CN110167267A - 一种自动塞孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及HDI印制电路板生产制造领域，提供了一种自动塞孔方法，其包括：通过CCD摄像机对HDI印制电路板上的定位孔进行图像抓取，并从所抓取的图像中获取HDI印制电路板的定位孔信息；将定位孔信息与预设定位柱信息进行匹配对比，以获得相应的匹配对比结果；当匹配对比结果符合预设定位要求时，基于匹配程度结果控制机械手臂将HDI印制电路板移动至印刷机中固定板所在位置，并使固定板上的定位柱插入定位孔；当定位柱与HDI印制电路板结合良好时，控制机械手臂脱离HDI印制电路板，并控制印刷机对HDI印制电路板进行印刷处理；控制机械手臂将经过印刷处理的HDI印制电路板与固定板分离。通过本发明的实施，能够提高HDI印制电路板的生产效率和质量。

Description

一种自动塞孔方法

技术领域

本发明涉及HDI印制电路板生产制造领域，尤其涉及一种自动塞孔方法。

背景技术

随着科技和经济水平的不断提升，消费者对电子产品的需求逐步上升，对电子产品的质量的要求也越来越高，为能够获得符合消费者要求的电子产品，市场上投入了大量的人力物力用于开发和生产体积更小、效率更高的印制电路板。研究人员发现将微盲埋孔技术应用于印制电路板的制造过程，能够实现印制电路板中各内层之间的信号互联，同时大大节约了印制电路板内的走线空间，获得体积小、效率高的高密度互连(High DensityInterconnector，以下简称HDI)印制电路板，因此，HDI印制电路板在市场上得到了广泛的应用。

在制造HDI印制电路板的过程中，运用微盲埋孔技术需要通过印刷机印刷油墨，填充HDI印制电路板上的埋孔。而在目前现有HDI印制电路板埋孔工艺中，一般是先准备用于固定HDI印制电路板的送料板，再利用人力将HDI 印制电路板上的定位孔卡在送料板的定位柱上，然后将送料板装入送料机，送料机将送料板推送至印刷机预设位置，最后对HDI印制电路板进行印刷，以填充HDI印制电路板中的埋孔。

在上述现有的填充HDI印制电路板埋孔的技术中，因通过人力将HDI印制电路板固定于送料机上，导致其制作速度慢；同时，由于HDI印制电路板是一种电子元器件和电路十分密集的印制电路板，利用人力操作，需要经常触摸HDI印制电路板的板面，容易导致HDI印制电路板上产生污染，经常需要返工洗板，从而影响HDI印制电路板的生产效率和质量。因此，现有技术在对HDI印制电路板进行埋孔填充时由于人为因素的干预而存在生产效率低和成品质量低的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种自动塞孔方法，已解决现有技术中对HDI印制电路板进行埋孔填充时由于人为因素的干预而存在生产效率低和成品质量低的问题。

本发明实施例提供的一种自动塞孔方法包括：

通过CCD摄像机对HDI印制电路板上的定位孔进行图像抓取，并从所抓取的图像中获取所述HDI印制电路板的定位孔信息；

将所述定位孔信息与预设定位柱信息进行匹配对比，以获得相应的匹配对比结果；

当根据所述匹配对比结果确定所述定位孔符合预设定位要求时，基于所述匹配对比结果控制机械手臂将HDI印制电路板移动至印刷机中固定板的所在位置，并使所述固定板上的定位柱插入所述定位孔；

当所述定位柱与所述HDI印制电路板结合良好时，控制所述机械手臂脱离所述HDI印制电路板，并控制所述印刷机对所述HDI印制电路板进行印刷处理；

控制所述机械手臂将经过印刷处理的HDI印制电路板与所述固定板分离。

在本发明实施例中，先通过CCD摄像机对HDI印制电路板上的定位孔进行图像抓取，并从所抓取的图像中获取HDI印制电路板的定位孔信息，再将定位孔信息与预设定位柱信息进行匹配对比，以获得相应的匹配对比结果，然后，当匹配对比结果符合预设定位要求时，基于匹配程度结果控制机械手臂将HDI印制电路板移动至印刷机中固定板所在位置，并使固定板上的定位柱插入定位孔，再次，当定位柱与HDI印制电路板结合良好时，控制机械手臂脱离HDI印制电路板，并控制印刷机对HDI印制电路板进行印刷处理，最后控制机械手臂将经过印刷处理的HDI印制电路板与固定板分离。通过本实施例的实施，能够自动完成HDI印制电路板塞孔过程，减少HDI印制电路板塞孔过程中由于人为因素的干预而导致的生产效率低和成品质量低的问题，提高HDI印制电路板的生产效率和质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例中自动塞孔方法的流程图；

图2是本实施例中自动塞孔方法的又一流程图；

图3是本实施例中控制印刷机对HDI印制电路板进行印刷处理的流程图。

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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了更好理解本发明所提供的技术方案，下面对本技术方案中的一些部件及部件之间的关系进行描述：

在本发明实施例中，对HDI印制电路板进行自动塞孔需要使用印刷机和机械手臂，印刷机中包括丝网板、固定板以及刮板，固定板能够在两个位置之间停留和移动，两个位置分别为对HDI印制电路板进行印刷的丝网板下方的位置和用于与HDI印制电路板进行结合的丝网板以外的位置，在固定板上设置有定位柱，同时，HDI印制电路板上设有用于对HDI印制电路板进行定位和固定作用的定位孔，利用机械手臂控制HDI印制电路板，使HDI印制电路板上的定位孔与固定板上的定位柱结合，具体而言，当定位柱插入定位孔时，HDI印制电路板与固定板结合，移动固定板时，HDI印制电路板也随之移动。

为了说明本发明实施例所提供的技术方案，下面通过具体实施例来说明：

在本施例中，如图1所示，提供一种自动塞孔方法，该方法具体包括如下步骤：

步骤100：通过CCD摄像机对HDI印制电路板上的定位孔进行图像抓取，并从所抓取的图像中获取HDI印制电路板的定位孔信息。

步骤200：将定位孔信息与预设定位柱信息进行匹配对比，以获得相应的匹配对比结果。

步骤300：当匹配对比结果确定定位孔符合预设定位要求时，基于匹配程度结果控制机械手臂将HDI印制电路板移动至印刷机中固定板所在位置，并使固定板上的定位柱插入定位孔。

步骤400：当定位柱与HDI印制电路板结合良好时，控制机械手臂脱离 HDI印制电路板，并控制印刷机对HDI印制电路板进行印刷处理。

步骤500：控制机械手臂将经过印刷处理的HDI印制电路板与固定板分离。

对于上述步骤100，具体是通过CCD摄像机(CCD英文全称：Charge CoupledDevice，即电荷耦合器件)对HDI印制电路板上的定位孔进行拍摄，获取到图像，将图像中的圆形视为HDI印制电路板的定位孔，并对图像中的环形线条进行计量，获得HDI印制电路板的定位孔信息。定位孔信息包括HDI 印制电路板上定位孔的数量、尺寸及位置中的至少一项信息。也即，定位孔信息可以是定位孔的数量，可以是定位孔的尺寸，也可以是定位孔的位置，还可以是定位孔的数量、尺寸及位置之间的任意组合。其中，HDI印制电路板上的定位孔数量为4个，且四个定位孔与HDI线路板上的线路之间具有间隙。通过在HDI印制电路板上设定4个定位孔，实现在后续步骤或工序中能够准确对HDI印制电路板进行定位和固定。进一步地，上述定位孔的位置可以包括4个定位孔的具体位置和4个定位孔的位置之间的关系。

在上述步骤100中，具体是通过4台CCD摄像机对HDI印制电路板上的定位孔进行图像抓取。由于同一型号的多个HDI印制电路板上设置定位孔的位置几近相同，将HDI印制电路板置于规定位置，每台CCD摄像机对准一个定位孔区域，实现每台CCD摄像机针对一个定位孔抓取图像，能够获得画面质量更好的定位孔图像。

通过上述步骤100的实施，采用CCD摄像机获取到定位孔图像，能够获得HDI印制电路板详细的定位孔信息，为本实施例中HD印制电路板与固定板结合提供依据。

对于上述步骤200，其中，预设定位柱信息包括固定板上的定位柱的数量、尺寸及位置中的至少一项信息。也即，预设定位柱信息可以是定位柱数量，可以是定位柱的尺寸，也可以是定位柱的位置，还可以是定位柱的数量、尺寸及位置之间的任意组合。进一步地，定位柱的位置可以包括4个定位柱的具体位置和4个定位柱的位置之间的关系。

对于上述步骤200，其中，匹配对比结果包括匹配系数和偏差参数。匹配系数代表定位孔信息与预设定位柱信息的匹配程度，偏差参数包含定位孔的孔中心位置与定位柱的柱中心位置之间的差值和偏差程度。

在上述步骤200中，获得匹配系数的方法具体包括以下步骤：

从定位孔信息和预设定位柱信息中分别获取定位孔的孔径和定位柱的圆柱直径。

计算定位孔的孔径和定位柱的圆柱直径之间的差值绝对值，根据该差值绝对值和预设差值范围按照如下算式计算匹配系数：

Y＝2x/(B-A)+2A/(A-B) (1)

Y＝2x/(A-B)+2B/(B-A) (2)

其中，预设差值范围为[A,B]，x为定位孔的孔径与定位柱的圆柱直径之间的差值绝对值，Y为匹配系数。预设差值范围为预先设定的孔径与圆柱直径之间的差值的标准范围。

当x小于或等于(A+B)/2时，利用算式(1)计算得到匹配系数Y；当x大于(A+B)/2时，利用算式(2)计算得到匹配系数Y。

通过算式(1)和算式(2)可知，当定位孔的孔径与定位柱的圆柱直径之间的差值绝对值在预设差值范围内时，越接近预设差值范围的中间数值，匹配系数越大。

为更好说明如何计算得到匹配系数，列举如下示例：

从定位孔信息中获取到定位孔的孔径为0.3cm，从预设定位柱信息中获取到定位柱的圆柱直径为0.25cm，预设差值范围为[0.02cm,0.06cm]，此时， A＝0.02,B＝0.06计算得到(A+B)/2为0.04cm，定位孔的孔径与定位柱的圆柱直径之间的差值绝对值x为0.05，由于定位孔的孔径与定位柱的圆柱直径之间的差值x大于(A+B)/2，利用公式(2)计算匹配系数Y，通过公式(2)计算匹配系数Y得到Y＝0.5，因此，匹配系数为0.5。

在上述步骤200中，获得偏差参数的方法具体包括以下内容：

计算各定位孔的孔中心点位置和各孔中心点之间的位置关系，同时，计算各定位柱的柱中心位置和各柱中心之间的位置关系，将所获得的各孔中心点之间的位置关系与各柱中心之间的位置关系均置于二维坐标轴中，计算得到各定位孔的孔中心位置与各定位柱的柱中心位置之间的差值。另外，将各孔中心点与各柱中心点进行重叠，各孔中心点之间连接成孔中心线，各柱中心点之间连接成柱中心线，计算孔中心线与孔中心线相对应的柱中心线之间形成的夹角，将该夹角作为定位孔相对于定位柱的偏差程度。

通过上述步骤200的实施，能够获得HDI印制电路板的定位孔的匹配对比结果，为本实施例中HD印制电路板与固定板结合提供依据。

在上述步骤200之后，步骤300之前，如图2所示，还包括以下步骤：

步骤600：根据匹配对比结果判断定位孔是否符合预设定位要求。

步骤700：当定位孔不符合预设定位要求时，发出故障提示。

对于步骤600，其中，预设定位要求可以包括预先设定的匹配系数的阈值和预先设定的偏差参数的范围。

对于步骤700，其中故障提示的方式可以是亮灯和/或语音提示。另外，当定位孔不符合预设定位要求时，不执行上述步骤300。

通过上述步骤600和步骤700的实施，能够有效减小HDI印制电路板的定位孔与定位柱不匹配发生的情况。

对于上述步骤300，其中，机械手臂上设置有吸盘。进一步地，机械手臂可以控制吸盘与HDI印制电路板吸合，也可以控制吸盘与HDI印制电路板分离。另外，具体是通过机械手臂对吸盘进行吸气或放气使吸盘能够吸住或离开和HDI印制电路板。

在上述步骤300中，基于匹配对比结果控制机械手臂将HDI印制电路板移动至印刷机中固定板的所在位置具体还包括以下内容：

基于匹配对比结果控制机械手臂上的吸盘吸住HDI印制电路板的边缘位置，并将HDI印制电路板移至印刷机中固定板的所在位置。进一步地，通过吸盘吸住HDI印制电路板的边缘位置有利于减少与HDI印制电路板上的线路进行直接或间接的触碰，有利于减少对HDI印制电路板的污染。

通过上述步骤300的实施，通过机械手臂自动将HDI印制电路板与固定板上的定位柱结合，无需使用人力，提高了生产的速度和质量。

在上述步骤300之后，步骤400之前，还包括以下内容：

通过CCD摄像机检测定位柱是否从定位孔中穿出，若否，则确定定位柱与HDI印制电路板结合良好；若是，则确定定位柱与HDI印制电路板结合异常，并发出故障提示。通过该技术的实施，能够有效减少在印刷过程中，固定板上的定位柱对丝网板施加压力的情况，放置损坏丝网板，有利于设备的保养维护，节约了成本。

在上述步骤400中，如图3所示，控制印刷机对HDI印制电路板进行印刷处理具体还包括以下步骤：

步骤401：控制固定板移动以使HDI印制电路板与丝网板贴合并位于丝网板的镂空图案的正下方，且将油墨置于丝网板上。

步骤402：控制刮板在丝网板上来回刮动油墨，以在HDI印制电路板上形成与镂空图案相同的油墨图案。

步骤403：控制固定板与丝网板分离。

对于步骤401，其中油墨包括树脂油墨，以使在后续合板工艺中，各个 HDI印制电路板能够通过填充的油墨进行信号互连。进一步地，步骤401具体通过两个部分实现：

第一部分：控制固定板移动，使固定板上的HDI印制电路板与丝网板贴合，且使HDI印制电路板位于丝网板的镂空图案的正下方。

第二部分：将油墨置于丝网板上。

此处需要注意的是，第一部分与第二部分执行的顺序无先后区分。

在上述步骤402中，由于HDI印制电路板与丝网板贴合，并位于丝网板的镂空图案的正下方，同时，刮板在丝网板上来回刮动，会对丝网板上的油墨形成压力，迫使油墨进入丝网板的镂空图案，以在HDI印制电路板上形成与镂空图案相同的油墨图案。

对于步骤403，具体是控制固定板，使固定板上的HDI印制电路板与丝网板从贴合状态变为分离状态，且使HDI印制电路板处于能够被机械手臂获取的位置。

通过上述步骤400的实施，HDI印制电路板上的埋孔能够完成印刷，实现对埋孔的塞孔。

对于步骤500，具体包括以下内容：

控制机械手臂，使机械手臂上的吸盘吸住HDI印制电路板的边缘位置，且将经过印刷处理的HDI印制电路板与固定板分离。

其中，HDI印制电路板与固定板分离的方式是固定板上的定位柱从HDI 印制电路板上的定位孔中抽出。通过该技术的实施，能够有效减少吸盘对HDI 印制电路板上油墨的直接或间接触摸的情况，提高生产良率。

通过上述步骤500的实施，能够将HDI印制电路板与固定板分离，以使印刷机能够进行下一片HDI印制电路板的印刷。

通过本实施例的实施，能够自动完成HDI印制电路板塞孔过程，有效减少HDI印制电路板塞孔过程中由于人为因素的干预而导致的生产效率低和成品质量低的问题，提高HDI印制电路板的生产效率和质量，并节约生产成本。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动塞孔方法，其特征在于，包括：

通过CCD摄像机对HDI印制电路板上的定位孔进行图像抓取，并从所抓取的图像中获取所述HDI印制电路板的定位孔信息；

将所述定位孔信息与预设定位柱信息进行匹配对比，以获得相应的匹配对比结果；

当根据所述匹配对比结果确定所述定位孔符合预设定位要求时，基于所述匹配对比结果控制机械手臂将HDI印制电路板移动至印刷机中固定板的所在位置，并使所述固定板上的定位柱插入所述定位孔；

当所述定位柱与所述HDI印制电路板结合良好时，控制所述机械手臂脱离所述HDI印制电路板，并控制所述印刷机对所述HDI印制电路板进行印刷处理；

控制所述机械手臂将经过印刷处理的HDI印制电路板与所述固定板分离。

2.如权利要求1所述的自动塞孔方法，其特征在于，所述HDI印制电路板上的定位孔的数量为4个。

3.如权利要求1所述的自动塞孔方法，其特征在于，所述定位孔信息包括所述定位孔的数量、尺寸及位置中的至少一项信息。

4.如权利要求1所述的自动塞孔方法，其特征在于，所述预设定位柱信息为所述固定板上的定位柱的数量、尺寸及位置中的至少一项信息。

5.如权利要求1所述的自动塞孔方法，其特征在于，所述匹配对比结果包括匹配系数和偏差参数；

所述匹配系数代表所述定位孔信息与所述预设定位柱信息的匹配程度；

所述偏差参数包含所述定位孔的孔中心位置与所述定位柱的柱中心位置之间的差值和偏差程度。

6.如权利要求1所述的自动塞孔方法，其特征在于，在所述将所述定位孔信息与预设定位柱信息进行匹配对比，以获得相应的匹配对比结果之后，在所述当根据所述匹配对比结果确定所述定位孔符合预设定位要求时，基于所述匹配对比结果控制机械手臂将HDI印制电路板移动至印刷机中固定板的所在位置，并使所述固定板上的定位柱插入所述定位孔之前还包括：

根据匹配对比结果判断所述定位孔是否符合所述预设定位要求；

当所述定位孔不符合所述预设定位要求时，发出故障提示。

7.如权利要求1所述的自动塞孔方法，其特征在于，在所述当根据所述匹配对比结果确定所述定位孔符合预设定位要求时，基于所述匹配对比结果控制机械手臂将HDI印制电路板移动至印刷机中固定板的所在位置，并使所述固定板上的定位柱插入所述定位孔之后，在所述当所述定位柱与所述HDI印制电路板结合良好时，控制所述机械手臂脱离所述HDI印制电路板，并控制所述印刷机对所述HDI印制电路板进行印刷处理之前，还包括：

通过所述CCD摄像机检测所述定位柱是否从所述定位孔中穿出，若否，则确定所述定位柱与所述HDI印制电路板结合良好；若是，则确定所述定位柱与所述HDI印制电路板结合异常，并发出故障提示。

8.如权利要求1所述的自动塞孔方法，其特征在于，所述控制所述印刷机对所述HDI印制电路板进行印刷处理具体包括：

控制所述固定板移动以使所述HDI印制电路板与丝网板贴合并位于所述丝网板的镂空图案的正下方，且将油墨置于所述丝网板上；

控制刮板在所述丝网板上来回刮动所述油墨，以在所述HDI印制电路板上形成与所述镂空图案相同的油墨图案；

控制所述固定板与所述丝网板分离。

9.如权利要求8所述的自动塞孔方法，其特征在于，所述油墨中包含油墨树脂。

10.如权利要求1所述的自动塞孔方法，其特征在于，所述控制所述机械手臂将经过印刷处理的HDI印制电路板与所述固定板分离具体为：

控制所述机械手臂，使所述机械手臂上的吸盘吸住所述HDI印制电路板的边缘位置，且将经过印刷处理的HDI印制电路板与所述固定板分离。