CN104551088A - 印刷电路板背钻装置及背钻方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种印刷电路板背钻装置，用于对已经电镀完成的印刷电路板的通孔进行二次钻孔。所述印刷电路板背钻装置包括钻机工作台、盖板及垫板，所述垫板、所述印刷电路板及所述盖板依次叠设于所述钻机工作台，所述盖板包括基板和设于其表面的铝板，所述铝板相对面与所述印刷电路板待钻面相抵接，所述垫板设于所述印刷电路板的另一侧表面，所述基板包括贯穿其设置的背钻槽，所述垫板包括贯穿其设置的通气槽，所述背钻槽与所述通孔正对设置，所述通气槽与所述通孔相连通。本发明还涉及一种印刷电路板背钻方法。

Description

印刷电路板背钻装置及背钻方法

技术领域

本发明涉及印刷电路板制作技术领域，具体涉及一种印刷电路板背钻装置及背钻方法。

背景技术

随着印刷电路板制作技术的不断发展，背钻工艺的应用也越来越广泛，背钻工艺与其他工艺技术结合越来越紧密。多层印刷电路板中镀通孔(Plating Through Hole，PTH)起到内层电源层与接地层的相互连通的功能，当系统进入高速讯号传输时，PTH孔将成为信号完整性的瓶颈和障碍，扮演着凹痕式滤波器的功能，在信号传输线路中，将形成一段震荡段，不管是滤波或是震荡，都会对高速讯号传输产生伤害，使信号失真。

背钻是通过二次钻孔的方式，将已经完成电镀的PTH孔内，不利于信号传输的孔铜部分去除，背钻后残留的孔铜长度越短，对信号传输的完整性越有利。目前电子产品已经进入高速信号传输时代，相应的对PTH孔内残留的孔铜的长度要求越来越短，促使PCB制造厂家，通过多种手段，以提高背钻的加工能力，满足工业需求。

现有技术的印刷电路板背钻方法一般均存在PTH孔堵孔的问题，严重影响印刷电路板的产品品质。针对PTH孔堵孔问题，一般采用以下工艺克服：

(1)传统的背钻方法；利用钻机的钻盲孔功能，背钻时，以外层作为信号反馈层，当钻针接触到板面时，反馈信号到伺服器，下钻预先设定的深度。背钻的钻针直径一般比第一次钻孔大0.2mm-0.25mm，板件走碱蚀流程，背钻步骤在图形电镀后，碱性蚀刻前进行，可以刮除背钻产生的铜丝，在预设下钻深度时，还要考虑蚀刻时也会去除部分孔铜。

这种背钻方法每个孔的背钻深度都是一致的，而板件的厚度是不均匀的，一般是板件四周薄，中间厚，那么背钻后残留的孔铜长度均一性差，限制了背钻能力的提升，板件越厚，厚度均匀性越差，残留孔铜的长度就越大，因此，背钻效果一般。

(2)按板厚比例控制深度背钻方法；采用薄铜电镀流程配合分步背钻工艺进行加工，其原理是通过降低背钻时的孔铜厚度，以减少背钻加工时的切削量。同时采取多次加工的方法，将总体的切削量一分为多，减少单次下钻的切削量。但是该流程存也存在多个问题：如，增加多个流程，加工及控制成本增加；两次电镀层可能残留夹杂物，存在可靠性风险；一次背钻改多次背钻，加工时间及材料成本显著增加；同一位置进行重复控深加工，可能导致主轴下冲，板件和设备存在报废风险，产品合格率低。

发明内容

为了解决上述印刷电路板背钻方法存在背钻效果一般、堵孔问题解决不理想、成本高及产品合格率低的技术问题，本发明提供一种背钻效果好、有效解决堵孔问题、成本不高及产品合格率高的印刷电路板背钻方法；本发明还提供一种印刷电路板背钻装置，用于实现所述背钻方法，所述背钻装置具有提高背钻孔位精度、去除钻孔毛刺并能重复利用的优点。

本发明提供一种印刷电路板背钻装置，用于对已经电镀完成的印刷电路板的通孔进行二次钻孔，包括钻机工作台、盖板及垫板，所述垫板、所述印刷电路板及所述盖板依次叠设于所述钻机工作台，所述盖板包括基板和设于其表面的铝板，所述铝板相对面与所述印刷电路板待钻面相抵接，所述垫板设于所述印刷电路板的另一侧表面，所述基板包括贯穿其设置的背钻槽，所述垫板包括贯穿其设置的通气槽，所述背钻槽与所述通孔正对设置，所述通气槽与所述通孔相连通。

在本发明提供的印刷电路板背钻装置的一种较佳实施例中，所述钻机工作台包括钻头，所述钻头设于所述盖板上方，并通过所述背钻槽对所述印刷电路板进行背钻加工。

在本发明提供的印刷电路板背钻装置的一种较佳实施例中，所述钻头为螺旋式钻头，包括钻头本体和设于其表面的多个螺旋式刀翼。

在本发明提供的印刷电路板背钻装置的一种较佳实施例中，所述盖板还包括贯穿其设置的固定孔，用于所述盖板与所述印刷电路板的定位及固定。

在本发明提供的印刷电路板背钻装置的一种较佳实施例中，所述背钻槽为圆形槽，且其孔径比所述钻头直径大0.05mm。

在本发明提供的印刷电路板背钻装置的一种较佳实施例中，所述基板为树脂基板，其厚度为1.2-2.0mm。

本发明还提供一种印刷电路板背钻方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、提供一待背钻的印刷电路板、一钻机工作台、一盖板及一垫板：

所述印刷电路板为已经电镀完成且其通孔待背钻的印刷电路板，包括贯穿其设置的带背钻的通孔及定位孔；

所述钻机工作台为适用于印刷电路板的背钻工作台，包括用于背钻钻孔的钻头；

所述盖板包括基板和设于其一侧表面的铝板，所述基板包括贯穿其设置的背钻槽；

所述垫板包括贯穿其设置的通气槽；

步骤二、将所述垫板置于所述钻机工作台：保持所述垫板固定于所述钻机工作台；

步骤三、将所述印刷电路板置于所述垫板：所述垫板一侧表面与所述印刷电路板待钻表面的相对侧表面抵接设置，并保持所述通气槽与所述通孔相连通；

步骤四、将所述盖板置于所述印刷电路板：所述盖板一侧表面的铝板与所述印刷电路板待钻表面抵接设置，通过所述定位孔实现所述印刷电路板与所述盖板的定位及固定，并保持所述通孔与所述背钻槽正对设置；

步骤五、利用所述钻机工作台的钻头，并通过所述背钻槽对所述印刷电路板的通孔进行背钻；

步骤六、对背钻后的印刷电路板进行高压水洗，去除孔内的钻屑。

在本发明提供的印刷电路板背钻方法的一种较佳实施例中，所述步骤一中的所述钻头为螺旋式钻头，包括钻头本体和设于其表面的多个螺旋式刀翼。

在本发明提供的印刷电路板背钻方法的一种较佳实施例中，所述步骤一中的所述背钻槽孔径比所述钻头直径大0.05mm。

在本发明提供的印刷电路板背钻方法的一种较佳实施例中，还包括步骤七、对高压水洗后的所述印刷电路板进行碱性蚀刻处理，进一步去除背钻产生的钻屑。

相较于现有技术，本发明提供的印刷电路板背钻装置及背钻方法具有以下有益效果：

一、通过在印刷电路板背钻工艺中配合设计背钻装置，有效解决了背钻过程中堵孔问题，背钻效果显著提升，产品合格率高，且工艺简单、方便操作，适合大批量工业化生产；

二、通过盖板的设计，即包含树脂基板和设于其表面的铝板，及基板开设背钻槽，使得背钻孔位的精度得到明显提高，并能有效去除背钻过程中的钻孔毛刺，此外，该盖板还能够重复利用，有效降低了生产成本；

三、通过螺旋式钻头、背钻槽及垫板的通气槽的配合设计，使得背钻过程中，通孔内的气流顺畅，钻屑排出能力显著增强，减少堵孔情况的发生，提升背钻效果，提高产品合格率；

四、通过在盖板设置固定孔，提高了盖板与印刷电路板的定位及固定，增强背钻效果；

五、通过实验发现，在背钻槽孔径比钻头直径大0.05mm的时候，获得了最好的背钻效果；

六、通过对高压水洗后的印刷电路板进行碱性蚀刻处理，进一步去除了背钻过程中产生的钻屑，增进背钻效果，提高了产品合格率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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它的附图，其中：

图1是本发明提供的印刷电路板背钻装置的结构示意图；

图2是本发明提供的利用图1所示印刷电路板背钻装置的背钻方法的步骤流程图。

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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，为本发明提供的印刷电路板背钻装置的结构示意图。所述印刷电路板背钻装置1，用于对已经电镀完成的印刷电路板10的通孔101进行二次钻孔。所述印刷电路板背钻装置1包括钻机工作台11、垫板13及盖板15。所述垫板13、所述印刷电路板10及所述盖板15依次叠设于所述钻机工作台11。

所述钻机工作台11包括平台111和钻头113，所述钻头113设于所述平台111上方，用于对置于所述平台111的所述印刷电路板10进行背钻加工。

所述钻头113为螺旋式钻头，包括钻头本体和设于其表面的多个螺旋式刀翼。选择排屑能力强的钻头改善排屑能力。所述螺旋式钻头的排屑空间远大于常规UC型钻头。试验对比，普通UC型钻头在加工过程中，钻屑易缠绕或包裹住钻头，导致持续背钻过程中钻屑无法有效排出；而螺旋式钻头在加工过程中，钻屑全部积累在钻头底部，钻头本体无钻屑缠绕或包裹，持续背钻过程中钻屑可一直有效排除。

所述垫板13为木质垫板，其尺寸适用于所述印刷电路板10的背钻加工。所述垫板13固定于所述平台111，包括贯穿所述垫板13内部设置的通气槽131，所述通气槽131与所述通孔101相连通。所述通气槽131增强了背钻过程中所述通孔101内的气流流通，保持孔内气流顺畅，使内外部气流导通，有利于钻屑的排出。

所述印刷电路板10叠设于所述垫板13，并保持固定。所述印刷电路板10包括待背钻的多个通孔101及定位孔103，保持所述通孔101与所述通气槽131相连通，并通过所述定位孔103实现所述印刷电路板10与所述盖板15的定位及固定。

所述盖板15叠设于所述印刷电路板10，并保持固定。所述盖板15包括基板151及设于其一侧表面的铝板153，所述铝板153另一侧表面与所述印刷电路板10待钻面相抵接。

所述基板151为树脂基板，其厚度为1.2-2.0mm。所述基板151包括贯穿其设置的背钻槽1511及固定孔1513，所述背钻槽1511为圆形槽，其孔径大于所述通孔101孔径。所述背钻槽1511与所述通孔101正对设置，即二者的中轴线在同一条直线上。经实验测试发现，当所述背钻槽1511孔径比所述钻头113直径大0.05mm时，背钻效果最佳。所述背钻槽1511用于所述钻头113对所述印刷电路板10进行背钻加工。所述固定孔1513用于所述盖板15与所述印刷电路板10的定位及固定。

经试验测试，当所述基板151的厚度为1.2-2.0mm时，背钻效果较佳；尤其是当所述基板151的厚度为1.6mm时，获得了最佳的背钻效果。所述基板151的设计使得背钻孔位的精度得到明显提高，所述铝板153的设计能有效去除背钻过程中的钻孔毛刺。此外，所述盖板15还能够重复利用，有效降低了生产成本。

请参阅图2，为本发明提供的利用图1所示印刷电路板背钻装置的背钻方法的步骤流程图。所述背钻方法包括如下步骤：

S1、提供一待背钻的印刷电路板、一钻机工作台、一盖板及一垫板；

具体地，所述印刷电路板10为已经电镀完成且其通孔待背钻的印刷电路板，包括贯穿其设置的带背钻的通孔101及定位孔103；

所述钻机工作台11为适用于印刷电路板的背钻工作台，包括用于背钻钻孔的钻头113和平台111；

所述盖板15包括基板151和设于其一侧表面的铝板153，所述基板151包括贯穿其设置的背钻槽1511和固定孔1513；

所述垫板13包括贯穿其设置的通气槽131；

S2、将所述垫板置于所述钻机工作台：保持所述垫板固定于所述钻机工作台；

具体地，将所述垫板13固定于所述平台111。

S3、将所述印刷电路板置于所述垫板：所述垫板一侧表面与所述印刷电路板待钻表面的相对侧表面抵接设置，并保持所述通气槽与所述通孔相连通；

具体地，将所述印刷电路板10叠设于所述垫板13，并保持固定。保持所述通孔101与所述通气槽131相连通。

S4、将所述盖板置于所述印刷电路板：所述盖板一侧表面的铝板与所述印刷电路板待钻表面抵接设置，通过所述定位孔实现所述印刷电路板与所述盖板的定位及固定，并保持所述通孔与所述背钻槽正对设置；

具体地，将所述盖板15叠设于所述印刷电路板10，并通过所述定位孔103和所述固定孔1513保持所述盖板15与所述印刷电路板10的定位及固定。所述铝板153相对面与所述印刷电路板10待钻面相抵接。所述背钻槽1511为圆形槽，其孔径大于所述通孔101孔径。所述背钻槽1511与所述通孔101正对设置，即二者的中轴线在同一条直线上。经实验测试发现，当所述背钻槽1511孔径比所述钻头113直径大0.05mm时，背钻效果最佳。

S5、利用所述钻机工作台的钻头，并通过所述背钻槽对所述印刷电路板的通孔进行背钻；

具体地，利用所述钻头113通过所述背钻槽1511对所述印刷电路板10的通孔101进行背钻加工。

S6、对背钻后的印刷电路板进行高压水洗，去除孔内的钻屑；

具体地，对经背钻加工后的所述印刷电路板10采用高压水洗的方式进行水洗，主要去除所述通孔101内的粉尘及钻屑。

S7、对高压水洗后的所述印刷电路板进行碱性蚀刻处理，进一步去除背钻产生的钻屑。

具体地，采用碱性蚀刻药水对所述印刷电路板10进行直接蚀刻，基本除去所述通孔101内的钻屑。

本发明提供的印刷电路板背钻装置1及背钻方法具有以下有益效果：

一、通过在印刷电路板背钻工艺中配合设计背钻装置1，有效解决了背钻过程中堵孔问题，背钻效果显著提升，产品合格率高，且工艺简单、方便操作，适合大批量工业化生产；

二、通过盖板15的设计，即包含基板151和设于其表面的铝板153，及基板开设背钻槽1511，使得背钻孔位的精度得到明显提高，并能有效去除背钻过程中的钻孔毛刺，此外，该盖板15还能够重复利用，有效降低了生产成本；

三、通过螺旋式钻头113、背钻槽1511及垫板13的通气槽131的配合设计，使得背钻过程中，通孔101内的气流顺畅，钻屑排出能力显著增强，减少堵孔情况的发生，提升背钻效果，提高产品合格率；

四、通过在盖板15设置固定孔1513，提高了盖板1513与印刷电路板10的定位及固定，增强背钻效果；

五、通过实验发现，在背钻槽1511孔径比钻头113直径大0.05mm的时候，获得了最好的背钻效果；

六、通过对高压水洗后的印刷电路板10进行碱性蚀刻处理，进一步去除了背钻过程中产生的钻屑，增进背钻效果，提高了产品合格率。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种印刷电路板背钻装置，用于对已经电镀完成的印刷电路板的通孔进行二次钻孔，其特征在于，包括钻机工作台、盖板及垫板，所述垫板、所述印刷电路板及所述盖板依次叠设于所述钻机工作台，所述盖板包括基板和设于其表面的铝板，所述铝板相对面与所述印刷电路板待钻面相抵接，所述垫板设于所述印刷电路板的另一侧表面，所述基板包括贯穿其设置的背钻槽，所述垫板包括贯穿其设置的通气槽，所述背钻槽与所述通孔正对设置，所述通气槽与所述通孔相连通。

2.根据权利要求1所述的印刷电路板背钻装置，其特征在于，所述钻机工作台包括钻头，所述钻头设于所述盖板上方，并通过所述背钻槽对所述印刷电路板进行背钻加工。

3.根据权利要求2所述的印刷电路板背钻装置，其特征在于，所述钻头为螺旋式钻头，包括钻头本体和设于其表面的多个螺旋式刀翼。

4.根据权利要求1所述的印刷电路板背钻装置，其特征在于，所述盖板还包括贯穿其设置的固定孔，用于所述盖板与所述印刷电路板的定位及固定。

5.根据权利要求2所述的印刷电路板背钻装置，其特征在于，所述背钻槽为圆形槽，且其孔径比所述钻头直径大0.05mm。

6.根据权利要求5所述的印刷电路板背钻装置，其特征在于，所述基板为树脂基板，其厚度为1.2-2.0mm。

7.一种印刷电路板背钻方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一、提供一待背钻的印刷电路板、一钻机工作台、一盖板及一垫板：

所述印刷电路板为已经电镀完成且其通孔待背钻的印刷电路板，包括贯穿其设置的带背钻的通孔及定位孔；

所述钻机工作台为适用于印刷电路板的背钻工作台，包括用于背钻钻孔的钻头；

所述盖板包括基板和设于其一侧表面的铝板，所述基板包括贯穿其设置的背钻槽；

所述垫板包括贯穿其设置的通气槽；

步骤二、将所述垫板置于所述钻机工作台：保持所述垫板固定于所述钻机工作台；

步骤三、将所述印刷电路板置于所述垫板：所述垫板一侧表面与所述印刷电路板待钻表面的相对侧表面抵接设置，并保持所述通气槽与所述通孔相连通；

步骤四、将所述盖板置于所述印刷电路板：所述盖板一侧表面的铝板与所述印刷电路板待钻表面抵接设置，通过所述定位孔实现所述印刷电路板与所述盖板的定位及固定，并保持所述通孔与所述背钻槽正对设置；

步骤五、利用所述钻机工作台的钻头，并通过所述背钻槽对所述印刷电路板的通孔进行背钻；

步骤六、对背钻后的印刷电路板进行高压水洗，去除孔内的钻屑。

8.根据权利要求7所述的印刷电路板背钻方法，其特征在于，所述步骤一中的所述钻头为螺旋式钻头，包括钻头本体和设于其表面的多个螺旋式刀翼。

9.根据权利要求8所述的印刷电路板背钻方法，其特征在于，所述步骤一中的所述背钻槽孔径比所述钻头直径大0.05mm。

10.根据权利要求7所述的印刷电路板背钻方法，其特征在于，还包括步骤七、对高压水洗后的所述印刷电路板进行碱性蚀刻处理，进一步去除背钻产生的钻屑。