本实用新型专利技术公开了一种高厚径比PCB板材用微型钻针，属于PCB微型刀具领域。一种高厚径比PCB板材用微型钻针包括刀柄和连接在刀柄上的钻针主体，所述钻针主体包括沿刀柄轴线方向依次连接的单螺旋段、双螺旋段和钻尖段，所述钻针主体上开设有排屑槽，所述排屑槽的沟幅比为1.1:1～1.2:1，所述排屑槽与板材钻孔之间形成排屑腔，所述排屑腔容纳切屑的允许装载量为排屑腔容积的70％～80％。本实用新型专利技术以钻针排屑槽逐渐变窄、变浅的设计思路出发，改进钻针排屑槽结构，使排屑槽前段采用双螺旋槽，后段采用单螺旋槽，并通过限定沟幅比的方式，将排屑槽截面积最大化，从而实现增大排屑槽体积，提高排屑能力的目的，进而发挥降低断针率的改进效果。效果。效果。
【技术实现步骤摘要】
一种高厚径比PCB板材用微型钻针
[0001]本技术属于PCB微型刀具领域，尤其是一种高厚径比PCB板材用微型钻针。
技术介绍
[0002]在元器件面积比率不变的情况下，减小通孔直径，可满足BGA通孔布线能力并增加通孔数量，达到提升散热能力的目的。随着通孔直径的减小，PCB厚径比将进一步增大，超高厚径比产品加工能力需求愈发迫切。
[0003]目前，以通用的PCB板材、HDI板材和高TgFR4板材为研究对象，在4.5mm厚的板材上加工最小孔径0.15mm的通孔时，微型刀具的断针率在3％左右。对断钻损耗情况检查后发现，主切削刃磨损程度良好，表明轴向受力不大，排屑槽出现了铜丝和树脂的堵屑，表明钻针排屑槽出现了不良的排屑，断裂截面形貌不平整呈斜台状，与扭断失效截面接近。综上，高厚径比PCB板材加工时的断针原因是排屑不良引起的切向应力增大导致的过载断裂，失效形式为扭断失效。
技术实现思路
[0004]技术目的：提供一种高厚径比PCB板材用微型钻针，以解决现有技术存在的上述问题。
[0005]技术方案：一种高厚径比PCB板材用微型钻针，包括刀柄和连接在刀柄上的钻针主体，所述钻针主体包括沿刀柄轴线方向依次连接的单螺旋段、双螺旋段和钻尖段，所述钻针主体上开设有排屑槽，所述排屑槽的沟幅比为1.1:1～1.2:1，所述排屑槽与板材钻孔之间形成排屑腔，所述排屑腔容纳切屑的允许装载量为排屑腔容积的70％～80％。
[0006]进一步的，所述排屑槽包括开设在双螺旋段上并延伸至钻尖段的双螺旋槽和开设在单螺旋段上的单螺旋槽。
[0007]进一步的，所述排屑槽(7)的直线长度为5mm～5.5mm，所述双螺旋槽与单螺旋槽的直线长度比值为a:b，所述a:b的范围为1:1.7～1:2。
[0008]进一步的，所述排屑槽沿螺旋线开设在钻针主体上，所述螺旋线包括开设用于开设双螺旋槽的双螺旋线和用于开设单螺旋槽的单螺旋线，所述双螺旋线和单螺旋线与轴线形成的螺旋角均为β，β范围为32
°
～50
°
。
[0009]进一步的，所述双螺旋槽的截面积在双螺旋线上沿钻尖段至双螺旋段方向的单位变化率为1.00～1.10，所述单螺旋槽的截面积在单螺旋线上沿双螺旋段至单螺旋段方向的单位变化率为1.10～1.35，其中，变化率的单位长度为1mm。
[0010]进一步的，所述双螺旋线和单螺旋线的螺距均沿钻尖段至单螺旋段方向递增。
[0011]进一步的，所述切屑的体积与钻针半径、进给量、钻尖角、切削厚度、切削宽度、进刀速度和刀具转速相关。
[0012]有益效果：本技术以钻针排屑槽逐渐变窄、变浅的设计思路出发，改进钻针排屑槽结构，使排屑槽前段采用双螺旋槽，后段采用单螺旋槽，并通过限定沟幅比的方式，将
排屑槽截面积最大化，从而实现增大排屑槽体积，提高排屑能力的目的，进而发挥降低断针率的改进效果。
附图说明
[0013]图1是本技术的结构示意图。
[0014]图2是本技术在图1中C处的排屑槽截面图。
[0015]图3是本技术中螺旋线的示意图。
[0016]图4是本技术中图3的展开图。
[0017]附图标记为：1、钻尖段；2、双螺旋段；3、单螺旋段；4、钻针主体；5、刀柄；6、螺旋线；7、排屑槽。
具体实施方式
[0018]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0019]如图1
‑
图2所示，一种高厚径比PCB板材用微型钻针，包括刀柄5和连接在刀柄5上的钻针主体4，钻针主体4包括沿刀柄5轴线方向依次连接的单螺旋段3、双螺旋段2和钻尖段1，钻针主体4上开设有排屑槽7，排屑槽7的沟幅比为1.1:1～1.2:1，排屑槽7与板材钻孔之间形成排屑腔，排屑腔容纳切屑的允许装载量为排屑腔容积的70％～80％。
[0020]排屑槽7的截面为弧形凹槽结构，沟幅比为排屑槽7槽宽c与排屑槽7槽深d的比值，为保障排屑槽7的排屑能力，要求排屑槽7的截面面积最大化，排屑槽7体积为排屑槽7的截面积与螺旋线6的乘积，当钻针主体4参数确定的情况下，以排屑槽7体积解算沟幅比，得到沟幅比大于等于1.1:1时，排屑槽7体积不断增大，其中，当沟幅比大于1.2:1时，切屑不易断裂，切屑的长度突增，切屑缠屑钻针现象严重。
[0021]另外，切屑占据排屑腔的数值小于70％时，钻针工作效果稳定，但钻孔效率低下，当切屑占据排屑腔的数值大于80％时，切削效率高，切削热使钻屑中的树脂形成树脂固化物，与铜丝粘连在一起，粘合物在排屑槽内的活动空间较小，极易造成排屑堵塞，进而导致断针，本技术通过沟幅比优化排屑槽7的排屑能力，并通过限定排屑腔容纳切屑的允许装载量限定与切削量先关的加工参数。
[0022]如图1所示，排屑槽7包括开设在双螺旋段2上并延伸至钻尖段1的双螺旋槽和开设在单螺旋段3上的单螺旋槽。排屑槽7采用双螺旋槽与单螺旋槽结合的方式，其中，双螺旋槽的排屑空间大，有利于切屑的引导和排出，单螺旋槽的排屑空间小，有利于保障钻针主体4的结构强度。
[0023]如图1所示，排屑槽7的直线长度为5mm～5.5mm，双螺旋槽与单螺旋槽的直线长度比值为a:b，a:b的范围为1:1.7～1:2。以在4.5mm厚的板材上加工最小孔径0.15mm的通孔为例，排屑槽7的直线长度在满足加工长度的前提下，对双螺旋槽与单螺旋槽的占比进行限定，有利于兼顾钻针主体4的排屑能力和自身结构强度，优化钻针性能，钻针直径根据实际加工需求设定(优选钻针直径为0.15mm，以满足BGA通孔布线的加工需求)。
[0024]如图1和图3
‑
图4所示，排屑槽7沿螺旋线6开设在钻针主体4上，螺旋线6包括用于开设双螺旋槽的双螺旋线和用于开设单螺旋槽的单螺旋线，双螺旋线和单螺旋线与轴线形成的螺旋角均为β，β范围为32
°
～50
°
。螺旋角大于50
°
后，钻针刚性降低，开孔时出现台阶孔的概率增大，螺旋角下于32
°
后排屑效果恶化，断钻率升高。
[0025]如图1
‑
图2所示，双螺旋槽的截面积在双螺旋线上沿钻尖段1至双螺旋段2方向的单位变化率为1.00～1.10，单螺旋槽的截面积在单螺旋线上沿双螺旋段2至单螺旋段3方向的单位变化率为1.10～1.35，其中，变化率的单位长度为1mm。排屑槽7体积从钻尖段1至单螺旋段3不断减小，钻针性能从排屑能力向结构强度过度。
[0026]如图1和图4所示，双螺旋线和单螺旋线的螺距均沿钻尖段1至单螺旋段3方向递增。图3和图4中线段AB的长度表示螺距，钻针直径一定时，螺距的变化导致螺旋本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高厚径比PCB板材用微型钻针，包括刀柄(5)和连接在刀柄(5)上的钻针主体(4)，其特征在于，所述钻针主体(4)包括沿刀柄(5)轴线方向依次连接的单螺旋段(3)、双螺旋段(2)和钻尖段(1)，所述钻针主体(4)上开设有排屑槽(7)，所述排屑槽(7)的沟幅比为1.1:1～1.2:1，所述排屑槽(7)与板材钻孔之间形成排屑腔，所述排屑腔容纳切屑的允许装载量为排屑腔容积的70％～80％。2.根据权利要求1所述的一种高厚径比PCB板材用微型钻针，其特征在于，所述排屑槽(7)包括开设在双螺旋段(2)上并延伸至钻尖段(1)的双螺旋槽和开设在单螺旋段(3)上的单螺旋槽。3.根据权利要求2所述的一种高厚径比PCB板材用微型钻针，其特征在于，所述排屑槽(7)的直线长度为5mm～5.5mm，所述双螺旋槽与单螺旋槽的直线长度比值为a:b，所述a:b的范围为1:1.7～1:2。4.根据权利要求3所述的一种高厚径比PCB板材用微型钻针，其特征在于，所述排屑槽(7)...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓利，祖国庆，陈彦舟，
申请(专利权)人：上海尖点精密工具有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。