CN107371330A - 一种微孔加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种微孔加工方法，其包括将待加工工件固定于钻机的工作平台上；根据预设微孔加工参数对待加工工件进行钻孔，并对钻孔后的工件进行高压水洗。本发明通过采用预设微孔加工参数对待加工工件进行钻孔，并对钻孔后的工件进行高压水洗，以去除微孔的残留物，解决使用微针治具钻孔中所出现的断刀、严重塞孔等问题。

Description

一种微孔加工方法
技术领域
本发明涉及钻孔加工领域，尤其涉及一种微孔加工方法。
背景技术
随着印制电路板布局密度不断增加，以减小孔径的方式有效的增加印制电路板布局密度成为一种趋势。就目前印制电路板的技术发展状况而言，孔径在0.15mm及以下可称为微孔。而现有的机械微钻削的常规能力最小为0.2mm孔，对于孔径0.15mm以下的孔径，使用常规的机械钻削方法，受限于钻咀太小，容易断钻、孔壁质量难以保证和改善。特别是当材质为聚酰亚胺材质时，钻头在切入表面时会打滑偏斜，容易造成孔位精度下降，孔壁质量受到影响的问题。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种微孔加工方法，旨在解决现有现有微孔加工方法中存在的断刀及严重塞孔的问题。
本发明的技术方案如下：
一种微孔加工方法，其包括如下步骤：
A、将待加工工件固定于钻机的工作平台上；
B、根据预设微孔加工参数对待加工工件进行钻孔，并对钻孔后的工件进行高压水洗。
所述微孔加工方法，其中，所述步骤A具体为：
于所述钻机的工作平台上固定有垫板，将至少一个待加工工件固定于所述垫板上，再将水溶性盖板固定于待加工工件上。
所述微孔加工方法，其中，所述水溶性盖板包括：铝基板及水溶性涂覆层，所述水溶液性涂覆层位于所述铝基板远离待加工工件一侧。
所述微孔加工方法，其中，所述铝基板厚度为0.1-0.12mm，所述水溶性涂覆层的厚度为0.06-0.1mm。
所述微孔加工方法，其中，所述垫板厚度为2.0mm-2.5mm。
所述微孔加工方法，其中，所述预设微孔加工参数为：钻机的转速为24-30Krpmin，钻咀的进给量为0.6-1.5m/min。
所述微孔加工方法，其中，所述钻机采用镀膜钻咀，且所述镀膜钻咀的膜厚为0.1±0.05mm。
所述微孔加工方法，其中，所述对钻孔后的工件进行高压水洗具体为：
将钻孔后的工件置于传输速度为2.5-3.0m/min的水平传输设备上，并将高压水喷洒于钻孔后的工件上。
所述微孔加工方法，其中，所述高压水的水压为50-60kg/平方厘米。
所述微孔加工方法，其中，所述微孔的孔径为0.075mm-0.15mm。
有益效果：本发明提供的微孔加工方法，其包括将待加工工件固定于钻机的工作平台上；根据预设微孔加工参数对待加工工件进行钻孔，并对钻孔后的工件进行高压水洗。本发明通过采用预设微孔加工参数对待加工工件进行钻孔，并对钻孔后的工件进行高压水洗，以去除微孔的残留物，解决使用微针治具钻孔中所出现的断刀、严重塞孔等问题。
附图说明
图1为本发明提供的一种微孔加工方法较佳实施例的流程图。
图2为发明提供的微孔加工方法中垫板、待加工工件及水溶性盖板叠放示意图。
图3为本发明提供的微孔加工方法中待加工工件固定于工作平台上的示意图。
图4为本发明提供的微孔加工方法中水溶性盖板的结构示意图。
图5为本发明提供的微孔加工方法中垫板、待加工工件及水溶性盖板通过销钉固定为一体的剖视图。
图6为本发明提供的微孔加工方法的实施例一的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种微孔加工方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图1为本发明提供的一种微孔加工方法较佳实施例的流程图，如图所示，其包括步骤：
S101、将待加工工件固定于钻机的工作平台上；
S102、根据预设微孔加工参数对待加工工件进行钻孔，并对钻孔后的工件进行高压水洗。
本发明通过预先设置微孔加工参数，并根据所述预设微孔加工参数对待加工工件进行钻孔，并对钻孔后的工件进行高压水洗，这样可以解决使用微针治具钻孔中所出现的断刀的问题，同时还可以保证孔内通透，无异物阻挡。
在所述步骤S101中，如图2和3所示，在将待加工工件200固定于钻机的工作平台10上时，需要在工作平台10上固定一层垫板100，并在待加工工件200上固定一层水溶性盖板300。所述垫板100一方面用于保护钻机的工作平台，防止钻孔时转动的钻咀在钻穿待加工工件后对工作平台造成破坏；另一方面用于防止待加工工作产生出口性毛刺。所述水溶性盖板300用于保护待加工工件表面，以避免被钻机的压脚砸伤。所述盖板与所述待加工工件紧密贴合以压紧所述待加工工件，这样在待加工工件上钻孔时，可以大大减少微孔周边产生的毛刺，避免影响微孔的性能。
进一步，位于垫板100和水溶性盖板300之间的待加工工件200的数量可以根据钻咀刃长而设置，所述数量优选为小于等于3。例如，在发明的一个优选实施例中，所述待加工工件数量2，这样一方面可以提高微孔加工的效率，另一方面又可以保证钻咀的行程，减少断刀的现象。
所述垫板100选用平整度及均匀性较好的酚醛树脂板，所述酚醛树脂板与待加工工件完全贴合，减少了因垫板与待加工工件之间缝隙而产生的孔口披峰和毛刺问题。例如，在本发明的一个优选实施例中，所述酚醛树脂板的厚度为2.0-2.5mm。
如图4所示，所述水溶性盖板300包括铝基板301和水溶性覆盖层302，在所述水溶性盖板固定于待加工工件上时，所述铝基板301与所述待加工工件200相接触，所述水溶液覆盖层302位于铝基板301远离待加工工件的一侧。这样当钻咀对待加工工件钻孔时，钻削时的高温会将铝基板表面的水溶性覆盖层高温融化，并在后续高压水洗工序中，将待加工工件表面的水溶性覆盖层的残留物去除，避免了无法镀铜问题的产生，同时也不会产生其他废物，铝基板可直接回收利用，减少生产过程中的环境污染。
优选的，所述水溶性覆盖层302采用一种高效热敏层材料，并通过反复复合方式附着在铝基板301表面。这样所述水溶性覆盖层能够瞬间吸收钻针热能，延长钻针使用寿命，使钻针达到最佳钻孔效果。同时，所述水溶性覆盖层可以对钻针起到润滑和缓冲作用，使得钻针更易过孔，从而降低孔壁粗糙度，使定位更精确。例如，在一个优选实施例中，所述水溶性覆盖层的主要成分为聚乙二醇化合物，所述聚乙二醇化合物（按重量百分比）占比90-95%，其余5-10%为添加剂。
所述水溶性盖板300的厚度可以为0.16mm-0.22mm，其中，所述铝基板301厚度为0.1mm-0.12mm，所述水溶性覆盖层302厚度为0.06mm-0.1mm。本实施例中将所述水溶性盖板的厚度设置为0.16mm-0.22mm，这是由于水溶性盖板厚度太厚，会增加对钻头的磨损，不利于孔壁粗糙度的控制；而水溶性覆盖板厚度太薄，起不到润滑和散热的作用。
在本发明的一个实施例中，如图3和5所示，所述垫板100、待加工工件200及水溶性盖板300的固定过程可以为：首先将垫板100、待加工工件200及水溶性盖板300按从下向上的顺序依次放置，且所述水溶性盖板300的铝基板301与待加工工件200相接触；再采用销钉20分别将叠放好的垫板100、待加工工件200及水溶性盖板300的两端固定层叠板，最后选用美文胶30将层叠板固定于钻机的工作平台10上，并保证位于底层的垫板100与工作平台10紧密贴合，这样在钻孔过程中，所述层叠板相对于工作平台以及层叠板的各层均不会上下、左右晃动，避免了晃动造成的断刀、以及因微孔倾斜而造成的微孔精度低及孔壁质量受到影响的问题。
在所述步骤S102中，所述预设钻孔加工参数为加工微孔时在钻机控制系统输入的钻孔参数，钻机的转速为24-30Krpmin，钻咀的进给量为0.6-1.5m/min。在本实施例中钻机的转速为24-30Krpmin，钻咀的进给量为0.6-1.5m/min，这是由于钻孔速度太大，容易造成热量累计温升，从而导致孔内钉头以及出入口毛刺增加，严重者会导致孔径上大下小的缺陷，影响整体的孔壁质量；而钻孔速度太小，容易造成待加工工件（特别是低聚酰亚胺材料）的轴向钻削力增大，从而钻削温度过高，使孔壁粗糙度、毛刺等缺陷发生的几率升高，导致孔壁质量降低。
进一步，所述钻机的钻咀可以采用镀膜钻咀，即所述钻咀包括钻咀本体和镀膜形成的涂层，所述涂层可以为含有碳、钛和/或氮元素的复合涂层。这样可以降低镀膜钻咀的摩擦系数低，提高钻咀的寿命。同时，由于所述涂层具有较高的硬度，可以有利于控制毛刺。例如，在本发明的一个优选实施例中，所述涂层的厚度可以为0.1±0.05mm，涂层的硬度可以为50±10GPA。例如，在本发明的一个优先实施例中，所述钻咀采用以碳化钨粉末为基体，以钴粉作粘结剂经加压、烧结而成硬质合金，其中，其中，按重量百分比计，所述碳化钨为94%，钴含量为6%；所述复合涂层为碳化钛或氮化钛。
进一步，所述钻机控制系统还可以预先存储微孔孔径以及微孔孔径与工件厚度的对应关系。当采用钻机进行微孔加工时，可以判断待加工微孔的孔径以及孔径与工件厚度的关系是否满足预设对应关系，来确定是否可以采用上述微孔加工参数进行加工，这样可以提高微孔加工参数的准确性。所述预先存储的微孔孔径为0.075mm-0.15mm。在本实施例中，还可以根据微孔孔径调整钻孔加工参数，例如，对于0.15mm孔径的微孔，钻孔加工参数可以为：转速24-30krpm,进刀速1.2-1.5m/min,退刀速10-20m/min；对于0.10mm孔径的微孔，钻孔加工参数可以为：转速24-30krpm,进刀速1.0-1.2m/min,退刀速10-20m/min；对于0.075mm孔径的微孔，钻孔加工参数可以为：转速24-30krpm,进刀速0.6-1.2m/min,退刀速10-20m/min。
进一步，在根据预设微孔加工参数对待加工工件进行钻孔后，将钻孔后的工件从钻机的工作平台上取下，并用高压水洗对钻孔后的工件进行处理，以去除孔内残留的粉尘。所述高压水洗的具体过程可以为首先将钻孔后的工件置于传输速度为2.5-3.0m/min的水平传输设备上，再将高压水喷洒于钻孔后的工件上，以去除微孔内的毛刺和可溶性覆盖层的残渣，可有效保证孔内的残渣和毛刺被去除。例如，在本发明的一个优选实施例中，所述高压水的水压为50-60kg/平方厘米，这样更高的高压水洗压力，可以保证微孔孔内的粉尘、钻屑在较高的水洗压力下被冲出，在后续电镀过程中能够沉积上铜层。
实施例一
本实施例提供了一种微孔加工方法，如图6所示，其包括：
S201、将待加工工件固定于钻机的工作平台上；
S202、根据预设微孔加工参数对待加工工件进行钻孔，并对钻孔后的工件进行高压水洗；
S203、将高压水洗后的工件转送至VCP工序，并采用VCP垂直连续电镀的方式进行电镀。
具体地，所述步骤S201和步骤S202与上述实施例中的步骤S101和S102相同，这里就不再赘述。
在所述步骤S203中，经过高压水洗的工件直接转送至VCP工序，无需采用打磨机或磨板机进行打磨，避免了因打磨而造成的堵孔，降低了电镀不上铜的情况的出现。在本实施例中，采用VCP垂直连续电镀的方式，实现微孔的金属化。并且，为了保证微孔孔壁均匀和平整，微孔进行在产线保养以对报废板数量以及药水活性进行检测，当其均在标准范围左右后，再制作微孔板。这样可以避免药水在制作过多的PCB板后，药水缸内存在残留物质以及药水的活性下降，而导致孔内无法金属化，或金属化效果不良的问题。
实施例二
本实施例提供了一种微孔加工方法，其包括：
步骤301、选取具有微孔设计的PCB板，其中，微孔孔径为0.075mm-0.15mm；
步骤302、对PCB板进行开料-内层线路-内层蚀刻-棕化-压合-烤板；
步骤303、用销钉依次将酚醛树脂板、2块烤板后的PCB板、水溶性盖板固定成层叠板，再用美纹胶带将层叠板固定于转速24-30万钻的高速钻机的工作平台上，其中，水溶性盖板的铝基板的厚度为0.1mm，水溶性覆盖层的厚度为0.1mm；
步骤304、使高速钻机对PCB板进行微孔加工，其中，进刀速1.2m/mim,退刀速15m/min；
步骤305、将钻完孔的PCB板从钻机台面取下，用高压水洗对钻完孔的板进行处理并进行验孔，其中，高压水洗的水压为60kg/平方厘米
步骤306、采用垂直连续电镀的方式进行VCP电镀；
步骤307、对VCP电镀后的PCB进行外层线路-蚀刻-覆盖膜贴合-冲切，测试直至出货。
综上，本发明提供了一种微孔加工方法，其适用于直径为0.075mm-0.15mm的柔性板（包括双面板和多层板）的微孔加工，解决了钻削过程中易断刀、打滑，孔粗，孔大孔小的问题，在实现机械微孔加工的同时，也保证了孔壁质量。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种微孔加工方法，其特征在于，其包括如下步骤：
A、将待加工工件固定于钻机的工作平台上；
B、根据预设微孔加工参数对待加工工件进行钻孔，并对钻孔后的工件进行高压水洗。
2.根据权利要求1所述微孔加工方法，其特征在于，所述步骤A具体为：
于所述钻机的工作平台上固定有垫板，将至少一个待加工工件固定于所述垫板上，再将水溶性盖板固定于待加工工件上。
3.根据权利要求2所述微孔加工方法，其特征在于，所述水溶性盖板包括：铝基板及水溶性涂覆层，所述水溶液性涂覆层位于所述铝基板远离待加工工件一侧。
4.根据权利要求3所述微孔加工方法，其特征在于，所述铝基板厚度为0.1-0.12mm，所述水溶性涂覆层的厚度为0.06-0.1mm。
5.根据权利要求2所述微孔加工方法，其特征在于，所述垫板厚度为2.0mm-2.5mm。
6.根据权利要求1所述微孔加工方法，其特征在于，所述预设微孔加工参数为：钻机的转速为24-30Krpmin，钻咀的进给量为0.6-1.5m/min。
7.根据权利要求2或6所述微孔加工方法，其特征在于，所述钻机采用镀膜钻咀，且所述镀膜钻咀的膜厚为0.1±0.05mm。
8.根据权利要求1所述微孔加工方法，其特征在于，所述对钻孔后的工件进行高压水洗具体为：
将钻孔后的工件置于传输速度为2.5-3.0m/min的水平传输设备上，并将高压水喷洒于钻孔后的工件上。
9.根据权利要求8所述微孔加工方法，其特征在于，所述高压水的水压为50-60kg/平方厘米。
10.根据权利要求1所述微孔加工方法，其特征在于，所述微孔的孔径为0.075mm-0.15mm。
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