奥士特PCB钻头的介绍

PCB钻头简介：
PCB（PrintedCircuitBoard），中文名称为印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。

PCB钻头种类：
PCB钻头控钻床的钻头种类：印制板钻孔用钻头有直柄麻花钻头、定柄麻花钻头和定柄铲形（undercut）钻头。直柄麻花钻头大都用于单头钻床，钻较简单的印制板或单面板，现在在大型的线路板生产厂中已很少见到，其钻孔深度可达钻头直径的10倍。在基板叠层不高的情况下，使用钻套可避免钻偏。目前大部分的厂家使用数控钻床，数控钻床使用的是硬质合金的定柄钻头，其特点是能实现自动更换钻头。定位精度高，不需要使用钻套。大螺旋角，排屑速度快，适于高速切削。在排屑槽全长范围内，钻头直径是一个倒锥，钻削时与孔壁的磨擦小，钻孔质量较高。常见的钻柄直径是3.175mm。

PCB钻头用途：
PCB钻头主要用于PCB制造：（PCB，Printed circuit board）印刷电路板，由几层树脂材料粘合在一起的，内部采用铜箔走线。有4、6、8层之分.钻孔占印刷电路板成本的30~40%，量产常需专门设备和钻头。好的PCB钻头用品质好的硬质合金材料，具有高刚性，孔位精度高，孔壁品质好，寿命长等优良特性。

 PCB钻头原理：
pcb钻头属于切削行为的一种，因此原理与一般切削大致相同；一般而言，有二个运算公式在钻孔上广泛地被运用到：
1．R．P．M=（S.F.M*12）/π*D
2．I．P．M=R.P.M*Chipload
　　首先介绍上述二个公司的各个单位:
⑴R.P.M=钻针旋转速度，转/分，即每分钟有几转（Revolution Per Minute）。
⑵S.F.M=表面切削速度，尺/分，即每分钟钻针上的刀口在板子表面上切削距离或长度（Surface Feet Per Minute）。
⑶D：钻头直径（Diameter）。
⑷I.P.M：进刀速，寸/分，每分钟进刀深度有多少寸（Inch Per Minute）。
⑸Chipload：进刀量，㏕/转，每转一周进刀深度有多少㏕，与此简单介绍R.P.M=（S.F.M*12）/π*D 公式之来源。
　　在钻孔作业中，转速与进刀速的搭配对孔壁质量有决定的因素，至影响到钻头的使用寿命与钻轴spindle的使用寿命，因此如何找出转速与进刀速的最佳搭配条件，实为钻孔室一大责任。

　　一般而言，从孔壁的切片情况，可约略看出转速与进刀速搭配的好与坏，尚若二者搭配不好，则孔壁就会产生孔壁粗糙（roughness）,胶渣（smear）、毛头（burr）钉头（nailhead）但有些工厂没有孔壁切片的设备，对钻孔条件之设定是否适当？在此提供一些简易断别方式：
⑴可从Ｒ.Ｐ.Ｍ及Chipload之条件概略判断钻孔时温度的升降情况，一般言之，当Ｒ.Ｐ.Ｍ增加时，所增加的动能会使钻头中与孔壁所摩擦产生的热也随之增加，又当Chipload减低使也因钻头停留在孔壁中的时间增多（积热是胶渣形成的主要因素）
⑵可从钻头的磨耗情况来判断所使用的R.P.M及Chipload是否恰当：
　　（a）       若磨尖WEB之实体部份有过份磨耗时，就表示所采用的Chipolad太高了。
　　（b）       若由钻头检验器发现钻头刃唇（cutting lip）过份磨耗，则表示所采用的R.P.M太高通常一般建议所采用的条件如下：
　　对双面板，S.F.M约在500至600之间。
　　对多层板，S.F.M约控制550至600之间。
　　而Chipolad则设定在2㏕/rev至4㏕/rev之间。
　　当然从量产观点视之，较高的Chipolad是可以增加量产的，但对钻头使用寿命欲需冒险试之，一但断了钻头反而使钻头成本增加；另外，对大钻头而言，太高的Chipolad对钻孔机的钻轴spindle之Trust End plate也会造成磨耗导致spinle常需送修。
　　因此，为求得良好的孔壁质量，降低钻头耗用成本，延长钻孔机寿命，必须投入很大的心力去研究钻孔条件的设定。

PCB钻头特点：
　　产品原料采用国际著名品牌硬质合金棒材和钨钢棒材，具有高硬度，高耐磨性，高强度，抗弯曲，抗折损，刀具寿命长。（符合欧盟“ROHS”环保指令） 规格：刃径0.10mm至6.50mm，柄径3.175mm系列钻头。（特殊规格可订做）
①钻头排屑空间大：排屑阻力小，排屑顺畅，钻孔发热量小，减少钻污；
②超凡的切削刃锋利度：由于采用了纳米技术和先进的磨削工艺，钻头切削刃较以前更加锋利，可减小切削力，降低断钻率，提高孔壁质量；
③基于客户应用的刀具设计：钻头品种丰富，可满足不同的应用需求。钻头所有参数，如钻芯厚，钻芯锥度等，皆经精心设计，实效明显；
④切削刃严格对称：有利于高效切削，避免钻孔偏移。

PCB钻头材质：
　　印制板钻孔用钻头一般都采用硬质合金，因为环氧玻璃布复铜箔板对刀具的磨损特别快。所谓硬质合金是以碳化钨粉末为基体，以钴粉作粘结剂经加压、烧结而成。通常含碳化钨94％。由于其硬度很高，非常耐磨，有一定强度，适于高速切削。但韧性差，非常脆，为了改善硬质合金的性能，有的采用在碳化基体上化学汽相沉积一层5～7微米的特硬碳化钛

（TIC）或氮化钛（TIN），使其具有更高的硬度。有的用离子注入技术，将钛、氮、和碳注入其基体一定的深度，不但提高了硬度和强度而且在钻头重磨时这些注入成份还能内迁。还有的用物理方法在钻头顶部生成一层金刚石膜，极大的提高了钻头的硬度与耐磨性。硬质合金的硬度与强度，不仅和碳化钨的配比有关，也与粉末的颗粒有关。超微细颗粒的硬质合金钻头，其碳化钨相晶粒的平均尺寸在1微米以下。这种钻头，不仅硬度高而且抗压和抗弯强度都提高了。为了节省成本现在许多钻头采用焊接柄结构，原来的钻头为整体都是硬质合金，现在后部的钻柄采用了不锈钢，成本大大下降但是由于采用不同的材质其动态的同心度不及整体硬质合金钻头，特别在小直径方面。

注意事项：
1、钻头应装在特制的包装盒里，避免振动相互碰撞。
2、使用时，从包装盒里取出钻头应即装到主轴的弹簧夹头里或自动更换钻头的刀具库里。用完随即放回到包装盒里。
3、测量钻头直径要用工具显微镜等非接触式测量仪器，避免切削刃与机械式测量仪接触而被碰伤。
4、某些数控钻床使用定位环某些数控钻床则不使用定位环，如使用定位环的其安装时的深度定位一定要准确，如不使用定位环其钻头装到主轴上的伸长度要调整一致，多主轴钻床更要注意这一点，要使每个主轴的钻孔深度要一致。如果不一致有可能使钻头钻到台面或无法钻穿线路板造成报废。
5、平时可使用40倍立体显微镜检查钻头切削刃的磨损。
6、要经常检查主轴和弹簧夹头的同心度及弹簧夹头的夹紧力，同心度不好会造成小直径的钻头断钻和孔径大等情况，夹紧力不好会造成实际转速与设置的转速不符合，夹头与钻头之间打滑。
7、定柄钻头在弹簧夹头上的夹持长度为钻柄直径的4～5倍才能夹牢。
8、要经常检查主轴压脚。压脚接触面要水平且与主轴垂直不能晃动，防止钻孔中产生断钻和偏孔。
9、钻床的吸尘效果要好，吸尘风可降低钻头温度，同事带走粉尘减少摩擦产生高温。
10、基板叠层包括上、下垫板要在钻床的工作台上的一孔一槽式定位系统中定位牢、放平。使用胶粘带需防止钻头钻在胶带上使钻头粘附切屑，造成排屑困难和断钻。
11、订购厂商的钻头，入厂检验时要抽检其4％是否符合规定。并100％的用10～15倍的显微镜检查其缺口、擦伤和裂纹。
12、钻头适时重磨，可增加钻头的使用和重磨次数，延长钻头寿命，降低生产成本和费用。通常用工具显微镜测量，在两条主切削刃全长内，磨损深度应小于0.2mm.重磨时要磨去0.25mm.普通的定柄钻头可重磨3次，铲形头（undercut）的钻头可重磨2次。翻磨过多其钻孔质量及精度都会下降，会造成线路板成品的报废。过度的翻磨效果适得其反。
13、当由于磨损且其磨损直径与原来相比较减小2％时，则钻头报废。
14、钻头参数的设置在一般情况下，厂商都提供一份该厂生产钻头的钻孔的转速和下速的参数表，该参数仅仅是参考，实际还要工艺人员经过实际使用得出一个符合实际情况的钻头的转速和下速参数，通常实际参数与参考的参数有区别但是相差不会太多。