王忠輝（大連崇達(dá)電路有限公司，遼寧 大連 116600）

刀具幾何外觀缺陷（外弧）對(duì)鉆孔質(zhì)量影響驗(yàn)證

王忠輝
（大連崇達(dá)電路有限公司，遼寧 大連 116600）

PCB作為重要的電子部件，其鉆孔質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到產(chǎn)品性能的穩(wěn)定程度，鉆孔質(zhì)量在電氣連接特性及使用可靠性方面起著至關(guān)重要的作用。

現(xiàn)結(jié)合金屬切削理論基礎(chǔ)，從孔位精度、孔壁質(zhì)量、刀具磨損等方面，對(duì)鉆頭幾何外觀缺陷（弧形）對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響進(jìn)行剖析。

1 理論分析

如圖1所示，鉆削過(guò)程即前刀面對(duì)材料的擠壓變形過(guò)程，這個(gè)過(guò)程受刀具磨損度影響很大，刀具磨損度直接影響鉆削熱、鉆削力及機(jī)械振動(dòng)大小，并影響到孔位精度、孔壁粗糙度、刀具耐用度、斷刀率的狀態(tài)！

圖1

在刀具主切削刃“弧形”狀態(tài)下，刀尖應(yīng)力變得更集中，刃口的疲勞、屈服強(qiáng)度都會(huì)變差，再加上刀具硬質(zhì)合金的材質(zhì)（HRB≥90）更容易提前發(fā)生崩刃、缺口現(xiàn)象，圖2所示。刀具一旦發(fā)生崩刃缺口現(xiàn)象，磨損帶會(huì)急劇擴(kuò)大，繼續(xù)使用會(huì)使孔壁、孔位狀態(tài)急劇惡化，理論上分析這種現(xiàn)象在有填料顆粒的板材中應(yīng)更為突出。

圖2

2 驗(yàn)證過(guò)程

2.1 試驗(yàn)板材

表1 鉆頭幾何缺陷對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響實(shí)驗(yàn)板情況

圖3

2.2 試驗(yàn)方案

表2 鉆頭幾何缺陷對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響的實(shí)驗(yàn)方案

2.3 檢測(cè)項(xiàng)目

表3 鉆頭幾何缺陷對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響實(shí)驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目

2.4 試驗(yàn)結(jié)果

2.4.1 孔位狀態(tài)檢測(cè)結(jié)果評(píng)估

檢測(cè)工具：HA-1AME孔位分析儀

檢測(cè)方法：使用下燈全數(shù)檢測(cè)，累計(jì)12P，54000孔/P

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：AVE+3SD≤50 μm，Cpk≥1.33

檢測(cè)結(jié)果：下圖所示

檢測(cè)結(jié)論：按平均值統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)刀具略差，二者相差13%左右！

圖4 實(shí)驗(yàn)孔位精度分析圖(按AVE+3SD)

圖5 實(shí)驗(yàn)孔位精度分析圖(按Cpk大小)

2.4.2 孔壁狀態(tài)檢測(cè)結(jié)果評(píng)估

檢測(cè)工具：X200金相顯微鏡

檢測(cè)方法：電鍍后制切片縱剖半孔，然后用X100～X500金相顯微鏡觀察，累計(jì)216個(gè)切片。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：最大孔壁粗糙度≤25 μm

檢測(cè)結(jié)果：圖6所示

檢測(cè)結(jié)論：按平均值統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)刀具略差，二者相差5.87%左右！實(shí)驗(yàn)刀具孔壁效果例示圖7、圖8。

圖6 實(shí)驗(yàn)孔壁狀態(tài)分析

圖7 上層板孔壁狀態(tài)例(左X100，右X500）

圖8 下層板孔壁狀態(tài)例(左X100，右X500）

2.4.3 刀具磨損檢測(cè)結(jié)果評(píng)估

檢測(cè)方法：鉆孔后使用X80倍放大鏡全數(shù)檢測(cè)，數(shù)量累計(jì)200支，實(shí)驗(yàn)、正常各100支。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：磨損均勻，無(wú)明顯崩刃、缺口，加工過(guò)程中無(wú)異常斷刀現(xiàn)象。

檢測(cè)結(jié)論：二者均有不同程度的磨損，例如圖9所示。比較來(lái)看實(shí)驗(yàn)刀具在磨損程度、缺口方面所占比例明顯大于正常刀具。正常刀具不良率約2%；實(shí)驗(yàn)刀具不良率約20%。

圖9

3 驗(yàn)證結(jié)果

實(shí)驗(yàn)刀具與正常刀具無(wú)十分明顯區(qū)別，相對(duì)比較而言實(shí)驗(yàn)刀具在孔位精度、孔壁狀態(tài)、刀具磨損方面表現(xiàn)略差，其主要原因是本次實(shí)驗(yàn)所用的板材為普通雙面板，不僅沒(méi)有填料，而且銅層又較薄，因此受刀具的影響沒(méi)有十分明顯的體現(xiàn)出來(lái)，但是從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，刀具幾何外觀對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響還是很明顯的！

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，實(shí)驗(yàn)刀具對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量確實(shí)有一定影響的，因此要求供應(yīng)商嚴(yán)格管控刀具的各種幾何缺陷，如弧形、間隙、重疊、大頭、小頭等是很有必要的（我們的管控手段是用X80放大鏡檢查結(jié)果為不可見(jiàn)）。

王忠輝，機(jī)加工主管，從事線路板工藝技術(shù)管理工作，主要負(fù)責(zé)開(kāi)料、層壓、鉆孔、成型等工序的工藝技術(shù)管理、及新產(chǎn)品的技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。

Introduction to drilling tool geometry appearance defect (outer arc) affect drilling quality

WANG Zhong-hui