钻孔与外型加工制程

钻孔与外型加工制程

1、Algorithm 算法
在各种计算机数值操控(CNC,Computer Numerical Control)的设备中，其软件有限指令的集合体，称为"算法"。可用以执行简单的机械动作，如钻孔的呆板严谨的程或(Program)即根据某一算法所写出的。算法需满足五要素:(1)输入可有可无，(2)至少一个输出，(3)每个指令清晰明确定义，(4)执行需在有限步骤内结束，(5)每个指令需可由人仅用笔和纸执行。

2、Back Taper 反锥斜角
指钻针自其尖部向柄部延伸之主干上，其外缘之投影稍呈现头大尾小之外形，如此将可减少钻针外表与孔壁的摩擦面积。此一反斜角称为 Back Taper ，其角度约1～2°之间。

3、Back﹣up 垫板
是钻孔时垫在电路板下，与机器台面直接接触的垫料，可避免钻针伤及台面，并有降低钻针温度，清除退屑沟中之废屑，及减少铜面出现毛头等功用。一般垫板可采酚醛树脂板或木浆板为原料。

4、Bevelling 切斜边
指金手指的接触前端，为方便进出插座起见，特将其板边两面的直角缘线削掉，使成 30～45℃ 的斜角，这种特定的动作称为 "切斜边"。

5、Bits 头
指各种金属工具可替换之尖端，例如钻针(头)Drill Bits，板子外形成形用的旋切头 Rounting Bits，或烙铁头 Solder Iron Bits 等。

6、Blanking 冲空断开
利用冲模方式，将板子中央无用的部份予以冲掉。

7、Burrr 毛头
在 PCB 中常指钻孔或切外形时，所出现的机械加工毛头即是。偶而也用以表达电镀层之粗糙情形。

8、Carbide 碳化物
在 PCB 工业中，此字最常出现在钻孔所用的钻针(头)上，这种耗材的主要成份为"碳化钨Tungsten Carbide (WC)，约占94％，其余6％为金属钴粉(当成黏结)。此碳化钨之硬度高 7度以上，可用以切割玻璃，业界多简称为Carbide

9、Chamfer 倒角
在电路板的板边金手指区，为了使其连续接点的插接方便起见，不但要在板边前缘完成切斜边(Bevelling)的工作外，还要将板角或方向槽(Slot)口的各直角也一并去掉，称为"倒角"。也指钻头其杆部末端与柄部之间的倒角。

10、Chisel 凿刃
是指钻针的尖部，有四条棱线使尖部分割成金字塔状的四个立体表面，些分割的棱线有长短两条，其较短的立体转折棱线，即图中之2第称为"Chisel"，是钻针最先刺入板材的定位点。

11、Controlled Depth Drilling定深钻孔
指完成压合后之多层板半成品，经Z轴设定钻深所钻出之盲孔，此作业法称为"定深钻孔"。本法非常困难，不但要小心控制Z轴垂直位移的准确度，而且还要严格控制半成品本身，与盖板、垫板等厚度公差。之后的 PTH与电镀铜更为困难，一旦孔身纵横比超过1：1时，就很难得到可允收的镀铜孔壁了。将来这种传统多层板不同深度的盲孔，均将会被"多次压合法"(Sequential Laminations)或"增层法" (Build Up Process)所取代。

12、Debris碎屑，残材
指钻孔后孔壁上所残留的铜质碎屑。又Debris Pack是指板子无导线基材表面之铜屑。

13、Deburring 去毛头
指经各种钻、剪、锯等加工后，在材料边缘会产生毛头或毛口，需再经细部的机械加工或化学加工,以除去其所产生的各种小毛病，谓之"Deburring"。在电路板制造中尤指钻孔后对孔壁或孔口的整修而言。

14、Die 冲模，铸模
多用于单面板之外缘成形，及板内"非导通孔"(NPTH)之冲切成形用，有公模(Male)及母模( Female 亦称 Die Plate)之分。目前极多小面积大数量之低品级双面板,也都采用冲模方式去做成形。此种"冲切"(Punch)的快速量产方式，可代替缓慢昂贵的旋切侧铣(Routing)法,使成本得以大幅降低。但对于数量不大的板子则无法使用，因开模的费用相当昂贵之故。

15、Digitizing 数字化
在电路板工业中，是指将板面的孔位或导体位置，各以其在 X 及 Y 坐标上的数据表示之，以方便计算机作业，称为"数字化"。

16、Drill Facet 钻尖切削面
钻头尖端的切削表面,共有两个"第一切削面"(Primary Facet)，及两个"第二切削面"(Secondary Facet),其削面间并有特定的离隙角(Relief Angle)，以方便旋转切入板材之中。

17、Drill Pointer 钻针重磨机
当钻头用钝不锐利后，需将钻针的尖部以钻石砂轮重新磨利(Resharping)以便再用。因此类重磨只能在尖部施工，故称为"磨尖机 Pointer"。

18、Drilled Blank 已钻孔的裸板
指双面或多层板，完成钻孔尚未进行显像转移的裸板。

19、Entry Material 盖板
电路板钻孔时，为防止钻轴上压力脚在板面上造成压痕起见，在铜箔基板上需另加铝质盖板。此种盖板还具有减少钻针的摇摆偏滑，降低钻针的发热，及减少毛头的产生等功用。

20、Flair 第一面外缘变形，刃角变形
在PCB业中是指钻针之钻尖部份，其第一面之外缘变宽至刃角（Corner）变形，是因钻针不当的"重磨"（Re-Sharping）所造成，属于钻针的次要缺点。

21、Flare 扇形崩口
在机械冲孔过程中，常因模具的不良或板材的脆化，或冲孔条件不对，造成孔口板材崩松、形成不正常的扇形喇叭口，称为Flare。

22、Flute 退屑槽，退屑沟
指钻头(Drill Bit或译钻针)或铣刀(Routing Bit)，其圆柱体上已挖空的部份，可做为废屑退出的用途，称为退屑槽或退屑沟。

23、Foil Burr 铜箔毛边
当铜箔基板经过切割、钻孔或冲切(Punch)后,其机械加工的边缘常会出现粗糙或浮起的现象，谓之Foil Burr。

24、GAP 第一面分离，长刃断开
指钻尖上两个第一面分开，是重磨不良所造成，属钻头的次要缺点。

25、Glass Fiber protrusion ／Gouging，Groove 玻纤突出 ／挖破
由于钻头不够锐利或钻孔操作不良，以致未将玻纤完全切断却形成撕起，或部份孔壁表面也被挖破(Gouging or Groove)出现凹陷，二者皆会造成孔铜壁的破洞(Voids)。因"玻纤突出"处是高电流区，将镀出很厚的铜瘤，插装时会被弄断而出现破洞。至于挖破处也由于是低电流密度区，故铜层很薄，甚至可能镀不上去，也可能形成孔壁破洞。

26、Haloing 白圈、白边
是指当电路基板的板材在进行钻孔、开槽等机械动作，一但过猛时，将造成内部树脂之破碎或微小分层裂开的现象，称之为 Haloing。此字 Halo 原义是指西洋"神祇"头顶的光环而言，恰与板材上所出现的"白圈"相似，故特别引申成为电路板的术语。 另有"粉红圈"之原文，亦有人采用 Pink Halo 之字眼。

27、Hit 击
是指钻孔时钻针每一次"刺下"的动作而言。如待钻孔的板子是三片一叠者，则每一次 Hit 将会产生三个 Hole。

28、Hole Location 孔位
指各钻孔的中心点所座落的坐标位置。

29、Hook 切削刃缘外凸
钻针的钻尖部份，系由四个金字塔形的立体表面所组成，其中两个第一面是负责切削任务，两个第二面是负责支持第一面的。其第一面的前缘就是切削动作的刀口。正确的刀口应该很直，重磨不当时会使刀口变成外宽内窄的弯曲状，称为 Hook，是一种钻针的次要缺点。恰与 Layback 相反。

30、Lay Back 刃角磨损
一般钻头(或称钻针)的钻尖上，共有金字塔形的四个斜面，其中两个是切削用的第一面,及两个支持用的第二面。实地操作时是"钻尖点"(Point)先刺到板材上，然后一方面旋转切削，一方面排出废料及向前推进，直到孔径将要完成时，就要靠两个第一面最外缘的刃角(Corner)去修整孔壁。故此二"刃角"必须要尽量保持应有的直角及锐利,其孔壁表面才会完好。当钻头使用过度时(如1500 击 Hit 以上),则刃角的直角处将会被磨圆(Rounding)，再加上第一面刀口外侧的崩破耗损(Flank Wear),此两种" Wear＋Rounding"的总磨损就称为 Lay﹣Back。是钻头品质上的重大缺点。

31、Margin 刃带、脉筋
此术语在电路板工业中有两种说法，其一是指钻头(针)的钻尖部，其外缘对称所突出的两股带状凸条而言，是由钻尖的第一面及第二面所共同组成的。即所附之(a)侧视图及(b)俯视图内各箭头所指之部位即称为脉筋。脉筋的功用是支持第一面最外侧的刃角(Corner)，使在孔径快完成时对孔壁做最后表面修整。另有Margin Relief"脉筋旁挖空",即指(a)图及(c)图中部份第二面实体自刃带面向内撤回后，所留下的"虚空"地带，其目的在突显"脉筋"使其浮出，而令刃角得以对孔壁进行切削修整。而由于 Margin Relief 自身的退缩,又可大幅减少与孔壁的磨擦问题。Margin 在电路板的第二种用法是在"扁平排线"(Flat Cable，即单面排线之软板，或其它扁平胶封排线等)方面，系指其边缘无导体的狭长板边地带。

32、N.C.数值控制
为Numerically Controlled或Numerical Control的缩写，在电路板工业中多指钻孔机，接受程序机中打孔纸带的指挥，在台面及钻轴同步移动中，分别对X及Y轴进行" 数值定位 "之控制，使钻尖能准确的刺在预计的定点上。此种管理方式称为"数值控制"法。

33、Nail Head 钉头
是指多层板在钻孔后，其内层孔环在孔壁表面所呈现的厚度，比起原始铜箔来的更厚。其原因是钻头尖部(Tip)的刃角(Corner)，在钻过多孔失去原有的直角，而呈现被磨圆的形状，致使对铜箔切削不够锐利，强行推挤之下，造成孔环内缘侧面出现如"钉头"的现象，称为"Nail Head "。通常内层铜环发生严重钉头时，其孔壁树脂部份也必定粗糙不堪。新钻头或正常重磨的钻头就不会发生严重的钉头。一般规范对钉头的允收标准是"不可超过所用铜箔厚度的50％"，例如1 OZ铜箔(1.4 mil厚) 在钻孔后若出现钉头时，则其允收的上限不可超过 2.1 mil。

34、Numerical Control 数值控制，数控
对电子式监控装置，施以数值或数字输入方式，而对自动控制之电子机械设备进行操作及管理，称为 NC法，如PTH或电镀生产线之自动操控即是。

35、Offset 第一面大小不均
指钻针之钻尖处，其两个第一面所呈现的面积不等，发生大小不均现象，是由于不良的重磨所造成，为钻针的主要缺点。

36、Oilcanning盖板弹动
钻孔时盖板(Entry Material)表面受到压力脚动作的影响，出现配和一致性的上下弹动，如同挤动有嘴的滑油罐一般，称为Oilcanning。

37、Overlap钻尖点分离
正常的钻尖是由两个第一及两个第二面，再加上长刃及凿刃之棱线，所组成四面共点金字塔形的立体，该项点则称为钻尖点(Drill Point)。当重磨不良时，可能会出现两个钻尖点，对刺入的定位不利，是钻针的重大缺点。

38、Plowing犁沟
钻孔之动作中，由于钻头摩擦温度太高。使得树脂变软而被钻头括起带起，致使孔壁上产生如犁田般的深沟，称为Plowing。

39、Point Angle钻尖角
是指钻针之钻尖上，由两条棱线状的长刃所构成的夹角，称为"钻尖角"。

40、Point钻尖
是指钻头的尖部，广义是指由两个"第一面"(Primary facet)及两个第二面(Second facet)所共同组成的四面锥体。狭义上则仅指由此四面所集合而成的一个尖点，也正是钻头快速旋转的轴心点及首先刺入板材的先锋。

41、Pressure Foot压力脚
是钻孔机各转轴(Spindles)下端一种筒状的组件，当主轴降下钻头(针)欲在叠层板面上开始钻孔前的瞬间，钻针外围得压力脚会先踩在盖板面上，使待钻板叠变得更为稳定，并限制钻出屑尘飞散，而让真空吸尘效果更好。

42、Punch冲切
将欲加工的板材，放置在阴阳模具之间，然后利用机械转动的瞬间冲击切剪力量，完成其"产品个体"的成形，谓之冲切。一般电路板加工中常使用阳模冲向阴模而将板材冲断，一般单面板之外形及各种穿孔，即可用冲切方式施工。

43、Rake Angle抠角，耙角
是指当切削工具欲待除去的废屑，自工作物表面抠起或耙起时，其工具之刃面与铅直的法线间所形成的交角谓之Rake Angle。电路板切外形(Rounting)所用铣刀上，各刃口在快速旋转的连续切削动作中，即不断快速出现如图内所示之"耙角"。

44、Relief Angle浮角
指切外形"铣刀"(Router Bit)上之各铣牙在耙起板材之废屑时，其铣牙刃面与底材面所形成的夹角谓之"Relief Angle"，见前Rake Angle中之附图。

45、Resin Smear胶糊渣，胶渣
以环氧树脂为底材的FR-4基板，在进行钻孔时由于钻头高速摩擦而产生强热，当其高温远超过环氧树脂的玻璃态转化温度(Tg)时，则树脂会被软化甚至熔化，将随着钻头的旋转而涂布在孔壁上，称为 Resin Smear。若所钻孔处恰有内层板之铜环时，则此胶糊也势必会涂布在其铜环的侧缘上，以致阻碍了后续 PTH 铜孔壁与内层铜环之间的电性导通互连。因而多层板在进行 PTH制程之前，必须先妥善做好"除胶渣"(Smear Removal)的工作，才会有良好的品质及可靠度。

46、Ring套环
欲控制钻头(针)刺入板材组合 (含盖板、待钻板与垫板)之深度时，必须在针柄夹入转轴(Spindle)之前，先在柄部装设一种套紧的塑料环具，以固定及统一其夹头所夹定的高度，此种套定工具称为Ring。

47、Roller Cutter辊切机(业界俗称锯板机)
是对基板修边或裁断所用的一种机器，其切开板材的断口，远比剪床更为完美整齐，可减少后续流程的刮伤及粉尘的污染。 [注：辊读做滚]

48、Routing切外型
指已完工的电路板，将其制程板面(Panel)的外框或周围切掉，或进行板内局部挖空等机械作业，称为"Routing"。其操作方式主要是以高速的旋转"侧铣"法，不断将边界上板材"削掉"或"掏空"的机械动作。经常出现的做法有 Pin Stylus NC，及水刀等方式，有时也称为"旋切法"(Rotation Cutting)，其机器则统称为切外型机或"切型机"(Router)。

49、Runout偏转，累积距差
此词在PCB工业中有两种意义，其一是指高速旋转中的钻尖点；从其应该呈现的单点状轨迹，变成圆周状的铙行轨迹。也就是在钻针自转中，出现了不该有的"绕转"或"偏转"，称为Runout。另在制前工程中，对小面积出货板，需在制程中以多排版方式先做出"逐段重复" (Step and Repeat)的底片，再继续进行大面积生产板面的流程。这种"重复排版"对各小板面的板面线路图案的间距上所累积的误差，亦称为Runout。

50、Selvage布边
指裁切之断口是出现在经向(Warp)上，亦即其布边之断纱皆为经纱之谓也。

51、Scoring，V型刻槽;折断边
数片小型板以藕断丝连式的薄材互接在一起，成为面积较大的集合板，可方便下游焊接作业及提高其效率。于完成组装后，再自原来薄材之 V型刻槽界分处予以折断分开。种从两面故意削薄以便于折断之刻痕称为Score或 V-Cut。此项机械工作要恰到好处并不容易，必须保持上下刀口之适当间距与精确对准，使中心余厚既可支持组装作业还要方便折断。其加工成效经常成为下游客户挑剔之处，主要关键在加工机器的精密与性能.

52、Shank钻针柄部
钻针(钻头)之柄部系供钻轴之夹头的夹定，作为整体钻针进行固定夹牢之用，由于钻头材料之碳化钨(Tangsten Carbide)硬度很高，紧夹时可能会损及金属夹头的牙口，故若改用一种不锈钢材做为钻柄，则不但硬度降低且成本亦可得以节省。市场上此种钻柄之商品已使用有年，其不锈钢与碳化钨两部份之套合是一项很专业的技术。

53、Shoulder Angle肩斜角
指钻头的柄部与有沟纹的钻部之间，有一段呈斜肩式外形的过渡区域，其所呈现的斜角称为 Shoulder Angle。

54、Smear胶糊渣，胶渣
当电路板在进行钻孔制程时，其钻头与板材在快速切削摩擦中，会产生高温高热，而将板材中的树脂(如环氧树脂)予以软化甚至液化，以致随着钻头旋转而涂满了孔壁，冷却后即成为一层胶渣。若所钻者为多层板时，其内层板之铜孔环的侧面，在后续 PTH 制程中必须与孔铜壁完全密接，以达到良好互连之目的。因而在进行PTH之前务必应将裸孔壁上的胶渣予以清除，称为"除胶渣"Smear Removal或Desmear。

55、Spindle钻轴，主轴
在电路板工业是指钻床上的主轴，可夹紧钻针进行高速旋转(60～120K RPM)，而在数层板材中进行钻孔的工作。

56、Splay斜钻孔
指所钻出的孔体与板面未能保持垂直的关系，这种斜孔的形成可能是由于钻针之钻尖面不均匀，或过度的偏转(Run Out)，以致当与板面接触的剎那，因阻力不均而发生偏斜刺进板材的情形。

57、Surface Speed钻针表面 (切线)速度
指钻针一面旋转一面刺入时其外缘之切线速度。一般是以"每分钟所行走的呎数"为单位 (Surface Feet Per Minute；SFM)是一种线性速度。业界常说的"Feed and Speed"其后者即为本词(注：Feed是指进刀率inch／min)。

58、Template模板
早期完工的电路板欲切外形(Routing)时，其切形侧面铣刀之路径，需顺沿一片专用模板的"外围"行走，故应先制作一片电木(Bakelite)的模板，才能进行手动切外形之工作。如今业界皆已采CNC方式之自动化切型机加工，多半不会再用的模板了。

59、Tungsten Carbide碳化钨
碳化钨之分子式为WC，是所有结构性物质中，在强度上之最高者，为电路板切削玻纤布之钻头和铣刀的主要原料。此物之熔点高达 2,780℃，固体硬度更在"自然硬度"的Mohs度 9度以上。钻头杆料是以 94％的碳化钨细粉做为主体，另外加入 6％ 的钴粉做为黏结剂与抗折物料，再加入少许的"碳化钽"做为黏结剂，并以石腊为混料的载体，送入高温炉在 1600℃ 的强热中，于 3000 大气压(Atm)或 44100 PSI强大压力下，将所有气泡及有机物挤出，而成为杆状的坚硬实体，系各种超硬切削工具的原材。此种特殊处理称为 Hot Isostate Pressing，或简称 Hipping。目前全世界能制造杆材的厂商甚少，只有美、日等数家而已。

60、Vapor Blasting蒸气喷砂
早期多层板钻孔后，曾采用高压水蒸气另加细砂进行喷打，以除去孔壁上的胶糊渣，称为"蒸气喷砂"法。但此法问题很多，故已改采化学溶蚀法，成功后即取而代之。蒸气喷砂法已成为历史名词了。

61、V-Cut，V型切槽
某些完工的小型电路板，常将多片小板以极薄的板材相连成为暂时性的大板面，以方便下游的自动化组装与焊接。此种联合式的大板上，其各小板间接壤处之正反两面，需以上下对准的 V 型刮刀，预先刮削出 V 型沟槽，以方便事后的折断分开，称为"V-Cut"。此种上下精密对准及深度控制都不容易，须小心选机及维护。

62、Web蹼部
是指钻头在"钻部"中心较薄，且稍呈盘旋之"躯轴部份"，用以支撑钻尖外侧的两把"厚斧"，于高速旋转中得以发挥刺入及切削的功能。正如鸭掌脚趾之间相连的蹼膜一般，故称为Web。当钻头进行钻孔时，钻尖蹼部是最先刺入板材的尖兵。愈往杆体尾端的蹼部，其厚度愈厚，目的在支持及增强旋转的动量，以避免被扭断，这种蹼部尖薄尾厚所形成的锥形角度，称为" Web Taper"。

63、Whirl Brush旋涡式磨刷法
这是一种钻孔后对孔口铜屑毛刺等，以平贴旋转式刷除的方法，与现行上下两轮直立旋转之局部压迫刷方式相比时，这种平贴旋刷法会将毛刺刷掉，不会对孔口铜环之缘口处产生强力压迫，避免使其陷向孔中而残存应力。如此也许可使孔壁在受到热应力时，减少发生孔口转角被拉断的危险。不过这全面平贴旋刷法却不易自动化，故从未在国内流行过。TIR Total Indicated Runout ; 所显示之总偏转是当钻针在钻孔时，因钻孔机的转轴或夹头的偏心，或钻头同心圆度的不良，而导致的"总偏转"谓之TIR。一般以 0.4mil为上限。