CN104552441A - 柔性印刷电路板的微孔钻削装置及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种柔性印刷电路板的微孔钻削装置及其加工方法。微孔钻削装置包括盖板、垫板、冷气喷射装置，其中微钻装设在主轴上，垫板固定在机床工作台上，且位于微钻的下方，柔性印制电路板置于垫板上，盖板置于柔性印制电路板的顶面，冷气喷射装置对柔性印制电路板进行冷气喷射，以维持柔性印制电路板的冷冻温度，喷射通过流量阀与气源连接，测温设备检测微钻钻出时的温度，测温设备的信号输出端与控制装置的信号输入端连接，控制装置的信号输出端与流量阀连接，并根据实时温度调整冷气喷射装置的出气量。本发明可有效降低钻削温度，有效避免出现孔内钻污现象，提高钻孔质量，且结构简单，方便实用。本发明的方法操作方便，生产成本低。
Description
技术领域
本发明是一种柔性印刷电路板的微孔钻削装置及其加工方法，属于柔性印刷电路板的微孔钻削装置及其加工方法的创新技术。
背景技术
对柔性印制电路板（Flexible Printed Circuit Board，简称FPCB）进行微孔钻削时，在微孔钻削过程中，通常由于钻屑排出孔外不及时会留存在孔内，并且由于钻削时的高温导致钻屑与孔壁粘附，造成孔内钻污现象。微钻钻削的钻削温度通常是由钻削过程中产生的热量的累加而形成的。随着市场对柔性印制电路板产品的技术要求越来越高，柔性印制电路板的层数越来越多、线宽和线距越来越窄、孔径也会越来越小，这就对微孔加工以及加工微孔的质量提出了更高和更加严格的要求。
目前传统的微孔加工方法会出现严重的孔内钻污现象，据研究，板材越厚，孔径越小，留下的钻屑越多，从而会形成塞孔、孔内开路等致命缺陷；而钻污的去除在生产实际中是一件较为复杂的工序。为改善这种现象，目前现有技术中有采用冷却液或冷却固体在加工现场对加工部位持续冷却，所采用的冷冻液体为液氮等，价格比较昂贵，生产成本高，难于被生产厂家所接受。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种可有效降低钻削温度，有效避免出现孔内钻污现象，提高钻孔质量的柔性印刷电路板的微孔钻削装置。本发明结构简单，方便实用。
本发明的另一目的在于提供一种操作方便，生产成本低的柔性印刷电路板的微孔钻削装置的加工方法。
本发明的技术方案是：本发明的柔性印刷电路板的微孔钻削装置，包括有盖板、垫板、冷气喷射装置，其中微钻装设在主轴上，垫板固定在机床工作台上，且位于微钻的下方，柔性印制电路板置于垫板上，盖板置于柔性印制电路板的顶面，冷气喷射装置对柔性印制电路板进行冷气喷射，以维持柔性印制电路板的冷冻温度，喷射通过流量阀与气源连接，保持出气量稳定，测温设备检测微钻钻出时的温度，测温设备的信号输出端与控制装置的信号输入端连接，控制装置的信号输出端与流量阀连接，并根据实时温度调整冷气喷射装置的出气量。
本发明的柔性印刷电路板的微孔钻削装置的加工方法，包括如下步骤：
1）在进行钻孔前，对柔性印制电路板进行冷冻处理，使其温度达到安全存储温度范围的较低值；
2）装设在主轴上的微钻在柔性印制电路板上钻孔，微钻在钻削过程中，冷气喷射装置对柔性印制电路板进行冷气喷射，进行冷风冷却，以维持柔性印制电路板的冷冻温度。
3）微钻在钻削过程中，测温设备对钻削过程的温度进行采集，控制装置根据测温设备实时采集的温度，不断调整流量阀的开口大小，以控制冷气喷射装置喷射的冷气流量。
本发明在柔性印制电路板微孔钻削过程中，采用低温冷风的方式对柔性印制电路板进行冷却，一方面使已冷冻的柔性印制电路板保持较低温度，使柔性印制电路板持续保持低温；避免因温度升高需要重复冷冻而反复从机床上装取柔性印制电路板；另一方面在柔性印制电路板钻削过程中起到冷却作用，在很大程度上降低了钻削温度；另外，本发明在钻削过程中实时采集钻削温度，根据实时采集的钻削温度，通过控制流量阀的流量大小，及时改变冷风的流量大小，以达到冷却目的，同时加工现场的环境温度始终保持在20 5℃，减少了因环境温度造成以冷却的板材温度发生变化；本发明将板材冷冻和低温冷风技术进行组合使用，通过对钻削过程中温度数据的采集和分析，最大限度的降低了钻削过程中的温度；从而有效减少了孔内钻污，微孔质量大大改善。同时，本发明使用到的设备结构简单，成本低，易于实现，且本发明中使用的冷气为压缩空气，价格低廉，经济环保，且不破环柔性印制电路板的性能，本发明的加工方法简单方便，成本低，可在PCB钻孔行业中广泛使用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2是本发明实施例的效果图；
图3是本发明的实施例的效果图。
具体实施方式
实施例：
本发明的结构示意图如图1所示，本发明的柔性印刷电路板的微孔钻削装置，包括有盖板3、垫板5、冷气喷射装置，其中微钻2装设在主轴1上，垫板5固定在机床工作台6上，且位于微钻2的下方，柔性印制电路板4置于垫板5上，盖板3置于柔性印制电路板4的顶面，冷气喷射装置对柔性印制电路板4进行冷气喷射，以维持柔性印制电路板4的冷冻温度，喷射通过流量阀8与气源连接，保持出气量稳定，测温设备14检测微钻2钻出时的温度，测温设备14的信号输出端与控制装置13的信号输入端连接，控制装置13的信号输出端与流量阀8连接，并根据实时温度调整冷气喷射装置的出气量。
本实施例中，上述冷气喷射装置包括有第一冷风枪7、第二冷风枪9、第三冷风枪15，第一冷风枪7对柔性印制电路板4由微钻2正在钻削的加工区域11吹风，降低因钻孔而升高的钻针的温度，第二冷风枪9对柔性印制电路板4的已加工区域10吹风，降低钻削过程的热量，防止因柔性印制电路板4的已加工区域10的温度传导影响柔性印制电路板4的待加工区域12；第三冷风枪15调整冷风温度以对柔性印制电路板4的待加工区域12吹风，以维持柔性印制电路板4进行钻孔前的冷冻温度,第一冷风枪7、第二冷风枪9、第三冷风枪15均通过流量阀8与气源连接。
本实施例中，上述测温设备14是红外测温设备。
本发明的柔性印刷电路板的微孔钻削装置的加工方法，包括如下步骤：
1）在进行钻孔前，对柔性印制电路板4进行冷冻处理，使其温度达到安全存储温度范围的较低值；
2）装设在主轴1上的微钻2在柔性印制电路板4上钻孔，微钻2在钻削过程中，冷气喷射装置对柔性印制电路板4进行冷气喷射，进行冷风冷却，以维持柔性印制电路板4的冷冻温度。
3）微钻2在钻削过程中，测温设备14对钻削过程的温度进行采集，控制装置13根据测温设备14实时采集的温度，不断调整流量阀8的开口大小，以控制冷气喷射装置喷射的冷气流量。
本实施例中，上述冷气喷射装置喷射的冷气为低温压缩空气，低温压缩空气使用低温冷风装置将空气进行压缩降温。
本实施例中，上述冷气喷射装置的喷嘴的喷射高度为103mm，即喷嘴距离喷射区域的垂直距离为103mm。
本实施例中，上述柔性印制电路板4为聚酰亚胺薄膜柔性覆铜板。
本实施例中，上述柔性印制电路板4在加工前放进冷冻箱，使其温度始终控制在（105）℃左右。
本发明在对柔性印制电路板4进行微孔钻削之前，先对性印制电路板4进行冷冻，待降低到一定温度后再进行钻孔，本发明中，柔性印制电路板4的储存温度为5-35℃，本发明中将其冷冻在105℃的温度；同时在钻孔过程中采用冷风方法进行冷却，以达到降低钻削温、抑制孔内钻污、进而提高微孔质量的目的。
本发明在钻削过程中实时采集钻削温度，根据实时采集的钻削温度，通过控制流量阀8的流量大小，及时改变冷风的流量大小，以达到冷却目的，同时加工现场的环境温度始终保持在205℃，减少了因环境温度造成以冷却的板材温度发生变化。
本发明的工作过程如下：将柔性印制电路板4放入冷冻箱中，冷冻箱中温度设置为105℃，放置一小时左右的时间后，测量柔性印制电路板4的温度约为（105）℃，可取出固定在机床工作台6上进行加工，钻孔时在柔性印制电路板4的上下分别放置盖板3、垫板5进行辅助钻孔。钻孔过程中保持整个加工环境温度为（205）℃左右，用测温设备14检测微钻2钻出时的温度，并根据实时检测的温度调整冷气喷射装置的出气量。
本发明实施例使用的参数如下：微钻2的直径为0.3mm, 主轴1的转速为180krpm, 进给速度采用200cm/min和300cm/min两组, 退刀速度为1800cm/min，所用柔性印制电路板4的型号为SF305-101820DR。
图2、3所示为柔性印制电路板4在相同的钻削加工参数下，采用冷风加工对钻削过程进行冷却和不采用冷却方式两种条件下钻削温度的对比情况，从图中可以看出，采用冷风冷却方式时，钻头的温度均比不采用任何冷却方式时钻头的温度低10℃左右。说明采用冷风方式冷却，可以极大地改善微孔钻削柔性印制电路板4时的钻削温度，从而对微钻2的磨损，孔内的钻污情况，微孔质量的改善起到关键作用。
Claims (9)
1.一种柔性印刷电路板的微孔钻削装置，其特征在于包括有盖板、垫板、冷气喷射装置，其中微钻装设在主轴上，垫板固定在机床工作台上，且位于微钻的下方，柔性印制电路板置于垫板上，盖板置于柔性印制电路板的顶面，冷气喷射装置对柔性印制电路板进行冷气喷射，以维持柔性印制电路板的冷冻温度，喷射通过流量阀与气源连接，保持出气量稳定，测温设备检测微钻钻出时的温度，测温设备的信号输出端与控制装置的信号输入端连接，控制装置的信号输出端与流量阀连接，并根据实时温度调整冷气喷射装置的出气量。
2.根据权利要求1所述的柔性印刷电路板的微孔钻削装置，其特征在于上述冷气喷射装置包括有第一冷风枪、第二冷风枪、第三冷风枪，第一冷风枪对柔性印制电路板由微钻正在钻削的加工区域吹风，降低因钻孔而升高的钻针的温度，第二冷风枪对柔性印制电路板的已加工区域吹风，降低钻削过程的热量，防止因柔性印制电路板的已加工区域的温度传导影响柔性印制电路板的待加工区域；第三冷风枪调整冷风温度以对柔性印制电路板的待加工区域吹风，以维持柔性印制电路板进行钻孔前的冷冻温度,第一冷风枪、第二冷风枪、第三冷风枪各自分别通过流量阀与气源连接。
3.根据权利要求1所述的柔性印刷电路板的微孔钻削装置，其特征在于上述测温设备是红外测温设备。
4.一种柔性印刷电路板的微孔钻削装置的加工方法，其特征在于包括如下步骤：
1）在进行钻孔前，对柔性印制电路板进行冷冻处理，使其温度达到安全存储温度范围的较低值；
2）装设在主轴上的微钻在柔性印制电路板上钻孔，微钻在钻削过程中，冷气喷射装置对柔性印制电路板进行冷气喷射，进行冷风冷却，以维持柔性印制电路板的冷冻温度；
3）微钻在钻削过程中，测温设备对钻削过程的温度进行采集，控制装置根据测温设备实时采集的温度，不断调整流量阀的开口大小，以控制冷气喷射装置喷射的冷气流量。
5.根据权利要求4所述的柔性印刷电路板的微孔钻削装置的加工方法，其特征在于上述步骤2）中，冷气喷射装置喷射的冷气为低温压缩空气，低温压缩空气使用冷风装置将空气进行压缩降温。
6.根据权利要求4所述的柔性印刷电路板的微孔钻削装置的加工方法，其特征在于上述步骤2）中，冷气喷射装置的喷嘴的喷射高度为10 3mm，即喷嘴距离喷射区域的垂直距离为103mm。
7.根据权利要求4所述的的柔性印刷电路板的微孔钻削装置的加工方法，其特征在于上述步骤2）中，冷气喷射装置包括有第一冷风枪、第二冷风枪、第三冷风枪，第一冷风枪对柔性印制电路板由微钻正在钻削的加工区域吹风，降低因钻孔而升高的钻针的温度，第二冷风枪对柔性印制电路板的已加工区域吹风，降低钻削过程的热量，防止因柔性印制电路板的已加工区域的温度传导影响柔性印制电路板的待加工区域；第三冷风枪调整冷风温度以对柔性印制电路板的待加工区域吹风，以维持柔性印制电路板进行钻孔前的冷冻温度,第一冷风枪、第二冷风枪、第三冷风枪各自分别通过流量阀与气源连接。
8.根据权利要求4所述的柔性印刷电路板的微孔钻削装置的加工方法，其特征在于上述柔性印制电路板为聚酰亚胺薄膜柔性覆铜板。
9.根据权利要求4所述的柔性印刷电路板的微孔钻削装置的加工方法，其特征在于上述柔性印制电路板在加工前放进冷冻箱，使其温度始终控制在（105）℃。
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