钻孔无规则钻偏调查分析

杨勇庆

（博敏电子股份有限公司，广东 梅州 514000）

1 前言

导入使用价格相对比较便宜的新涂层钻头钻孔批量生产，出现较多的无规则偏孔报废，针对该品质异常，进行了分析并提供相应的改善。

2 分析

钻孔无规则偏孔主要集中以下几点：

（1）钻头问题：该问题的出现，为新购入的涂层钻头大批量导入试产阶段，该钻头经样品、小批量进行测试后，孔壁粗糙度上满足需求，断钻率亦低于2%，但精度CPK存在不稳定因素，同一台机不同主轴，同一主轴不同轮板，CPK差异较大，时而满足要求，时而不满足要求，但还未进行大批量测试，该钻头是在量产过程进行测试；

（2）机台偏摆（Run-out）问题：开始出现异常时机台偏摆并未检测，故有可能偏摆过大导致底板个别孔超出范围；

（3）铝片问题：铝片折痕容易导致钻尖刚接触铝片的时候打滑，从而使钻孔钻偏，严重则断刀；

（4）板面垃圾：铝片下如果存在垃圾会使铝片拱起，会使该小区域钻头下钻打滑从而产生偏孔，严重则断刀；

（5）机台精度：机台出厂设定偏移量为50 mm，对自主研发系统的钻机，一段时间需做模拟精度测试，要求值在75 mm以内，如未达要求需调整做检测。

（6）夹咀问题：保养不到位，嗦咀有垃圾，导致夹起的钻头因有垃圾顶住钻柄而不垂直于板面，下钻时产生偏孔，严重则断刀。

3 跟进内容

对以上分析可能导致钻偏的内容进行测试，排除非影响因素：

（1）机台本身问题调整好，即要求设备部对机台进行RUN-OUT测试，确认是否有超出20 mm的偏摆度；全部机台进行模拟精度测试，要求值X，Y平方根值在75 mm以内（注：75 mm为供应商提供的最底标准值），确认机台无异常的情况下是否有钻偏异常；

（2）来料或人为问题，即对机台保养、上板动作、来料进行跟进，确认铝片正常，板面清洁，夹头保养正常的情况下机台是否有钻偏异常；

（3）如以上两个无问题，则对新钻头进行测试，降低其参数/更换其他钻头，前后对比是否杜绝或改善该异常。

4 跟进/调查结果

4.1 第一次测试

使用新的涂层钻头，钻头参数未变，设备部对各机台偏摆进行测试/调整完毕，并对CPK值较差的机台进行模拟精度测试，调整其X，Y平方根值均在75 mm以内，做板时监督机台保养，确认保养到位，板面无垃圾的情况下生产。

（1）做板条件，见表1。

（2）测试结果，见表2。

机台精度、主轴偏摆测试总结：

从以上数据来看，除寿命外其余参数在相同于其他钻头的参数情况下，半个月11个以上料号出现无规则偏孔报废的情况（原使用钻头一个月1～2个料号会出现这种报废），可见此异常与机台精度、主轴偏摆的关系不大。

4.2 第二次测试

使用新的涂层钻头，在确保机台精度、主轴偏摆、来料、操作均无异常的情况下，对钻头寿命下调1000孔，转速、下刀速降至其他钻头参数的最下限，跟进批量品质。

表1

表2

（1）试验条件，见表3。

（2）测试结果，见表4。

调整机台参数测试总结：

从调整参数后的测试结果看，寿命比原来降低1000孔，生产效率比原参数少25孔每分钟左右，0.25 mm钻头断刀率有极大的改善，0.35 mm钻头断刀率与原参数对比相差不大，从孔位精度看，微涂层钻头大批量测试仍不稳定，0.25 mm刀径CPK值0.838至2.711（2.711CPK值为该板孔数不到5000孔），0.3 mm刀径CPK值0.575～2.059（全部3片一叠的底板CPK），从后工序检测报废情况看，前半个月5个料号出现无规则偏孔产生的报废，比上一次测试有所下降，可见调整钻头参数后有所改善，故把问题产生原因集中到钻头，针对该问题再次下调钻头寿命，进行第三次测试。

4.3 第三次测试

在确保机台精度、主轴偏摆、来料、操作均无异常的情况下，把整体寿命再次下调，0.25 mm钻头由9000孔降至7500孔，0.3 mm钻头由16000孔降至12500孔，其余参数不变。

（1）试验条件，见表5。

（2）测试结果。

批量测试跟进中，用X-RAY机检测钻孔品质，无发现偏孔现象。

4.4 第四次测试

使用其他质量较好的钻头批量测试对比，同样在确保机台精度、主轴偏摆、来料、操作均无异常的情况下，钻头的总寿命0.3 mm设定为16500孔，0.25 mm设定为13500，均高于新的涂层钻头进行试产。

（1）试验条件，见表6。

（2）测试结果，见表7。

表3

表4

表5

表6

表7

从测试结果来看，质量较好的钻头生产，在各项指标均要好于新的涂层钻头，且寿命要高，同时所做板至AOI/电测均无出现无规则偏孔产生的报废。

5 结论

通过以上测试数据可得出，无规则偏孔与机台精度、人员操作、来料异常的关系不大，在同等条件下，降低涂层钻头的参数要比未降前要好得多，选用其他质量较好的钻头作业并无该异常产生的报废，可见无规则偏孔产生的原因为钻头问题。所以，相对于涂层钻头钻孔精度较差，造成的无规则孔偏较多，需要选用质量较好的钻头，以解决不必要的报废。