CH693228A5

CH693228A5 - Micro-drill for production of conductor plates has diameter of 0.05 to 1.5 mm with two or more cutters and two or more drill points

Info

Publication number: CH693228A5
Application number: CH00924/98A
Authority: CH
Inventors: Andreas Maier
Original assignee: Micro Crystalag
Priority date: 1998-04-23
Filing date: 1998-04-23
Publication date: 2003-04-30

Abstract

The micro-drill for production of conductor plates has a diameter of 0.05 to 1.5 mm with two or more cutters (6,8) and two or more drill points (2,4). The diameter of the circle on which the drill points lie is smaller than the drill diameter (D) measured at the cutting corners and the distance of the drill points from the cutting corners, measured radially in the direction of the drill center, amounts to 0.1 to 0.4 times the drill diameter. The drill points axially have the same height. The angle (a1) between the outer cutter (6) and the plane running through the drill points amounts preferably to between 20 and 50 degrees. The angle (a2) between the inner cutter (8) and the plane running through the drill points amounts preferably to between 15 and 40 degrees. A central cooling channel or a cooling air feed is provided.

Description

       

  



  Die Erfindung betrifft einen Micro-Bohrer gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. 



  Beim Einsatz der Bohrer in der Leiterplattenindustrie werden hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität bei glas- und kohlefaserverstärkten Werkstoffen sowie an die Positionsgenauigkeit und Geradheit der Bohrung gestellt. Durch die einzelnen Fasern des Glasfaser- bzw. Kohlefasergewebes wird eine herkömmliche Bohrerspitze beim Bohrvorgang abgedrängt, sodass die Achse der erzeugten Bohrung von der idealen Linie abweicht. 



  Dies hat zur Folge, dass bei mehrlagigen Leiterplatten (Multilayer) mit einer Vielzahl Schaltkreisebenen die Kontaktierung der einzelnen Anschlüsse im Innern der Platine nicht gewährleistet ist. 



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Bohrwerkzeug zu schaffen, welches einerseits eine hohe Positionsgenauigkeit und Geradheit der Bohrung gewährleistet und gleichzeitig eine gleichmässig gute und sicher durchkontaktierbare Oberfläche erzeugt. 



  Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss bei einem Bohrer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind weitere vorteilhafte Ausführungen aufgeführt. 



  Ein erfindungsgemässer Bohrer weist somit zwei oder mehr Schneiden und Bohrspitzen auf. Der Durchmesser, auf dem die Bohrspitzen liegen, ist dabei kleiner als der Bohrdurchmesser. 



  Mehrere Bohrspitzen, welche zwischen der Bohrerachse und dem Aussendurchmesser liegen, ergeben sehr gute Zentriereigenschaften. Die Ausbildung der Bohrspitzen mit gleicher Spitzenhöhe unterstützt diese Eigenschaft. 



  Die vorteilhaften Werte des Winkels  alpha 1 zwischen den Aussenschneiden und der durch die Bohrspitzen verlaufenden Ebene liegen bei ca. 5 bis 60 Grad, vorzugsweise bei 20 bis 50 Grad. 



  Die vorteilhaften Werte des Winkels  alpha 2 zwischen den Innenschneiden und der durch die Bohrspitzen verlaufenden Ebene sind ca. 5 Grad bis 60 Grad, vorzugsweise 15 bis 40 Grad. 



  Durch eine innere Kühlmittelzufuhr bzw. Kühlluftzufuhr kann die Standzeit des Bohrers verbessert und eine gleichmässige Oberflächenqualität erreicht werden. Im Bereich der Bohrspitzen kann zur Wirkungsverbesserung der Kühlung ein spiralförmiger Kühlmittelkanal angeordnet sein. 



  Anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele wird im Folgenden die Erfindung weiter beschrieben, wobei die Ausführungsbeispiele nicht als die Erfindung einschränkend anzusehen sind. 



  In der Zeichnung zeigen: 
 
   Fig. 1 eine Seitenansicht eines Bohrers mit zwei Spitzen gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 
   Fig. 1a die Draufsicht eines Bohrers mit zwei Spitzen und einen positiven Winkel  alpha 3. 
   Fig. 1b die Draufsicht eines Bohrers mit zwei Spitzen und einem negativen Winkel  alpha 3. 
   Fig. 2 eine Seitenansicht eines Bohrers mit zwei Spitzen und einem Radius R an den Schneidecken am Aussendurchmesser 
   Fig. 3 eine Seitenansicht eines Bohrers mit zwei Spitzen und einem Kantenbruch 10 an der Schneidecke am Aussendurchmesser und einem Radius R an den Bohrspitzen 
   Fig. 4 eine Seitenansicht eines Bohrers mit zwei Spitzen und einem zentralen Kühlkanal 14. 
   Fig. 5 eine Seitenansicht eines Bohrers mit zwei Spitzen und einem spiralförmigen Kühlkanal 16. 
   Fig.

   6 eine Seitenansicht eines gerade genuteten Bohrers mit zwei Spitzen (Spiralwinkel  alpha 5 = 0 DEG ). 
 



  Der Bohrer des in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung hat zwei Spitzen 2, 4 und zwei Schneiden 6, 8, wobei die zwei Bohrspitzen gleiche Höhe haben. 



  Die Bohrspitzen 2, 4 liegen auf einem Kreis, dessen Durchmesser kleiner ist als der an den Schneidecken gemessene Bohrerdurchmesser D. Der Abstand der Bohrspitzen 2 und 4 von der Schneidecke in Richtung Bohrerzentrum gemessen, beträgt das 0,1- bis 0,4fache des Bohrerdurchmessers D (Fig 1). 



  Die Bohrerinnenschneide ist hohl. Deren Spanfläche endet in einer Tiefe t axial von den Bohrspitzen entfernt. Durch die radial weiter innen liegenden Bohrspitzen 2, 4 ergibt sich eine zusätzliche Aussenschneide 6. 



  Durch diese Geometrie wird in Verbindung mit dem Spanwinkel von 0 Grad eine erheblich bessere Zentriergenauigkeit erreicht. 



  Die Aussen- und die Innenschneiden bilden bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 einen Winkel  alpha  1 bzw.  alpha  2 mit der durch die Bohrspitzen verlaufenden Ebene. 



  Der Micro-Bohrer in Fig. 2 zeigt im Wesentlichen den Bohrer des ersten Beispiels. Als Bezugszeichen werden dieselben wie in Fig. 1 verwendet. Entsprechende Teile werden nicht erneut beschrieben. 



  Der Bohrer unterscheidet sich von dem in Fig. 1 beschriebenen dadurch, dass die Schneidecken mit einem Radius R ausgeführt wurden. 



  In Fig. 3 sind die Schneidecken mit einer Schneideckenfase 10 und zusätzlich die Bohrspitzen mit einem Radius R versehen. 



  Das Ausführungsbeispiel in Fig. 4 zeigt einen Micro-Bohrer wie in Fig. 1 dargestellt mit einem zentralen Kühlkanal bzw. Kühlluftzuführung 14. 



  In Fig. 5 ist zusätzlich zu dem zentralen Kühlkanal ein radial ausserhalb der Bohrspitzen liegender spiralförmiger Kühlkanal 16 angeordnet. Dadurch wird eine maximale Kühlwirkung an der Stirnseite des Bohrers erreicht. Der Verschleiss wird dadurch stark reduziert und eine gleichmässig gute Bohrwandoberfläche erreicht. 



  In t ist ein gerade genuteter Micro-Bohrer mit zwei Bohrspitzen dargestellt.



  



  The invention relates to a micro drill according to the preamble of patent claim 1.



  When using the drills in the circuit board industry, high demands are placed on the surface quality of glass and carbon fiber reinforced materials as well as on the positional accuracy and straightness of the hole. A conventional drill tip is pushed out during the drilling process by the individual fibers of the glass fiber or carbon fiber fabric, so that the axis of the hole produced deviates from the ideal line.



  As a result, contacting the individual connections inside the circuit board is not guaranteed in the case of multilayer printed circuit boards (multilayer) with a large number of circuit levels.



  The invention is based on the object of creating a drilling tool which, on the one hand, ensures a high positional accuracy and straightness of the drilling and at the same time produces a uniformly good and safely through-contactable surface.



  This object is achieved according to the invention in a drill with the features of claim 1. Further advantageous designs are listed in the dependent claims.



  A drill according to the invention thus has two or more cutting edges and drill tips. The diameter on which the drill tips lie is smaller than the drill diameter.



  Several drill tips, which lie between the drill axis and the outside diameter, result in very good centering properties. The formation of the drill tips with the same tip height supports this property.



  The advantageous values of the angle alpha 1 between the outer cutting edges and the plane running through the drill tips are approximately 5 to 60 degrees, preferably 20 to 50 degrees.



  The advantageous values of the angle alpha 2 between the inner cutting edges and the plane running through the drill tips are approximately 5 degrees to 60 degrees, preferably 15 to 40 degrees.



  An internal coolant supply or cooling air supply can improve the service life of the drill and achieve a uniform surface quality. A spiral coolant channel can be arranged in the area of the drill tips to improve the effectiveness of the cooling.



  The invention is further described below on the basis of preferred exemplary embodiments, the exemplary embodiments not being regarded as restricting the invention.



  The drawing shows:
 
   Fig. 1 is a side view of a drill with two tips according to a first embodiment of the invention.
   1a shows the top view of a drill with two tips and a positive angle alpha 3.
   1b shows the top view of a drill with two tips and a negative angle alpha 3.
   Fig. 2 is a side view of a drill with two tips and a radius R on the cutting corners on the outer diameter
   Fig. 3 is a side view of a drill with two tips and an edge break 10 on the cutting corner on the outside diameter and a radius R on the drill tips
   4 shows a side view of a drill with two tips and a central cooling channel 14.
   5 is a side view of a drill with two tips and a spiral cooling channel 16.
   FIG.

   6 shows a side view of a straight fluted drill with two tips (spiral angle alpha 5 = 0 °).
 



  The drill of the first exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 1 has two tips 2, 4 and two cutting edges 6, 8, the two drill tips having the same height.



  The drill tips 2, 4 lie on a circle, the diameter of which is smaller than the drill diameter D measured at the cutting corners. The distance of the drilling tips 2 and 4 from the cutting corner in the direction of the drill center is 0.1 to 0.4 times the drill diameter D (Fig 1).



  The cutting edge of the drill is hollow. The rake face ends axially at a depth t from the drill bits. An additional external cutting edge 6 results from the radially further inner drilling tips 2, 4.



  This geometry, in conjunction with the rake angle of 0 degrees, achieves significantly better centering accuracy.



  In the exemplary embodiment in FIG. 1, the outer and inner cutting edges form an angle alpha 1 and alpha 2 with the plane running through the drill tips.



  The micro drill in FIG. 2 essentially shows the drill of the first example. The same reference numerals are used as in FIG. 1. Corresponding parts are not described again.



  The drill differs from that described in FIG. 1 in that the cutting corners were designed with a radius R.



  In Fig. 3 the cutting corners are provided with a cutting corner chamfer 10 and in addition the drilling tips with a radius R.



  The exemplary embodiment in FIG. 4 shows a micro-drill as shown in FIG. 1 with a central cooling duct or cooling air supply 14.



  In FIG. 5, in addition to the central cooling channel, a spiral cooling channel 16 lying radially outside the drilling tips is arranged. This achieves a maximum cooling effect on the front of the drill. Wear is greatly reduced and an evenly good drilling wall surface is achieved.



  A straight-fluted micro-drill with two drill bits is shown in t.

Claims

1. Micro-Bohrer für die Leiterplattenfertigung mit 0,05 bis 1,5 mm Durchmesser und mit zwei oder mehr Schneiden (6, 8) und zwei oder mehr Bohrspitzen (2, 4), dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Kreises, auf dem die Bohrspitzen liegen, kleiner ist als der an den Schneidecken gemessene Bohrerdurchmesser D und der Abstand der Bohrspitzen von der Schneidecke, radial in Richtung Bohrerzentrum gemessen, das 0,1- bis 0,4fache des Bohrerdurchmessers D beträgt. 1. Micro drill for circuit board manufacture with 0.05 to 1.5 mm diameter and with two or more cutting edges (6, 8) and two or more drill tips (2, 4), characterized in that the diameter of the circle on the drill tips are smaller than the drill diameter D measured at the cutting corners and the distance of the drill tips from the cutting corner, measured radially in the direction of the drill center, which is 0.1 to 0.4 times the drill diameter D.

2. Micro-Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei oder mehr Bohrspitzen (2, 4) axial die gleiche Höhe haben. 2. Micro drill according to claim 1, characterized in that the two or more drill tips (2, 4) axially have the same height.

3. Micro-Bohrer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidecken, welche durch die Aussenschneiden (6) und den Aussen-Bohrerdurchmesser D begrenzt werden, einen Radius R oder eine Schneideckenfase (10) aufweisen (Fig. 2). 3. Micro drill according to claims 1 and 2, characterized in that the cutting corners, which are limited by the outer cutting edges (6) and the outer drill diameter D, have a radius R or a cutting corner chamfer (10) (Fig. 2) ,

4. 4th

Micro-Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrspitzen (2, 4) einen Radius R aufweisen (Fig. 3). Micro drill according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drill tips (2, 4) have a radius R (Fig. 3).

5. Micro-Bohrer nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel ( alpha 1) zwischen den Aussenschneiden (6) und der durch die Bohrspitzen (2, 4) verlaufenden Ebene 5 bis 60 Grad, vorzugsweise 20 bis 50 Grad beträgt. 5. Micro drill according to one of claims 1-4, characterized in that the angle (alpha 1) between the outer cutting edges (6) and the plane running through the drilling tips (2, 4) is 5 to 60 degrees, preferably 20 to 50 Degrees.

6. Micro-Bohrer nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel ( alpha 2) zwischen den Innenschneiden (8) und der durch die Bohrspitzen (2, 4) verlaufenden Ebene 5 bis 60 Grad, vorzugsweise 15 bis 40 Grad beträgt. 6. Micro drill according to one of claims 1-5, characterized in that the angle (alpha 2) between the inner cutting edges (8) and the plane running through the drilling tips (2, 4) is 5 to 60 degrees, preferably 15 to 40 Degrees.

7. Micro-Bohrer nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zentraler Kühlkanal (14) oder eine Kühlluftzuführung vorgesehen ist. 7. Micro drill according to one of claims 1-6, characterized in that a central cooling channel (14) or a cooling air supply is provided.

8. 8th.

Micro-Bohrer nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Bohrspitzen (2, 4) ein spiralförmiger Kühlmittelkanal (16) vorgesehen ist. Micro-drill according to one of claims 1-7, characterized in that a spiral-shaped coolant channel (16) is provided in the area of the drill tips (2, 4).

9. Micro-Bohrer nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschneiden unter einem Winkel ( alpha 3) von -7 bis +10 Grad, vorzugsweise 0 bis 7 Grad zur Verbindungslinie der Schneidecken liegen. 9. Micro drill according to one of claims 1-8, characterized in that the main cutting edges are at an angle (alpha 3) of -7 to +10 degrees, preferably 0 to 7 degrees to the connecting line of the cutting corners.

10. Micro-Bohrer nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrer einen Spiralwinkel ( alpha 5) von 0 bis 15 Grad aufweist. 10. Micro drill according to one of claims 1-9, characterized in that the drill has a spiral angle (alpha 5) of 0 to 15 degrees.