PCB钻头及钻孔相关知识

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两段镶嵌式，本体材料为碳化钨，把柄采用不锈钢■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：0.4~0.8mmUC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。ST型和UC型的形状AmountofRe-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0255075100010002000300040005000NumberofHits(DrillingTemp-RoomTemp)STUCCONDITIONSPWB:FR-4(４L)t1.6mmx3sDrill:ST300.4x6.5UC300.4x6.5N:70kRPMF:2.1m/minE/B:0.15AluminumB/B:1.5mmPaperphenolNumberofHits:5,000DrillingMachine:HitachiND-2D14UnionTool钻头的优点：UnionTool钻头的分类：■UC型■ST型ST30:30度螺旋角ST型ST35:35度螺旋角ST型STX:变形ST型SV:两段倒锥ST型，UC35:35度螺旋角UC型UM:多层板UC型UV:两段倒锥UC型SX:槽孔用钻刀，UC结构UnionTool钻头的分类：■ID型■MD型MD:微钻(直径0.3),ST结构MC:微钻(直径0.3),UC结构MCV:两段倒锥微钻(直径0.3)ID30:30度螺旋角大钻ID30C:带断屑槽大钻钻头的基本参数：全长本体长沟长把柄直径Undercue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刃带宽第一面角第二面角芯厚設計的差異性MARGINFLUTEENDＷ＝0.07mmＷTOPＷ＝0.11mmDrillType：UCf0.3x5WebTaper：0.028/mmFluteLandRatio：2.2HelixAngle：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DrillType：STf0.3x5WebThickness：0.1mmFluteLandRatio：2.0HelixAngle：40°WebTaper=0.010/mmWebTaper=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DrillType：UCf0.3x5WebThickness：0.11mmWebTaper:0.028/mmHelixAngle：35°F/LRatio=1.5F/LRatio=2.5LAND溝（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DrillType：UCf0.3x5WebThickness：0.11mmWebTaper:0.028/mmFluteLandRatio:2.2HelixAngle=30°HelixAngle=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■ChipLoadf:F/N・1000mm/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φ0.10φ0.15φ0.20φ0.25φ0.30φ0.35DS636,000424,000318,000255,000212,000182,000MLB573,000382,000286,000229,000191,000164,000（f）0.350.300.250.200.150.10100200300400500600700800(kRPM)限界　ＭＡＸ１６０krpm高速加工的優点■相同之ChipLoad,不同転速的品質傾向-QualityLevel-80k120k160k200kHoleLocationGettingbetterHoleRoughnessStableNailHeadingStableSmearingDecreaseDrillwearingLesswearingEvaluation高速加工的優点■相同之ChipLoad,孔位精度的差異CONDITIONSPWB:FR-4(DS)0.6mmx2sChipload:15mm/rev.E/B:0.15mmAluminumB/B:1.5mmPaperphenolNumberofHits:3,000NumberofSamples:2高速加工的優点■相同之ChipLoad,加工時間的差異02040608010075k120k160k180k(RPM)(%)ConditionDrillDia:f0.4mmChipload:25mm/rev.FixedNo.ofhits:3,000HitMethod:Randomized100%(2481sec)32%TimeReduction68%(1696sec)Hole　Registration　Accuracy02040608010063m/min126m/min188m/min251m/min314m/min主軸runout：２μｍ～３μｍ（20krpm～160krpm）之後因鑽針崩角嚴重、加工中斷DRILL：ＵＣφ1.0ｘ8.0PWB：FR-4（DoubleSide）t1.6ｘ3ｓE/B：ALt0.2　B/B：PaperCladt1.5Parameters：N=20～160krpm　　　　　　　　ｆ=40μm/rev　ConstantNumberof　hits：2,000hitsn=3（轉速）高（轉速）低斷針（轉速）（周速）20krpm40krpm60krpm80krpm100krpm63m/min126m/min188m/min251m/min314m/min适当转速的选定：不能太高或太低HoleRegistrationAccuracy020406080100120HoleRegistrationAccuracy（μｍ）ＭＡＸAVE＋３ｓAVE＋３ｓ　AVEＤＲＩＬＬ：ＵＣ　０.３ｘ５　Ｅ７２２3支中斷2支12.5μm/rev1.25m/min17.5μm/rev1.75m/min22.5μm/rev2.25m/min（chipload）　　　大（chipload）　　　小PWB：BT（DoubleSide）t0.2ｘ13ｓE/B：ALt0.15　B/B：PaperCladt1.5Parameters：N=100krpm　Constant　　　F=1.75m/min　f=17.5μm/revNumberofhits：3,000n=3适当进刀的选定：不能太大或太小HoleWallRoughness051015202512.517.522.5HoleWallRoughness（μｍ）ＤＲＩＬＬ：ＵＣ　０.３ｘ５　Ｅ７２２PWB：BT（DoubleSide）t0.2x13sE/B：ALt0.15　B/B：PaperCladt1.5Parameters：N=100krpmConstantNumberofhits：3,000hitsn=10（Measuring5holesonnearby3,000hits）12.5μm/rev1.25m/min17.5μm/rev1.75m/min22.5μm/rev2.25m/min（chipload）　　　大（chipload）　　　小（ｆ）（F）‐●-AVE171317131713(PanelfromtheTop)HoleRegistrationAccuracy0204060801001201-10001001-20002001-3000NumberofhitsDRILL：ＵＣ　０.４ｘ７　Ａ３８２PWB：FR-4(4Layers)t1.6x3sE/B：ALt0.15　　B/B：PaperCladt1.5Parameters：N=75krpm　　　　　　　　F=0.75m/min　f=10μm/revNumberofhits：3,000hitsn=3○　AVE+3s-●-　AVE+3sAVEHole　Registration　Accuracy（μm）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)DRILLDIAfDL2BOTTOMPCBBACKERL1POINTANGLEaφDφ0.10φ0.20φ0.30φ0.40φ0.50φ0.60L10.30.30.30.30.30.3L20.0230.0470.0700.0930.1160.140DEPTH(mm)0.3230.3470.3700.3930.4160.440（先端角為130°）影響鑽頭品質的各主要因素FutureDrillingDrillBitTableSpeedDrillingMachineRepointingSpindlePositioningAccuracyVibrationCarbideMaterialRepointingGeometryDesignDrillingConditionMaterialPreparationParameterRingPrecisionPCBoardEntry&BackerMaterialHardnessNestingSurfaceRoughnessDrillPenetrationControlThrustWorkingEnvironmentf0.1-0.25mminProductionFluteFinishVacuumBushPressureForcePCBSetupGlassFiberCopperRatioThicknessResinContentPropertiesNoise4MThinkingOperatorSkillExternalVibrationBasementDrilling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(DrillingDeflection)■関連項目鑽頭剛性適当的畳板数主軸Run-out管理適当的EntryBoard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（WebTaper）溝巾比溝長（BodyLength）■鑽頭形状（形状関連）鑽尖角螺旋角UNIONTOOLCO.TECHNICALRESEARCH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UNIONTOOLCO.TECHNICALRESEARCH内壁粗糙度■鑽頭形状（溝槽形状関連）芯厚（Web）芯厚倒錐（WebTaper）溝巾比溝長（BodyLength）■鑽頭形状（形状関連）螺旋角UNIONTOOLCO.TECHNICALRESEARCH内壁粗糙度■提昇粉屑的排出性⇒降低孔壁粗度UNIONTOOLCO.TECHNICALRESEARCHDrillType：UCf0.3x5WebThickness：0.11mmWebTaper:0.028/mmFluteLandRatio:2.2HelixAngle=30°HelixAngle=40°樹脂焦渣（ResinS