钻头及钻孔相关知识课件

钻头及钻孔相关知识培训

品保课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)

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CONDITIONSPWB: FR-4(４L)t1.6mmx3sDrill: ST300.4x6.5 UC300.4x6.5N: 70kRPMF: 2.1m/minE/B: 0.15AluminumB/B: 1.5mmPaperphenolNumberofHits:5,000DrillingMachine:HitachiND-2D14

UnionTool钻头的优点：

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

理論切削条件■

FR-4DSV=200m/min■

FR-4MLBV=180m/minV=pDN/1000 V: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ChipLoad,不同転速的品質傾向

高速加工的優点■相同之ChipLoad,加工時間的差異

ConditionDrillDia: f0.4mmChipload: 25mm/rev.FixedNo.ofhits:3,000HitMethod:Randomized100%(2481sec)32%TimeReduction68%(1696sec)20krpm40krpm60krpm80krpm100krpm63m/min126m/min188m/min251m/min314m/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)DRILLDIAfDL2BOTTOMPCBBACKERL1POINTANGLEa（先端角為130°）影響鑽頭品質的各主要因素FutureDrillingDrillBitTable

SpeedDrillingMachineRepointing

SpindlePositioning

AccuracyVibrationCarbide

MaterialRepointingGeometry

DesignDrillingConditionMaterial

Preparation

ParameterRing

PrecisionPCBoardEntry&BackerMaterial

HardnessNestingSurface

RoughnessDrillPenetration

ControlThrustWorkingEnvironmentf

0.1-0.25mm

inProductionFluteFinish

VacuumBush

PressureForcePCB

SetupGlassFiberCopper

RatioThickness

Resin

ContentPropertiesNoise4MThinkingOperator

SkillExternal

VibrationBasementDrilling

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（ResinSmear)■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UNIONTOOLCO.TECHNICALRESEARCH

樹脂焦渣（ResinSmear)■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

UNIONTOOLCO.TECHNICALRESEARCH

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。UNIONTOOLCO.TECHNICALRESEARCHST

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

UNIONTOOLCO.TECHNICALRESEARCHUCtype

耐折損性■対策増加鑽頭的剛性改善超硬材料

UNIONTOOLCO.TECHNICALRESEARCHCONDITIONSPWB: BTRESIN(DS)0.4mmx3sDrill: 0.15x2.5N: 160kRPMF: 4.8m/minE/B: LE400B/B: 1.5mmPaperphenolNumberofHits:3,000DrillingMachine:HitachiND-1W212QualityLimit

鑽頭的摩耗■新型材料摩耗特性

UNIONTOOLCO.TECHNICALRESEARCHCONDITIONSPWB: FR-4(8L)0.8mmx2sDrill: NH200.3x5N: 80kRPMF: 1.8m/minE/B: LE400B/B: 1.5mmPaperphenolNumberofHits:3,000

基板朝向高功能・高品質UNIONTOOLCO.TECHNICALRESEARCH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ØD<0.340倍0.005以下ØD<0.340倍0.005以下0.3≤ØD<0.630倍0.005以下0.3≤ØD<0.630倍0.005以下0.6≤ØD<1.6520倍0.01D以下0.6≤ØD<1.6520倍0.01D以下1.65≤ØD<3.17510倍0.01D以下1.65≤ØD<3.17510倍0.01D以下ØD>3.17510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（PrimaryFlare)单面小头（PrimaryTaper)

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0.005以下ØD<0.340倍0.005以下0.3≤ØD<0.630倍0.015D以下0.3≤ØD<0.630倍0.015D以下0.6≤ØD<1.6520倍0.015D以下0.6≤ØD<1.6520倍0.015D以下1.65≤ØD<3.17510倍0.015D以下1.65≤ØD<3.17510倍0.015D以下ØD>3.17510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ØD<0.340倍0.005以下ØD<0.340倍0.005以下0.3≤ØD<0.630倍0.005以下0.3≤ØD<0.630倍0.005以下0.6≤ØD<1.6520倍0.01D以下0.6≤ØD<1.6520倍0.01D以下1.65≤ØD<3.17510倍0.01D以下1.65≤ØD<3.17510倍0.01D以下ØD>3.17510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（ChiselpointInconcentricity)

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a≥b≥0.8aØD<0.340倍0.005以下0.3≤ØD<0.630倍0.3≤ØD<0.630倍0.01以下0.6≤ØD<1.6520倍0.6≤ØD<1.6520倍1.65≤ØD<3.17510倍1.65≤ØD<3.17510倍ØD>3.17510倍|a-b|<0.015DØD>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ØD<0.340倍0.003以下0.3≤ØD<0.630倍0.004以下0.6≤ØD<1.6520倍0.005以下1.65≤ØD<3.17510倍0.005以下ØD>3.17510倍0.008以下大小面、偏心实体显微镜：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。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ImpactonRegistrationAccuracyChiselpointinconcentricityHeavyOverlapMediumGapMediumImpactonRegistrationAccuracyPrimaryflairLightNegativeLight刀面不良对于钻孔的影响010203040506070809010011012001020304050Chiselpointinconcentricity(mm)Holeregistrationaccuracy(mm)Bottom-BackTop-FrontMAXAVE+3sMAXAVE+3sChiselpointinconcentricityImpactonRegistrationAccuracy:HeavyDRILL:UCØ0.3x5mmPWB:FR-44Layerst1.6x2sEB:Alt0.15B/B：Bakelitet1.5mmN:80krpm(V:75.4m/min)F:2.0m/min(f:25mm/rev)Hitcount:3000hitsImaginationofChiselpointinconcentricity010203040506070809010011012001020304050ImaginationofOverlapMAXAVE+3sMAXAVE+3sBottom-BackTop-FrontImpactonRegistrationAccuracy:MediumOverlapDRILL:UCØ0.3x5mmPWB:FR-44Layerst1.6x2sEB:Alt0.15B/B：Bakelitet1.5mmN:80krpm(V:75.4m/min)F:2.0m/min(f:25mm/rev)Hitcount:3000hitsOverlap(mm)Holeregistrationaccuracy(mm)010203040506070809010011012001020304050Bottom-BackTop-FrontMAXAVE+3sMAXAVE+3sGapDRILL:UCØ0.3x5mmPWB:FR-44Layerst1.6x2sEB:Alt0.15B/B：Bakelitet1.5mmN:80krpm(V:75.4m/min)F:2.0m/min(f:25mm/rev)Hitcount:3000hitsGap(mm)Holeregistrationaccuracy(mm)ImaginationofGapImpactonRegistrationAccuracy:Medium010203040506070809010011012001020304050Bottom-BackTop-FrontMAXAVE+3sMAXAVE+3sImpactonRegistrationAccuracy:LightPrimaryflairDRILL:UCØ0.3x5mmPWB:FR-44Layerst1.6x2sEB:Alt0.15B/B：Bakelitet1.5mmN:80krpm(V:75.4m/min)F:2.0m/min(f:25mm/rev)Hitcount:3000hitsPrimaryflair(mm)Holeregistrationaccuracy(mm)ImaginationofPrimaryflair010203040506070809010011012001020304050Bottom-BackTop-FrontMAXAVE+3sMAXAVE+3sImpactonRegistrationAccuracy:LightNegativeDRILL:UCØ0.3x5mmPWB:FR-44Layerst1.6x2sEB:Alt0