在器件載體中鉆鉆孔的器件載體鉆、器件載體和電子裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[OOO1 ]本實(shí)用新型涉及一種用于在器件載體中鉆鉆孔的器件載體鉆(componentcarrier drill)。此外，本實(shí)用新型涉及器件載體以及包括電子器件和該器件載體的電子裝置。此外，本實(shí)用新型涉及通過該器件載體鉆在器件載體中鉆鉆孔的方法以及使用器件載體鉆用于在器件載體中鉆鉆孔的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，起器件載體作用的印刷電路板(PCB)包括多個(gè)孔和通孔，其用于將電子裝置固定和連接在其上。器件載體中的通孔具有小的直徑，例如5mm或更小。器件載體中的通孔可以通過鉆孔設(shè)備鉆孔。
[0003]每個(gè)器件載體通常包括多個(gè)通孔，例如多于一千個(gè)通孔。因此，必須提供高速鉆孔過程，以便在短的制造時(shí)間內(nèi)制造該器件載體。而且，對(duì)于通孔的尺寸的非常小的制造公差是允許的。因此，高速鉆孔過程并非一定僅快，而是必須也非常準(zhǔn)確。
[0004]此外，該器件載體中的通孔可以以不同的直徑形成，使得必須施加利用不同鉆頭的多個(gè)鉆孔動(dòng)作。然而，通過為了一個(gè)通孔施加多于一個(gè)的鉆孔動(dòng)作，存在喪失準(zhǔn)確度的風(fēng)險(xiǎn)，這是因?yàn)樵谶M(jìn)行用于形成通孔的第一鉆孔動(dòng)作后，在第二鉆孔動(dòng)作中，鉆可能會(huì)損壞已經(jīng)鉆出的鉆孔區(qū)段。對(duì)于鉆孔設(shè)備，這需要復(fù)雜的控制系統(tǒng)。而且，對(duì)于一個(gè)且相同的通孔施加多個(gè)鉆孔動(dòng)作增加了器件載體的整個(gè)鉆孔過程時(shí)間。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種快速鉆孔設(shè)施(drilling arrangement)，其適于在器件載體中以可變的通孔直徑非常準(zhǔn)確地鉆通孔。
[0006]該目的可以通過本申請(qǐng)的主題來解決，尤其是通過用于在器件載體中鉆鉆孔的器件載體鉆和器件載體來解決。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提出了一種用于在器件載體(諸如，印刷電路板或基板)中鉆鉆孔的器件載體鉆。該器件載體鉆包括第一鉆頭部分和第二鉆頭部分，所述第一鉆頭部分被構(gòu)造成用于在器件載體中鉆出具有第一直徑的第一鉆孔區(qū)段，所述第二鉆頭部分被連接至所述第一鉆頭部分并且被構(gòu)造成用于鉆出具有與第一直徑不同的第二直徑的第二鉆孔區(qū)段。該第二鉆孔區(qū)段連接至第一鉆孔區(qū)段。該器件載體鉆還包括位于第一鉆頭部分和第二鉆頭部分之間的臺(tái)階(階梯，step)。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提出了一種通過如上所述的器件載體鉆在器件載體中鉆鉆孔的方法。根據(jù)該方法，旋轉(zhuǎn)的第一鉆頭部分被向前推進(jìn)到器件載體中，從而在器件載體中鉆出具有第一直徑的第一鉆孔區(qū)段。進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)的第二鉆頭部分被向前推進(jìn)，從而鉆出具有與所述第一直徑不同的第二直徑的第二鉆孔區(qū)段。所述第二鉆孔區(qū)段利用與第一鉆孔區(qū)段之間的臺(tái)階被連接至第一鉆孔區(qū)段。
[0009]在本申請(qǐng)的上下文中，術(shù)語“器件載體”特別是可以表示任何支撐結(jié)構(gòu)，其能夠?qū)⒁粋€(gè)或更多個(gè)電子部件容納在其上和/或其中以用于提供機(jī)械支撐和電連接。器件載體的示例性實(shí)施例在下面進(jìn)一步描述。
[0010]該器件載體鉆適于在器件載體中鉆鉆孔。因此，第一鉆頭部分和第二鉆頭部分的直徑可以小于5_。該器件載體鉆可以包括旋轉(zhuǎn)軸線，該旋轉(zhuǎn)軸線可以被表示為公共鉆孔軸線。該器件載體鉆被設(shè)計(jì)成用于經(jīng)受高轉(zhuǎn)速，例如30000至100000RPM或者甚至更高。該器件載體鉆可以由硬質(zhì)材料，諸如碳化鎢或者其他硬化金屬化合物制成。因此，該器件載體鉆可以快速地向前通過器件載體，同時(shí)提供適度長(zhǎng)的壽命。
[0011]沿著該公共鉆孔軸線，所述第一鉆頭部分和第二鉆頭部分一個(gè)接一個(gè)地形成。第一鉆頭部分和第二鉆頭部分可以是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的并且各自形成圓筒狀的芯體。第一鉆頭部分和第二鉆頭部分可以沿著該公共鉆孔軸線相對(duì)于彼此同中心。在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，第一鉆頭部分包括前端并且第二鉆頭部分耦接至被安裝至鉆孔裝置的安裝部分。第一鉆頭部分和第二鉆頭部分包括各自的切割鉆頭(cutting bit)，其用于通過圍繞所述公共鉆孔軸線旋轉(zhuǎn)器件載體鉆而從器件載體中除去材料。
[0012]而且，器件載體的鉆孔包括具有第一直徑的第一鉆孔區(qū)段和具有第二直徑的第二鉆孔區(qū)段。第一直徑和第二直徑彼此不同。在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，第一鉆孔直徑小于第二鉆孔直徑。因此，在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，第一鉆頭部分可以具有比第二鉆頭部分更小的直徑。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型，在所述第一鉆頭部分和第二鉆頭部分之間形成臺(tái)階。該臺(tái)階定義了第一鉆頭部分和第二鉆頭部分之間的短過渡部。例如，該臺(tái)階形成在第一鉆頭部分和第二鉆頭部分之間的邊緣。
[0014]因此，通過所提出的器件載體鉆，可以形成這樣的鉆孔，其包括例如相對(duì)于彼此具有不同直徑的兩個(gè)不同的鉆孔區(qū)段。該器件載體鉆旋轉(zhuǎn)并且前進(jìn)通過器件載體。首先，在第一鉆孔步驟中第一鉆頭部分鉆鉆孔。在第二鉆孔步驟中，器件載體鉆已達(dá)到一定的鉆孔深度并且第二鉆頭部分開始鉆第二鉆孔區(qū)段。在鉆第二鉆孔區(qū)段和沿鉆孔方向向前推進(jìn)器件載體鉆期間，所述第一鉆頭部分在第一鉆孔區(qū)段中定中心。鉆孔方向限定在鉆孔過程期間器件載體鉆的向前移動(dòng)的方向。
[0015]在常規(guī)的方式中，其中利用兩個(gè)不同的鉆頭(drillbit)的兩個(gè)鉆孔步驟對(duì)于形成不同的鉆孔區(qū)段是必要的，鉆孔區(qū)段之間的鉆孔臺(tái)階變得不清晰，這是因?yàn)橥ㄟ^用于形成第二鉆孔區(qū)段的第二鉆孔動(dòng)作，很難控制第二鉆孔區(qū)段在與第一鉆孔區(qū)段的分界面處的準(zhǔn)確形狀。這導(dǎo)致在第一鉆孔區(qū)段和第二鉆孔區(qū)段之間的鉆孔臺(tái)階的不清晰形成。
[0016]通過使用所描述的器件載體鉆的上述鉆孔過程，不同尺寸的第一和第二鉆孔區(qū)段可以在一個(gè)操作(鉆孔)步驟中，即在器件載體鉆沿鉆孔方向的一個(gè)連續(xù)向前運(yùn)動(dòng)下形成。因此，不再需要第二鉆孔步驟，使得各自的鉆孔的整體形成和制造時(shí)間被減少。此外，由于在第二鉆頭部分形成第二鉆孔區(qū)段時(shí)第一鉆頭部分在第一鉆孔區(qū)段中定中心，因此實(shí)現(xiàn)了具有小的公差的鉆孔的精確形成。
[0017]此外，在已鉆出鉆孔之后，第一鉆孔區(qū)段和第二鉆孔區(qū)段之間的鉆孔臺(tái)階準(zhǔn)確地反映了器件載體鉆的第一鉆頭部分與第二鉆頭部分之間的臺(tái)階的形狀并且可以實(shí)現(xiàn)第一鉆孔區(qū)段和第二鉆孔區(qū)段之間的臺(tái)階狀過渡。因此，沿著鉆孔方向的過渡區(qū)段和鉆孔臺(tái)階的尺寸分別可以在小于±50μηι的范圍內(nèi)或者甚至小于75μηι或ΙΟΟμπι。
[0018]在下文中，對(duì)器件載體鉆的示例性實(shí)施例進(jìn)行描述。
[0019]根據(jù)進(jìn)一步的示例性實(shí)施例，第一鉆頭部分和第二鉆頭部分具有公共鉆孔軸線。臺(tái)階具有在具有法線的平面內(nèi)延伸的臺(tái)階表面，其中，所述臺(tái)階表面被形成為使得所述法線與鉆孔軸線之間的角度是大約±15度。具體地，所述臺(tái)階表面被形成為使得所述法線與鉆孔軸線大致或精確平行。因此，通過提供相對(duì)于沿鉆孔軸線的延伸來說短的在第一鉆頭部分和第二鉆頭部分之間的過渡區(qū)段，可以實(shí)現(xiàn)第一鉆孔區(qū)段和第二鉆孔區(qū)段之間的臺(tái)階狀過渡和邊緣。
[0020]根據(jù)進(jìn)一步的示例性實(shí)施例，第一鉆頭部分具有第一鉆頭圖案，所述第一鉆頭圖案等同于第二鉆頭部分的第二鉆頭圖案。
[0021]術(shù)語鉆頭圖案描述了在各鉆頭部分的芯體上的成型，其導(dǎo)致在鉆孔過程中從器件載體的鉆孔中除去材料。每個(gè)鉆頭圖案可以包括一個(gè)或多個(gè)切割邊緣。根據(jù)切割邊緣，鉆頭圖案可以通過沿著鉆孔軸線沿著各自的鉆頭部分的芯體的表面延伸的凸緣來限定。凸緣可以通過螺旋角來限定，所述螺旋角由凸緣和鉆孔軸線之間的角度來限定。然而，在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，第一或第二鉆頭部分的各自的鉆頭圖案可以包括