CN1460571A - 钻头 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种即使在小直径下做得很长，也具有高强度并且能够发挥出高的直进性，而且，钻出的孔的内壁粗糙度也良好的，极具实用性的钻头。本发明是在外周面上设置螺旋状的多道排屑槽2，在该排屑槽2相互之间设置缘部1，而且，在前端设置切削刃8，在这种钻头3中，将该钻头3用超硬合金制造，并设置有三条以上的排屑槽2，在钻头3的前端部上通过作为各自缘部1的前端部的退刀面4与相邻的缘部1的退刀面4交叉而形成三条以上的横刃棱边5，该三条以上的横刃棱边5的交点构成了前端的锋利尖部，在上述缘部1的倾斜面10的相对的面上，设置沿着该排屑槽2延伸方向延伸设置有凸出部7。

Description

钻头

技术领域

本发明涉及一种在工件上穿设精密孔的钻头。

背景技术

安装电子部件等的印刷电路基板(以下称为印刷基板)是通过在纤维强化树脂上层积铜箔来形成的，在该印刷基板上穿设多个贯通孔之后，通过电镀处理在上述贯通孔的内壁上形成金属镀层，而后，将该印刷基板表面的铜箔通过蚀刻处理形成印刷电路，让该印刷电路与下层的铜箔通过上述金属镀层导电，然后，在上述贯通孔上锡焊LSI等电子部件来形成印刷电路板。

然而，近年来，随着电子设备的高性能化、小型化，对在印刷电路板上进行高密度安装的要求越来越高。由于这种要求，在印刷基板薄型化、多层化、电路高密度化方面不断进步的同时，还在加速实现印刷基板上穿设的上述贯通孔的小直径化，由此，推进了所使用的钻头的小直径化。

另外，为了提高工作效率以及降低制造成本，在印刷基板上穿设贯通孔的加工是将该印刷基板多块重叠起来进行的。因此，贯通孔的形状比(板厚与孔的直径的比)会变大，因而需要长的钻头。

另外，如果钻头长，当然就必须要有强度增大的钻头。因此，对钻头提出了更高强度的要求。

另外，如果贯通孔较深，就容易因此而发生孔的弯曲。因此，对钻头又提出了更高的直进性的要求。

此外，从电气的观点上看，当然要求钻头能够钻出贯通孔的内壁粗糙度良好，即，贯通孔内壁尽可能平滑的孔。

综上所述，最近对于加工印刷基板用的钻头，其要求就是在小直径、长、强度高的情况下，直进性优秀，并且，钻出的孔的内壁粗糙度要良好。

另一方面，图1、2是以往穿设印刷基板贯通孔用的钻头33(以下称为以往例)。

该以往例是在前端设置切削刃41，在外周面上设置螺旋状的两条排屑槽32，在该排屑槽32相互之间设置缘部31，然后，在与该缘部31相邻的位置上设置两个直径设定得比钻头33的直径略小的二次加工面34，在这两个二次加工面34的与上述缘部31相反一侧上形成尾部35。此外，排屑槽32从缘部31的端缘(外周角部37)延伸到横刃棱角36构成正面看直线形状，从上述横刃棱角36到上述尾部35，考虑到切屑的排出性能，(尾部的面38)构成剖开来看凹陷弯曲的形状。

在这种以往例子的结构中，如上面所述的那样，如果在小直径、长、强度高的情况下，要求直进性优秀，并且，要使钻出的孔的内壁粗糙度良好，则会出现下列问题。

首先，如果钻头33的直径小，其强度当然就会降低。此外，钻头33如果长的话，它就相应地容易产生弯曲，从而降低直进性能。

因此，可以考虑加大钻头的钻心厚度(直径最小部分的直径)来提高强度，在这种情况下，排屑槽32的深度变浅，从而降低了切屑的排出性能。

如果切屑的排出性能降低，钻头33就会在排屑槽32中挤满切屑的状态下进行穿孔，存在切屑的部分就会将贯通孔的内壁面磨毛，变成凹凸面，此外，还增大了作用在钻头33上的负荷，使钻头33损坏。

因此，在以往的例子中，增大钻头33的钻心厚度是有限度的，完全满足印刷基板加工用钻头所要求的上述条件(小直径、很长、强度高、直进性优秀，并且，钻出的孔的内壁粗糙度良好)必然十分困难，特别是直进性与穿设的孔内壁粗糙度良好这两个方面同时实现是不可能的。

而且，以往的例子中还有下列的问题。

以往的例子是设置有两条缘部31的所述双刃钻头。然而，在双刃钻头中，难以将钻头33的中心前端部做成尖的。这是由于在双刃钻头中，缘部31仅有两条，因而通过缘部31的退刀面39((缘部31前端所设的倾斜面)相互交叉而形成的横刃棱边40只有一条的缘故。因此，在以往的例子中，要在将横刃棱边40的中央部做成锋利的尖上下工夫(例如，通过在缘部的前端形成角度不同的两个退刀面来让横刃棱边的中央部变尖等)。

另外，在让钻头33的中心前端部不能很尖的情况下，钻孔开始时钻头33的中心位置容易产生偏移，因而，当然会降低贯通孔的精度。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供一种即使在小直径下做得很长，也具有高强度并且能够发挥出高的直进性，而且，钻出的孔的内壁粗糙度也良好的、极具实用性的钻头。

下面参照附图详细说明本发明的主要内容。

在外周面上螺旋状地设置多道排屑槽2，在该排屑槽2相互之间设置缘部1，而且，在前端设置切削刃8，这种钻头3的特征在于：该钻头3由超硬合金制成，设置有三条以上的排屑槽2，在钻头3的前端部上通过作为各自缘部1的前端部的退刀面4与相邻的缘部1的退刀面4交叉而形成三条以上的横刃棱边5，该三条以上的横刃棱边5的交点构成了前端的锋利尖部，在与上述缘部1的切削刃8连接设置的倾斜面10的相对的面上，设置着沿着该排屑槽2延伸方向延伸设置的凸出部7。

此外，在权利要求1记载的钻头中，其特征是：排屑槽2以及横刃棱边5各设有三条。

此外，在权利要求1记载的钻头中，其特征是：通过让与倾斜面10相对的面整个面突出而形成凸出部7。

此外，在权利要求2记载的钻头中，其特征是：通过让与倾斜面10相对的面整个面突出而形成凸出部7。

此外，在权利要求1-4中任意一项记载的钻头中，其特征是：该钻头3是用来加工印刷电路基板的。

此外，在外周面上设置螺旋状的多道排屑槽2，在该排屑槽2相互之间设置缘部1，而且，在前端设置切削刃8，在这种印刷电路基板的加工用钻头3中，其特征在于：该钻头3由超硬合金制成，排屑槽2设置有各剖面形状大致相同的三条，在钻头3的前端部上通过作为各自缘部1的前端部的退刀面4与相邻的缘部1的退刀面4交叉而形成三条横刃棱边5，该三条横刃棱边5的交点构成了前端的锋利尖部，在作为与上述缘部1的上述切削刃8连接设置的面相对的面上，设置着沿着该排屑槽2延伸方向延伸设置的并且从剖面上看近似圆弧状的凸出部7。

由于钻头3由超硬合金制成，其强度当然很高。

在与缘部1的上述切削刃8相连接设置的倾斜面10的相对的面上，设置着沿着该排屑槽2延伸方向延伸设置的凸出部7，该凸出部7发挥出了加强筋的作用，在这一点上提高了钻头3的强度。

因此，钻头3难以弯曲，即使在小直径下做得很长，也具有高的强度并且能够发挥出高的直进性。

此外，由于钻头3的强度高了，因此能够充分确保可使得钻心厚度小、切屑的排出能良好地进行的排屑槽2的深度，从而防止发生切屑留在排屑槽2中的弊病。

因此，根据该钻头3，能够钻出内壁粗糙度良好的孔(精度良好的孔)。

而且，由于缘部1有三条以上，由钻头3形成的孔与该钻头3通过三条以上的缘部1的外周面(所谓的边缘)相接触，因此，支撑部分的数目多，使得该钻头3在孔中很稳定，由此也能够发挥出高的直进性。

而且，由于切削刃8的数目比以往例要多，在同等条件上实施钻孔加工的情况下，作用在切削刃8上的加工负荷减轻，并且，作用在一条排屑槽2上的切屑排出负荷也被减轻，从而使这种钻孔加工稳定进行，由此能够发挥出高的直进性，并且，能够钻出精度良好的孔。

此外，由于切削刃8有三条以上，位于缘部1前端的退刀面4(形成于缘部1的前端的倾斜面)总共有三面以上，因此，通过相邻的退刀面4的交叉而形成的横刃棱边5合计有三条以上，并且，由于该横刃棱边5的交点形成了锋利的尖，定出钻头3的中心位置用的前端锋利的尖部很简单地形成于钻头3的中心轴上。

由于本发明的上述结构，因而，即使在小直径下做得很长，也具有高强度并且能够发挥出高的直进性，并且，它是一种钻出的孔的内壁粗糙度良好、极具实用性的印刷电路基板加工用钻头。

附图说明

图1是说明以往例子的正视图。

图2是说明以往例子的侧视图。

图3是说明本实施例的立体图。

图4是说明本实施例的正视图。

图5是说明本实施例的侧视图。

图6表示的是本实施例孔位置精度的实验结果。

图7表示的是以往例子的孔位置精度的实验结果。

符号的说明

1是缘部，2是排屑槽，3是钻头，4是退刀面，5是横刃棱边，7是凸出部，8是切削刃，10是倾斜面。

具体实施方式

图3-5示出了本发明的一个实施例，下面进行说明。

本实施例是在外周面上螺旋状地设置多道排屑槽2，在该排屑槽2相互之间设置缘部1，此外，在前端设置切削刃8，在这种印刷电路基板的加工用钻头3中，将该钻头3用超硬合金制造，设置三条排屑槽2，在钻头3的前端部上通过作为各自缘部1的前端部的退刀面4与相邻的缘部1的退刀面4交叉而形成三条横刃棱边5，由这三条横刃棱边5的交点构成前端的锋利尖部，在与上述缘部1所述的切削刃8相连接设置的面(倾斜面10)相对的面上，设置沿着该排屑槽2延伸方向延伸设置的凸出部7。

该钻头3采用了，例如，以平均粒径为1μm以下的炭化钨为主要成分的超微粒子超硬合金(钴、钽、铬等进行混合)。另外，也可以采用其它的超硬合金。

排屑槽2设置有三条。此外，在排屑槽2相互之间设置缘部1，并且，采用了没有二次加工面的结构。另外，排屑槽2采用了各剖面大致相同的形状。另外，这三条排屑槽2等间隔设置。

再有，本实施例的钻头3是从该钻头3的前端一侧看朝左旋转，进行钻孔加工用的，三条排屑槽2从该钻头3的前端一侧看设置成右螺旋状。

缘部1的前端面设定成称为退刀面4的倾斜面。另外，缘部1的退刀面4是从钻头3的中心轴朝向钻头3的外周缘的倾斜面。

相邻缘部1的退刀面4的交叉缘设定成直线缘。由于缘部1有总共有三条，因而退刀面4与左右相邻的两条缘部1的退刀面4通过直线缘相交叉。这三条直线缘的交点与钻头3的中心轴相一致。

通过这三条相邻退刀面4相互交叉，在钻头3的前端部上形成总共三条直线状的横刃棱边5。另外，由于退刀面4是倾斜的，而且三条直线状的横刃棱边5是交叉的，通过这两者，使得钻头3的中心前端成为锋利的尖。

上述凸出部7通过上述排屑槽2的倾斜面10相对的面(所谓的尾部面6)整个突出来形成。另外，凸出部7在尾部面6剖面上看的中央附近设置成最突出的近似圆弧的形状。

图中，符号11是尽量减小缘部1的外表面与由钻头3形成的加工孔内表面的接触面积用的阶梯部。本实施例的结构也被称为带有该阶梯部11的所谓下切型，没有阶梯部的所谓笔直型，无论采用哪一种都是可以的。

本实施例为了在多层叠加的印刷电路基板上开设贯通孔，做成了小直径的长型结构。而且，钻头3的钻心厚度(钻头3直径最小部分的直径)做成能够让切屑很好地从排屑槽2中排出的小直径结构。这样，即使钻头3的直径以及钻心厚度直径都是小直径，由于上述凸出部7发挥出了加强筋的作用，因而钻头3具有高的强度，并且，能够发挥出高的直进性。

此外，由于钻头3由超硬合金制成，其强度当然很高，在这一点上也能够发挥出高的直进性。

另外，由于钻心厚度处的直径很小，保证了排屑槽2的深度，当然能够良好地发挥出该排屑槽2的切屑排出作用。

另外，在以往的例子中，由于存在尾部35，从该尾部35延伸到横刃棱角36的面(尾部面38)剖开来看是凹陷弯曲的形状，该凹陷弯曲形状部分中会塞入切屑，而本实施例由于尾部面6整个面都变成了凸出部7，切屑不会进入到该尾部面6中，因而，在这一点上便能够良好地发挥出排屑槽2的切屑排出作用。

这样，根据本实施例，由于极为良好地发挥出了排屑槽2的切屑排出作用，因而能够防止钻头3开设的孔的内壁面被切屑磨毛，从而能够钻出精度良好的孔。

另外，由于缘部1设有三条，由钻头3形成的孔与该钻头3通过三条缘部1的外周面相接触，因此，通过三点支撑使得该钻头3在孔中很稳定，由此能够发挥出高的直进性。

另外，由于切削刃8的数目比以往例要多，在同等条件上实施钻孔加工的情况下，作用在切削刃8上的加工负荷减轻，并且，作用在一条排屑槽2上的切屑排出负荷也被减轻，从而使这种钻孔加工稳定进行，由此能够发挥出高的直进性，并且，能够钻出精度良好的孔。

另外，由于切削刃8有三条，通过相邻的退刀面4的交叉而形成的横刃棱边5总共有三条，这三条横刃棱边5的交点形成了锋利的尖，因此穿孔时定出中心位置用的前端锋利的尖部很简单地形成于钻头3的中心轴上。

由于上述本实施例的结构，所以即使在小直径下做得很长，也具有高强度并且能够发挥出高的直进性，而且，它还是一种钻出的孔的内壁粗糙度良好、极具实用性的印刷电路基板加工用钻头。

图6、7是确认本实施例的效果的实验结果。其中，图6表示的是本实施例的孔位置精度的实验结果。图7表示的是以往例子的孔位置精度的实验结果。

钻头采用了直径为0.35mm的小径型钻头。另外，钻心厚度是一样的(重视实现良好内壁粗糙度的式样)。另外，穿孔的印刷电路基板使用了与美国电气工业标准(National Electrical ManufacturersAssociation)的FR-4标准相当的电路基板，将多片重叠，总厚度为5mm。钻头转速等加工条件也相同。

孔的位置通过重心法求出。

在对实际钻出的孔的分布与设计上的孔的中心有多大程度的偏离进行评价时，一般是以从设计上孔的中心到实际上钻的孔的中心位置的平均距离与与标准偏差的三倍之和来进行的，根据这种评价，本实施例与以往的例子相比只有约60％的实际钻出的孔的中心有偏移，因而被确认能够钻出精度非常高的孔。

另外，在穿有孔的印刷电路基板上通过电镀处理在孔上形成有镀铜层，而后将印刷电路基板切断，将上述孔的纵剖面放大观察，其结果本实施例、以往例子的孔的内壁粗糙度均良好。

即，本实施例的钻头3被确认为能够钻出直径为0.35mm，并且，深度为5mm以上的孔，同时使高直进性、钻出的孔内壁粗糙度好两者兼备的钻头3。

另外，本实施例的切屑良好排出是通过目视得到了确认。

再有，为了提高钻头3的刚性，也可以采用朝着钻头3根部一侧钻心厚度慢慢增大的结构。

此外，排屑槽2也可以设计成从该钻头3的前端一侧看的左螺旋状。

另外，排屑槽2也可以是设置有四条以上的结构(横刃棱边5有四条以上)，考虑到三条缘部1有三点支撑效果，三条横刃棱边5的交点必然在一点上，因此排屑槽最好由三条构成。

Claims (6)

1.一种钻头，在其外周面上螺旋状地设置多道排屑槽，在该排屑槽相互之间设置缘部，此外，在前端设置切削刃，其特征在于：该钻头由超硬合金制造，它设置有三条以上的排屑槽，在钻头的前端部上通过作为各自缘部的前端面的退刀面与相邻的缘部的退刀面交叉而形成三条以上的横刃棱边，这三条以上的横刃棱边的交点构成了前端的锋利尖部，在与上述缘部的切削刃连接设置的倾斜面的相对的面上，设置着沿着该排屑槽的延伸方向延伸设置的凸出部。

2.如权利要求1记载的钻头，其特征在于：排屑槽以及横刃棱边各设有三条。

3.如权利要求1记载的钻头，其特征在于：让倾斜面相对的面的整个面突出来形成凸出部。

4.如权利要求2记载的钻头，其特征在于：让倾斜面相对的面的整个面突出来形成凸出部。

5.如权利要求1-4中任意一项记载的钻头，其特征在于：该钻头是用来加工印刷电路基板的。

6.一种用于加工印刷电路基板用的钻头，在其外周面上螺旋状地设置多道排屑槽，在该排屑槽相互之间设置缘部，此外，在前端设置切削刃，其特征在于：该钻头由超硬合金制造，排屑槽设置有剖面形状大致相同的三条，在钻头的前端部上通过作为各自缘部的前端面的退刀面与相邻的缘部的退刀面交叉而形成三条横刃棱边，这三条横刃棱边的交点构成了前端的锋利尖部，在与上述缘部的切削刃连接设置的面相对的面上，设置着沿着该排屑槽的延伸方向延伸设置，并且从剖面上看近似圆弧状的凸出部。

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