對于鉆頭大家不會太陌生，日常生活、生產(chǎn)中都會經(jīng)常使用，在電子行業(yè)超小型的鉆頭也被廣泛應用，最近，一款加工直徑僅為0.01mm超細微型鉆頭在深圳成功面世，一舉打破了寡頭把持的局面，并成為世界最小鉆頭。那么只有直徑只有1個絲的鉆頭到底有什么用途？研制超細微型鉆頭需要克服哪些問題？這將給我國的印刷電路板帶來怎么樣的新格局呢？

挑戰(zhàn)超微細加工極限，十年磨一劍，成功推出0.01毫米鉆頭

隨著電子芯片行業(yè)在先進制程上追趕納米級別的突破，對應的印刷電路板也進入了微米時代。對于超高速、多層、超精密、多種材質(zhì)的電路板的加工要求也進入了競爭激烈期，但是卡住脖子的就是加工工藝的限制，尤其是在電路板打孔上攻克十分困難。

上面說的“打孔”，行業(yè)名詞是：微孔。這是印制電路板的關鍵結構，機械鉆孔是印制電路板微孔主流的加工方法，而精密微型鉆頭則是加工印制電路板微孔的關鍵工具。

根據(jù)孔徑大小可以分為：小孔（1.00-3.00mm）、次孔（0.40-1.00mm）、超小孔（0.10-0.40mm）、微孔（0.01-0.10mm）、次微孔（0.01-0.001mm）、超微孔（0.0001mm）。目前激光可以打孔可以做到超微孔，而在0.01mm超細微型鉆頭面世之前廣泛使用的是超小孔鉆頭。

但是隨著集成電路超大型化和精密化，對于電路板的要求越來越多，尤其是5G發(fā)展迅速，高密度互連板（HDI）、柔性電路板（FPC）和代表電路板最高技術的“IC載板”在印刷板中的比重逐年上升。這就要求板材上的鉆孔越來越小，并且密度也越來越大。這就要求使用的鉆頭不但要更小，而且性能還要更好。

十年前，我國還只能生產(chǎn)直徑0.1mm的微型鉆頭，超小孔、微孔鉆頭只能進口，因為是損耗品，價格高、受限制極大的阻礙了國產(chǎn)電路板行業(yè)的發(fā)展。別小看一個小小的鉆頭，一年的用量是按照億支為單位的。其材料、工藝、精度、適應性都面臨諸多問題，我國企業(yè)如何攻關的沒有太多的相關披露信息，只提到了“NB涂層“解決了鉆頭磨損和壽命問題，在這里也不做過多探討。

一句話總結就是：我們搞定了，暫時還用不上的微孔和次微孔加工的鉆頭，未來的電路板加工不用愁。

搞定意味著5G產(chǎn)業(yè)中的電路板集成化程度更高，板載芯片有了加工技術保障，各種難題引刃而解。高頻高速板、軟板加工不再困難。

針尖繡花，打開通往世界市場的大門，為印刷電路板帶來新契機

0.01毫米是頭發(fā)絲的7分之一左右，雖然鉆體肉眼可見，但是作為鉆頭上還要刻出肉眼已觀察不到的螺旋角設計，難度早已超過“針尖繡花”。工作時速高達30萬轉每分鐘，要確保在高速運轉下不斷、不偏，切削刃鋒利、排削性能好、導熱穩(wěn)定，都需要極高的技術水平。

研發(fā)團體10年的努力，終于攻關成功：

在“0.01mm超微鉆頭”生產(chǎn)上，通過小螺旋角、多段小角度斜面過渡結構設計，保證了微鉆的可加工性和使用性能；通過設計專用的磨削砂輪和獨特的托架結構，執(zhí)行苛刻的砂輪動平衡標準，優(yōu)化磨削參數(shù)，實現(xiàn)了超細微鉆的高效高精度加工。

研發(fā)企業(yè)取得市場份額也是不錯的，據(jù)介紹：“全球每三部手機中，就有一部在加工中使用過該企業(yè)生產(chǎn)的超微鉆頭?！?其成為了我國唯一、世界僅2家能生產(chǎn)0.01毫米極小鉆頭的企業(yè)之一，2019年PCB微鉆銑刀年銷量達到3.7億支，市場占有率接近世界第一。

目前還不清楚是怎么解決微孔加工電路板過程中的同心度、跳動偏離問題的，有知道的朋友歡迎補充。可能有的朋友會說：激光打孔早就能做到0.0001mm的超微孔加工精度，為什么PCB行業(yè)還在用機械加工的方式呢？

這就要說到電路板的特殊性和激光打孔的缺點了.

首先，由于打孔工藝主要是為多層電路板上下層電路連同使用的，其孔徑大小、孔深和孔徑比都有嚴格要求，尤其是高頻、高速電路要求更加嚴格，這就要求加工一致性必須一致。而激光打孔雖然孔徑精度比較高，但是激光打出的孔具有一定的錐度，孔深以及孔深徑比均受限制，不利于電路板的后段加工。

其次，激光打孔一般比較適合單一材質(zhì)的，對于電路板的多層復雜材質(zhì)，激光打孔的精度就會大打折扣。再加上激光打孔過程中再冷凝的材料以及排出物可能會在孔的上邊緣出現(xiàn)，影響打孔的質(zhì)量。而采用鉆頭機械加工，對于重點考慮的就是排出廢料，所以機械加工長期穩(wěn)定。

最后，電路板打完孔還要做很多后段工藝，激光打孔本質(zhì)上是超高能力光束燒蝕的過程，對于孔洞附近覆銅板有燒蝕和高溫氧化作用，不利于后段沉金等操作，也影響電路的穩(wěn)定性。而使用鉆頭機械加工就重點考慮鉆孔的發(fā)熱、排屑等問題，并且根據(jù)不停板材，不同用途產(chǎn)品設計不同規(guī)格的鉆頭，在日常使用和維護上也比較容易。

別看是看似微小的進步，但是正是這些微小的進步累積成國產(chǎn)設備領先的地位。最值得一提的是相關新聞提到該消息，都注明了一句：”此直徑產(chǎn)品暫無市場應用需求”。這段話十分令人振奮，為啥呢？因為我們在這個方面終于不是“等米下鍋”，而是種稻待秋收。
編輯：hfy