DE2742143C2 - Verfahren zur Herstellung von verschmierungsfreien Bohrungen bei aus Kunststoff gebildeten Leiterplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von verschmierungsfreien Bohrungen mit einem Durchmesser von weniger als 1,5 mm in aus Kunststoff gebildeten Leiterplatten, vorzugsweise in aus mehreren Lagen bestehenden Leiterplatten, mittels eines, einen zylinderförmigen Einspannschaft und einen Span-Nuten tragenden Drallteil aufweisenden, aus Hartmetall gebildeten Bohrers.

Bei Werkstoffen, welche sich beim Bohren nicht zu Fließspänen, sondern zu Bohrmehl zersp.anen, besteht die Gefahr, daß das Bohrmehl von der Bohrernebenschneide gegen die Bohrungswand gedrückt und dort zu einem festen Film angerieben wird. Diese Verunreinigungen sind nur sehr schwer zu entfernen. Beim Bohren von mehrlagigen Leiterplatten führt das »Verschmieren« der Kontaktlöcher zu unsauberen Kontaktierungen der einzelnen Innenlagen untereinander. Man hat daher schon vorgeschlagen (DE-OS 17 04 296), zur raschen Abfuhr des Bohrmehls einen Druckluftstrahl zu verwenden, mittels welchem das Bohrmehl während des Bohrens oder nach erfolgtem Bohren aus den Kontaktierungslöchern herausgeblasen werden soll. Diese Verfahrensweise führte jedoch nicht zu dem gewünschten Erfolg. Beim Bohren derartiger Kontaktierungslöcher, die einen Durchmesser von höchstens 1,5 mm besitzen, in aus Kunstharz bestehenden Leiterplatten arbeitet man mit hohen Schnittgeschwindigkeiten; daher benutzt man zum Bohren der Kontaktierungslöcher aus Sinterwerkstoff, aus sog. »Hartmetall« gebildete Wendelbohrer. Um das Abfließen des Bohrmehls während des Bohrens zu erleichtern, verwendet man sog. Köpfchenbohrer, deren Span-Nuten tragende Drallteile etwa 0,6 mm hinter der Spitze hintersetzt sind. Durch diese Maßnahme soll das Anreiben des Bohrmehls an die Bohrungswand weitgehendst vermieden werden-, indessen kann auch durch diese konstruktive Maßnahme die Verschmierung nur verringert, jedoch nicht verhindert werden.

Die Spitze des Bohrers wird durch eine Querschneide gebildet an der sich beidseitig von der Mittelachse des Bohrers die Hauptschneiden anschließen. Diese Hauptschneiden verlaufen bis zu den Schnittkanten des Wendclbohrers, denen sich die wendeiförmigen, die Span-Nute« abgrenzenden Nebenschneiden anschließen. Die Querschneide ist am höchsten belastet da sie weniger im Material einschneidet sondern eine reibende Wirkung auf das zu bohrende Material ausübt

ίο In der älteren Patentanmeldung entsprechend der DE-OS 26 55 452 wurde vorgeschlagen, die vergleichsweise kleinen, höchstens einen Durchmesser von 1,5 mm betragenden Bohrungen mit einem Hartmetallbohrer zu bohren, dessen Bohrerspitze am Drallteil einen asymmetrischen Anschliff aufweist derart daß sich das Bohrloch mindestens um 20 μηι, jedoch nicht mehr als 50 μπι, aufweitet Dieses Verfahren hat sich in Versuchen bestätigt Bedingt dadurch, daß der Bohrerschliff an seinen mit dem Material des Werkstückes in Eingriff stehenden Schneiden asymmetrisch gehalten ist besitzen die beiden Hauptschneiden unterschiedliche Längen oder Winkel; dies führt beim Bohren zu einer Aufweitung des Bohrloches. Die die Span-Nuten abgrenzende Nebenschneide verläuft einseitig vom Bohrer stets scharf entlang der Bohrungswandung und verhindert so das Anreiben von Bohrmehl. Die der arbeitenden Nebenschneide gegenüberliegende, leerlaufende Nebenschreide am Drallteil begünstigt die Abfuhr des Bohrmehls aus dem Bohrloch. Obwohl diese Verfahrensweise vorteilhaft ist besteht jedoch der Nachteil, daß die Erzeugung des der zulässigen Bohrlochaufweitung genügenden asymmetrischen Anschliffes der Bohrspitze schwierig und zeitraubend ist
Aus der Zeitschrift »electronic Industrie« 1972, Januar/Februar, EP 10,11 geht hervor, daß beim Bohren von Leiterplatten die Wahl der richtigen Schneidengeometrie von großer Bedeutung ist. Bei Epoxid-Glashartgewebe- und Hartpapier-Platten werden Spiral-Drallwinkel von etwa 25 bis 30° und Spitzenwinkel von etwa 120 bis 130° empfohlen. Außerdem wird betont, daß die Wahl der richtigen Schneidengeometrie unter Einhaltung entsprechender Arbeitsrichtlinien auch beim erforderlichen Nachschleifen als unabdingbare Notwendigkeit angesehen wird.

In dem Buch der Firma G. Gühring »Der Spiralbohrer und seine wirtschaftliche Anwendung«, 10. Auflage, 1956, Seiten 32, 33 werden sogenannte PS-Bohrer vorgestellt, die als Folge der Entwicklung auf dem Gebiet der Metallkunde entstanden sind. Bei diesen PS-Bohrern ist stets darauf zu achten, daß ein wirklicher Span entsteht. Um bei zähem Material ein Klemmen und Abbrechen des PS-Bohrers zu vermeiden, wird ein bewußt fehlerhafter Anschliff vorgeschlagen, bei welchem die Spitze des Bohrers um eine Kleinigkeit außer Mitte geschliffen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch verfahrensmäßige Maßnahmen mit einem Bohrer der vorstehend genannten Art bzw. dessen Bohrerspitze beim Bohren exzentrisch zur Drehachse umläuft, das Bohren von Schaltungsplatten zu verbessern; insbesondere soll der asymmetrische Anschliff der Bohrerspitze vermieden werden. Ausgehend vom eingangs genannten Verfahren besteht die Erfindung darin, daß man während des Bohrens die Drallteilachse des Bohrers exzentrisch

b5 zur Rotationsachse und damit auch zur Bohrlochachse führt, derart, daß die Lochaufweitung mindestens 20 μιτι, jedoch nicht mehr als 50 μιτι, beträgt.

In der Befolgung des erfinderischen Verfahrens führt

man die Mittelachse des Drallteiles des Bohrers um seir> ne Rotationsachse. Dadurch wird — wie bei Wendells bchrern mit einem asymmetrischen Anschliff der Bohip rerspitze — eine der die Span-Nuten abgrenzenden Ne- Ιΐ benschneiden scharf an der Bohrlochwandung geführt, £■'. wobei die jeweils andere Nebenschneide im Abstand %: von der Bohrlochwandung bleibt Vorteilhaft ist es, — wenn man zum Bohren von aus Kunststoff gebildeten Mehrlagen-Leiterplatten einen Bohrer verwendet des tu sen Drallteilachse mindestens 10 μπι, jedoch nicht mehr ';? als 30 μπι, exzentrisch zur Achse des Einspannschaftes ψ, des Bohrers gelegen ist Derartige Bohrer lassen sich B vergleichsweise einfach herstellen. Man kann aber auch IX derart verfahren, daß man eine Einspannhülse oder & Klemme verwendet die eine exzentrische Aufnahme- u bohrung zur Aufnahme des Einspannschaftes des Boh- })■ rers aufweist Verfährt man derart so können normale '4 Bohrer zum Bohren von Leiterplatten der vorgenann- £; ten Art Verwendung finden.

β In den Zeichnungen ist ein zur Ausübung des Verfah-ν.· rens dienender Bohrer bzw. eine den Bohrer aufneh-■ mende Einspannhülse dargestellt
: Gemäß Fig. 1 besteht ein aus Hartmetall gebildeter

. Bohrer 1 zum Bohren von mehrlagigen Leiterplatten t aus einem zylinderischen Schaftteil 2 und einem daran ; angeformten Drallteil 3. Der Schaftteil besitzt zumeist einen größeren Durchmesser als der Nenndurchmesser des Drallteiles. Wie ersichtlich, ist hier die Achse 3' des Drallteiles um das Maß Z gegenüber der Mittelachse 1' des Schaftteiles versetzt Dies hat zur Folge, daß beim Bohren die Spitze 4 des Drallteiles um die Einspannschaftachse Γ rotiert Es ist nur eine der Nebenschneiden 5, 5' in Berührung mit der Bohrungswandung 6. Dadurch wird ein Ansetzen bzw. Anreiben von Bohrmehl an der Bohrungwandung verhindert Die Lochauf-Weitung L beim Bohren eines Loches 8 in einer Mehrlagen-Schaltungsplatte 7 beträgt annähernd 2 Z

F i g. 2 zeigt eine andere Möglichkeit zum Bohren von Löchern in Mehrlagen-Schaltungsplatten, wobei man hier einen zum Bohren von Schaltungsplatten üblichen Bohrer 10 verwendet. Bei einem derartigen Bohrer ist also die Drallteilachse 3' fluchtend zur Mittelachse Γ des Schaftteiles 2 gelegen. Zur Erzeugung einer Rotation der Bohrerspitze 4 (F i g. 1) um die Drehachse 9 des Bohrers ist dieser in einer Klemmhülse 11 bestehend z. B. aus drei Klemmbacken 12,13 und 14, eingespannt, deren Aufnahmebohrungen 15 zum Halten des Eingangsschaftes 2 des Bohrers 1 um das Maß Z exzentrisch aus der Mitte M der Klemmvorrichtung versetzt ist Das Äußere der Bohrhülse 12 rotiert während des Bohrens zentrisch um den Mittelpunkt M, wohingegen lediglich die Bohrung 15 eine Kreisbewegung um die Dreh- und Mittelachse 16 ausführt. Die Arbeitsweise der Bohrerspitze entspricht im übrigen jener gemäß Fig. 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von verschmierungsfreien Bohrungen mit einem Durchmesser von weniger als 1,5 mm in aus Kunststoff gebildeten Leiterplatten, vorzugsweise in aus mehreren Lagen bestehenden Leiterplatten, mittels eines einen zylinderförmigen Einspannschaft und einen Span-Nuten tragenden Drallteil aufweisenden, aus Hartmetall gebildeten Bohrer, dadurch gekennzeichnet, daß man während des Bohrens die Dralltellachse (3') des Bohrers (I) exzentrisch zur Rotationsachse (I' oder 16) und damit zur Bohrlochachse führt, derart, daß die Lochaufweitung mindestens 20 μίτι, jedoch nicht ir.ehr als 50 μπι, beträgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß man zum Bohren einen Bohrer (1) verwendet dessen Drallteilachse (3') mindestens 10 μπι, jedoch nicht mehr als 30 μιη, exzentrisch zur Einspannschaftachse (1') gelegen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß man eine Einspannhülse (12) oder Klemme verwendet die eine exzentrische Aufnahmebohrung (15) zur Aufnahme des Einspannschaftes (2) des Bohrers (1) aufweist