CN102049553A - 过盈紧密同心接拼电路板专用刀具及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种过盈紧密同心接拼电路板专用刀具，其包括刃部(1)和柄部(2)，刃部(1)采用钨钢，柄部(2)采用不锈钢，柄部(2)内设有钻孔，刃部(1)的尾部位于柄部(2)的钻孔内。本发明尺寸微小，精度较高，使用寿命长。

Description

过盈紧密同心接拼电路板专用刀具及其制备方法

技术领域

本发明属于先进制造技术中的集成大规模电路制造关键工艺与装备领域。

背景技术

生产集成电路使用的微型钻头和铣刀，在我国刚刚起步还是一个新兴行业。生产PCB专用刀具的原材料全部需要进口、价格昂贵，一支规格为3.25mm*38.5mm的进口钨钢棒材的价格不断上涨，而产成品价格又在不断下降，如果继续采用传统的生产工艺，利润空间愈来愈小。为了充分利用资源，降低产品成本，提高经济效益，建设节约型社会，多年来，广州和台湾一些公司设想通过高温压合方法来减少产品的紧密性造成的不良，通过多次试验都没有获得成功。

在上世纪90年代，电路板厂，对钻孔要求不高，生产使用的板材主要是以单面板和双面板为主，现在大多是以多层板为主。20世纪90年代初钻咀直径最小仅为0.3mm，数控PCB(印刷电路板)钻孔机主轴最高转速才30000/60000转/分钟(普通五金电钻主轴转速只有几百转至3000转/分钟)，主轴进给速也只500孔/分钟。而现在生产厂家普遍要求钻头钻孔的转速达到125000/180000转/分钟，最高转速要求达到180000转/分钟，主轴进给速达到900孔/分钟，并且钻头直径要求最小达到0.05mm，常用的普通微钻根本满足不了这种高速率要求，国内大部分厂家生产不了尺寸这么微小的钻头。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种过盈紧密同心接拼电路板专用刀具及其制备方法，本发明尺寸微小，精度较高，使用寿命长。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：过盈紧密同心接拼电路板专用刀具，包括刃部和柄部，刃部采用钨钢，柄部采用不锈钢，柄部内设有钻孔，刃部的尾部位于柄部的钻孔内。

所述专用刀具的制备方法，包括以下步骤：

S1)将直径为3.25mm的长支不锈钢材料用自动车床进行前倒角、后倒角、钻孔、铰孔、切断，后倒角角度为30度，后倒角长度为1.0mm，前倒角角度为15度，前倒角长度为4mm，钻孔直径为1.28mm，钻孔及铰孔位置均位于不锈钢材料的横截面中心，切断后长度为32.2mm。再将经过切断完成的不锈钢材料进行高温处理，处理后的硬度达到36～40度；

S2)将直径为1.30mm的钨钢材料进行切断，切断长度为10.2mm，再对其中一端进行倒角处理，倒角角度为25度，长度为0.5mm；

S3)将步骤S1已处理好的不锈钢材料摆放入治具内，有孔的朝上，再将步骤S2已处理好的小支钨钢材料倒角端朝下，一一插入不锈钢材料钻孔内；最后将治具放在压机上，用10kg压力将小支钨钢材料压入不锈钢孔内，通过调整压机的行程来控制接拼后所需的全长。

本发明主要性能指标为：

1.更微小，精度更高：产品最小直径达到0.05mm，各尺寸公差精确到微米，同心度和真圆度都在控制在0.002mm以内，能适应高转速需求。

2.钻孔效率高、使用寿命长：普通微钻钻孔速度为150/300孔/分钟，2000孔后就需翻磨的MD系列微钻钻孔速度为600/900孔/分钟，至少2500孔后才需翻磨，大大提高了其使用率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A向放大图。

图3是图1的B向放大图。

具体实施方式

目前国内PCB板使用的微型钻头和铣刀，均采取传统的生产工艺，生产效率低，经济效益不好，特别是原材料——碳化钨棒材都从国外进口，生产成本高，主轴进给速度低，使用寿命不长，随着高端电子科技的发展，集成电路板的生产分工日趋细化，相关工艺技术要求也越来越高，作为生产集成电路板中的重经环节——钻孔，其工艺要求(孔位精度、粗细度、孔壁粗糙度、磨耗等)与PCB铣刀的精度要求也在不断攀升和更新，需求使用直径越来越小，主轴进给速度越来越大，使用寿命越来越长，性能越来越稳定，对此，本发明通过改进设备，改进工艺，自主研发压合式，成功地解决了钨钢的焊接性不强、由不锈钢与钨钢接拼的同心度和真圆度等技术问题，大大地降低了生产成本，提高了产品使用效率和寿命，有效地推动了节约型经济的发展。

本发明的主要目的是发明一种结构简单、成本低、不易断落的压合接拼技术，节约资源、降低成本、提高效率，用于制成生产电路板专用刀具的材料，并提供制备工艺方法。

本发明的过盈紧密同心接拼电路板专用刀具材料是用不锈钢材料经过钻孔、铰孔及高温处理后，再将钨钢材料压入其中从而制成用于生产电路板专用刀具的材料。

本发明是将不锈钢材料经过后倒角、前倒角、钻孔、铰孔后切断到所需长度，经过高温处理后达到硬度36～40度，再将钨钢材料经过小倒角后用高压力压入不锈钢材料的孔内，即可制成用于生产电路板专用刀具的材料。该材料能保证不锈钢与钨钢二者的同心度，且不易发生像焊接材料类似的焊接处断落，该材料也不会发生松脱现像，且生产效率能大大提高。具体工艺过程如下：

1.将直径为3.25mm的长支不锈钢材料用自动车床进行前倒角、后倒角、钻孔、铰孔、切断，后倒角角度为30度，后倒角长度为1.0mm，前倒角角度为15度，前倒角长度为4mm，钻孔直径为1.28mm，钻孔及铰孔位置均位于不锈钢材料的横截面中心，切断后长度为32.2mm。再将经过切断完成的不锈钢材料进行高温处理，处理后的硬度达到36～40。

2.将直径为1.30mm的钨钢材料进行切断，切断长度为10.2mm，再对其中一端进行倒角处理，倒角角度为25度，长度为0.5mm。

3.已处理好的不锈钢材料摆放入治具内(约500支)，有孔的朝上。再将已处理好的小支钨钢材料倒角端朝下，一一插入不锈钢材料钻孔内。最后将治具放在压机上，用10kg压力将小支钨钢材料压入不锈钢孔内，通过调整压机的行程来控制接拼后所需的全长。

切削刃应锋利，不能有崩刃、弯弧等影响使用性能的缺陷。

图1、图2、图3给出了MD系列钻咀结构图，具体结构和尺寸如图中标注所示。其中A放大视图上标注的尺寸为设计改进后的尺寸，和现有的微钻结构参数不同，改进后更有利于排削和加工PCB电路板。

对钻头的结构参数进行修改，见图1，改进后的结构便于更好地加工PCB电路板。最高转速达到180000转/分钟，主轴进给速达到900孔/分钟，并且钻头直径最小达到0.05mm，

下面结合附图进一步详述本发明。

过盈紧密同心接拼电路板专用刀具，包括刃部1和柄部2，刃部1采用钨钢，柄部2采用不锈钢，柄部2内设有钻孔，刃部1的尾部位于柄部2的钻孔内。

所述的专用刀具，柄部2的硬度为36～40度。

所述的专用刀具的制备方法，包括以下步骤：

S1)将直径为3.25mm的长支不锈钢材料用自动车床进行前倒角、后倒角、钻孔、铰孔、切断，后倒角角度为30度，后倒角长度为1.0mm，前倒角角度为15度，前倒角长度为4mm，钻孔直径为1.28mm，钻孔及铰孔位置均位于不锈钢材料的横截面中心，切断后长度为32.2mm。再将经过切断完成的不锈钢材料进行高温处理，处理后的硬度达到36～40度；

S2)将直径为1.30mm的钨钢材料进行切断，切断长度为10.2mm，再对其中一端进行倒角处理，倒角角度为25度，长度为0.5mm；

S3)将步骤S1已处理好的不锈钢材料摆放入治具内，有孔的朝上，再将步骤S2已处理好的小支钨钢材料倒角端朝下，一一插入不锈钢材料钻孔内；最后将治具放在压机上，用10kg压力将小支钨钢材料压入不锈钢孔内，通过调整压机的行程来控制接拼后所需的全长。

Claims (3)

1.过盈紧密同心接拼电路板专用刀具，其特征在于：其包括刃部(1)和柄部(2)，刃部(1)采用钨钢，柄部(2)采用不锈钢，柄部(2)内设有钻孔，刃部(1)的尾部位于柄部(2)的钻孔内。

2.根据权利要求1所述的专用刀具，其特征在于：柄部(2)的硬度为36～40度。

3.根据权利要求1或2所述的专用刀具的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S1)将直径为3.25mm的长支不锈钢材料用自动车床进行前倒角、后倒角、钻孔、铰孔、切断，后倒角角度为30度，后倒角长度为1.0mm，前倒角角度为15度，前倒角长度为4mm，钻孔直径为1.28mm，钻孔及铰孔位置均位于不锈钢材料的横截面中心，切断后长度为32.2mm。再将经过切断完成的不锈钢材料进行高温处理，处理后的硬度达到36～40度；

S2)将直径为1.30mm的钨钢材料进行切断，切断长度为10.2mm，再对其中一端进行倒角处理，倒角角度为25度，长度为0.5mm；

S3)将步骤S1已处理好的不锈钢材料摆放入治具内，有孔的朝上，再将步骤S2已处理好的小支钨钢材料倒角端朝下，一一插入不锈钢材料钻孔内；最后将治具放在压机上，用10kg压力将小支钨钢材料压入不锈钢孔内，通过调整压机的行程来控制接拼后所需的全长。

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