CN101094562A - 印刷电路板深度钻孔方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种印刷电路板深度钻孔方法，步骤如下：首先，确定PCB板与机台相接触的平面为标准平面，由机台记录下标准平面上PCB板的相对应的每个点的实际位置高度Hn，并存储入机台存储软件中；其次，选定目标层，设定标准下钻深度D1及标准板厚H1，其余各点的下钻深度为Dn＝D1＊Hn/H1+补偿值，根据各点的下钻深度Dn重新设定钻孔程序中的钻孔参数，更新机台存储软件内的各参数；最后，将机台控制软件中的程控指令根据Dn值做相应更改并执行钻孔程序。该方法有效的控制板厚变异带来的对深度钻孔精度的影响。
Description
技术领域
本发明涉及印刷电路板(PCB板)的制造技术领域，具体的讲，涉及一种在印刷电路板上深度钻孔的方法。
背景技术
印刷电路板深度钻孔是利用机械钻孔的方式将一个贯孔钻成由一部分贯孔与一部分不贯孔组成的孔，不贯孔的深度通常控制在某两个内层之间且深度精度控制在±1mil(千分之一寸).(如图1所示，L1...Ln：代表第1到n层)
现有的印刷电路板深度钻孔方法是采用夹头导电回馈系统，如图2所示，利用现行的深度钻孔机台，在生产板表面加上一张导电的铝盖板1，钻针2尾端通过导电开关3，导电夹头4与生产板相接，接通导电开关3，钻针2接触铝盖板1时在机台内部形成控制回路，从铝盖板1上表面开始计算往下钻设定的深度，在钻针2接触到铝盖板1时，机台控制装置会记录下此时SPINDLE的Z轴。然后，机台控制装置再根据下钻深度的内部命令，通过光学尺控制下钻深度。
现有技术的缺点：
(1)、机台只能控制从金属表面接触点开始计算的下钻深度的精度而不能随着板厚的变化而改变每次的下钻深度从而达到所要求的作业量产板时所需要的±1mil的深度控制精度.
(2)、因为使用铝盖板存在铝盖板与生产板之间的结合的差异.这也会影响钻孔的精度.
由于存在上述缺陷，因此目前印刷电路板深度钻孔作业得到的不贯孔的深度精度一般只能控制在±2.5mil以上。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的印刷电路板深度钻孔方法，该方法通过让机台自动根据印刷电路板厚均匀性设定下钻深度，从而提升钻孔的控制精度，有效的控制板厚变异带来的对深度钻孔精度的影响。
为了达到上述技术效果，本发明提供了下述技术方案：
印刷电路板深度钻孔采用如下步骤：
(1)、确定印刷电路板与机台相接触的平面为标准平面，由机台记录下标准平面上印刷电路板的相对应的每个点的实际位置高度Hn，并存储入机台存储软件中；
(2)、选定目标层，设定标准下钻深度D1及标准板厚H1存入存储软件中，其余各点的下钻深度为Dn＝D1*Hn/H1+补偿值，根据各点的下钻深度Dn重新设定钻孔程序中的钻孔参数，更新机台存储软件内的各参数；
(3)、将机台控制软件中的程控指令根据Dn值做相应更改并执行钻孔程序。
所述步骤(2)中的补偿值应当满足目标层不被钻断并同时满足目标层向上层方向上的残留的孔铜的长度尽量保持在同一长度。
本发明效果在于：
(1)、可以降低板厚均匀性对精度产生的影响从而提升钻孔的控制精度；
(2)、可以有效的控制板厚变异带来的对深度钻孔精度的影响.
附图说明
图1为印刷电路板深度钻孔的示意图。
图2为现有的深度钻孔方法的示意图。
图3为本发明深度钻孔方法的示意图。
图4完成本发明深度钻孔的流程图。
具体实施方式
现结合附图说明与具体实施方式对本发明做进一步说明：
实施例：如图3所示，压合后的印刷电路板子厚度是不均匀的，但是其是有一定的规律的，一般状况下板厚会呈现中间厚而两边薄的状况，且变化比较均匀。
假设客户要求我们将深度控制在Lm+1到Lm+2层之间，则我们命名Lm+1层为目标层，Lm+2层为目标层上一层，Lm层为目标层下一层.如图3所示，如果生产出来的印刷电路板子的板厚均匀性较差而我们深钻时仍使用旧的方法，即使用同一种深度下钻就容易将目标层钻断导致报废，或者使Lm+1层往Ln层方向计算的残留孔铜的长度长短不一.因此，需要让机台自动侦测板子表面，计算出此时的板子高度，根据不同位置的板厚自动设定下钻深度。
具体步骤参见图4详述如下：
首先，计算印刷电路板厚以及客户要求的下钻深度值，然后安装钻针，(这里钻针使用固定钻针T98，其参数也固定可知)，其次确定印刷电路板与机台相接触的平面为标准平面，由机台控制装置(包括机台控制软件MAPDAT和机台存储软件BHGT)记录下标准平面上印刷电路板的相对应的每个点的实际位置高度H1、H2、H3…Hn，并存储入机台存储软件MAPDAT中；机台控制装置记录标准平面上印刷电路板的每个点的实际位置高度Hn的程序指令为：
M48
C#.##
％
T01C00037
X#.##Y#.##
.
.
X#.##Y#.##
M30
再次，选定目标层，根据客户要求的下钻深度值设定标准下钻深度D1及标准板厚H1，此时板厚为最厚位置，而此时若仍以D1的深度在板边下钻(如图3中D2位置)，则会造成下钻过深的状况，深度已经钻到目标层以下；因此在板边深度钻孔则必须使用不同的下钻深度，如图3中D3值(D3＜D2＝D1).其中D3＝D1*H3/H1+补偿值，补偿值是一个较小的用于微调的数据)，目的是为了保证Lm+1层不被钻断而且保证Lm+1层往Ln层方向上残留的孔铜的长度要尽量保持在同一长度。机台控制装置根据下钻深度D3重新设定钻孔程序中的钻孔参数，更新机台存储软件MAPDAT内的各参数；根据各点的下钻深度Dn重新设定钻孔程序中的钻孔参数的程控指令为：
TOTO：#.##； SUOTO+：#.##； SUTO-：#.##； LODI：#.##；
ZOB：#.##； ZZ：#.##； HH：#.##.
最后，机台控制装置将控制软件BHGT中的程控指令根据Dn值做相应更改并执行钻孔程序。更改的程控指令为；
T##C#.##
M47，\P：Z112H4.05
M18Z#.#
X#.##Y#.##
M30
通过以上程控的实现及执行，机台可以实现精确量测板厚的功能并同时可以计算下钻深度并精确的在PCB上做深度钻孔控制。
测试例：使用此方法作业后，深度控制精度得到明显提高.结果如下：
| 编号 | 板厚 | 下钻深度值 | 使用新做法后深度值 | 使用新做法前深度值 | ||||||
| 1 | 218.1 | 116.4 | 1.97 | 2.37 | ||||||
| 2.36 | 2.76 | |||||||||
| 1.77 | 2.17 | |||||||||
| 2 | 218.5 | 117.2 | 2.21 | 3.41 | ||||||
| 2.12 | 3.32 | |||||||||
| 2.12 | 3.32 | |||||||||
| 3 | 222.2 | 119.0 | 1.49 | 3.49 | ||||||
| 1.15 | 3.15 | |||||||||
| 1.32 | 4.32 | |||||||||
| 4 | 217.1 | 114.0 | 3.84 | 1.84 | ||||||
| 3.59 | 1.59 | |||||||||
| 3.38 | 1.38 | |||||||||
| 5 | 215.4 | 115.7 | 1.87 | 1.57 | ||||||
| 1.57 | 1.27 | |||||||||
| 1.90 | 1.60 | |||||||||
| 6 | 219.2 | 117.5 | 1.87 | 3.37 | ||||||
| 1.77 | 3.27 | |||||||||
| 1.86 | 3.36 | |||||||||
| 7 | 211.5 | 113.8 | 3.33 | 1.13 | ||||||
| 3.25 | 1.05 | |||||||||
| 3.41 | 1.21 | |||||||||
| 8 | 117.0 | 117.0 | 1.08 | 2.08 | ||||||
| 1.18 | 2.18 | |||||||||
| 1.63 | 2.63 | |||||||||
| 9 | 113.1 | 113.1 | 1.92 | -0.98 | ||||||
| 2.07 | -0.83 | |||||||||
| 2.32 | -0.58 | |||||||||
| 计算 | 新做法 | RANGE | 2.76 | 标准差 | 0.7896 | 平均值 | 2.1611 | CP值 | 2.0429 | |
| 原做法 | RANGE | 5.30 | 标准差 | 1.3605 | 平均值 | 2.0537 | CP值 | 1.2119 | ||
从以上测试数据可以看出，使用新的钻孔方式后，深度控制精度得到了明显的提高，新做法的深度控制的RANGE(变化范围)明显降低(由原来的5.30MIL降到2.76MIL)，CP值(精确度)也有明显改善(由1.2119提升到2.0429).
Claims (2)
1、一种印刷电路板深度钻孔方法，通过机台控制装置执行钻孔程序，其特征在于：包括如下步骤：
(1)、确定印刷电路板与机台相接触的平面为标准平面，由机台控制装置记录下标准平面上印刷电路板的相对应的每个点的实际位置高度Hn，并存储入机台控制装置中的存储软件中；
(2)、选定目标层，设定标准下钻深度D1及标准板厚H1存入存储软件中，机台控制装置计算出其余各点的下钻深度为Dn＝D1*Hn/H1+补偿值，并根据各点的下钻深度Dn重新设定钻孔程序中的钻孔参数，更新机台存储软件内的各参数；
(3)、将机台控制装置中的控制软件中的程控指令根据Dn值做相应更改并执行钻孔程序。
2、根据权利要求1所述的印刷电路板深度钻孔方法，其特征在于：所述步骤(2)中的补偿值的取值应当满足目标层不被钻断并同时满足目标层向上层方向上的残留的孔铜的长度尽量保持在同一长度。
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