CN102039432A - 印制电路板钻孔方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种印制电路板钻孔方法和设备，涉及印制线路板制造领域，能够防止高端板PCB分层，并且可以有效控制孔粗、获得良好孔型。印制电路板钻孔方法包括：根据待印印制电路板的板材、板厚和钻孔参数中的至少一种，确定跳钻间距和跳钻轨迹；将待印印制电路板置于工作台上；根据所述跳钻间距和跳钻轨迹，对所述待印印制电路板进行钻孔，使得相邻两次钻孔操作形成的两个钻孔至少相距所述跳钻间距。本发明应用于印制线路板的制造。
Description
技术领域
本发明涉及印制线路板制造领域，尤其涉及一种印制电路板钻孔方法和设备。
背景技术
在印制线路板(Printed Circuit Board，简称PCB)的制造过程中，需要通过孔结构来实现内层电路层间的电连接，这种孔结构通常由机械钻机来制备。
随着人们对电子产品轻薄性要求的增加，以及集成电路(Integrate Circuit，简称IC)功能集成化要求的提高，对PCB轻薄化的要求也越来越高。对PCB机械钻孔而言，所面临的是PCB单位面积钻孔密度增加，采用常规的最短路径钻孔方式会受钻孔密度的影响，由于在同一区域内连续钻孔的发热量大，导致PCB钻孔时板容易受热分层。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种印制电路板钻孔方法和设备，能够防止由于局部过热造成的PCB、特别是高端板PCB(具有密集孔区的PCB)分层，并且可以有效控制孔粗、获得良好孔型。
为解决上述技术问题，本发明印制电路板钻孔方法和设备采用如下技术方案：
一种印制电路板钻孔方法，包括：
根据待印印制电路板的板材、板厚和钻孔参数中的至少一种，确定跳钻间距和跳钻轨迹；
将待印印制电路板置于工作台上；
根据所述跳钻间距和跳钻轨迹，对所述待印印制电路板进行钻孔，使得相邻两次钻孔操作形成的两个钻孔至少相距所述跳钻间距。
优选地，所述钻孔参数包括以下中的至少一种：钻孔数量、钻孔尺寸、钻孔深度、相邻孔间距离和单位孔密度。
优选地，相邻两次钻孔操作形成的两个钻孔不相邻。
优选地，相邻两次钻孔操作形成的两个钻孔沿所述印制电路板的横向或纵向或斜向距离最大。
优选地，还包括：实时地或定时地或按照预定时间计划检测所述印制电路板的钻孔位置处的温度，并根据检测到的温度调整所述跳钻间距和/或跳钻轨迹和/或钻孔速度。
优选地，在每次钻孔操作之前、或每隔一次钻孔操作、或每隔奇数次或偶数次钻孔操作时检测将进行钻孔的位置处的温度；并根据检测到的温度调整所述跳钻间距和/或跳钻轨迹和/或钻孔速度。
优选地，在所述将待印印制电路板置于工作台上之后，还包括：
在所述待印印制电路板上安装盖板。
一种印制电路板钻孔设备，包括：
钻孔设定单元，用于根据待印印制电路的板材、板厚和钻孔参数中的至少一种，确定跳钻间距和跳钻轨迹；
钻孔准备单元，用于将待印印制电路板置于工作台上；
跳钻钻孔单元，用于根据所述跳钻间距和跳钻轨迹，对所述待印印制电路板进行钻孔，使得相邻两次钻孔操作形成的两个通孔至少相距所述跳钻间距。
优选地，所述钻孔准备单元还用于在所述待印印制电路板上安装盖板。
优选地，还包括，温度检测单元，用于：
实时地或定时地或按照预定时间计划检测所述印制电路板的钻孔位置处的温度，使得所述印制电路板钻孔设备能够根据检测到的温度调整所述跳钻间距和/或跳钻轨迹和/或钻孔速度；和/或
在每次钻孔操作之前、或每隔一次钻孔操作、或每隔奇数次或偶数次钻孔操作时检测将进行钻孔的位置处的温度；使得所述印制电路板钻孔设备能够根据检测到的温度调整所述跳钻间距和/或跳钻轨迹和/或钻孔速度；和/或
检测未进行钻孔的位置处的温度，使得所述印制电路板钻孔设备能够选取温度最低或低于预定温度的位置进行钻孔。
在本实施例的技术方案中，对PCB、特别是高端板PCB，采用分布跳钻方法，即避免直接钻孔相邻的孔位，钻孔时同一区域发热小，有利于防止高端板PCB由于过热而分层，并且可以有效控制孔粗、获得良好孔型。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例印制电路板钻孔方法流程图；
图2为本发明实施例钻孔示意图；
图3为本发明实施例钻孔方法工作原理示意图；
图4为本发明实施例印制电路板钻孔设备示意图之一；
图5为本发明实施例印制电路板钻孔设备示意图之二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种PCB钻孔方法，能够防止高端板PCB分层，并且可以有效控制孔粗、获得良好孔型。
本发明实施例提供一种PCB钻孔方法，如图1所示，该方法包括：
步骤11、根据待印PCB的板材、板厚和钻孔参数中的至少一种，确定跳钻间距和跳钻轨迹；
本实施例采用的钻孔方式区别于常规的最短路径钻孔方式。根据PCB板材、板厚或钻孔参数的不同，确定与之相适应的跳钻间距和跳钻轨迹。其中，跳钻间距指从一个钻孔到另一个钻孔的直线距离(即，相邻两次钻孔操作所形成的两个钻孔之间的距离)，可以预先设定，也可以在钻孔操作过程中根据需要调节；跳钻轨迹指钻孔次序，可以预先设定，也可以在钻孔操作过程中根据需要调节。
在一个实施例中，可以根据PCB的板材、板厚或钻孔参数等，制作反映优化跳钻间距和跳钻轨迹的机械跳钻钻孔程式用于实现自动化操作。
优选地，在本发明的各实施例中，所述钻孔参数包括以下中的至少一种：钻孔数量、钻孔尺寸、钻孔深度、相邻孔间距离和单位孔密度。
步骤12、将待印PCB置于工作台上；
对待印PCB进行钻孔之前，先要把待印PCB在工作台上放置好。
优选地，将待印PCB置于工作台上后，在所述待印PCB上安装盖板，如图2所示，在钻孔过程中，盖板起到保护PCB的作用。
步骤13、根据所述跳钻间距和跳钻轨迹，对所述待印PCB进行钻孔，使得相邻两次钻孔操作形成的两个钻孔至少相距所述跳钻间距。
在一个实施例中，钻机根据导入的机械跳钻钻孔程式中的跳钻间距和跳钻轨迹，对置于工作台上的待印PCB进行跳钻操作，所谓跳钻，即按照机械钻孔程式的预设顺序，在钻完某一个孔后，继续钻与所述某一个孔不相邻的、或间隔某一距离的另一个孔。
优选地，在本发明各实施例中，相邻两次钻孔操作形成的两个钻孔不相邻。
优选地，在本发明各实施例中，相邻两次钻孔操作形成的两个钻孔沿所述PCB的横向或纵向或斜向距离最大。
优选地，在本发明各实施例中，钻孔可为通孔、盲孔或者螺纹孔。
以图3所示的PCB的钻孔方式为例，按照图中箭头方向依次钻孔，即先钻好左下角的一个孔后，再向上钻与之间隔两个孔的另一个孔，接着回到第一个孔的那一行，钻与第一个孔相邻的孔，之后，再钻与之间隔两个孔的另一个孔，如此往复跳钻，采用分布跳钻可使钻刀不在局部区域连续钻孔，PCB的局部发热量小，有利于避免PCB因局部热量过大导致板的分层。
在本实施例的技术方案中，对PCB的密集孔区，采用分布跳钻方法，即避免直接钻孔相邻的孔位，钻孔时同一区域发热小，有利于防止高端板PCB分层，并且可以有效控制孔粗、获得良好孔型。
优选地，在本发明各实施例中，可以实时地或定时地或按照预定时间计划检测所述PCB的钻孔位置处的温度，并根据检测到的温度调整所述跳钻间距和/或跳钻轨迹和/或钻孔速度。
由于在钻孔过程中会产生热量，为了避免PCB温度过高，因此，可实时地或定时地或按照预定时间计划检测PCB的温度。
需要说明的是，预定时间计划例如为根据具体需要设置的检测时间和检测次数。
优选地，可以在每次钻孔操作之前、或每隔一次钻孔操作、或每隔奇数次或偶数次钻孔操作时检测将进行钻孔的位置处的温度；并根据检测到的温度调整所述跳钻间距和/或跳钻轨迹和/或钻孔速度。
优选地，在本发明各实施例中，可以检测未进行钻孔的位置处的温度，并根据检测到的各温度选取温度最低或低于预定温度的位置进行钻孔。这样，可避免PCB局部热量过大。
在一个实施例中，可以将温度传感器设置在钻刀上方位置，将温度信号实时传输给控制器，并根据检测到的温度调整所述跳钻间距和/或跳钻轨迹和/或钻孔速度，若温度高于预先设置的安全温度值，则可发出报警信号、或降低钻孔速度甚至暂停钻孔(此时钻孔速度为零)。
需要说明的是，本发明各实施例中采用分布跳钻的钻孔工艺，其跳钻间距不是越大越好，距离越大，钻刀移动时间越长，影响钻孔效率，且跳钻的安全距离跟板材及板厚有关，因此可对跳钻的合理距离进行试验，评估其对PCB的品质与生产效率的影响，试验时板材、板厚、钻孔参数及钻刀相同，试验结果如下：
1、跳钻按孔心到孔心不得小于150MIL钻孔，虽生产效率不是最高，但PCB的合格率高，而且孔型良好。
2、按常规的最短路径孔心到孔心有可能会小于150MIL钻孔，生产效率最好，但PCB的合格率低，而且孔粗，孔型不好。
3、所有跳钻按孔心到孔心必须大于300MIL钻孔，PCB的合格率高，而且孔型良好，但相比生产效率低。
在本发明的各实施例中，可预设跳钻的合理距离，使得实际跳钻间距小于该合理距离，以保证钻孔效率。
在本发明的各实施例中，可以对PCB，尤其是对球栅排列结构的PCB(BallGrid Array，简称BGA)等具有密集孔区的高端PCB，采用分布跳钻方法，避免直接钻孔相邻的孔位，钻孔时同一区域发热小，有利于防止高端板PCB分层，并且，该方法可以有效控制孔粗、获得良好孔型。
本发明实施例还提供了一种PCB钻孔设备，能够实现上述的PCB钻孔方法。如图4所示，该PCB钻孔设备包括：钻孔设定单元1，钻孔准备单元2和跳钻钻孔单元3。
钻孔设定单元1，用于根据待印PCB的板材、板厚和钻孔参数中的至少一种，确定跳钻间距和跳钻轨迹；在一个实施例中，跳钻间距指钻刀从一个钻孔移动到另一个钻孔的直线距离(即相邻两次钻孔操作所形成的两个钻孔之间的距离)，可以预先设定，也可以在钻孔操作过程中根据需要调节；跳钻轨迹是指钻孔次序，可以预先设定，也可以在钻孔操作过程中根据需要调节。
钻孔准备单元2，用于将待印PCB置于工作台上。
跳钻钻孔单元3，用于根据所述跳钻间距和跳钻轨迹，对所述待印PCB进行钻孔，使得相邻两次钻孔操作形成的两个钻孔至少相距所述跳钻间距。
优选地，上述钻孔参数包括以下中的至少一种：钻孔数量、钻孔尺寸、钻孔深度、相邻孔间距离和单位孔密度。
需要说明的是，单位孔密度指单位面积内的钻孔数量。
进一步地，钻孔准备单元2还用于在所述待印PCB上安装盖板。
在本发明的各实施例中，如图5所示，该设备还可包括，温度检测单元4，用于：
实时地或定时地或按照预定时间计划检测所述PCB的钻孔位置处的温度，使得所述PCB钻孔设备能够根据检测到的温度调整所述跳钻间距和/或跳钻轨迹和/或钻孔速度；和/或
在每次钻孔操作之前、或每隔一次钻孔操作、或每隔奇数次或偶数次钻孔操作时检测将进行钻孔的位置处的温度；使得所述PCB钻孔设备能够根据检测到的温度调整所述跳钻间距和/或跳钻轨迹和/或钻孔速度；和/或
检测未进行钻孔的位置处的温度，使得所述PCB钻孔设备能够选取温度最低或低于预定温度的位置进行钻孔。
该温度检测单元4的功能可以通过温度传感器和控制器实现。
通过本发明的实施例中的PCB钻孔设备，可以对PCB，尤其是对球栅排列结构的PCB(Ball Grid Array，简称BGA)等具有密集孔区的高端PCB，采用分布跳钻方法，避免直接钻孔相邻的孔位，钻孔时同一区域发热小，有利于防止高端板PCB分层，并且，该方法可以有效控制孔粗、获得良好孔型。
需要说明的是，本发明各实施例提供的PCB钻孔方法和设备用于制造PCB，优选地，用于制造具有密集孔区的PCB。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种印制电路板钻孔方法，其特征在于，包括：
根据待印印制电路板的板材、板厚和钻孔参数中的至少一种，确定跳钻间距和跳钻轨迹；
将待印印制电路板置于工作台上；
根据所述跳钻间距和跳钻轨迹，对所述待印印制电路板进行钻孔，使得相邻两次钻孔操作形成的两个钻孔至少相距所述跳钻间距。
2.根据权利要求1所述的印制电路板钻孔方法，其特征在于，
所述钻孔参数包括以下中的至少一种：钻孔数量、钻孔尺寸、钻孔深度、相邻孔间距离和单位孔密度。
3.根据权利要求1或2所述的印制电路板钻孔方法，其特征在于，相邻两次钻孔操作形成的两个钻孔不相邻。
4.根据前述权利要求中任一项所述的印制电路板钻孔方法，其特征在于，相邻两次钻孔操作形成的两个钻孔沿所述印制电路板的横向或纵向或斜向距离最大。
5.根据前述权利要求中任一项所述的印制电路板钻孔方法，其特征在于，还包括：实时地或定时地或按照预定时间计划检测所述印制电路板的钻孔位置处的温度，并根据检测到的温度调整所述跳钻间距和/或跳钻轨迹和/或钻孔速度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的印制电路板钻孔方法，其特征在于，在每次钻孔操作之前、或每隔一次钻孔操作、或每隔奇数次或偶数次钻孔操作时检测将进行钻孔的位置处的温度；并根据检测到的温度调整所述跳钻间距和/或跳钻轨迹和/或钻孔速度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的印制电路板钻孔方法，其特征在于，检测未进行钻孔的位置处的温度，并根据检测到的各温度选取温度最低或低于预定温度的位置进行钻孔。
8.根据前述权利要求中任一项所述的印制电路板钻孔方法，其特征在于，在所述将待印印制电路板置于工作台上之后，还包括：
在所述待印印制电路板上安装盖板。
9.一种印制电路板钻孔设备，其特征在于，包括：
钻孔设定单元，用于根据待印印制电路板的板材、板厚和钻孔参数中的至少一种，确定跳钻间距和跳钻轨迹；
钻孔准备单元，用于将待印印制电路板置于工作台上；
跳钻钻孔单元，用于根据所述跳钻间距和跳钻轨迹，对所述待印印制电路板进行钻孔，使得相邻两次钻孔操作形成的两个通孔至少相距所述跳钻间距。
10.根据权利要求9所述的印制电路板钻孔设备，其特征在于，
所述钻孔准备单元还用于在所述待印印制电路板上安装盖板。
11.根据权利要求9或10所述的印制电路板钻孔设备，其特征在于，还包括，温度检测单元，用于：
实时地或定时地或按照预定时间计划检测所述印制电路板的钻孔位置处的温度，使得所述印制电路板钻孔设备能够根据检测到的温度调整所述跳钻间距和/或跳钻轨迹和/或钻孔速度；和/或
在每次钻孔操作之前、或每隔一次钻孔操作、或每隔奇数次或偶数次钻孔操作时检测将进行钻孔的位置处的温度；使得所述印制电路板钻孔设备能够根据检测到的温度调整所述跳钻间距和/或跳钻轨迹和/或钻孔速度；和/或
检测未进行钻孔的位置处的温度，使得所述印制电路板钻孔设备能够选取温度最低或低于预定温度的位置进行钻孔。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110504 |