一种PCB板钻孔定位方法
技术领域
本发明属于印制电路板制作领域,特别涉及一种PCB板钻孔定位方法。
背景技术
在印制电路板(PCB板)的加工过程中,涉及开料-内层制作-层压-钻孔-沉铜-外层制作-表面涂覆-外形加工等多个工艺步骤。其中,钻孔是在PCB板板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔或所有非导通孔。钻孔的工艺步骤包括:物料准备→定位→上板→钻孔加工→下板等步骤。
定位作为钻孔工艺步骤之一,对钻孔品质的好坏具有重要的决定作用。一般的,钻机中设置有可对应多块PCB板进行钻孔加工的多个单轴,每一单轴对应一种加工精度,且每一单轴只能对设置在钻机机台的有效加工范围内的PCB板进行钻孔加工。PCB板包括有效区域和边沿区域,对于尺寸小于或等于钻机机台单轴最大加工范围的PCB板的钻孔加工,一般在该PCB板边沿区域设置三个定位孔即可将其定位在钻机机台上进行钻孔加工;但是,对于大尺寸PCB板,即PCB板的尺寸大于钻机机台单轴最大加工范围的PCB板的钻孔加工,目前在印制电路板行业内通常采取的做法主要是通过将PCB板沿宽度方向的中线划分为两个区域,然后分别依次对两个区域进行钻孔加工。这里,对于大尺寸PCB板的定义,根据所使用的钻机机台单轴最大加工范围不同其具体尺寸不同,只要该PCB板的尺寸超出用于对其进行钻孔加工的钻机机台单轴的最大加工范围即可将其视为大尺寸PCB板。
具体的,如图1中所示,对于超过钻机机台单轴最大加工范围的大尺寸PCB板,根据沿其宽度方向上的中线10将其有效区域平均划分为面积相等的第一有效区域1和第二有效区域2,然后利用X-Ray打靶机分四次在大尺寸PCB板上钻出定位孔,即,首先在大尺寸PCB板的第一有效区域1两侧的第一边沿区域11和第三边沿区域13内各钻出一个中央定位孔3,该两个中央定位孔3的连线与中线10平行,然后再在第一边沿区域11或第三边沿区域13内的中央定位孔3与第五边沿区域15之间钻出一个边沿定位孔4;同理,首先在第二有效区域2两侧的第二边沿区域12和第四边沿区域14内各钻出一个中央定位孔3,该两个中央定位孔3的连线与中线10平行,然后再在第二边沿区域12或第四边沿区域14内的中央定位孔3与第六边沿区域16之间钻出一个边沿定位孔4。其中,与第一有效区域1对应的三个定位孔形成L型镜像,作为对第一有效区域进行钻孔的一组定位孔;与第二有效区域2对应的三个定位孔形成倒L型,作为对第二有效区域进行钻孔的一组定位孔,而在任一组定位孔中,两个边沿定位孔4到两个中央定位孔3之间的连线的距离相等。在对PCB板进行钻孔加工前,先将该PCB板横向放置在钻机机台上,使PCB板需要进行钻孔加工的其中一个有效区域,比如第一有效区域1位于钻机机台单轴加工范围内,并使PCB板上的另一有效区域,比如第二有效区域2也尽量处于钻机机台平面上,然后利用与第一有效区域对应的边沿区域内的三个定位孔将该PCB板定位在钻机上,即可对该有效区域进行钻孔;在该有效区域钻孔结束后,将整块PCB板取下来,然后按同样处理方式对第二有效区域进行定位并可对该有效区域进行钻孔。
可见,在现有技术中,由于对同一大尺寸PCB板有效区域内的钻孔加工分两次定位,并采用互不相同的两组定位孔来进行定位,然后分两次完成长度方向上两个有效区域的钻孔,因而很容易在二次定位时使PCB板内的两个有效区域产生零点的误差(即系统误差),从而导致PCB板钻孔位置精度降低,最终影响PCB板的产品品质。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足,提供一种PCB板钻孔定位方法,该方法能够有效提高PCB板钻孔位置精度,从而提高PCB板的产品品质。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是该PCB板钻孔定位方法,所述PCB板包括有效区域和边沿区域,所述方法包括以下步骤:
S1)在PCB板上设置分度线,所述分度线将PCB板上的有效区域划分为两个,所述两个有效区域的尺寸小于或等于钻机机台单轴加工的最大尺寸;
S2)在边沿区域内与分度线两端对应的位置各设置一个主定位孔,以及在与所述两个有效区域相应的其他边沿区域各设置一个辅助定位孔,所述两主定位孔之间的连线与所述分度线重合;
S3)通过两个主定位孔以及任意一个辅助定位孔将PCB板定位在钻机机台上,然后对所述辅助定位孔所在的边沿区域对应的有效区域进行钻孔加工;再通过两个主定位孔以及另一个辅助定位孔将PCB板定位在钻机机台上,然后对另一个有效区域进行钻孔加工。
优选的是,步骤S2)包括:
S21)在边沿区域内与分度线两端对应的位置各制作一个主定位孔图案,以及在与所述两个有效区域相应的其他边沿区域各制作一个辅助定位孔图案;
S22)根据所述主定位孔图案和辅助定位孔图案分别制成主定位孔和辅助定位孔。
优选的是,所述分度线的设置方向为与所述PCB板的长度方向垂直。
优选的是,所述分度线与PCB板沿宽度方向上的中线重合。
优选的是,所述辅助定位孔设置在沿PCB板的长度方向延伸的边沿区域中。
优选的是,在步骤S2)中,所述两个辅助定位孔到所述分度线的距离不相等。
优选的是,在步骤S22)中,所述主定位孔和辅助定位孔采用X-Ray打靶机通过透视钻孔方式形成。
优选的是,所述PCB板为多层板,其包括多个内层芯板,在所述步骤S21)中,通过内层曝光将主定位孔图案和辅助定位孔图案转移到所述多个内层芯板上→蚀刻/去膜以显现所述多个内层芯板上的主定位孔图案和辅助定位孔图案→压合所述多个内层芯板而使主定位孔图案和辅助定位孔图案包含在各个内层芯板内。
优选的是,在步骤S3)中,对PCB板进行定位步骤如下:将PCB板放置在钻机机台上,利用定位销钉分别穿过两个主定位孔以及一个辅助定位孔,而将所述PCB板定位在钻机机台上。
优选的是,所述主定位孔和辅助定位孔的孔径为3.2mm。
本发明的有益效果是:该方法与现有技术中对大尺寸PCB板多次定位的方法相比,由于存在公共的主定位孔,降低了多次定位零点的误差,减少了系统误差,提高了定位精度和钻孔合格率,最终提高了PCB板的产品品质;并且,本方法使定位孔的数量相对于现有技术发生减少(现有技术中的定位孔为六个,本发明中的定位孔为四个),同时也节省了钻定位孔的时间,有利于提高定位孔的钻孔效率。
附图说明
图1为现有技术中大尺寸PCB板上定位孔的分布示意图;
图2为本发明中PCB板钻孔定位方法的流程图;
图3为本发明实施例1中PCB板上定位孔的分布示意图;
图4为本发明实施例2中PCB板上定位孔的分布示意图。
图中:1-第一有效区域;2-第二有效区域;3-中央定位孔;4-边沿定位孔;5-第一定位孔;6-第二定位孔;7-第三定位孔;8-第四定位孔;9-分度线;10-中线;11-第一边沿区域;12-第二边沿区域;13-第三边沿区域;14-第四边沿区域;15-第五边沿区域;16-第六边沿区域。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明PCB板钻孔定位方法作进一步详细描述。
一种PCB板钻孔定位方法,所述PCB板包括有效区域和边沿区域,所述方法包括以下步骤:
S1)在PCB板上设置分度线9,所述分度线将PCB板上的有效区域划分为两个,所述两个有效区域的尺寸小于或等于钻机机台单轴加工的最大尺寸;
S2)在边沿区域内与分度线两端对应的位置各设置一个主定位孔,以及在与所述两个有效区域相应的其他边沿区域各设置一个辅助定位孔,所述两主定位孔之间的连线与所述分度线9重合;
S3)通过两个主定位孔以及任意一个辅助定位孔将PCB板定位在钻机机台上,然后对所述辅助定位孔所在的边沿区域对应的有效区域进行钻孔加工;再通过两个主定位孔以及另一个辅助定位孔将PCB板定位在钻机机台上,然后对另一个有效区域进行钻孔加工。
实施例1:
本实施例中,预钻孔的PCB板的尺寸大于钻机机台单轴最大加工范围,即该PCB板属于大尺寸PCB板。
如图2所示,该PCB板钻孔定位方法包括以下步骤:
步骤S1):在PCB板上设置分度线9,所述分度线9将PCB板上的有效区域划分为两个,所述两个有效区域的尺寸小于或等于钻机机台单轴加工的最大尺寸。
具体地,如图3所示,在该步骤中,根据PCB板内的图形沿PCB板的宽度方向设置分度线9,即所述分度线9的设置方向与所述PCB板的长度方向垂直,所述分度线9将PCB板在长度方向上的有效区域划分为第一有效区域1和第二有效区域2,并将PCB板的边沿区域划分为与第一有效区域1相应的第一边沿区域11、第三边沿区域13、第五边沿区域15和与第二有效区域2相应的第二边沿区域12、第四边沿区域14、第六边沿区域16。其中,第一边沿区域11、第三边沿区域13以及第二边沿区域12、第四边沿区域14沿PCB板的长度方向延伸,第五边沿区域15、第六边沿区域16沿PCB板的宽度方向延伸。
在本实施例中,分度线9与PCB板沿宽度方向上的中线10重合,因此该PCB板的有效区域在长度方向上被分度线9均分为面积相等的第一有效区域1和第二有效区域2。如图3所示,所述分度线9将PCB板在长度方向上的有效区域划分为左侧的第一有效区域1和右侧的第二有效区域2,以及将PCB板的边沿区域划分为处于第一有效区域1上侧的第一边沿区域11、处于第一有效区域1下侧的第三边沿区域13、处于第一有效区域1左侧的第五边沿区域15和处于第二有效区域2上侧的第二边沿区域12、处于第二有效区域2下侧的第四边沿区域14、处于第二有效区域2右侧的第六边沿区域16。
步骤S2):在边沿区域内与分度线两端对应的位置各设置一个主定位孔,所述两主定位孔之间的连线与所述分度线9重合,以及在与所述两个有效区域相应的其他边沿区域各设置一个辅助定位孔。
本实施例中,首先在边沿区域内与分度线两端对应的位置各制作一个主定位孔图案,以及在与所述两个有效区域相应的其他边沿区域各制作一个辅助定位孔图案;再根据所述主定位孔图案和辅助定位孔图案分别制成主定位孔和辅助定位孔。
具体地,在本实施例中,所述主定位孔包括第一定位孔5和第二定位孔6,所述辅助定位孔包括第三定位孔7和第四定位孔8。相应的,所述主定位孔图案包括第一定位孔图案和第二定位孔图案,所述辅助定位孔图案包括第三定位孔图案和第四定位孔图案。
在步骤S21)中,在边沿区域内与分度线9两端对应的位置分别制作第一定位孔图案和第二定位孔图案,所述第一定位孔图案和第二定位孔图案之间的连线与分度线9重合;所述第三定位孔图案和第四定位孔图案尽量设置在沿PCB板的长度方向延伸的边沿区域中,即可以在第一定位孔图案所在边沿区域侧的第一边沿区域11或第二边沿区域12中设置第三定位孔图案,在第二定位孔图案所在边沿区域侧的第三边沿区域13或第四边沿区域14中设置第四定位孔图案。
在本实施例中,所述分度线9与PCB板沿宽度方向上的中线10重合,也即在边沿区域内与中线10两端对应的位置分别制作第一定位孔图案和第二定位孔图案。如图3所示,第一定位孔图案位于分度线9上侧的边沿区域内,第二定位孔图案位于分度线下侧的边沿区域内,第三定位孔图案位于第一边沿区域11内,第四定位孔图案位于第四边沿区域14内,即上述四个定位孔图案均设置在沿PCB板的长度方向上的边沿区域内,且第一定位孔图案和第二定位孔图案之间的连线与中线10重合,同时,第三定位孔图案和第四定位孔图案分别设置在PCB板相对设置的两个边沿区域内,且第三定位孔图案和第四定位孔图案到所述分度线9的距离不相等。这样,因为该PCB板中边沿区域设置有公共的第一定位孔图案和第二定位孔图案(对应第一定位孔5和第二定位孔6),从而使得两个有效区域的钻孔加工具有相同的定位参考系统,还可以按照第三定位孔图案和第四定位孔图案制作出能防止PCB板在实际加工过程中区域定位出错的第三定位孔7和第四定位孔8。
在具体的定位孔图案制作过程中,如果所采用的PCB板为多层板,其包括多个内层芯板,因此在所述步骤S21)中,具体是通过内层曝光将主定位孔图案和辅助定位孔图案转移到所述多个内层芯板上→蚀刻/去膜以显现所述多个内层芯板上的主定位孔图案和辅助定位孔图案→压合所述多个内层芯板而使主定位孔图案和辅助定位孔图案包含在各个内层芯板内。
在实际操作过程中,一种有效的方式是,在该步骤中提前准备好PCB板的有效区域内的图形孔制作钻孔CAM资料,即分别完成第一有效区域内的图形孔钻带程序和第二有效区域内的图形孔钻带程序,以便将第一有效区域内的图形孔钻带程序和第二有效区域内的图形孔钻带程序事先导入钻机中,方便钻孔加工过程中调用相应有效区域的图形孔钻带程序对该相应区域进行钻孔加工。
在步骤S22)中,根据所述第一定位孔图案、第二定位孔图案、第三定位孔图案以及第四定位孔图案分别制作第一定位孔5、第二定位孔6、第三定位孔7以及第四定位孔8,所述第三定位孔7以及第四定位孔8设置在沿PCB板的长度方向延伸的边沿区域中,且所述第三定位孔7以及第四定位孔8到所述分度线9的距离不相等。
在该步骤中,将步骤S21)中制成的主定位孔图案和辅助定位孔图案采用X-Ray打靶机通过透视钻孔方式形成,即通过X-Ray打靶机找出所述PCB板上多个内层芯板上的定位孔图案并打出定位孔。对本实施例而言,即形成四个定位孔:第一定位孔5、第二定位孔6、第三定位孔7以及第四定位孔8。具体地,对上述四个定位孔的制成步骤是:首先钻出PCB板中分度线9两端的第一定位孔5和第二定位孔6,然后再分别在钻出第三定位孔7和第四定位孔8。
在本实施例中,只通过三次X-Ray打靶机定位打孔即可完成该PCB板钻孔用定位孔的整套定位孔制作,相比现有技术中需要通过四次X-Ray打靶机定位打孔才能完成该PCB板钻孔用定位孔的整套定位孔制作而言,省略了一个定位打孔步骤,从而能够节约定位孔的制作工序,同时也节约了操作时间。
如图3所示,本实施例中,该大尺寸PCB板中的定位孔包括第一定位孔5、第二定位孔6、第三定位孔7以及第四定位孔8,上述四个定位孔分别通过步骤S21)中制成的四个定位孔图案经X-Ray打靶机定位打孔而成。其中,第三边沿区域13内的第三定位孔7和第一定位孔5、第二定位孔6形成L型镜像,作为第一有效区域钻孔的一组定位孔;第二边沿区域12内的第四定位孔8和第一定位孔5、第二定位孔6形成倒L型,作为第二有效区域钻孔的一组定位孔。
第三定位孔7到分度线9的距离与第四定位孔8到分度线9的距离不相等,具体的距离设定值可以按照X-Ray打靶机加工能力要求灵活设计或根据实际工程需要灵活调整。可见,本实施例中的四个定位孔构成的定位布局方式与与现有技术中完全不同,能起到很好的定位作用,并且由第一定位孔5和第二定位孔6构成同一坐标参考点;而且,由于第三定位孔7到分度线9的距离与第四定位孔8到分度线9的距离不相等,能有效地防止在实际加工过程中对PCB板的区域定位出错,起到防反作用(防呆作用)。
在本实施例中,第一定位孔5、第二定位孔6、第三定位孔7和所述第四定位孔8的孔径大小均为3.2mm。
S3)通过两个主定位孔以及任意一个辅助定位孔将PCB板定位在钻机机台上,然后对所述辅助定位孔所在的边沿区域对应的有效区域进行钻孔加工;再通过两个主定位孔以及另一个辅助定位孔将PCB板定位在钻机机台上,然后对另一个有效区域进行钻孔加工。
在该步骤中,对PCB板进行定位的方式如下:将PCB板放置在钻机机台上,利用定位销钉分别穿过两个主定位孔以及一个辅助定位孔,而将所述PCB板定位在钻机机台上。即,可以通过所述第一定位孔5、第二定位孔6和第三定位孔7将PCB板定位在钻机机台上,并对PCB板的第一有效区域1进行钻孔加工,然后通过所述第一定位孔5、第二定位孔6和第四定位孔8将PCB板定位在钻机机台上,并对PCB板的第二有效区域2进行钻孔加工。
具体的,在本实施例中,对大尺寸PCB板进行定位时,先将该大尺寸PCB板横向放置在钻机机台上,使第一有效区域1完全位于钻机机台上单轴加工范围内,并使第二有效区域2也尽量处于钻机机台平面上,利用定位销钉分别穿过第一定位孔5、第二定位孔6和第三定位孔7将PCB板固定在钻机机台上的垫板上,从而使该大尺寸PCB板固定在钻机上,然后即可从钻机中调用第一有效区域的图形孔钻带程序,对第一有效区域1中的图形孔进行钻孔加工。当第一有效区域1中的图形孔加工完成后,将穿过第一定位孔5、第二定位孔6和第三定位孔7的定位销钉拨出来,并将该大尺寸PCB板取下来;接着,沿长度方向重新调换该大尺寸PCB板的位置,使第二有效区域2完全位于钻机机台上单轴加工范围内,并使第一有效区域1也尽量处于钻机机台平面上,利用定位销钉分别穿过第一定位孔5、第二定位孔6和第四定位孔8将PCB板固定在钻机机台上的垫板上,从而使该大尺寸PCB板固定在钻机上,然后即可从钻机中调用第二有效区域的图形孔钻带程序,对第二有效区域2中的图形孔进行钻孔加工。当第二有效区域2中的图形孔加工完成后,将穿过第一定位孔5、第二定位孔6和第四定位孔8的定位销钉拨出来,并将该大尺寸PCB板取下来。
在本实施例中,通过四个定位孔即可使该大尺寸PCB板稳定地固定在钻机机台上,并顺利应用钻机中事先导入的钻带程序对PCB板进行准确地钻孔加工。
实施例2:
如图4所示,本实施例与实施例1的区别在于,在该大尺寸PCB板中,分度线9根据PCB板有效区域的图形要求进行了适当调整,例如,当PCB板有效区域内有图形孔刚好处于中线10位置处或中线附近时,考虑图形孔钻孔的完整性而可以将分度线相对中线做适当的偏移,从而使得分度线9与中线10之间存在一定的偏移距离,即分度线9与中线10不重合,分度线9与中线10之间的偏移距离必须保证所划分的各个有效区域的尺寸小于或等于钻机机台单轴加工的最大尺寸;同时,第三定位孔7到分度线9的距离与第四定位孔8到分度线9的距离可以相等,也可以不相等。
即在本实施例中,第一定位孔5和第二定位孔6仍然设置在分度线9两端对应的边沿区域内,但两者之间的连线不与中线10重合。如图4所示,第一定位孔5和第二定位孔6均偏移至中线10的左侧,与实施例1相同的是,利用X-Ray打靶机只需经过一次定位打孔即可同时制成第一定位孔5和第二定位孔6。在本实施例中,当第三定位孔7到分度线9的距离与第四定位孔8到分度线9的距离相等时,此时在钻孔加工的过程中由于缺少了定位孔的防呆效果,需要操作人员仔细确认PCB板在钻机机台上的加工区域以及加工面与调用的图形孔钻带程序是否对应,以免出现钻孔不对应的状况而导致PCB板钻孔报废。
本实施例中定位孔图案的设置、定位孔的制成以及利用定位孔对大尺寸PCB板的定位的方式均与实施例1相同,这里不再赘述。
在上述实施例1、2中,用于对PCB板进行定位的定位系统中包括公共的第一定位孔5、第二定位孔6,使得对该PCB板有效区域的图形孔钻孔加工采用同样的坐标参考系统,有利于提高PCB板钻孔位置精度;同时,由于同时结合了第三定位孔7或第四定位孔以构成标准L型镜像/倒L型定位系统,使PCB板能被稳定地固定在钻机机台上,并顺利应用钻机中事先导入的图形孔钻带程序对PCB板进行准确地钻孔加工。
本发明的有益效果是:使定位孔数量减少(现有技术中采用六个,本发明中采用四个),节省了定位孔钻孔时间,有利于提高定位孔钻孔效率;而且,与现有技术中对大尺寸PCB板多次定位方式相比,由于存在公共的主定位孔,并且可以利用辅助定位孔之间的干扰原理(即防呆作用),降低了PCB板中分区分次的多次定位零点的误差(即系统误差),提高了定位精度和钻孔合格率,最终提高PCB板的产品品质。
本发明所述定位方法尤其适用于加工整体长度超出对其钻孔所使用的钻机机台单轴最大加工范围、而一半长度小于该钻孔机台单轴最大加工范围的大尺寸PCB板的定位钻孔加工。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。