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）對鉆孔質(zhì)量影響驗證

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，對鉆頭幾何外觀缺陷（弧形）對產(chǎn)品質(zhì)量的影響進(jìn)行剖析。

1 理論分析

如圖1所示，鉆削過程即前刀面對材料的擠壓變形過程，這個過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，磨損帶會急劇擴(kuò)大，繼續(xù)使用會使孔壁、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 驗證過程

2.1 試驗板材

表1 鉆頭幾何缺陷對產(chǎn)品質(zhì)量影響實驗板情況

圖3

2.2 試驗方案

表2 鉆頭幾何缺陷對產(chǎn)品質(zhì)量影響的實驗方案

2.3 檢測項目

表3 鉆頭幾何缺陷對產(chǎn)品質(zhì)量影響實驗檢測項目

2.4 試驗結(jié)果

2.4.1 孔位狀態(tài)檢測結(jié)果評估

檢測工具：HA-1AME孔位分析儀

檢測方法：使用下燈全數(shù)檢測，累計12P，54000孔/P

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

檢測結(jié)果：下圖所示

檢測結(jié)論：按平均值統(tǒng)計實驗刀具略差，二者相差13%左右！

圖4 實驗孔位精度分析圖(按AVE+3SD)

圖5 實驗孔位精度分析圖(按Cpk大小)

2.4.2 孔壁狀態(tài)檢測結(jié)果評估

檢測工具：X200金相顯微鏡

檢測方法：電鍍后制切片縱剖半孔，然后用X100～X500金相顯微鏡觀察，累計216個切片。

檢測標(biāo)準(zhǔn)：最大孔壁粗糙度≤25 μm

檢測結(jié)果：圖6所示

檢測結(jié)論：按平均值統(tǒng)計實驗刀具略差，二者相差5.87%左右！實驗刀具孔壁效果例示圖7、圖8。

圖6 實驗孔壁狀態(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 刀具磨損檢測結(jié)果評估

檢測方法：鉆孔后使用X80倍放大鏡全數(shù)檢測，數(shù)量累計200支，實驗、正常各100支。

檢測標(biāo)準(zhǔn)：磨損均勻，無明顯崩刃、缺口，加工過程中無異常斷刀現(xiàn)象。

檢測結(jié)論：二者均有不同程度的磨損，例如圖9所示。比較來看實驗刀具在磨損程度、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%；實驗刀具不良率約20%。

圖9

3 驗證結(jié)果

實驗刀具與正常刀具無十分明顯區(qū)別，相對比較而言實驗刀具在孔位精度、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驗所用的板材為普通雙面板，不僅沒有填料，而且銅層又較薄，因此受刀具的影響沒有十分明顯的體現(xiàn)出來，但是從實驗結(jié)果來看，刀具幾何外觀對產(chǎn)品質(zhì)量的影響還是很明顯的！

從實驗結(jié)果來看，實驗刀具對產(chǎn)品質(zhì)量確實有一定影響的，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）。

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)開發(fā)工作。

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

WANG Zhong-hui