钻孔深度的摸索
根据上述可接受的转速区间，选择居中的15krpm／min的钻速，依然保持0．1m／min最低进给速度，对钻孔深度逐步提升，分别进行不同深度的钻孔测试，其结果如下表4所示。
表4 各钻孔深度的刀具表现
可见钻刀仅钻到0．7mm的深度就出现了断刀的现象，原因在于孔内铜屑的残留在钻孔过程中不断累积，从而使刀具受到铜屑不均匀的阻力而断刀，如下图5所示。显然该刀具对于加工深度大于0．6mm的铜基板，必须采用多次叠加钻孔的方式进行加工。
图5 铜屑阻碍深钻导致断刀
进给速度的摸索
继续选取15krpm／min的钻速，进给速度从最低的0．1m／min逐步提升，分别进行不同进给速度的钻孔测试，各进给速度与刀具情况如下表5所示。
表5 各进给速度下的刀具表现
上表的测试结果稍显意外，在较合适的转速下，进给速度作了丝毫的提升还是断刀了。究其原因，进给速度提升会使钻刀的轴向力增大，并且由于对铜块钻孔的钻速较低，切削和排屑量跟不上进给速度也会导致断刀，低转速高进给下残屑导致的断刀效果如下图6所示。
图6 低转速高进给下残屑导致的断刀
铜基板小孔加工效果
基于上述摸索的试验结果，这里设定钻速15krpm／min，进刀速度0．1m／min，钻深1．0mm，分步钻2次，对铜基板进行0．5mm小孔的钻孔测试，同时以无涂层和有涂层的钻刀对比作刀具寿命测试，可得效果如下表所示6。
表6 无涂层和有涂层的钻刀寿命表现
可见在适合的加工参数下，钻刀未出现断刀状况，孔形也无破损，如下图7所示，而有无涂层的对比结果也很好得体现出涂层钻刀的耐用性。
图7 铜基板0．5mm钻针控深钻孔效果
总结
上述加工方案的提出，优化了对铜基板小孔加工的刀具及参数选择，从加工情况来看，也改善了铜基板小孔加工易断刀及钻孔品质不良的状况。尽管相比一些专业的五金加工设备，其加工效率要低很多，但本方案的优势就在于无需添加额外设备，基于现有PCB钻孔工艺就能实现铜基板的小孔加工，降低了技术门槛和投入成本。
参考文献：
［1］何文学，张加锋．紫铜零件小尺寸孔的钻孔加工分析［J］．湖南工业职业技术学院学报，2015，10．
［2］张贺勇，陈成，骆金龙，罗春峰，付连宇．硬质与超硬涂层在印制电路板微型刀具上的应用［J］．印制电路信息，2014，11
吴军权
研发工程师，CPCA行业工程师
主要从事PCB新技术与新产品研发项目
