b 0.8a 0.8a D0.3D0.34040倍倍0.0050.005以下以下0.30.3 D0.6D0.63030倍倍0.30.3 D0.6D0.63030倍倍0.010.01以下以下0.60.6 D1.65D1.652020倍倍0.60.6 D1.65D1.652020倍倍1.651.65 D3.175D3.1751010倍倍1.651.65 D3.175
21、D3.175D3.1751010倍倍|a-b|0.015D|a-b|3.175D3.1751010倍倍0.020.02以下以下大小面（大小面（Offset)Offset)缺口（缺口（Chipping)Chipping)尺寸尺寸显微镜倍数显微镜倍数公差范围公差范围 D0.3D0.34040倍倍0.0 0 30.0 0 3以下以下0.30.3 D0.6D0.63030倍倍0.0 0 40.0 0 4以下以下0.60.6 D1.65D1.652020倍倍0.0 0 50.0 0 5以下以下1.651.65 D3.175D3.175D3.1751010倍倍0.0 0 80.0 0 8以下以下大小面、偏
22、心n 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 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 Registration AccuracyChisel pointinconcentricityHeavyOverlapMediumGapMediumImpact on Registration AccuracyPrimary flairLightNegativeLight刀面不良对于钻孔的影响刀面不良对于钻孔的影响010203040506070
23、809010011012001020304050Chisel point inconcentricity (m mm)Hole registration accuracy (m mm)Bottom-BackTop-FrontMAXAVE+3sMAXAVE+3sChisel point inconcentricityImpact on Registration Accuracy: HeavyImpact on Registration Accuracy: HeavyDRILL: UC 0.3 x 5 mmPWB: FR-4 4Layers t1.6 x 2sEB: Al t0.15 B/B：Ba
24、kelite t1.5 mmN: 80 krpm (V: 75.4m/min)F: 2.0 m/min (f: 25 mm/rev) Hit count: 3000 hitsImaginationofChiselpointinconcentricity010203040506070809010011012001020304050ImaginationofOverlapMAXAVE+3sMAXAVE+3sBottom-BackTop-FrontImpact on Registration Accuracy: MediumImpact on Registration Accuracy: Mediu
25、mOverlapDRILL: UC 0.3 x 5 mmPWB: FR-4 4Layers t1.6 x 2sEB: Al t0.15 B/B：Bakelite t1.5 mmN: 80 krpm (V: 75.4m/min)F: 2.0 m/min (f: 25 mm/rev) Hit count: 3000 hitsOverlap (m mm)Hole registration accuracy (m mm)010203040506070809010011012001020304050Bottom-BackTop-FrontMAXAVE+3sMAXAVE+3sGapDRILL: UC 0.
26、3 x 5 mmPWB: FR-4 4Layers t1.6 x 2sEB: Al t0.15 B/B：Bakelite t1.5 mmN: 80 krpm (V: 75.4m/min)F: 2.0 m/min (f: 25 mm/rev) Hit count: 3000 hitsGap (m mm)Hole registration accuracy (m mm)ImaginationofGapImpact on Registration Accuracy: MediumImpact on Registration Accuracy: Medium0102030405060708090100
27、11012001020304050Bottom-BackTop-FrontMAXAVE+3sMAXAVE+3sImpact on Registration Accuracy: LightPrimary flairDRILL: UC 0.3 x 5 mmPWB: FR-4 4Layers t1.6 x 2sEB: Al t0.15 B/B：Bakelite t1.5 mmN: 80 krpm (V: 75.4m/min)F: 2.0 m/min (f: 25 mm/rev) Hit count: 3000 hitsPrimary flair (m mm)Hole registration acc
28、uracy (m mm)ImaginationofPrimaryflair010203040506070809010011012001020304050Bottom-BackTop-FrontMAXAVE+3sMAXAVE+3sImpact on Registration Accuracy: LightNegativeDRILL: UC 0.3 x 5 mmPWB: FR-4 4Layers t1.6 x 2sEB: Al t0.15 B/B：Bakelite t1.5 mmN: 80 krpm (V: 75.4m/min)F: 2.0 m/min (f: 25 mm/rev) Hit cou
29、nt: 3000 hitsNegative (m mm)Hole registration accuracy (m mm)ImaginationofNegative 1.1.首先使钻头切刃与首先使钻头切刃与x x轴相切，与轴相切，与y y轴重合，如位轴重合，如位置置1 1。2.2.转动钻头转动钻头180180度，重新使钻头中心线与度，重新使钻头中心线与x x轴相切，轴相切，如位置如位置2 23.3.则则y y轴移动的距离再除轴移动的距离再除2 2，就是钻尖的偏心值，就是钻尖的偏心值偏心测定方法偏心测定方法12X1/2=钻尖的偏心值测量大面测量大面1 1 使钻头中心线与使钻头中心线与x x轴重合
30、（位置轴重合（位置1 1），计数器归），计数器归0 02 2 移动移动x x轴至位置轴至位置2 23 3 计数器显示的计数器显示的x x轴移动距离即为大面数据。轴移动距离即为大面数据。测量小面测量小面1 1 使钻头中心线与使钻头中心线与x x轴重合（位置轴重合（位置1 1），计数器归），计数器归0 02 2 移动移动x x轴至位置轴至位置223 3 计数器显示的计数器显示的x x轴移动距离即为大面数据。轴移动距离即为大面数据。大小面测定方法大小面测定方法12 21 1 首先使钻头中心线与首先使钻头中心线与y y轴重合（位置轴重合（位置1 1）2 2 移动移动y y轴至位置轴至位置2 2，计数器
31、归，计数器归0 03 3 将将y y轴移动至位置轴移动至位置3 34 y4 y轴从位置轴从位置2 2到位置到位置3 3的移动距离就是大头数值。的移动距离就是大头数值。13 2大头测定方法大头测定方法1 1 首先使钻头中心线与首先使钻头中心线与y y轴重合（位置轴重合（位置1 1）2 2 移动移动y y轴至位置轴至位置2 2，计数器归，计数器归0 03 3 将将y y轴移动至位置轴移动至位置3 34 y4 y轴从位置轴从位置2 2到位置到位置3 3的移动距离就是大头数的移动距离就是大头数值。值。小头测定方法小头测定方法1321 1 首先使钻头中心线与首先使钻头中心线与y y轴重合（位置轴重合（位置1 1）2 2 计数器归计数器归0 03 3 将将y y轴移动至位置轴移动至位置2 24 y4 y轴从位置轴从位置1 1到位置到位置2 2的移动距离就是分开数值。的移动距离就是分开数值。分开测定方法分开测定方法 121 1 首先使钻头中心线与首先使钻头中心线与y y轴重合（位置轴重合（位置1 1）2 2 计数器归计数器归0 03 3 将将y y轴移动至位置轴移动至位置2 24 y4 y轴从位置轴从位置1 1到位置到位置2 2的移动距离就是重叠数值。的移动距离就是重叠数值。 1 2重叠测定方法重叠测定方法
