专利名称：异质结合的印刷电路板专用铣刀及其与夹具的结合方法
技术领域：
本发明属于铣削工具及其与工具机夹具的结合方法，特别是一种异质结合的印刷电路板专用铣刀及其与夹具的结合方法。
背景技术：
在印刷电路板(Printed Circuit Board，以下简称为‘PCB’)与IC封装载板的后制程中，均具有使用微小切削刀具来进行沟槽铣切或成型加工的步骤。其中，目前业界所广泛使用的微小切削刀具规格的总长度为38mm，且它的柄径规格为3.175mm。而微小切削刀具的材质实质上是由价昂且不易进行加工的具备高硬度的碳化钨(tungsten carbide)材料所构成。
由于PCB与IC封装载板制程的要求日趋精密，致使微小切削刀具于铣切成型步骤中的些微崩损会影响印刷电路板及IC封装载板的功能，并使得切削刀具的使用寿命缩短及用量增加。另一方面，由于以碳化钨材料为主的切削刀具因质地坚硬而使得加工困难且费时，又因碳化钨材料的韧性低且脆，所以于加工时可能会造成崩损，而使得产品的良率降低及制造的成本增加。
此外，由于碳化钨材料的价格昂贵，为进一步节省制造成本，也曾有人提及利用两种不同材料来制作切削刀具，例如美国专利早期公开案第2003082020号。
如图1所示，美国专利早期公开案第2003082020号揭示一种微小钻具(micro-drill)，其包含由不锈钢制成的柄部(shank)1、借由焊接与柄部1相接且由碳化钨所制成的钻头(bit)2、形成于刃部2后的锥部(taperingportion)3及位于柄部1与刃部2之间的焊接部(welded segment)4。其中，锥部3的较长端与焊接部4之间的距离为5mm或5mm以下。如图1所示，当早期公开案的微小钻具固定夹持于工具机的夹具5上，微小钻具的焊接部4位于工具机的夹具5外。而当微小钻具对印刷电路板(图未示)进行铣切动作时，微小钻具会于平面移动铣切时产生径向抗力，而当此径向抗力过大时，则可能导致微小钻具由焊接部4处断裂或造成钻头2的崩损，并致使微小钻具的使用寿命缩短。
发明内容
本发明的目的是提供一种分散径向抗力、避免铣刀断裂、崩损、延长使用寿命的异质结合的印刷电路板专用铣刀及其与夹具的结合方法。
本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀用于装设在工具机的夹具上，它包含具有第一接合端面的刃部及柄部；柄部的材质与刃部的材质不同，其具有与刃部的第一接合端面对应并互相接合的第二接合端面；刃部与柄部的长度比例为当本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀夹设于工具的夹具上时，刃部的第一接合端面位于工具机夹具内，并与夹具的最外端相隔一段间距；本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀与夹具的结合方法包含将铣刀夹设于工具机夹具上及使刃部的第一接合端面位于工具机的夹具内，并使刃部位于工具夹具内的长度为3mm以上。
刃部与柄部的长度比例为6.6/1～1.5/1。
刃部的第一接合端面及柄部的第二接合端面皆为平面形状。
第一接合端面及柄部的第二接合端面皆为曲面状。
刃部的第一接合端面上凹设凹接榫槽；柄部的第二接合端面凸设与刃部的第一接合端面的凹接榫槽互相嵌合的凸接榫柱。
刃部的第一接合端面上凸设凸接榫柱；柄部的第二接合端面凹设与刃部的第一接合端面的凸接榫柱互相嵌合的凹接榫槽。
刃部是借由将以碳化钨材料构成且曾使用过的切削刀具予以回收再加工所制成。
柄部的材质选用为碳钢、不锈钢、高速钢、铝合金、钢合金或塑胶的材质。
由于本发明铣刀包含具有第一接合端面的刃部及柄部；柄部的材质与刃部的材质不同，其具有与刃部的第一接合端面对应并互相接合的第二接合端面；刃部与柄部的长度比例为当本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀夹设于工具的夹具上时，刃部的第一接合端面位于工具机夹具内，并与夹具的最外端相隔一段间距；本发明铣刀与夹具的结合方法包含将铣刀夹设于工具机夹具上及使刃部的第一接合端面位于工具机的夹具内，并使刃部位于工具夹具内的长度为3mm以上。因此，使用时，不会因于平面移动铣切所产生的径向抗力过大而发生断裂或崩损，而且可进一步降低本发明的制造成本。不仅分散径向抗力、避免铣刀断裂、崩损，而且延长使用寿命，从而达到本发明的目的。
图1、为由两种不同材料接合而成的铣刀安装于工具机夹具上示意图。
图2、为本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀实施例一分解结构示意侧视图。
图3、为本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀安装于工具机夹具上状态示意图。
图4、为本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀实施例二分解结构示意侧视图。
图5、为本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀实施例三分解结构示意侧视图。
图6、为本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀实施例四分解结构示意侧视图。
具体实施例方式
实施例一如图2、图3所示，本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀用于装设在工具机的夹具5上，以对印刷电路板(图未示)进行加工，其包含异质接合的刃部6及柄部7。
刃部6是借由将以碳化钨材料为主且曾使用过的切削刀具予以回收再加工所制成。刃部6的长度约为23mm，且其具有第一接合端面61及相反于第一接合端面61且用以对印刷电路板(图未示)进行加工的切削端面62。
第一接合端面61为平面形状；切削端面62的直径为0.8mm。
柄部7的材质为S45C碳钢圆棒，也可选用为碳钢、不锈钢、高速钢、铝合金、钢合金或塑胶的材质，其长度为15.1mm、直径为3.175mm。且柄部7具有与刃部6的第一接合端面61对应并互相接合的第二接合端面71。也就是，第二接合端面71为平面形状。
刃部6的第一接合端面61与柄部7的第二接合端面71是借由添加少量焊剂，并以机械自动同轴对位，最后再施以高周波加热，以使第一接合端面61与第二接合端面71接合，并使本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀的总长度为38.1mm。刃部6与柄部7具有一定的比例(约为1.5/1)。
如图3所示，当本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀夹设于工具的夹具上时，刃部6的第一接合端面61与夹具5的最外端相隔约3mm的间距，也就是，刃部6位于工具机的夹具5内的长度约为3mm，以借此使本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀不会断裂或崩损。
实施例二如图4所示，本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀包含异质接合的刃部6a及柄部7a。
刃部6a的长度约为25.1mm，且于刃部6的第一接合端面61上凹设深度为3mm、直径为2mm的凹接榫槽611。
柄部7a的材质为SUS304不锈钢圆棒、长度为13mm、直径为3.175mm，且柄部7a的第二接合端面71凸设与刃部6a第一接合端面61上凹接榫槽611相对应并嵌合的长度为3mm、直径为2mm的凸接榫柱711。
柄部7a的第二接合端面71的凸接榫柱711与刃部6a的第一接合端面61的凹接榫槽611互相嵌合，最后也使本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀的总长度为38.1mm(并使刃部6a与柄部7a的长度比例约为2/1)。
实施例三如图5所示，本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀包含异质接合的刃部6b及柄部7b。
刃部6b的长度约为26.1mm，且于刃部6b的第一接合端面61凸设长度为3mm、直径为2mm的凸接榫柱611′。
柄部7b的材质为铁氟龙塑胶圆棒、长度为12mm、直径为3.175mm，且柄部7b的第二接合端面71凹设与刃部6b第一接合端面61上凸接榫柱611′相对应并嵌合的深度为3mm、直径为2mm的凹接榫槽711′。
柄部7b的第二接合端面71的凹接榫槽711′与刃部6b的第一接合端面61的凸接榫柱611′互相嵌合。刃部6b的第一接合端面61与柄部7b的第二接合端面71借由涂布少量市售瞬间胶黏合剂，并以机械自动同轴对位，以使第一接合端面61与第二接合端面71结合，最后也使本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀的总长度为38.1mm(刃部6b与柄部7b的长度比例约为2.175/1)。
然后，分别制作十支本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀实施例一、二、三及具有相同尺寸且整体由碳化钨材料所构成的已有的铣刀进行下列的使用寿命的测试及比较，即将十支本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀实施例一、二、三及已有铣刀分别固定夹持于CNC铣切机的夹具上，并在主轴转速为40000rpm及进给速度为10mm/min的操作条件下，分别对两层相互重叠的具有1.6mm厚度的FR4裸板进行自动铣切，直至铣刀断裂为止，以使二层重叠的裸板形成由裸板的顶面贯穿至底面的沟槽，而所形成的沟槽的长度为使用寿命。测试结果如表1所示。
表1
结果由表1的结果可得知，本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀的实施例一、二、三的使用寿命与由碳化钨材料一体成型的已有铣刀的使用寿命的差异不大，因此，可证明本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀的实用性并无任何问题。
实施例四如图6所示，本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀包含刃部6c及柄部7c。
刃部6c的第一接合端面61c及柄部7c的第二接合端面71c皆为曲面形状。
本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀与夹具的结合方法包括下列步骤(a)将本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀夹设于工具机夹具上；(b)使刃部的第一接合端面位于工具机的夹具内，并使刃部位于工具夹具内的长度为3mm以上。
综上所述，本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀的刃部及柄部为不同材质且具一定的长度比例(约6.6/1～1.5/1)，使得异质接合的本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀夹设于工具机的夹具上时，刃部的第一接合端面会位于工具机的夹具内，且与夹具的最外端相隔一段间距(约3mm以上)，因此，本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀不会因于平面移动铣切所产生的径向抗力过大而发生断裂或崩损。再者，刃部是借由将已废弃且以碳化钨材料为主的切削刀具予以回收而再加工制成，而柄部则由不同于刃部且低廉的材料所制成，可进一步降低本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀的制造成本。
权利要求
1.一种异质结合的印刷电路板专用铣刀，它用于装设在工具机的夹具上，它包含刃部及柄部；其特征在于所述的刃部具有第一接合端面；柄部的材质与刃部的材质不同，其具有与刃部的第一接合端面对应并互相接合的第二接合端面；刃部与柄部的长度比例为当本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀夹设于工具的夹具上时，刃部的第一接合端面位于工具机夹具内，并与夹具的最外端相隔一段间距。
2.根据权利要求1所述的异质结合的印刷电路板专用铣刀，其特征在于所述的刃部与柄部的长度比例为6.6/1～1.5/1。
3.根据权利要求1所述的异质结合的印刷电路板专用铣刀，其特征在于所述的刃部的第一接合端面及柄部的第二接合端面皆为平面形状。
4.根据权利要求1所述的异质结合的印刷电路板专用铣刀，其特征在于所述的第一接合端面及柄部的第二接合端面皆为曲面状。
5.根据权利要求1或3所述的异质结合的印刷电路板专用铣刀，其特征在于所述的刃部的第一接合端面上凹设凹接榫槽；柄部的第二接合端面凸设与刃部的第一接合端面的凹接榫槽互相嵌合的凸接榫柱。
6.根据权利要求1或3所述的异质结合的印刷电路板专用铣刀，其特征在于所述的刃部的第一接合端面上凸设凸接榫柱；柄部的第二接合端面凹设与刃部的第一接合端面的凸接榫柱互相嵌合的凹接榫槽。
7.根据权利要求1所述的异质结合的印刷电路板专用铣刀，其特征在于所述的刃部是借由将以碳化钨材料构成且曾使用过的切削刀具予以回收再加工所制成。
8.根据权利要求1所述的异质结合的印刷电路板专用铣刀，其特征在于所述的柄部的材质选用为碳钢、不锈钢、高速钢、铝合金、钢合金或塑胶的材质。
9.一种异质结合的印刷电路板专用铣刀与夹具的结合方法，它包含将本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀夹设于工具机夹具上的步骤；其特征在于它包含使刃部的第一接合端面位于工具机的夹具内，并使刃部位于工具夹具内的长度为3mm以上的步骤。
全文摘要
一种异质结合的印刷电路板专用铣刀及其与夹具的结合方法。为提供一种分散径向抗力、避免铣刀断裂、崩损、延长使用寿命的铣削工具，提出本发明，本发明铣刀用于装设在工具机的夹具上，它包含具有第一接合端面的刃部及柄部；柄部的材质与刃部的材质不同，其具有与刃部的第一接合端面对应并互相接合的第二接合端面；刃部与柄部的长度比例为当本发明异质结合的印刷电路板专用铣刀夹设于工具的夹具上时，刃部的第一接合端面位于工具机夹具内，并与夹具的最外端相隔一段间距；本发明铣刀与夹具的结合方法包含将铣刀夹设于工具机夹具上及使刃部的第一接合端面位于工具机的夹具内，并使刃部位于工具夹具内的长度为3mm以上。
文档编号B23C5/10GK1724200SQ20041007087
公开日2006年1月25日 申请日期2004年7月23日 优先权日2004年7月23日
发明者周钟霖 申请人:环宇真空科技股份有限公司