PCB 加工技術: PCB 穴あけアプリケーションの知識

多くの PCB 工場は、PCB 穴あけは低送り速度と低速で完了する必要があると誤って信じています。 昔はそうでしたが、今の超硬ビットは違います。

実際、適切なドリル ビットを選択すれば、ユーザーは PCB の生産性を大幅に向上させ、穴あたりのコストを包括的に削減できます。 エンド ユーザー向けに、超硬刃先を備えた 4 つの基本タイプのドリルから選択できます。ソリッド カーバイド、スローアウェイ インサート、溶接超硬チップ、および交換可能な超硬チップです。 それぞれに特定のアプリケーションでの利点があります。

最初のソリッド カーバイド ビットは、最新の PCB 加工技術で使用されます。 細粒超硬合金製で、工具寿命を向上させるために TiAlN コーティングが施されています。 これらのセルフ センタリング ドリルは、特別に設計された切れ刃により、ほとんどの被削材で優れた切りくず処理と切りくず除去を実現します。 一体型カーバイド ビットのセルフ センタリングの幾何学的な角度と優れた精度により、追加の処理なしで高品質の穴が確実に得られます。

刃先交換式ビットは、穴あけ深さが 2XD から 5XD までの大口径範囲をカバーします。 ロータリーアプリケーションと旋盤の両方に使用できます。 ほとんどの被削材に対して、これらのドリルはセルフ センタリングの幾何学的角度を使用して切削抵抗を減らし、優れた切りくず処理を実現します。

溶接ドリルで加工された穴は、かなり高い表面仕上げ、高い寸法精度、および良好な位置精度を備えており、それ以上の仕上げは必要ありません。 冷却スルーホールにより、溶接ドリルビットは十分な安定性と速度でマシニングセンター、CNC旋盤またはその他の機械に使用できます。

最後のタイプのドリル ビットは、スチール カッター ボディとクラウンと呼ばれる交換可能な一体型超硬ドリル ポイントを組み合わせたものです。 この種のドリルは、溶接ドリルと同等の精度を前提として、より低い加工コストでより高い生産性を得ることができます。 超硬クラウンを備えたこの新世代のビットは、正確なサイズのインクリメントを提供し、セルフ センタリングの幾何学的角度を備えているため、高い加工サイズ精度が保証されます。

公差と機械の安定性を慎重に検討する

PCB 工場は、処理の特定の公差に従ってドリル ビットを選択する必要があります。 通常、穴の直径が小さいほど、公差が厳しくなります。 次に、ビット製造業者は、公称ボア径と上限公差を指定してビットを分類します。 すべてのタイプのドリル ビットの中で、一体型の超硬グループ ドリル ビットが最も公差が厳しいです。 これにより、公差が非常に厳しい穴あけに最適です。 工場で直径 10 mm の一体型超硬ビットで穴を開けることができる場合の公差 0 ～ +0.03 mm。

一方、溶接ドリルや山高の超硬クラウン交換式ドリルは公差0～+0.07mmの穴加工が可能です。 これらのドリルは、多くの場合、掘削の生産と加工に適しています。 インデックス可能なビットは、産業での重い作業用の一種のビットです。 通常、初期費用は他のドリルよりも低くなりますが、これらのドリルの公差は最大であり、直径/穴の深さの比率の公差に基づいて 0 ～ +0.3 mm の範囲になります。 これは、穴の公差が大きい場合、エンド ユーザーが交換可能なブレード ドリルを使用できることを意味します。

穴の公差とともに、工場は選択プロセスで工作機械の安定性を考慮する必要があります。 安定性が工具寿命と穴あけ精度を保証するためです。 工場は、工作機械の主軸、治具、付属品の状態を確認するものとします。 また、ビット固有の安定性も考慮する必要があります。 例えば、一体型超硬ビットは最高の剛性を提供し、高い精度が得られます。 一方、スローアウェイ式のブレードビットはたわみやすい。 中央の内刃と、内刃から刃先に向かって外側に伸びる刃の2枚刃を備えたドリルで、最初は1枚の刃で切断します。 これにより、ビット本体がたわむ不安定な状況が生じます。 また、ドリル長が長くなるほど偏差が大きくなります。 したがって、4XD 以上でスローアウェイ ビットを使用する場合、工場では、最初のミリメートルで送り速度を下げてから、通常の送り速度まで上げることを検討する必要があります。

溶接ビットとコンバーチブル クラウン ビットは、セルフ センタリングの幾何学的角度を形成する 2 つの対称的な刃先として設計されています。 この安定した切削設計により、ドリル ビットが全速力で工作物に入ることができます。 唯一の例外は、ドリル ビットが加工面に対して垂直でない場合、切り込みと切り取りの際に送りを 30% ～ 50% 下げることをお勧めすることです。 スチール製のビット本体はわずかなたわみを許容し、旋盤への適用を可能にします。 ただし、剛性の高い超硬ビットは、特にワークの芯出しが不十分な場合、簡単に破損する可能性があります。 多くの工場で発生するチップ除去の問題を無視しないでください。 実際、穴あけ加工、特に低炭素鋼の加工では、切りくず除去の悪さが最も一般的な問題です。 そして、どんな種類のドリルが使用されていても。

工場ではこの問題を解決するために外部冷却を使用することがよくありますが、これは 1XD 未満の穴の深さと切断パラメータを減らすためにのみ適用されます。 それ以外の場合は、穴の直径に一致する流量と圧力を持つ適切なクーラントを使用する必要があります。 スピンドル中心の冷却を持たない工作機械の場合、工場はクーラントを外側から内側に向ける装置を使用する必要があります。 穴が深くなればなるほど、切りくずの除去が難しくなり、より高い冷却圧力が必要になることに注意してください。

PCB メーカーが推奨する最小冷却流量レベルを常に確認してください。 流量が少ない場合は、供給速度を下げる必要がある場合があります。

ライフサイクルコストの確認

生産性または穴あたりのコストは、今日の掘削に影響を与える最大のトレンドです。 これは、ビット メーカーが特定のプロセスを組み合わせる方法を見つけ、高送り速度と高速加工に適応できるビットを開発する必要があることを意味します。 交換可能な超硬チップを備えた最新のビットは、優れた経済性を提供します。 エンドユーザーは、ビット本体全体を交換する代わりに、溶接ビットまたは一体型超硬ビットを再研磨するのと同等の価格の超硬ビットのみを購入します。 これらのクラウンは交換が簡単で正確です。 工場では、ドリルビット本体に複数のクラウンを使用して、いくつかの異なる仕様の穴をあけることができます。

このモジュール式ドリル システムは、直径 12 mm ～ 20 mm のドリルの在庫コストを削減します。 さらに、この実用新案により、溶接ドリル ビットまたは一体型超硬ドリル ビットを再研磨する際のバックアップ ドリル ビットのコストが不要になります。

穴あたりのコストを検討する場合、工場は工具の総寿命も考慮する必要があります。 一般的に、工場の場合、一体型の超硬ドリルは 7 ～ 10 回の再研磨が可能ですが、溶接ドリルは 3 ～ 4 回しか再研磨できません。 一方、クラウン型ドリルのスチールカッター本体は、スチール部品の加工時に少なくとも20～30個のクラウンに交換できます。 生産性の問題もあります。

PCB 溶接ビットまたは一体型超硬ビットは再研磨する必要があります。 したがって、工場では切りくずの付着を避けるために速度を下げる傾向があります。 ただし、交換可能なヘッドを備えたビットは再研磨する必要がないため、PCB 工場は、超硬材料の切りくずの付着を心配することなく、処理中に十分な送り速度と速度を使用できます。 溶接ビットや超硬ビットと比較して、新しいクラウンタイプのビットは安定した工具寿命を持っています。

多くの場合、リグランド ビットは新しいビットの性能に達しません。 これは、再研磨の際、刃先形状や刃先研磨を新品と同じにすることが難しいためです。 不適切な刃先研磨は、ドリル ビットに切りくずが付着しやすくしたり、処理に大きなトルクや電力が必要になったり、より多くの熱を発生させたりして、工具の寿命を縮めます。