專利名稱：Pcb鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造出穿過多個(gè)堆疊的印刷電路板(PCB)的孔的鉆頭，特別涉及一種能夠制造出穿過工件的孔并能夠以高精度精加工該孔的PCB鉆頭，從而提高質(zhì)量并增加產(chǎn)品的產(chǎn)量。
背景技術(shù)：
近年來，由于半導(dǎo)體器件的集成化程度逐漸增加，設(shè)置在半導(dǎo)體器件上以將半導(dǎo)體器件與外部電路連接的連接焊點(diǎn)的數(shù)量增加了，并且設(shè)置的連接焊點(diǎn)的密度也增加了。例如，當(dāng)由硅等制成的半導(dǎo)體器件的最小處理尺寸大約為0.2μm時(shí)，需要在10nm的半導(dǎo)體器件上設(shè)置大約1000個(gè)連接焊點(diǎn)。
同樣，在安裝有至少一個(gè)這種半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體單元(例如半導(dǎo)體封裝件)中，為了增加其安裝密度，需要使半導(dǎo)體封裝件小型化并且做得較細(xì)。特別地，為了適于應(yīng)用于便攜式信息終端(例如筆記本電腦、PDA(個(gè)人數(shù)字助理)、或移動(dòng)電話)，半導(dǎo)體封裝件的小型化和細(xì)長化較為重要。
為了封裝半導(dǎo)體裝置，需要將半導(dǎo)體器件安裝在基板上并將半導(dǎo)體器件的連接焊點(diǎn)與基板的連接焊點(diǎn)連接。但是，在10nm的半導(dǎo)體器件上設(shè)置有1000個(gè)連接焊點(diǎn)的情況下，布置間距大約為40μm，這是非常精密的。為了將以這樣精密的間距設(shè)置的連接焊點(diǎn)與基板的連接焊點(diǎn)連接，由于在基板上形成和連接配線需要較高精密度，因此傳統(tǒng)的引線接合法或TAB(卷帶自動(dòng)結(jié)合(tape automatedbonding))技術(shù)不能提供令人滿意的結(jié)果。
為了應(yīng)付該問題，在不需要使用單獨(dú)連接件就能夠結(jié)構(gòu)連接并電連接至半導(dǎo)體器件的印刷電路板被越來越多地使用。特別地，在印刷電路板中，在剛-柔印刷電路板的情況下，為了適應(yīng)用在便攜式信息終端(筆記本電腦、PDA、和移動(dòng)電話)中的高集成度和精密間距的趨勢，需要確定具有較高精密度的通孔(以下簡稱為“孔”)。
孔(通孔)通過具有可更換式鉆頭的鉆孔機(jī)形成。由于鉆孔機(jī)價(jià)值40-50萬美元，這是比較昂貴的且構(gòu)成生產(chǎn)線總投資費(fèi)用的大約10％，因此通常是將多個(gè)PCB堆疊在一起并鉆孔，以提高生產(chǎn)率。
圖1是示出傳統(tǒng)鉆頭的透視圖，以及圖2是示出使用傳統(tǒng)鉆頭在堆疊的PCB中制造出孔的過程的視圖。
參照圖1和圖2，傳統(tǒng)鉆頭100由合金制成，并具有預(yù)定的長度。鉆頭100具有柄部110，其形成夾持柄(grip)；以及鉆孔部120，其從柄部110一體延伸，并在其外表面上形成螺旋式鉆頭切削刃。
在鉆頭100中，柄部110被鉆孔機(jī)的主軸夾具(spindle holder)(未示出)夾緊，以接收高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)力。當(dāng)柄部110高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，鉆孔部120制造出穿過工件的孔。由于柄部110安裝于鉆孔機(jī)的主軸這一事實(shí)，如上構(gòu)造的鉆頭100高速旋轉(zhuǎn)，基本上超過10,000rpm。形成在鉆頭100末端的鉆孔部120軸向移動(dòng)并與PCB 200(即，工件)接觸，因此確定了穿過PCB 200的孔210。
這樣，用于制造出穿過PCB 200的孔210的鉆頭100的直徑這樣來確定，即其能夠形成具有0.1～0.3mm直徑的精密孔。最近，鉆頭100的直徑被確定為可以形成具有小于0.1mm直徑的精密孔。
如上構(gòu)造的傳統(tǒng)鉆頭100的問題在于，由于鉆頭100是在高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)制造孔210，在制造孔210的期間，由于局部摩擦熱量的增加，未從孔210排出的基于聚合物的碎屑易于粘附于鉆孔部120的表面并對其造成損壞。同樣，當(dāng)長時(shí)間使用鉆頭100時(shí)，從圖2能夠容易地發(fā)現(xiàn)，由于鉆頭切削刃的磨損，制造出的孔210的精密度顯著降低，從而造成產(chǎn)品缺陷并降低了產(chǎn)量。
在PCB 200中引起的具代表性的可靠性問題包括分層(delamination)和龜裂形成(crack formation)。當(dāng)由于熱變形而使PCB 200經(jīng)受膨脹和收縮時(shí)，分層和龜裂形成主要出現(xiàn)在PCB 200的不規(guī)則表面上。
因此，由于鉆頭100的結(jié)構(gòu)，穿過PCB 200所確定的孔210的表面粗糙度顯著變差，使得在孔210的表面上出現(xiàn)分層和龜裂形成，如圖2所示。
在經(jīng)受了細(xì)微分層和龜裂形成(在檢驗(yàn)中沒有檢測出)的PCB200作為終端產(chǎn)品被分發(fā)出去的情況下，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)故障，并縮短了PCB 200的壽命。因此，要求索賠的用戶增加，并且制造商的信譽(yù)會(huì)降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明致力于現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，并且本發(fā)明的目的在于提供一種PCB鉆頭，該鉆頭能夠通過一個(gè)鉆孔工藝制造出穿過多個(gè)堆疊的PCB的孔，并且能夠精加工孔以改善孔的表面粗糙度。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于制造穿過堆疊的PCB的孔的鉆頭，該鉆頭包括鉆孔部，在其外表面上形成有鉆頭切削刃，并與作為工件的PCB接觸，以制造孔；擴(kuò)孔部(reamer part)，形成在鉆孔部的后端上，并具有用于精加工(finishing)孔表面的至少一個(gè)擴(kuò)孔刃(reaming edge)；以及柄部，形成在擴(kuò)孔部的后端上，并安裝于機(jī)床。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，擴(kuò)孔部具有的直徑大于鉆孔部的直徑，從而擴(kuò)孔部能夠精加工孔的表面。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，2至8個(gè)擴(kuò)孔刃形成為沿著鉆頭的圓周方向彼此隔開，并且沿著鉆頭的軸向直線延伸。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，擴(kuò)孔部在其末端部形成錐形，使得當(dāng)擴(kuò)孔部進(jìn)入孔內(nèi)時(shí)，擴(kuò)孔部與孔表面之間的接觸面積逐漸增大。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，擴(kuò)孔部具有的直徑與鉆孔部相比增大了3～20％。


通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，將更加清楚地了解本發(fā)明的上述和其它的目的、特征和其它優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖1是示出傳統(tǒng)鉆頭的透視圖；圖2是示出使用傳統(tǒng)鉆頭在堆疊的PCB中制造孔的過程的視圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鉆頭的透視圖；圖4和圖5是沿圖3的A-A線截取的橫截面視圖；以及圖6是示出使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鉆頭在堆疊的PCB中制造孔的過程的視圖。
具體實(shí)施例方式
在描述本發(fā)明的實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)了解，不必解釋這里的描述和所附權(quán)利要求中所使用的術(shù)語或措辭，它們具有普遍的或能夠在字典里找到的含義。因此，鑒于發(fā)明人能夠最適當(dāng)?shù)叵薅ㄟ@些術(shù)語或措辭的概念以更好地解釋他或她的發(fā)明，這些術(shù)語或措辭必須被認(rèn)為具有符合本發(fā)明的技術(shù)精神的含義或概念。
下面，將對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)地描述，其實(shí)例在附圖中示出。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鉆頭的透視圖，圖4和圖5是沿圖3的A-A線截取的橫截面視圖，以及圖6是示出使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鉆頭在堆疊的PCB中制造孔的過程的視圖。
參照這些附圖，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鉆頭1由合金制成。鉆頭1包括柄部10，其具有圓桿形狀和預(yù)定長度；擴(kuò)孔部30，其從柄部10的末端延伸，以精加工孔的表面；以及鉆孔部20，其從擴(kuò)孔部30的末端延伸，并在其外表面上形成有螺旋式鉆頭切削刃。
在具有上述結(jié)構(gòu)的鉆頭1中，柄部10和鉆孔部20以與傳統(tǒng)鉆頭相同的樣式來構(gòu)造，用于制造出穿過多個(gè)堆疊的PCB的孔。
在本發(fā)明中，擴(kuò)孔部30精加工由鉆頭部20制造的孔2a的表面，以改善孔的表面粗糙度，使得由于熱變形引起的膨脹和收縮而產(chǎn)生的分層和龜裂形成的情況最小化。
從圖中可容易地看出，擴(kuò)孔部30具有2至8個(gè)擴(kuò)孔刃31，這些擴(kuò)孔刃接觸并精加工孔2a的表面。擴(kuò)孔刃31形成為沿著鉆頭1的圓周方向彼此隔開，并且沿著鉆頭1的軸向直線延伸。
這樣構(gòu)造的擴(kuò)孔部30具有的直徑d1大于鉆孔部20的直徑d0，以高精度精加工由鉆孔部20制造的孔2a的表面。為此，在本發(fā)明中，假設(shè)穿過PCB2限定的孔2a的直徑約為0.1～0.3mm，考慮到孔2a的可加工性，擴(kuò)孔部30的直徑與鉆孔部20相比增大了3～20％。
由于擴(kuò)孔部30具有的直徑大于鉆孔部20的直徑這一事實(shí)，當(dāng)擴(kuò)孔部30進(jìn)入由鉆孔部20制造的孔2a內(nèi)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生沖擊。在本發(fā)明中，為了防止這種沖擊，擴(kuò)孔部30的末端部形成錐形，使得擴(kuò)孔部30與孔2a的表面之間的接觸面積逐漸增加。
雖然擴(kuò)孔部30的末端部上的錐形可以僅通過倒角來形成，但優(yōu)選地是待形成的錐形具有輕微的傾角，以便可以在擴(kuò)孔部30進(jìn)入到PCB2的孔2a中時(shí)將沖擊減到最小。
擴(kuò)孔刃31可以形成為具有梯形截面，如圖4所示，或四邊形截面，如圖5所示。此外，只要能保持孔2a的表面的可加工性，擴(kuò)孔刃31可以具有各種截面。
下面，參照圖6，將描述上述構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的PCB鉆頭1的操作。
首先，將鉆頭1的柄部10安裝于能夠高速(大于10,000rpm)旋轉(zhuǎn)的鉆孔機(jī)的主軸上。
將多個(gè)堆疊的PCB2放置在鉆頭1的末端部的下方，即，鉆孔部20的下方，并將PCB2上將要制造孔2a的位置與鉆頭1的鉆孔部20對準(zhǔn)。
于是，啟動(dòng)鉆孔機(jī)，當(dāng)被鉆孔機(jī)的主軸牢固地夾緊的柄部10高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，與柄部10一體形成的鉆孔部20也高速旋轉(zhuǎn)，并朝PCB2前進(jìn)以制造孔2a。
從圖6的最左側(cè)的圖示可容易地看出，由鉆孔部20制造的孔2a具有粗糙的表面。這是因?yàn)楫?dāng)鉆孔部20在高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)制造孔2a時(shí)，碎屑粘附至孔2a的表面或孔2a的表面出現(xiàn)損壞，并且因?yàn)橛捎陂L時(shí)間使用鉆頭1造成的不均勻磨損降低了機(jī)加工精度。
鉆孔部20被驅(qū)動(dòng)進(jìn)入PCB2中，同時(shí)制造出孔2a。當(dāng)鉆孔部20被驅(qū)動(dòng)進(jìn)入到PCB2中預(yù)定距離時(shí)，形成在鉆孔部20的后端上的擴(kuò)孔部30進(jìn)入到由鉆孔部20制造的孔2a中。
因此，進(jìn)入到孔2a中的擴(kuò)孔部30使用擴(kuò)孔刃31(其直徑略微大于孔2a的直徑)精加工孔2a的表面，以減小孔2a的表面粗糙度。這樣，能夠使孔2a中出現(xiàn)龜裂形成和分層的情況最小化。
從以上描述顯而易見，如上述構(gòu)造和操作的根據(jù)本發(fā)明的PCB鉆頭的優(yōu)點(diǎn)在于，由于形成在鉆頭末端上的鉆孔部通過一個(gè)鉆孔工藝制造出穿過堆疊的PCB的孔，并且緊挨鉆孔部形成的擴(kuò)孔部精加工該孔，因此孔的表面粗糙度能夠顯著減小。
因此，即使當(dāng)PCB反復(fù)經(jīng)受制造期間由于熱變形引起的膨脹和收縮時(shí)，也能夠顯著地減少在傳統(tǒng)工藝中出現(xiàn)于孔中的分層和龜裂形成。因此，由于次品百分比降低，能夠降低制造成本并增加產(chǎn)量。此外，能夠顯著地提高采用根據(jù)本發(fā)明制造的PCB的電子設(shè)備的可靠性。因此，本發(fā)明具有工業(yè)效益。
雖然為了示例性目的已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，在不背離所附權(quán)利要求中所公開的本發(fā)明的范圍和精神的前提下，可進(jìn)行各種修改、增補(bǔ)和替換。
權(quán)利要求
1.一種鉆頭，用于制造穿過堆疊的PCB的孔，所述鉆頭包括鉆孔部，在其外表面上形成有鉆頭切削刃，并與作為工件的PCB接觸，以制造孔；擴(kuò)孔部，形成在所述鉆孔部的后端上，并具有用于精加工孔表面的至少一個(gè)擴(kuò)孔刃；以及柄部，形成在所述擴(kuò)孔部的后端上，并安裝于機(jī)床。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭，其中，所述擴(kuò)孔部具有的直徑大于所述鉆孔部的直徑，從而所述擴(kuò)孔部能夠精加工所述孔的表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆頭，其中，2至8個(gè)擴(kuò)孔刃形成為沿著所述鉆頭的圓周方向彼此隔開，并且沿著所述鉆頭的軸向直線延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆頭，其中，所述擴(kuò)孔部在其末端部形成錐形，使得當(dāng)所述擴(kuò)孔部進(jìn)入所述孔內(nèi)時(shí)，所述擴(kuò)孔部與所述孔的表面之間的接觸面積逐漸增大。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆頭，其中，所述擴(kuò)孔部具有的直徑與所述鉆孔部相比增大了3～20％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制造穿過堆疊的PCB的孔的鉆頭，該鉆頭包括鉆孔部，在其外表面上形成有鉆頭切削刃，并與PCB(即，工件)接觸，以在PCB中制造孔；擴(kuò)孔部，形成在鉆孔部的后端上，并具有用于精加工孔表面的至少一個(gè)擴(kuò)孔刃；以及柄部，形成在擴(kuò)孔部的后端上，并安裝于機(jī)床。
文檔編號H05K3/00GK101088687SQ20071009697
公開日2007年12月19日 申請日期2007年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月12日
發(fā)明者曹承鉉, 金漢 , 柳先重, 尹日成 申請人:三星電機(jī)株式會(huì)社