[发明专利]PCB钻头

说明书

相关申请交叉参考

本申请要求于2006年6月12日提交的题为“PCB钻头”的第10-2006-0052599号韩国专利申请的权益，其全部内容结合于本申请作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于制造出穿过多个堆叠的印刷电路板(PCB)的孔的钻头，特别涉及一种能够制造出穿过工件的孔并能够以高精度精加工该孔的PCB钻头，从而提高质量并增加产品的产量。

背景技术

近年来，由于半导体器件的集成化程度逐渐增加，设置在半导体器件上以将半导体器件与外部电路连接的连接焊点的数量增加了，并且设置的连接焊点的密度也增加了。例如，当由硅等制成的半导体器件的最小处理尺寸大约为0.2μm时，需要在10nm的半导体器件上设置大约1000个连接焊点。

同样，在安装有至少一个这种半导体器件的半导体单元(例如半导体封装件)中，为了增加其安装密度，需要使半导体封装件小型化并且做得较细。特别地，为了适于应用于便携式信息终端(例如笔记本电脑、PDA(个人数字助理)、或移动电话)，半导体封装件的小型化和细长化较为重要。

为了封装半导体装置，需要将半导体器件安装在基板上并将半导体器件的连接焊点与基板的连接焊点连接。但是，在10nm的半导体器件上设置有1000个连接焊点的情况下，布置间距大约为40μm，这是非常精密的。为了将以这样精密的间距设置的连接焊点与基板的连接焊点连接，由于在基板上形成和连接配线需要较高精密度，因此传统的引线接合法或TAB(卷带自动结合(tape automatedbonding))技术不能提供令人满意的结果。

为了应付该问题，在不需要使用单独连接件就能够结构连接并电连接至半导体器件的印刷电路板被越来越多地使用。特别地，在印刷电路板中，在刚-柔印刷电路板的情况下，为了适应用在便携式信息终端(笔记本电脑、PDA、和移动电话)中的高集成度和精密间距的趋势，需要确定具有较高精密度的通孔(以下简称为“孔”)。

孔(通孔)通过具有可更换式钻头的钻孔机形成。由于钻孔机价值40-50万美元，这是比较昂贵的且构成生产线总投资费用的大约10％，因此通常是将多个PCB堆叠在一起并钻孔，以提高生产率。

图1是示出传统钻头的透视图，以及图2是示出使用传统钻头在堆叠的PCB中制造出孔的过程的视图。

参照图1和图2，传统钻头100由合金制成，并具有预定的长度。钻头100具有：柄部110，其形成夹持柄(grip)；以及钻孔部120，其从柄部110一体延伸，并在其外表面上形成螺旋式钻头切削刃。

在钻头100中，柄部110被钻孔机的主轴夹具(spindle holder)(未示出)夹紧，以接收高速旋转的旋转力。当柄部110高速旋转时，钻孔部120制造出穿过工件的孔。由于柄部110安装于钻孔机的主轴这一事实，如上构造的钻头100高速旋转，基本上超过10,000rpm。形成在钻头100末端的钻孔部120轴向移动并与PCB 200(即，工件)接触，因此确定了穿过PCB 200的孔210。

这样，用于制造出穿过PCB 200的孔210的钻头100的直径这样来确定，即其能够形成具有0.1～0.3mm直径的精密孔。最近，钻头100的直径被确定为可以形成具有小于0.1mm直径的精密孔。

如上构造的传统钻头100的问题在于，由于钻头100是在高速旋转的同时制造孔210，在制造孔210的期间，由于局部摩擦热量的增加，未从孔210排出的基于聚合物的碎屑易于粘附于钻孔部120的表面并对其造成损坏。同样，当长时间使用钻头100时，从图2能够容易地发现，由于钻头切削刃的磨损，制造出的孔210的精密度显著降低，从而造成产品缺陷并降低了产量。

在PCB 200中引起的具代表性的可靠性问题包括分层(delamination)和龟裂形成(crack formation)。当由于热变形而使PCB 200经受膨胀和收缩时，分层和龟裂形成主要出现在PCB 200的不规则表面上。

因此，由于钻头100的结构，穿过PCB 200所确定的孔210的表面粗糙度显著变差，使得在孔210的表面上出现分层和龟裂形成，如图2所示。

在经受了细微分层和龟裂形成(在检验中没有检测出)的PCB200作为终端产品被分发出去的情况下，会经常出现故障，并缩短了PCB 200的寿命。因此，要求索赔的用户增加，并且制造商的信誉会降低。

发明内容