機(jī)械鉆孔L型相交槽毛刺不良的改善

郭志偉 徐 杰 楊 俊

（惠州中京電子科技有限公司，廣東 惠州 516029）

0 前言

隨著時(shí)代的進(jìn)步和5G技術(shù)的高速發(fā)展，印制電路板（PCB）的各種異型插件槽孔也相繼增多，品質(zhì)要求也越來(lái)越嚴(yán)格，各種異型相交槽毛刺問(wèn)題給機(jī)械鉆孔帶來(lái)了很大挑戰(zhàn)，在機(jī)械加工中鉆孔形成相交槽時(shí)很易在相交位置產(chǎn)生毛刺問(wèn)題，對(duì)后工序會(huì)有非常大的不利影響，本文通過(guò)對(duì)L型相交槽加工過(guò)程的實(shí)驗(yàn)，利用鉆孔機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)方向原理、鉆槽資料的工程設(shè)計(jì)、刀具類型的選擇，從而達(dá)到L型相交槽毛刺的改善。

1 L型槽毛刺分析

1.1 L槽產(chǎn)生毛刺原因分析

L槽的結(jié)構(gòu)是兩條槽頂端相交，鉆任意第一條時(shí)無(wú)任何異常，當(dāng)鉆第二條時(shí)相交內(nèi)角處產(chǎn)生毛刺，由于鉆第二條槽時(shí)相交頂端位置是空的，導(dǎo)致鉆刀切削時(shí)產(chǎn)生的基材纖維不會(huì)完全從鉆刀排屑槽內(nèi)完全排出，造成有部分基材纖維未切斷殘留在相交角處就產(chǎn)生了毛刺，再通過(guò)下工序金屬鍍銅和金屬鍍金后較為明顯，給后續(xù)插件帶來(lái)了很大影響（見(jiàn)圖1所示）。

圖1 L槽毛刺圖

L型相交槽在線路板常規(guī)生產(chǎn)制程中通常在相交內(nèi)角位置加一個(gè)除毛刺孔切處，然而由于除毛刺刀在下鉆時(shí)鉆頭只有0.025 mm～0.05 mm的刀面著力，其他為懸空狀態(tài)（見(jiàn)圖2所示），這樣也就導(dǎo)致了下鉆位置偏移，除毛刺效果也就大大降低，即便降低進(jìn)刀速度也無(wú)法完全改善。

圖2 鉆頭切除毛刺示意圖

1.2 L型相交槽毛刺規(guī)律研究

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)跟進(jìn)與研究發(fā)現(xiàn)，在PCB 制作中出現(xiàn)L槽時(shí)都是多數(shù)為不同直徑相交而且是以鏡像方式對(duì)稱出現(xiàn)，毛刺只出現(xiàn)在單邊右側(cè)相交槽，通過(guò)這一規(guī)律就為后續(xù)的改善提供了實(shí)驗(yàn)方向。依據(jù)機(jī)械鉆孔原理分析：鉆頭在下鉆時(shí)是順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)對(duì)基板切削的（見(jiàn)圖3所示）。兩條相交槽（L型）順時(shí)針順序鉆槽（圖4A）時(shí)產(chǎn)生毛刺，兩條相交槽（L型）逆時(shí)針順序鉆槽時(shí)無(wú)毛刺不良（圖4B）。

圖3 鉆頭旋轉(zhuǎn)

圖4 鉆槽方向

2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

大族鉆機(jī)型號(hào)：HANS-F6M；視頻顯微鏡型號(hào)：HD-1080。

2.2 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)工具見(jiàn)表1所示。刀具圖如圖5所示。

表1 實(shí)驗(yàn)表工具

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

（1）以順時(shí)針順序鉆L型相交槽，分別用不加除毛刺孔、正常鉆頭除毛刺、槽刀除毛刺、銑刀除毛刺各鉆20組實(shí)驗(yàn)（鉆頭、槽刀、銑刀見(jiàn)圖5），疊板數(shù)量1 pnl/疊；

圖5 刀具圖

（2）以逆時(shí)針順序鉆L型相交槽，分別用不加除毛刺孔、正常鉆頭除毛刺、槽刀除毛刺、銑刀除毛刺各鉆20組實(shí)驗(yàn)，疊板數(shù)量1 pnl/疊。結(jié)構(gòu)表見(jiàn)表2所示。

表2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和疊板結(jié)構(gòu)表

2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

方案一至四以順時(shí)針順序鉆L型相交槽，方案五至八以逆時(shí)針順序鉆L型相交槽，并分別以不加除毛刺孔、正常鉆頭除毛刺、槽刀除毛刺、銑刀除毛刺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。結(jié)果如表3所示。鉆L型槽圖例見(jiàn)圖6所示。

圖6 鉆L型槽圖例

2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

（1）方案一（順時(shí)針順序鉆槽，不加除毛刺刀具），毛刺產(chǎn)生非常有規(guī)律，都是在鉆第二條槽時(shí)產(chǎn)生，不合格。

（2）方案二、方案三、方案四（順時(shí)針順序鉆槽，分別加鉆頭，槽刀，銑刀除毛刺），毛刺產(chǎn)生非常有規(guī)律，都是在鉆第二條槽時(shí)產(chǎn)生，加除毛刺刀具未達(dá)到除毛刺效果，不合格。

（3）方案五（逆時(shí)針順序鉆槽，不加除毛刺刀具），各組不同直徑相交均未出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象，合格。

（4）方案六、方案七、方案八（逆時(shí)針順序鉆槽，分別加鉆頭，槽刀，銑刀除毛刺），分別使用鉆頭、槽刀、銑刀除毛刺都未產(chǎn)生毛刺，相交角比較圓潤(rùn)，合格。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)L型相相交槽的研究與實(shí)驗(yàn)，確定了L型相交槽毛刺的產(chǎn)生規(guī)律，設(shè)計(jì)了改善L槽毛刺的最佳方案：以逆時(shí)針順序鉆兩條槽，用槽刀或銑刀切除相交內(nèi)角（切除相交角半徑0.05 mm），不建議除毛刺刀具使用普通鉆頭（易斷裂），因槽刀和銑刀都是使用加硬材質(zhì)制造的，不易斷裂，通過(guò)此方案加工后的L型相交槽無(wú)毛刺產(chǎn)生，槽內(nèi)相交角比較圓潤(rùn)，可滿足客戶的品質(zhì)要求。