CN107920423B - 钻孔机及钻孔制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钻孔机及钻孔制作方法，用于对电路板进行钻孔，电路板包括多个信号层和多个导电层，导电层的面积大于信号层的面积，导电层设置于相邻两个信号层之间，钻孔机包括：钻头，用于对电路板进行钻孔；检测单元，与钻头通信连接，检测单元用于检测钻头在钻入电路板的过程中与电路板形成的电容变化率大小以产生反馈信号；及深度量测单元，与钻头和检测单元通信连接，深度量测单元能够根据检测单元的反馈信号量测钻头相对电路板的位置，以得到导电层的位置。上述钻孔机可以较好地克服因电路板的信号层之间的距离过短导致的电路板的各导电层的位置无法准确地量测的缺陷，从而实现电路板的高精度背钻。

Description

钻孔机及钻孔制作方法

技术领域

本发明涉及电路板制造技术领域，特别是涉及一种钻孔机及钻孔制作方法。

背景技术

随着无线、网络通信技术的快速发展，通信产品的工作频率越来越高，通信产品工作频率的提高对传输过程的损耗控制提出更高的要求。电路板背钻是一种有效降低孔链路损耗的工艺加工方式，背钻后的信号层上方多余的过孔沉铜长度越小，损耗也越小。由于电路板各层是压合制成的，厚薄不均匀，即使是同一块电路板不同位置的厚度也存在差异。

现有技术提供一种方法通过在电路板用于背钻任务的信号层上方设置导电层，并通过电容效应或者通过过孔陈铜的方式向外导出，使其可以被与钻头相连的检测单元接触或者接地。钻头在需要背钻的电镀孔进行一次钻孔时，借助与检测单元相连的钻头触碰导电层引起电性导通，同时利用深度量测单元量测导电层的位置。背钻时，根据多个导电层的位置，可以计算出各个导电层对应的用于背钻任务的信号层的背钻深度。

然而当电路板的信号层之间的距离过短时，从而造成导电层之间的距离相对过短。钻头深入后可能将电路板的多个不同的导电层导通，使得与钻头相连的检测单元可能会将多个间隔的导电层侦测成一个连续的导电层，导致电路板的各导电层的位置无法准确地量测，从而无法实现对电路板实现高精度的背钻。现有的技术方法通过依次使用多个尺寸逐渐减小的钻头对电路板的多个导电层分别进行钻孔，层层叠套，以克服多个不同的导电层导通的干扰。由于电路板需要侦测的导电层层数较多，重复更换不同尺寸的钻头进行钻孔，将会导致电路板的钻孔精度难以控制，同时钻头的尺寸存在一定的限度，因此上述方法的采用并不能较好地解决上述问题，无法满足电路板钻孔的实际需求。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够实现电路板的高精度背钻的钻孔机及钻孔制作方法。

一种钻孔机，用于对电路板进行钻孔，所述电路板包括多个信号层和多个导电层，任意相邻两个所述信号层间隔分布且彼此绝缘，所述导电层的面积大于所述信号层的面积，所述导电层设置于相邻两个所述信号层之间，所述钻孔机包括：

钻头，用于对所述电路板进行钻孔；

检测单元，与所述钻头通信连接，所述检测单元用于检测所述钻头在钻入所述电路板的过程中与所述电路板形成的电容变化率大小以产生反馈信号；及

深度量测单元，与所述钻头和所述检测单元通信连接，所述深度量测单元能够根据所述检测单元的反馈信号量测所述钻头相对所述电路板的位置，以得到所述导电层的位置。

在其中一个实施例中，所述计算单元与所述深度量测单元通信连接，所述计算单元能够根据所述导电层的位置得到所述导电层对应的用于背钻任务的所述信号层的背钻深度。

在其中一个实施例中，还包括工作台，所述工作台位于所述钻头的下方，所述工作台用于承载所述电路板。

在其中一个实施例中，还包括第一挡板，所述第一挡板设置于所述工作台的一侧，所述第一挡板用于固定所述电路板。

在其中一个实施例中，还包括第二挡板，所述第二挡板设置于所述第一挡板远离所述工作台的一侧，所述第二挡板用于保护所述钻头。

一种钻孔制作方法，包括以下步骤：

提供电路板，所述电路板包括多个信号层和多个导电层，任意相邻两个所述信号层间隔分布且彼此绝缘，所述导电层的面积大于所述信号层的面积，所述导电层设置于相邻两个所述信号层之间；

利用钻头从初始位置对所述电路板进行钻孔；

检测所述钻头在钻入所述电路板的过程中与所述电路板形成的电容变化率大小，以产生反馈信号；及

根据所述反馈信号量测所述钻头相对所述电路板的位置，得到各个所述导电层的位置。

在其中一个实施例中，检测所述钻头在钻入所述电路板的过程中与所述电路板形成的电容变化率大小，以产生反馈信号的步骤包括：

检测所述钻头在钻入所述电路板的过程中与所述电路板形成的电容变化率大小，以判断所述钻头和所述导电层是否相接触；及

如果所述钻头和所述导电层相接触，则产生所述反馈信号。

在其中一个实施例中，根据所述反馈信号量测所述钻头相对所述电路板的位置，得到各个所述导电层的位置的步骤之后包括：

根据所述导电层的位置，对所述电路板进行背钻。

在其中一个实施例中，根据所述导电层的位置，对所述电路板进行背钻的步骤包括：

根据所述导电层的位置，得到所述导电层对应的用于背钻任务的所述信号层的背钻深度；

在所述电路板的背钻位置钻通孔，并对所述通孔进行陈铜处理；及

在所述通孔位置按照所述背钻深度，对所述电路板进行背钻。

在其中一个实施例中，所述导电层为地层或电源层。

上述钻孔机，工作时，由于电路板中各导电层之间以及导电层与地面之间形成固定电容，检测单元通过检测钻头在钻入电路板的过程中与电路板形成的电容变化率大小，即可依次侦测到电路板中的各个导电层，从而产生各个对应的反馈信号，然后深度量测单元通过检测单元提供的多个反馈信号对应量测该时刻钻头相对电路板的位置，即可准确得到各个导电层的位置。因此，上述钻孔机可以较好地克服因电路板的信号层之间的距离过短导致的电路板的各导电层的位置无法准确地量测的缺陷，从而实现电路板的高精度背钻。

附图说明

图1为本发明一实施例中钻孔机的装配示意图；

图2为本发明一实施例中的钻孔制作方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明一实施例中的钻孔机100用于对电路板200进行钻孔。电路板200包括多个信号层210和多个导电层220。任意相邻两个信号层210间隔分布且彼此绝缘。导电层220的面积大于信号层210的面积。导电层220设置于相邻两个信号层210之间。

钻孔机100包括钻头110、检测单元120及深度量测单元(图未标)。检测单元120与钻头110通信连接。深度量测单元与钻头110和检测单元120通信连接。钻头110用于对电路板200进行钻孔。检测单元120用于检测钻头110在钻入电路板200的过程中与电路板200形成的电容变化率大小以产生反馈信号。深度量测单元能够根据检测单元120的反馈信号量测钻头110相对电路板200的位置，以得到导电层220的位置。

上述钻孔机100，工作时，由于电路板200中各导电层220之间以及导电层220与地面之间形成固定电容，检测单元120通过检测钻头110在钻入电路板200的过程中与电路板200形成的电容变化率大小，即可依次侦测到电路板200中的各个导电层220，从而产生各个对应的反馈信号，然后深度量测单元通过检测单元120提供的多个反馈信号对应量测该时刻钻头110相对电路板200的位置，即可准确得到各个导电层220的位置。因此，上述钻孔机100可以较好地克服因电路板200的信号层210之间的距离过短导致的电路板200的各导电层220的位置无法准确地量测的缺陷，从而实现电路板200的高精度背钻。

进一步地，钻孔机100还可包括计算单元(图未标)。计算单元与深度量测单元通信连接。计算单元能够根据导电层220的位置得到导电层220对应的用于背钻任务的信号层210的背钻深度。

需要指出的是，电路板200的信号层210的面积要小于一个预设的指定面积，避免钻头110在接触到信号层210时，因检测单元120检测到钻头110此时与电路板200形成的电容变化率过大并产生反馈信号而对导电层220的侦测造成干扰。

进一步地，导电层220可以为空铜皮层，导电层220也可以为地层或电源层。并且，导电层220的面积要大于另一个预设的指定面积，使得当导电层220与钻头110相接触时，检测单元120能够顺利地检测到钻头110此时与电路板200形成的电容变化率大小而产生反馈信号，以将导电层220准确地侦测出来。

在一实施例中，进一步地，钻孔机100还可包括工作台130。工作台130位于钻头110的下方。工作台130用于承载电路板200。钻孔机100还可包括第一挡板140。第一挡板140设置于工作台130的一侧。第一挡板140用于固定电路板200。第一挡板140可为电木板。当钻头110对电路板200进行钻孔时，第一挡板140可以对电路板200起到一定的固定作用，从而可以防止电路板200相对工作台130发生相对移动。

进一步地，钻孔机100还可包括第二挡板150。第二挡板150设置于第一挡板140远离工作台130的一侧。第二挡板150用于保护钻头110。第二挡板150可为纸垫板。当钻头110将电路板200钻穿时，第二挡板150可以防止钻头110与第一挡板140的直接接触而出现折断，延长钻头110的使用寿命。

请一并参阅图1及图2，本发明还提供了一种钻孔制作方法，利用上述钻孔机100对电路板200进行钻孔。具体在本实施例中，钻孔制作方法包括以下步骤：

S100，提供电路板200，电路板200包括多个信号层210和多个导电层220。任意相邻两个信号层210间隔分布且彼此绝缘。导电层220的面积大于信号层210的面积。导电层220设置于相邻两个信号层210之间。

可以理解，电路板200的信号层210和导电层220可被压合在一起，或黏合在一起。导电层220可以为地层或电源层。在本实施例中，电路板200还可包括相对设置的第一侧230和第二侧240。电路板200的第二侧240为电路板200用于背钻的一侧。

S200，利用钻头110从初始位置对电路板200进行钻孔。

在本实施例中，初始位置为电路板200的第一侧230，即电路板200远离其用于背钻的一侧。可以理解，在其他实施例中，初始位置也可以为电路板200的第二侧240，即电路板200用于背钻的一侧。本实施例通过利用钻头110从电路板200的第一侧230对电路板200进行钻孔为例详细介绍。

S300，检测钻头110在钻入电路板200的过程中与电路板200形成的电容变化率大小，以产生反馈信号。

具体的，电路板200放置在工作台130上，电路板200最终通过工作台130回路到地面。因此，钻头110在钻入电路板200的过程中与电路板200形成的电容变化率即为钻头110在钻入电路板200的过程中与地面形成的电容变化率。由于检测单元120与钻头110通信连接，当钻头110从初始位置对电路板200进行钻孔时，检测单元120可检测钻头110在钻入电路板200的过程中与电路板200形成的电容变化率大小，以产生反馈信号。

进一步地，步骤S300还可包括以下步骤：

S310，检测钻头110在钻入电路板200的过程中与电路板200形成的电容变化率大小，以判断钻头110和导电层220是否相接触。

具体的，检测单元120根据检测到的钻头110在钻入电路板200的过程中与电路板200形成的电容变化率大小，从而作出钻头110和导电层220是否相接触的对应判断。

钻头110从初始位置对电路板200进行钻孔时，检测单元120检测到此时钻头110与电路板200形成的电容变化率相对较小，表示钻头110此时与信号层210相接触。其原因在于因为信号层210的面积较小，使得检测单元120检测到的钻头110与电路板200形成的电容变化率较小被忽略。由此，检测单元120作出钻头110和导电层220未接触的判断。

钻头110继续对电路板200进行钻孔，检测单元120检测到此时钻头110与电路板200形成的电容变化率较大，表示钻头110此时与导电层220相接触。由此，检测单元120作出钻头110和导电层220相接触的判断。

需要指出的是，电路板200的信号层210的面积要小于一个预设的指定面积，避免因检测单元120检测到钻头110此时与电路板200形成的电容变化率过大，而作出钻头110和导电层220相接触的错误判断。同理，导电层220的面积要大于另一个预设的指定面积，确保检测单元120能够顺利地检测到钻头110此时与电路板200形成的电容变化率大小，而作出钻头110和导电层220相接触的即时判断。

当S310的判断结果为是，即如果钻头110和导电层220相接触，则进行S320的步骤，检测单元120产生反馈信号。

在钻头110在钻入电路板200的过程中，检测单元120依次侦测到电路板200中的各个导电层220，从而作出钻头110与各导电层220相接触的判断，并产生各个对应的反馈信号。

S400，根据反馈信号量测钻头110相对电路板200的位置，得到各个导电层220的位置。具体的，深度量测单元根据检测单元120提供的反馈信号量测钻头110相对电路板200的位置，此时当钻头110与导电层220的接触被建立时，深度量测单元即可得到该导电层220的位置，从而依次得到各个导电层220的位置。

进一步地，步骤S400之后还可包括步骤S500，根据导电层220的位置，对电路板200进行背钻。

进一步地，步骤S500还可包括以下步骤：

S510，根据导电层220的位置，得到导电层220对应的用于背钻任务的信号层210的背钻深度。具体的，当计算单元获取到导电层220的位置以后，计算单元可根据预先设置好的执行程序计算得到该导电层220对应的用于背钻任务的信号层210的背钻深度。

S520，在电路板200的背钻位置钻通孔，并对通孔进行陈铜处理。具体的，通过钻头110在电路板200预先设置好的背钻位置上进行钻通孔。当电路板200的通孔钻探完成以后，利用电镀设备对通孔进行陈铜处理，从而将电路板200的各信号层210电性导通。

S530，在通孔位置按照所述背钻深度，对电路板200进行背钻。

具体的，背钻的孔径大于电路板200的通孔的孔径，以便于磨掉通孔内的过孔沉铜，因此，需要更换钻孔机100的钻头110，通过采用较大尺寸的钻头110在电路板200的通孔位置按照导电层220对应的用于背钻任务的信号层210的背钻深度进行背钻，从而得到电路板200的背钻孔，实现通孔内多余的过孔沉铜的顺利去除。

由于背钻深度是通过导电层220的位置(电路板200的背钻终钻位)计算得到的，从而可以大大减小背钻的过孔沉铜的长度，实现电路板200的高精度背钻，进而大大降低孔链路高速高频信号传输过程中的损耗，提高电高频信号的传输完整性。

另一方面，传统的背钻工艺是通过在电路板200用于背钻的一侧上设置铝垫片作为电路板200背钻的起钻位进行背钻深度的计算，由于铝垫片与电路板200之间有可能夹杂有铝废屑，从而将会对电路板200的背钻深度的确定造成干扰，通过采用在电路板200内设置导电层220作为电路板200的背钻终钻位的方式，可以直接从电路板200用于背钻的一侧作为背钻深度的初始位置进行计算，从而进一步地提高电路板200的背钻精度。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种钻孔制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供电路板，所述电路板包括多个信号层和多个导电层，任意相邻两个所述信号层间隔分布且彼此绝缘，所述导电层的面积大于所述信号层的面积，所述导电层设置于相邻两个所述信号层之间；

利用钻头从初始位置对所述电路板进行钻孔；

检测所述钻头在钻入所述电路板的过程中与所述电路板形成的电容变化率大小，以产生反馈信号；及

根据所述反馈信号量测所述钻头相对所述电路板的位置，得到各个所述导电层的位置。

2.根据权利要求1所述的钻孔制作方法，其特征在于，检测所述钻头在钻入所述电路板的过程中与所述电路板形成的电容变化率大小，以产生反馈信号的步骤包括：

检测所述钻头在钻入所述电路板的过程中与所述电路板形成的电容变化率大小，以判断所述钻头和所述导电层是否相接触；及

如果所述钻头和所述导电层相接触，则产生所述反馈信号。

3.根据权利要求1所述的钻孔制作方法，其特征在于，根据所述反馈信号量测所述钻头相对所述电路板的位置，得到各个所述导电层的位置的步骤之后包括：

根据所述导电层的位置，对所述电路板进行背钻。

4.根据权利要求3所述的钻孔制作方法，其特征在于，根据所述导电层的位置，对所述电路板进行背钻的步骤包括：

根据所述导电层的位置，得到所述导电层对应的用于背钻任务的所述信号层的背钻深度；

在所述电路板的背钻位置钻通孔，并对所述通孔进行陈铜处理；及

在所述通孔位置按照所述背钻深度，对所述电路板进行背钻。

5.根据权利要求1所述的钻孔制作方法，其特征在于，所述导电层为地层或电源层。

Images