机械钻孔和镭射钻孔25页PPT

机械钻孔和镭射钻孔_图文.pptx
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1 钻孔的目的与物料 2 机械钻孔的制程 3 镭射钻孔的制程
3
内层
压合(一)
钻孔(一)
镀铜
灌埋孔
表面整平
N层曝光蚀刻 钻孔(二)
压合(二)
曝光蚀刻
镭射钻孔
3
镀铜蚀刻
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1、在板料上钻出客户要求的孔，孔的位置及大小均需满 足客户的要求。 2、实现层与层间的导通，以及将来的元件插焊 3、为后工序的加工做出定位或对位孔
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19镭射钻孔制程-主要方法
镭射钻孔的主要方法为IR& UV Laser， 其加工方式是不一样的
IAC Confidential
LASER 类型——UV 激发介质——YAG 激发能量——发光二极管 代表机型：ESI 5320
LASER 类型—— IR（RF） 激发介质——密封CO2气体 激发能量——高频电压 代表机型：HITACHI
利于微钻和6层以上 的PCB板。
利于一般直径钻头 和双面板及6层以下 多面板。
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0.4~0.8mm14ຫໍສະໝຸດ 主要型号HITACHI
POSALUX
ADVANCED CONTROL
制造区域
日本制造
瑞士制造
基本信息
型号6L180、E210E， 型号分别有M22、
有6个钻头，钻头钻 M23两种， 有5个钻
速最高160/125rpm， 头，分别最高是
LC-1C21E/1C
LASER 类型—— IR（TEA） 激发介质——外供CO2气体 激发能量——高压电极 代表机型：SUMITOMO
LAVIA 1000TW
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镭射钻孔制程-规范

CO2 Laser 光路示意圖
LASER ROUTE
F-θLens
CO2 Laser 光路結構說明
發振器:產生能量
旋轉折射鏡調整角 度至加工位置
折射鏡將光束調 整為垂直檯面
集光鏡:定焦距及 能量密度
濾光罩:調整 光束大小
加工板子
Laser Via Quality Specification
Position Assign No. Specification
首件製作 Y 生 產
NG
確認異 常原因
人員操 作失誤
機器異常
確認操 作程序
OK
工務維修 廠商
OK
自主檢查 IPQC抽驗
NG
參數微調
OK
全檢防 止漏鉆
NO
客戶開立 異常改善單
確認異常原因
1.追究異常責任。 2.檢討提案異常對
策。
客戶確認
結案
運交
客戶IPQC
1.切片檢查。 2.Desmear 後檢
查。
Y ES
Top Size
A
Bottom Size
B
Under Cut C
(Overhang)
Bulge
D
12.5µm
A≧B ≧A80%
≦15µmble
Laser 加工模式說明
Conformal Mask
以銅窗大小決定孔徑所以使用 較大的Laser Beam加工。
孔數
20000 40000 60000 80000 100000
G1000 G1200 G1000 G1200 G1000 G1200 G1000 G1200
3SHOT
4SHOT
5SHOT

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Compound Beam
Positioner
Galvo XY
355nm UV 266nm UV 9.24um CO2
Input Beam
Linear Motor X Linear Motor Y
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三 钻孔的设备介绍：
磨钻咀机
磨钻 咀机
解释
磨钻咀能 砂轮试用粗糙度 力
手动
由马达带动两个砂轮转动， 分为初级及次级，待磨钻咀 放入已调好翻磨钻尖角度的 索咀夹头内，使用放大镜调 好翻磨深度后，控制机台移 动，带动夹着钻咀的索咀移 向砂轮，经过 初级及次级砂 轮打磨钻尖位置
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三 钻孔的设备介绍：
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三 钻孔的设备介绍：
间隙示意图
主轴剖面图
两种主轴对比图 主轴运转温显
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三 钻孔的设备讲解：
钻针直径测量仪 验孔机
X-RAY检查机
主轴摆幅测量仪
2D测量仪
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三 钻孔的设备介绍：
3次元测量仪
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三 钻孔的设备介绍：
UV 和CO2激光钻机
激光 波长 能量密度(光
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器， 用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模 拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
联轴器所联两轴由于制造误差、安装误差、轴受载而产生的变形、基座变形、轴承磨损、温度变化（热胀、 冷缩）、部件之间的相对运动等多种因素而产生相对位移。
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二 钻孔的基本物料介绍：
钻刀 作用：通过钻机在高转速和一定落速带动下钻穿线路板。 要求：钻刀直径、钻尖面；材质有一定韧性、硬度及耐磨性能。

(2)运动控制系统 Z轴上下移动机构
作用:改变作用及光强度和光斑直径
X/Y向移动和机构
作用:实现整个板面上孔的加工
(3)CO2激光钻孔光学系统
传递光路
反射镜 透镜
光阑（光圈） 半反半透镜X/YFra bibliotek向扫描用光学摆镜
远心物镜
(A)传递光路
☺多孔光阑
入射光线
多孔光阑
出射光线
(B)X/Y方向扫描用光学摆镜
2.各参数设定意义
（1）APERTURE(光径)/MASK(光圈)
定义： 光在进入扫描镜摆镜前经过一光阑盘，该盘上沿旋转中心等 距离但不同转动角度位置处分布有不同直径的光阑孔,通过转动光阑不 同直径的孔对准入射光束,达到输出不同直径大小光斑的目的.
（2） PULSEWIDTH（脉冲宽度） 定义:激光脉冲宽度表明激光波峰时间持续长短
525mm*95mm*3mm
HITACHI MITSUBISHI
四、镭射钻孔工艺操作及控制条件
1.镭射钻孔主要参数
（1）HITACHI
APERTURE(光径) PULSEWIDTH（脉冲宽度） SHOT（枪数） MODE（模式）
（2）MITSUBISHI
MASK(光圈) PULSEWIDTH（脉冲宽度） SHOT（枪数） B/C（模式）
材料逸出
3.UV成孔
利用紫外光线激光的化学能去破坏有机分子的分子键、 金属晶体的金属键和无机物的离子键，形成悬浮颗粒或原
子团、分子团或原子分子，在局部发生蓬松，配合真空吸 气作用，使小微粒极力从孔中逃逸，或被强制吸走形成孔。
激
激
激
光
光
光
激光照射
化学键撕裂
材料逸出

〔1〕钻头的装夹 直柄钻头的直径小，切削时扭矩较小，可 用钻夹头〔图2-62〕装夹，钻夹头用固紧扳手拧紧，钻夹 头再和钻床主轴配合，由主轴带动钻头旋转。这种方法简 便，但夹紧力小，容易产生跳动。
锥柄钻头可直接或通过钻套〔或称过渡套〕将钻头和 钻床主轴锥孔配合，如图2-63，这种方法配合牢靠，同轴 度高。
3〕钻深孔 钻深孔时要经常退出钻头及时排 屑和冷却，否那么易造成切屑堵塞或使钻头切 削局部过热磨损、折断。
另外，现在市场有许多先进的钻孔设备，如数控 钻床减少了钻孔划线及钻孔偏移的烦恼，还有 磁力钻床等。
钻床型号： 例2．Z3035B型摇臂钻床
Z表示钻类机床。 3表示组别。〔如2深孔钻床、3摇臂钻床、4台 式钻床、5立式钻床、6卧式〕 0表示型别。〔如万向、座标〕 35表示主参数。钻孔最大直经为Φ35mm。 B 表示第二次改进。
图4.4锪孔
活动一 了解钻床及钻头的装夹方法 一、了解钻床
钳工常用的钻床有台式钻床、立式钻床以及摇臂钻床。 1．台式钻床 台式钻床是一种小型钻床，一般用来钻直径13 mm以 下的孔。钻床的规格是指所钻孔的最大直径。常用6 mm和12 mm等几种规格。 图2-57所示是一种常见的台式钻床。
图2-57 台式钻床 l一底座面；2一锁紧螺钉；3一工作台；4一头架 5一电动机；6一手柄；7一螺钉；8一保险环；
图2-62 钻夹头及其应用 1一锥柄 2一扳手 3一环形螺纹 4一扳手
5、7一自动定心夹爪 6一锥柄安装孔
图2-63 锥柄钻头装夹
〔2〕工件的装夹 为保证工件的加工质量和操作的平安，钻 削时工件必须结实地装夹在夹具或工作台上，常用的装夹 方法如图2-64所示。
图2-64工件的装夹
〔3〕钻孔的操作方法

§2-2钻孔机械与装载机械
凿岩台车组成：凿岩机、 钻臂(包括推进器)、行走机 构、控制系统、操作台和动 力源(泵站)等。
为完成平巷掘进，凿岩 台车应实现下列运动： ① 行走运动，以便台车 进入和退出工作面； ② 推进器变位和钻臂变 幅运动，以实现在断面任意 位置和任意角度钻眼； ③ 推进运动，使凿岩机 沿钻孔轴线前进和后退。
1-凿岩机缸体；2-活塞； 3-钎杆；4-钎头
§2-2钻孔机械与装载机械
一、钻孔机械
按动力不同可分为气动、液压、电动和内燃凿 岩机四类。 （一） 气动凿岩机
按操作方式不同分手持式、支腿式和导轨式。 按频率分低频凿岩机(冲击频率42Hz以下)和高 频凿岩机(冲击频率42Hz以上)。 按转钎机构分内回转式凿岩机和外回转式凿岩 机。
§2-2钻孔机械与装载机械
手持式气动凿岩机以手托持，无其他支承，靠凿 岩机自重或操作者施加的推压力推进凿岩。功率小、 机重较轻，手持作业劳动强度大、钻孔速度慢，钻凿 小直径浅孔。
支腿式气动凿岩机用 支腿支承和推进，减 轻劳动强度，提高钻 孔效率，用于在岩石 巷道钻凿孔径24～ 42mm，孔深2～5m 的水平或倾角较小的 孔，使用广泛。
综合机械化掘进设备优点：
安全、快速、高效——掘进机械化发展方向。
综合机械化掘进设备：悬臂式掘进机、连续采煤机、 掘锚联合机组、全断面掘进机。
§2-2钻孔机械与装载机械
用钻眼爆法掘进巷道时，钻凿炮眼机具的总称为 钻孔机械。
§2-2钻孔机械与装载机械
凿岩机冲击破碎原理
四个动作：冲击钎杆；旋转钎杆；推进钎杆；排渣
缺点：投资大，单位功率的重量较大，技术要求和维 护费用较高。
§2-2钻孔机械与装载机械
液压凿岩机组成：钎杆、冲击机构、配流阀、冲击 锤、供水机构、缓冲装置、液压马达和蓄能器等组成。

右上部有进给手柄，转动进给手柄，可实现手动进给。 5
3.立式钻床的维护保养及使用注意事项
立式钻床使用前必须先空转试车，确定各机构都能正 常工作时方可操作。
工作中不采用机动进给时，必须将三星手柄端盖向里 推，断开机动进给传动。
改变主轴转速或机动进给量，必须在停车后进行。 需经常检查润滑系统的供油情况。 改变主轴旋转方向时，必须在停车情况下进行。 严禁机床超负荷运转。 必须定期进行一级保养。（运转满500小时进行）
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四、麻花钻
1.麻花钻的结构
① 导向部分：用来引导钻头正确的钻孔方向，又是钻头切削 部分的备用部分。它有两条形状相同的螺旋槽，其作用是形 成主切削刃的前角，并有容屑、排屑和输送冷却液的作用。 为了减少钻头与孔壁的摩擦，导向部分的外缘处制成两条棱 带，在直径上略有倒锥。 ② 切削部分：由两条主切削刃和一条横刃组成，切削部分的 各几何要素名称如图 前刀面：切削部分的螺旋槽表面。 后刀面：切削部分顶端两个曲面。 主切削刃：前刀面与后刀面的交线。 横刃：两个后刀面的交线。
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四、麻花钻
1.麻花钻的结构
柄部：钻头的夹持部分用以传递扭矩和轴向力。柄部分 直柄和锥柄两种，由于扭矩较大时，直柄易打滑，通常直 径小于12 mm的钻头做成直柄，大于12 mm的钻头做成莫氏 锥柄（根据直径大小分1°～6°）。 颈部：刀体与刀柄的连接部分，在麻花钻制造过程中起 退刀槽的作用。通常将麻花钻的规格、材料和商标标记在 此处。 工作部分：包括导向部分和切削部分，分别起导向和切 削作用。
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2.麻花钻的几何角度
钻心处后角α 为20°～26°； 横刃处后角α 为30°～36°。主后 角的主要作用是减少后刀面与加工 表面之间的摩擦，但如果后角太大， 会使刀刃强度减弱，可能会产生自 动扎刀现象。

摇臂钻床
Z3040：Z－类代号，钻床；3－组代号，摇臂式；0－ 系代号；40－主参数，最大钻孔直径40mm
台式钻床
台式钻床是一种小型钻床，一般用来钻 直径在12mm以下的小孔，
台钻的规格指所钻孔的最大直径，常用 6mm和12mm等几种规格。
台钻最低转速较高，因此不适合由于锪 孔和铰孔。
立式钻床
切削部分的后备部分； 切削部分主要担负切削工作。
标准群钻
标准群钻的结构特点：标准群钻是用标准麻花钻修磨 而成的。首先磨出两条外刃，然后在两个后刀面上对 称磨出两个月牙形圆弧槽，再修磨横刃使之缩短、变 尖、变低，同时形成两条内刃。这样标准麻花钻原来 的一个钻尖变成三个钻尖，原来的三条刃变成七条刃、 两个槽。
钻床夹具
钻床夹具：在各类钻床和组合机床等设 备上进行钻、扩、铰孔的夹具，统称为 钻床夹具。
钻床夹具有固定式、回转式、移动式、 翻转式等类型。
钻床夹具的类型
固定式钻床夹具用于立式钻床，一般只能加工单个孔； 用于摇臂钻床可加工中心线平行的多个孔。
移动式钻床夹具用于单轴立式钻床能先后钻削同一表 面上有多个孔的工件。
标准群钻在其主切削刃处磨圆弧刃，将其分成三段， 是为了起分屑、排屑、断屑、加强定心作用。
标准群钻的优点：与标准麻花钻相比，群钻钻削轻快 省力，轴向力和转矩减小。可以采用大进给量钻孔， 提高了生产率，延长了钻头寿命，且定心性能好，钻 孔精度高，表面粗糙度值较小。
钻床附具
钻夹头：用来装夹直径13㎜以内的直柄钻头。 钻头直径大于13mm时，一般把夹持部分做成莫
钻孔概述
钻孔是指采用钻头在实心材料上加工孔的工艺。 钻孔常用的刀具为麻花钻和群钻。 钻孔方式有两种，一是钻头旋转，工件或刀具作轴向

镭射钻孔的定义
01
镭射钻孔是指利用激光技术进行 钻孔加工的方法。
02
激光具有高能、高精度和高速度 的特点，能够实现高效率、高质 量的钻孔加工。
镭射钻孔的原理
激光钻孔的基本原理是利用高能激光束照射在材料表面， 使材料迅速熔化、汽化或达到热力学平衡状态，同时形成 反冲压力将熔融物质喷射出去，从而在材料上形成小孔。
镭射钻孔的发展趋势
高精度
镭射钻孔技术具有高精度、高效 率的特点，尤其在微小孔和异形
孔加工方面具有明显优势。
智能化
镭射钻孔设备正逐步实现智能化控 制，通过计算机软件进行参数设置 、加工轨迹规划和实时监控。
环保安全
随着环保意识的提高，低能耗、低 污染的镭射钻孔技术越来越受到关 注，确保加工过程的安全与环保。
未来发展方向
技术融合
机械钻孔和镭射钻孔技术将进一 步融合，取长补短，提高加工效
率和精度。
定制化服务
针对不同行业和加工需求，提供 定制化的机械钻孔和镭射钻孔解
决方案，满足个性化需求。
智能化制造
借助物联网、大数据和人工智能 等技术，实现机械钻孔和镭射钻 孔设备的远程监控、故障诊断和 预测性维护，提升制造过程的智
应用案例比较分析
• 比较总结：机械钻孔和镭射钻孔技术在应用案例中各有优缺点 。机械钻孔技术加工效率相对较低，但操作简便、成本较低； 镭射钻孔技术加工效率高、精度高，但设备成本和维护要求较 高。在实际应用中，应根据具体需求选择合适的打孔技术。
THANKS。
机械钻孔的发展趋势
01
02
03
高效能
随着技术的不断进步，机 械钻孔设备的功率和效率 不断提高，能够更快地完 成钻孔作业。

总排量
柴
(L)
油
发 汽缸数
动 功率(KW) 机
使用燃料
长(mm)
尺 寸
宽(mm)
高(mm)
重量(Kg)
11.945
206
4000 1900 2130 4400
11.945
12.882
6
206
228
柴油
4000
4300
1900
1900
2230
2230
4400
5350
机具与钻孔技术
14.6
327
4670 2100 2315 7300
21 160
机具与钻孔技术
CMJ27 2
5.97×4.6 8500 3000
27～42 21 160
五、潜孔钻及机具
1、组成
潜孔钻机和凿岩机一样， 都有冲击、转动、排渣和推进 的凿岩成孔过程，同属于冲击 转动式钻机。不同的是潜孔钻 机的冲击机构——冲击器装于 钻杆的前端，潜入孔底，随钻 孔的延伸而不断推进，潜孔钻 机即因冲击器潜入孔底而得名。
155 2
15
625 1956 720 1533 674
115 1
155 2
HTA-155
2.0
18.5
750 1956 720 1533 702
115 1
*TA-155最高排气压力为0.8Mpa，其他机型最高排气压力均为1.2Mpa
机具与钻孔技术
八、空压机
3、技术参数
压
形式
缩 空气量(m3/min)
机具与钻孔技术
三、凿岩钻车
2、地下凿岩钻车
机具与钻孔技术
三、凿岩钻车
2、地下凿岩钻车

0.4~0.8mm
13
主要型号
机械钻孔制程-设备
HITACHI
POSALUX
ADVANCED CONTROL
制造区域
日本制造
瑞士制造
基本信息
型号6L180、E210E， 型号分别有M22、
有6个钻头，钻头钻 M23两种， 有5个钻
速最高160/125rpm， 头，分别最高是
空气轴承钻头。
80Krpm-160Krpm，
水洗 去胶渣 化学镀铜 曝光 外层显影
电镀 外层蚀刻
内层蚀刻后 AOI 棕化 压合
X-Ray钻靶
成型裁边 双面打薄 镭射mask曝光 镭射mask蚀刻 镭射mask AOI
钻孔
成型裁边 水洗
镭射钻孔 去胶渣 化学镀铜 外层曝光 外层显影
电镀 去膜蚀刻
阻抗测试 前灌孔 液型抗焊 双面文字印刷 阻抗测试 铣床成型 外层电气测试 成品测试 化学银 成型后盖章
Copper Direct
以Laser Beam大小决定孔径。
IAC Confidential
20 20
镭射钻孔制程-规范
标准盲孔
残胶
能量过大、过蚀
孔径不足
底铜受损，分层
IAC Confidential
穿铜
雷射偏移
21 21
差异
成本
精密度 (孔径大小)
可否钻盲孔 (build-up)
机械钻孔
少 100um以上
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机械钻孔制程-钻头
钻头 作用：通过钻机在高转速和一定落速带动下钻穿线路板。 要求：钻刀直径、钻尖面；材质有一定韧性、硬度及耐磨性能 钻头的主要类型有：ST型、UC型
ST型- 基本上再研磨次数比UC型多