TWM467521U - 鑽頭結構 - Google Patents

Description

鑽頭結構

本創作是有關於一種鑽頭結構(drill structure)，且特別是有關於一種適用於印刷電路板(printed circuit board,PCB)的鑽頭結構。

隨著科技的發展，印刷電路板上的導線逐漸朝向高密度與高精度的線細化發展。為了因應市場對於印刷電路板的高品質、高需求量和快速供應的高度競爭環境，業界對於印刷電路板鑽孔加工製程所使用到的微型鑽頭(micro drill)的精度、強度與進給速率，甚至是孔壁品質，等加工條件的要求也越來越高。而且，實務上，業界通常會對疊置而成的複數片印刷電路板一併進行相同的鑽孔加工製程，以提升加工效率和降低製造成本，因此所使用到的鑽頭長度較長，也必須具有足夠的強度和排屑能力。

目前市面上較為常見的傳統微型鑽頭通常會具有呈對稱配置的一對螺旋溝槽(helical flute)。這對螺旋溝槽會在鑽頭的鑽尖端(drill tip)形成一對對稱的刀刃(lip)，並且會繞著鑽頭的軸心由鑽尖端朝向鑽頭的鑽根部(drill end)延伸，以使刀刃所切削出的廢屑(cutting)沿著螺旋溝槽向外排出。值得注意的是，雙螺旋溝槽的設計會降低微型鑽頭的強度，而單螺旋溝槽的設計又會降低微型鑽頭的排屑能力。因此，亟需提供不但具有較佳強度，也具有較佳排屑能力的一種新型微型鑽頭。

為了解決上述問題，本創作提供一種鑽頭結構，其不但具有較佳強度，也具有較佳排屑能力。

本創作提供一種鑽頭結構，其包括一個刃部段(flute part)以 及串接於刃部段的一個柄部段(shank part)。刃部段具有一個鑽尖端、相對於鑽尖端的一個鑽根部、一個長螺旋溝槽以及相對於長螺旋溝槽的一個短螺旋溝槽。其中，長螺旋溝槽與短螺旋溝槽繞著刃部段的一個軸心由鑽尖端朝向鑽根部延伸，並且長螺旋溝槽的一個第一前刀面(flute surface)在垂直於軸心的一個橫截面上呈一直線，而短螺旋溝槽的一個第二前刀面在橫截面上呈一曲線。

在本創作的一個實施例中，上述的鑽尖端具有通過軸心的一個端點(tip end)以及繞著端點配置的一個第一切削面(front lip relief facet)、一個第一支撐面(rear lip relief facet)、一個第二切削面以及一個第二支撐面。第一前刀面鄰接於第一切削面與第一支撐面，以形成呈直線的一個第一刀刃以及一個第二刀刃，而第二前刀面則鄰接於第一支撐面、第二切削面與第二支撐面，以形成呈曲線的一個第三刀刃、一個第四刀刃以及一個第五刀刃。在一個較佳實施例中，第三刀刃與第四刀刃可朝向短螺旋溝槽凸出，而第五刀刃則可朝向第二支撐面凹陷。

在本創作的一個實施例中，上述的刃部段與柄部段呈一體成型，並且其材質皆為碳化鎢(tungsten carbide，化學式為WC)。

在本創作的一個實施例中，上述的柄部段具有一個連接端(connect end)以及形成於連接端的一個凹陷(dent)，並且鑽根部以擠入鑲嵌法(wedge embedding)鑲嵌於凹陷中，其中柄部段的材質為不鏽鋼(stainless steel)，而刃部段的材質則為碳化鎢。

在本創作的一個實施例中，上述的柄部段的外徑大於或等於1.95毫米，並且小於或等於2.05毫米，或者大於或等於3.15毫米，並且小於或等於3.20毫米。

在本創作的一個實施例中，上述的刃部段的外徑大於或等於0.05毫米，並且小於或等於3.00毫米在本創作的一個實施例中，而上述的刃部段的長度則大於或等於1.0毫米，並且小於或等於12.0毫米。

在本創作的一個實施例中，上述的長螺旋溝槽的長度佔刃部段的長度的百分比大於或等於30%，並且小於或等於100%，而上述 的短螺旋溝槽的長度則佔刃部段的長度的百分比大於或等於5%，並且小於或等於50%。

在本創作的一個實施例中，上述的長螺旋溝槽伴隨著短螺旋溝槽的一部分的一個螺旋角(helix angle)大於或等於35度，並且小於或等於45度，而其餘部分的一個螺旋角則大於或等於45度，並且小於或等於55度。

在本創作的一個實施例中，上述的短螺旋溝槽的一個螺旋角大於或等於35度，並且小於或等於45度。

基於上述，本創作所提供的鑽頭結構因為刃部段的前段為雙螺旋設計，而後段則為單螺旋設計，因此不但具有較佳強度，也具有較佳排屑能力。

為讓本創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉多個實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

10‧‧‧鑽頭結構

100‧‧‧刃部段

102‧‧‧軸心

110‧‧‧鑽尖端

112‧‧‧直線切割線

114‧‧‧曲線切割線

120‧‧‧鑽根部

130‧‧‧長螺旋溝槽

132、142‧‧‧前刀面

140‧‧‧短螺旋溝槽

200‧‧‧柄部段

210‧‧‧連接端

220‧‧‧凹陷

E1、E2、E3、E4、E5‧‧‧刀刃

F1、F3‧‧‧切削面

F2、F4‧‧‧支撐面

T‧‧‧端點

圖1繪示出本創作一個實施例的一種鑽頭結構的側向結構示意圖。

圖2繪示出如圖1中所繪示出的鑽頭結構的刃部段的側向結構示意圖。

圖3繪示出如圖1中所繪示出的鑽頭結構的刀面結構的示意圖。

圖4繪示出本創作另一個實施例的一種鑽頭結構的側向結構示意圖。

圖5繪示出如圖2中所繪示出的鑽頭結構的分解圖。

圖1繪示出本創作一個實施例的一種鑽頭結構的側向結構示意圖。再者，圖2繪示出如圖1中所繪示出的鑽頭結構的刃部段的側向結構示意圖。另外，圖3繪示出如圖1中所繪示出的鑽頭結構的刀面結構的示意圖。在以下的實施例中，在不同實施例中所使用的相同 元件符號用以指代相同或者是相似的元件。而且，在此實施例中所記載的上、下、左、右方位以圖1與圖2所繪示出的方位為準。

請先參考圖1所示，本創作的鑽頭結構10例如是適用於印刷電路板鑽孔加工製程的一種微型鑽頭，其例如是由一個刃部段100以及串接於刃部段100的一個柄部段200所組成。於此實施例中，刃部段100與柄部段200例如是以碳化鎢材質一體成型製成。再者，刃部段100的外徑例如是大於或等於0.05毫米，並且小於或等於3.00毫米，而其長度則例如是大於或等於1.0毫米，並且小於或等於12.0毫米。另外，柄部段200的外徑例如是大於或等於1.95毫米，並且小於或等於2.05毫米，或者是大於或等於3.15毫米，並且小於或等於3.20毫米。此外，在一個特定的實施例中，刃部段100的外徑最好是約等於0.3毫米，而柄部段200的外徑則最好是約等於2毫米或3.175毫米。

接著，請參考圖2與圖3所示，刃部段100可具有一個鑽尖端110、相對於鑽尖端110的一個鑽根部120、一個長螺旋溝槽130以及相對於長螺旋溝槽130的一個短螺旋溝槽140。長螺旋溝槽130與短螺旋溝槽140繞著刃部段100的一個軸心102由鑽尖端110朝向鑽根部120延伸，並且長螺旋溝槽130的一個前刀面132在垂直於軸心102的一個橫截面上呈直線，而短螺旋溝槽140的一個前刀面142在垂直於軸心102的橫截面上則呈曲線。

更詳細而言，如圖2與圖3所示，此實施例中的鑽尖端110可具有通過軸心102的一個端點T以及繞著端點T配置的兩個切削面F1、F3以及兩個支撐面F2、F4。前刀面132鄰接於切削面F1與支撐面F2，以形成一個刀刃E1以及一個刀刃E2，而前刀面142則鄰接於支撐面F2、切削面F3與支撐面F4，以形成一個刀刃E3、一個刀刃E4以及一個刀刃E5。其中，刀刃E1、E2會構成一條直線切割線112，使得前刀面132在垂直於軸心102的橫截面上會呈直線，而刀刃E3、E4、E5則會構成一條曲線切割線114，使得前刀面142在垂直於軸心102的橫截面上會曲線。而且，如圖3所示，在一個特定的實施例中，刀刃E3、E4例如是朝向短螺旋溝槽142凸出，而刀刃E5則例如是朝向支撐面 F4凹陷。

於此實施例中，鑽頭結構10在鄰近於鑽尖端110處(亦即主要用以切削的區段)配置了雙螺旋溝槽，以維持較佳的排屑能力，而在其他部分(亦即主要用以支撐的區段)則僅配置了單螺旋溝槽，以維持刃部段100的強度。因此，此實施例中的鑽頭結構10不僅會比傳統上設計有雙螺旋溝槽的微型鑽頭的強度更佳，也會比傳統上僅設計有單螺旋溝槽的微型鑽頭的排屑能力更佳。於此實施例中，長螺旋溝槽130的長度佔刃部段100的長度的百分比例如是大於或等於30%，並且小於或等於100%，而且最好是大於或等於75%，並且小於或等於85%。相較之下，短螺旋溝槽140的長度佔刃部段100的長度的百分比例如是大於或等於5%，並且小於或等於50%，而且最好是大於或等於15%，並且小於或等於25%。

此外，為了要讓配置了雙螺旋溝槽的區段維持較佳的排屑能力，並且讓僅配置了單螺旋溝槽的區段維持較佳的強度，位於雙螺旋溝槽區段的長螺旋溝槽130與短螺旋溝槽140的螺旋角例如都是大於或等於35度，並且小於或等於45度，而位於單螺旋溝槽區段的長螺旋溝槽130的螺旋角則例如是大於或等於45度，並且小於或等於55度。而且，在一個特定的實施例中，位於雙螺旋溝槽區段的長螺旋溝槽130與短螺旋溝槽140的螺旋角最好都是40度，而位於單螺旋溝槽區段的長螺旋溝槽130的螺旋角則最好是50度。

除此之外，傳統上，無論是單螺旋溝槽設計或者是單螺旋溝槽設計的鑽頭結構，位於鑽尖端的切割線通常都會設計為曲線。相較之下，在上述實施例中，主要用以切削的長螺旋溝槽130在鑽尖端110處會構成具有較佳的切削效果的直線切割線112，而主要用以排屑的短螺旋溝槽140在鑽尖端110處則會構成具有較佳的排屑效果的曲線切割線114。因此，相較於傳統的鑽頭結構，此實施例中的鑽頭結構10更可在維持一定的排屑效果的情況之下具有較佳的切削能力。

圖4繪示出本創作另一個實施例的一種鑽頭結構的側向結構示意圖，並且圖5繪示出如圖2中所繪示出的鑽頭結構的分解圖。請 參考圖4與圖5所示，簡單來說，相較於前一此實施例中呈一體成型的鑽頭結構10，此實施例中的鑽頭結構10的刃部段100與柄部段200則例如是以擠入鑲嵌法接合而成。

更詳細而言，於此實施例中，刃部段100例如是以碳化鎢材質所製成，而柄部段200則例如是以不銹鋼或者是碳化鎢等材質所製成，並且更可具有一個連接端210以及形成於連接端210的一個凹陷220。而且，刃部段100的鑽根部120可利用擠入鑲嵌法鑲嵌於凹陷220中，以構成鑽頭結構10。換句話說，於此實施例中，柄部段200更可利用磨損、彎曲或者是斷裂的鑽頭(drillbit)、銑刀(router bit)等加工刀具(tooling)的廢料(waste)回收再加工而成，或者是以比碳化鎢材質便宜的不鏽鋼材質所製成，以降低鑽頭結構10的製造成本。

綜合上述，本創作所提供的鑽頭結構因為刃部段的前段為雙螺旋設計，而後段則為單螺旋設計，因此不但具有較佳強度，也具有較佳排屑能力。而且，當長螺旋溝槽在鑽尖端處構成直線切割線，並且短螺旋溝槽在鑽尖端處構成曲線切割線時，鑽頭結構更可在維持一定的排屑效果的情況之下具有較佳的切削能力。另外，當鑽頭結構的刃部段與柄部段以擠入鑲嵌法接合時，更可利用磨損、彎曲或者是斷裂的加工刀具廢料或者是不鏽鋼材質來製成柄部段，以降低鑽頭結構的製造成本。

雖然本創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧刃部段

102‧‧‧軸心

110‧‧‧鑽尖端

120‧‧‧鑽根部

130‧‧‧長螺旋溝槽

132、142‧‧‧前刀面

140‧‧‧短螺旋溝槽

E5‧‧‧刀刃

F1‧‧‧切削面

F4‧‧‧支撐面

T‧‧‧端點

Claims (10)

1. 一種鑽頭結構，包括：一刃部段，具有一鑽尖端、相對於該鑽尖端的一鑽根部、一長螺旋溝槽以及相對於該長螺旋溝槽的一短螺旋溝槽，其中該長螺旋溝槽與該短螺旋溝槽繞著該刃部段的一軸心由該鑽尖端朝向該鑽根部延伸，該長螺旋溝槽的一第一前刀面在垂直於該軸心的一橫截面上呈一直線，並且該短螺旋溝槽的一第二前刀面在該橫截面上呈一曲線；以及一柄部段，串接於該刃部段。
2. 如申請專利範圍第1項所述的鑽頭結構，其中該鑽尖端具有通過該軸心的一端點以及繞著該端點配置的一第一切削面、一第一支撐面、一第二切削面以及一第二支撐面，該第一前刀面鄰接於該第一切削面與該第一支撐面，以形成呈直線的一第一刀刃以及一第二刀刃，而該第二前刀面鄰接於該第一支撐面、該第二切削面與該第二支撐面，以形成呈曲線的一第三刀刃、一第四刀刃以及一第五刀刃。
3. 如申請專利範圍第2項所述的鑽頭結構，其中該第三刀刃與該第四刀刃朝向該短螺旋溝槽凸出，並且該第五刀刃朝向該第二支撐面凹陷。
4. 如申請專利範圍第1項所述的鑽頭結構，其中該刃部段與該柄部段呈一體成型。
5. 如申請專利範圍第1項所述的鑽頭結構，其中該柄部段具有一連接端以及形成於該連接端的一凹陷，並且該鑽根部鑲嵌於該凹陷中。
6. 如申請專利範圍第1項所述的鑽頭結構，其中該柄部段的一外徑大於或等於1.95毫米，並且小於或等於2.05毫米，或者大於或等於3.15毫米，並且小於或等於3.20毫米。
7. 如申請專利範圍第1項所述的鑽頭結構，其中該刃部段的一外徑大於或等於0.05毫米，並且小於或等於3.00毫米，而該刃部段的一長度大於或等於1.0毫米，並且小於或等於12.0毫米。
8. 如申請專利範圍第1項所述的鑽頭結構，其中該長螺旋溝槽的一長度佔該刃部段的一長度的百分比大於或等於30%，並且小於或等於100%，而該短螺旋溝槽的一長度佔該刃部段的該長度的百分比大於或等於5 %，並且小於或等於50%。
9. 如申請專利範圍第1項所述的鑽頭結構，其中該長螺旋溝槽伴隨著該短螺旋溝槽的一部分的一螺旋角大於或等於35度，並且小於或等於45度，而其餘部分的一螺旋角大於或等於45度，並且小於或等於55度。
10. 如申請專利範圍第1項所述的鑽頭結構，其中該短螺旋溝槽的一螺旋角大於或等於35度，並且小於或等於45度。