CN111113549B - 超厚芯板冲孔系统及超厚芯板冲孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超厚芯板冲孔系统及超厚芯板冲孔方法，超厚芯板冲孔系统包括：第一冲孔件、第二冲孔件与铣刀件，所述第一冲孔件用于对芯板进行定位冲孔，所述铣刀件对所述芯板进行控深铣，所述芯板通过所述铣刀件在所述芯板上开设多个控深区，所述第二冲孔件在所述控深区中进行冲孔。例如：当芯板的厚度大于1mm时，首先通过铣刀件进行铣料操作，即在芯板上开设控深区，然后再通过第二冲孔件插入控深区进一步冲孔。上述这种方式通过铣刀件对厚度较厚(厚度大于1mm)的芯板进行了控深处理，此时便能够保证第二冲孔件在保证精度的情况下对芯板进行冲孔，即保证相邻两个芯板在层压时能够准备对位，提高了芯板的对位精度。

Description

超厚芯板冲孔系统及超厚芯板冲孔方法

技术领域

本发明涉及芯板加工的技术领域，特别是涉及一种超厚芯板冲孔系统及超厚芯板冲孔方法。

背景技术

随着电子行业快速发展，线路板布线越来越集中，孔到导体的距离越来越小，目前在对多个芯板进行层压时常用的对位方式为套销钉，而套销钉方式需要在芯板上加工出用于套销钉的槽或者孔。但是，目前冲孔设备往往是对常规芯板(板厚1mm以下)进行冲孔，若要对厚度1mm以上的芯板进行冲孔时，因为芯板图形蚀刻后自身会出现涨缩现象，因此，直接采用冲孔设备对芯板进行冲孔会出现冲孔误差，从而影响了线路板整体的层间对位精度。

发明内容

基于此，有必要提供一种超厚芯板冲孔系统及超厚芯板冲孔方法，能够提高对于较厚芯板的冲孔精度。

其技术方案如下：

一种超厚芯板冲孔系统，包括：第一冲孔件、第二冲孔件与铣刀件，所述第一冲孔件用于对芯板进行定位冲孔，所述铣刀件对所述芯板进行控深铣，所述芯板通过所述铣刀件在所述芯板上开设多个控深区，所述第二冲孔件在所述控深区中进行冲孔。

上述超厚芯板冲孔系统在使用时，首先根据使用需要选择合适尺寸的芯板。然后，将芯板放置在第一冲孔件的冲孔范围内，第一冲孔件对芯板进行定位冲孔。该定位冲孔可以用于后续芯板的层压对位。进一步地，因为，多个芯板在层压后需要保证多个芯板之间的电性导通。因此，芯板在开设完定位冲孔后，需要根据芯板的内层图形通过第二冲孔件在芯板上进行冲孔(即保证相邻两个芯板能够有效得层压贴合)，此时，在第二冲孔件进行冲孔操作时，根据第二冲孔件的冲孔精度确定铣刀件所开设的控深区的深度。例如：当芯板的厚度大于1mm时，首先通过铣刀件进行铣料操作，即在芯板上开设控深区，然后再通过第二冲孔件插入控深区进一步冲孔。上述这种方式通过铣刀件对厚度较厚(厚度大于1mm)的芯板进行了控深处理，此时便能够保证第二冲孔件在保证精度的情况下对芯板进行冲孔，即能够提高对于较厚芯板的冲孔精度。

一种超厚芯板冲孔方法，采用所述的超厚芯板冲孔系统，包括如下步骤：利用第一冲孔件对芯板的第一部位进行定位冲孔；利用铣刀件对芯板的第二部位进行控深铣；利用第二冲孔件对经过控深铣的芯板部位进行冲孔。

上述超厚芯板冲孔方法在使用时，首先根据使用需要选择合适尺寸的芯板。然后，将芯板放置在第一冲孔件的冲孔范围内，第一冲孔件对芯板第一部位进行定位冲孔。考虑到有时芯板的厚度会超过冲孔设备预设的冲孔厚度(即在预设的冲孔厚度内对芯板进行冲孔操作时能够保证冲孔设备的冲孔精度)。此时，根据待加工芯板的内部图形以及与其他芯板(用于与待加工芯板进行层压对位的其他芯板)的对位孔位置确定铣刀件在待加工芯板上的控深铣部位(第二部位)，利用铣刀件从芯板的板面进行控深铣操作。通过铣刀件对芯板进行控深铣操作，使得第二冲孔件能够在预设的冲孔厚度下进行冲孔(因为芯板厚度大于第二冲孔件预设冲孔厚度的部分已经被铣刀件铣去)。即即能够提高对于较厚芯板的冲孔精度。

下面进一步对技术方案进行说明：

超厚芯板冲孔系统还包括多个靶标，多个所述靶标沿所述芯板的周向间隔设置在所述芯板上，所述第一冲孔件根据所述靶标进行定位冲孔。

所述靶标上设有第一对位光点。

超厚芯板冲孔系统还包括中枢处理器、识别件与调位台，所述第一冲孔件、识别件与调位台均与所述中枢处理器电性连接，所述芯板装设在所述调位台上，且所述调位台用于带动所述芯板移动，所述识别件的识别端用于采集所述芯板的位置信息。

所述第一冲孔件沿垂直于所述芯板的方向进行升降移动，所述调位台带动所述芯板在所述调位台上水平移动。

在所述控深区中设有第二对位光点，所述第二冲孔件朝所述第二对位光点进行冲孔。

所述铣刀件包括平底铣刀，所述平底铣刀插入所述控深区进行冲孔。

在利用铣刀件对芯板的板面进行控深铣的步骤中，还包括步骤：在所述芯板板面上预设铣料部位，所述铣刀件从所述预设铣料部位的中心处进行移动铣料。

在利用铣刀件对芯板的板面进行控深铣的步骤中，还包括步骤：所述芯板厚度与所述第二冲孔件所限定的冲孔厚度的厚度差为Δh，所述铣刀件的控深铣深度为Δh±0.1mm。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的芯板的结构示意图；

图2为本发明一实施例所述的超厚芯板冲孔系统的结构示意图；

图3为本发明一实施例所述的超厚芯板冲孔方法的流程图。

附图标记说明：

10、芯板，100、第二冲孔件，200、定位冲孔，210、靶标，300、控深区，400、调位台。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

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。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1和图2所示，在一个实施例中，一种超厚芯板冲孔系统，包括：第一冲孔件、第二冲孔件100与铣刀件，所述第一冲孔件用于对芯板10进行定位冲孔200，所述铣刀件对所述芯板10进行控深铣，所述芯板10通过所述铣刀件在所述芯板10上开设多个控深区300，所述第二冲孔件100在所述控深区300中进行冲孔。

上述超厚芯板冲孔系统在使用时，首先根据使用需要选择合适尺寸的芯板10。然后，将芯板10放置在第一冲孔件的冲孔范围内，第一冲孔对芯板10进行定位冲孔200。该定位冲孔200可以用于后续芯板10的层压对位。进一步地，因为，多个芯板10在层压后需要保证多个芯板10之间的电性导通。因此，芯板10在开设完定位冲孔200后，需要根据芯板10的内层图形通过第二冲孔件100在芯板10上进行冲孔(即保证相邻两个芯板10能够有效得层压贴合)，此时，在第二冲孔件100进行冲孔操作时，根据第二冲孔件100的冲孔精度确定铣刀件所开设的控深区300的深度。例如：当芯板10的厚度大于1mm时，首先通过铣刀件进行铣料操作，即在芯板10上开设控深区300，然后再通过第二冲孔件100插入控深区300进一步冲孔。上述这种方式通过铣刀件对厚度较厚(厚度大于1mm)的芯板10进行了控深处理，此时便能够保证第二冲孔件100在保证精度的情况下对芯板10进行冲孔，即能够提高对于较厚芯板10的冲孔精度。

在一个实施例中，所述超厚芯板冲孔系统中所指的超厚芯板为厚度在1mm以上的芯板10。

在一个实施例中，目前随着线路板的布线越来越集中，孔到导体的距离越来越小。因此，在进行多个芯板10进行层压时，为了保证芯板10层压后相应导体之间的对应连接或连通。可以在芯板10上开设多个孔位，即在相邻两个芯板10进行扣合固定时，需要多个孔位均实现对位，从而保证了相邻两个芯板10的对位固定效果。

进一步地，当多个芯板10在进行层压前还会进行自动光学检测(AutomatedOptical Inspection，缩写为AOI)。即机器通过摄像头自动扫描目标芯板10，采集图像，测试芯板10上连接点的参数与数据库中的合格参数进行比较，并最终经过图像处理，检查芯板10内部是否存在缺陷，并通过显示器或自动标志将缺陷显示/标示出来，供维修人员修正。更进一步地采用AOI方法对芯板10进行检测，能够精确发现芯板10上的故障或缺陷部位，将本应该报废的芯板10进行重新修复，大大减小了芯板10的加工和修理成本。

在一个实施例中，第一冲孔件与第二冲孔件100为冲孔机或冲孔器。即第一冲孔件与第二冲孔件100均是通过冲针实现对芯板10进行冲孔。进一步地，在通过第一冲孔件或第二冲孔件100对芯板10进行冲孔时，往往会将芯板10放置在底模板上，即通过冲针对芯板10进行冲孔，通过底模板对芯板10进行支撑。一般情况下，底模板自身厚度较薄(其厚度与冲孔件的预设冲孔厚度相对应)。因此，如果利用第一冲孔件或第二冲孔件100对超出预设厚度的芯板10进行冲孔加工时，一方面会损坏冲针及底模板，另一方面还会影响到对芯板10的冲孔效果。因此，上述超厚芯板冲孔系统对于超出冲孔件预设冲孔厚度的芯板10，会首先利用铣刀件进行控深铣，从而一方面保证了冲针及底模板的使用寿命(同时，也可以避免更换冲针或底模板的频率，提高了芯板10的冲孔效率)，另一方面也保证了对于芯板10的冲孔精度。

在一个实施例中，所述铣刀件在所述芯板10上开设的控深区300包括圆形盲孔或矩形槽。即所述铣刀件可以根据实际的加工需要或芯板10内部图纸的设计方式，所述芯板10上进行对应的铣料。其中，在本实施例中，所述芯板10上共开设了8个圆形盲孔与4个矩形槽，上述实施方式根据不同芯板10上孔位的布置位置进行了多位开设。即所述芯板10通过8个圆形盲孔的其中一个或多个圆形盲孔，或4个矩形槽的一个或多个矩形槽能够实现与不同孔位的芯板10的贴合对位，从而大大提高了芯板10的适配性。

如图1和图2所示，在一个实施例中，超厚芯板冲孔系统还包括多个靶标210。多个所述靶标210沿所述芯板10的周向间隔设置在所述芯板10上，所述第一冲孔件根据所述靶标210进行定位冲孔200。所述靶标210上设有第一对位光点。超厚芯板冲孔系统还包括中枢处理器、识别件与调位台400。所述第一冲孔件、识别件与调位台400均与所述中枢处理器电性连接，所述芯板10装设在所述调位台400上，且所述调位台400用于带动所述芯板10移动，所述识别件的识别端用于采集所述芯板10的位置信息。

在一个实施例中，所述芯板10为方形或矩形芯板10。通过第一冲孔件对芯板10的边缘或端部进行定位冲孔200，即在相邻两个芯板10进行贴合时能够避免芯板10的边缘出现起翘。进一步地，由于芯板10上用于定位冲孔200的区域往往不属于芯板100导体密集区域，所以，工作人员可以选择借助铣刀件先对芯板10上的目标部位(用于定位冲孔的部位)进行控深铣，然后再利用第一冲孔件对目标部位进行定位冲孔200。或者第一冲孔件对芯板10进行定位冲孔200时所带来的加工误差(只要在对位误差范围内即可)往往不会影响到相邻两个芯板10的层压。因此，在对芯板10进行定位冲孔200时，可以直接利用第一冲孔件进行定位冲孔200。

更近一步地，在本实施例中，所述芯板10为矩形芯板10。所述识别件为摄像件或图像采集器。所述靶标210设在所述芯板10的四个端点处。为了便于识别件能够更加容易地捕捉到靶标210的信息，可以对靶标210进行上色。例如：将靶标210采用红色或黄色等警示色。在识别件识别到所述靶标210后，识别件会进一步定位所述靶标210上的第一对位光点。即识别件通过两次对位处理，保证了第一冲孔件对于芯板10的冲孔精度。识别件将采集到第一对位点的位置信息反馈至中枢处理器，此时，中枢处理器会根据第一冲孔件的位置通过调位台400对芯板10进行平面移动，直至调位台400上的芯板10的靶标210部位与第一冲孔件相对位。这仅仅是其中一个实施例，例如：在实现芯板10靶标210与第一冲孔件对位时，可以将第一冲孔件设置在二维机械手上，即第一冲孔件在二维机械手上实现平面移动。

如图2所示，在一个实施例中，所述第一冲孔件沿垂直于所述芯板10的方向进行升降移动，所述调位台400带动所述芯板10在所述调位台400上水平移动。具体地，将第一冲孔件限制为只沿垂直于芯板10的方向进行移动，从而保证第一冲孔件能够垂直于芯板10进行定位冲孔200，保证了第一冲孔件对于芯板10的冲孔精度。

在一个实施例中，所述第二冲孔件100与所述中枢处理器电性连接，在所述控深区300中设有第二对位光点，所述第二冲孔件100朝所述第二对位光点进行冲孔。具体地，考虑到控深区300的内部空间大于第二冲孔件100的冲针直径，即第二冲孔件100在进行冲孔时能够完全插入控深区300中，为了保证第二冲孔件100能够直接朝控深区300的中心处进行冲孔，在所述控深区300的中心处加设第二对位光点，中枢处理器可以根据第二对位点的位置信息控制调位台400移动，直至第二对位光点与第二冲孔件100相对应，从而实现第二冲孔件100直接朝第二对位光点进行冲孔。

在一个实施例中，所述铣刀件包括平底铣刀，所述平底铣刀插入所述控深区300进行冲孔。具体地，通过平底铣刀插入控深区300对芯板10进行冲孔，所述平底铣刀为双刃平底铣刀，所述铣刀件的转速为30krpm～38krpm；下刀速度为2mm/sec～5mm/sec；起刀速度为100mm/sec；铣刀件在芯板10板面水平进给速度为16mm/sec～20mm/sec。在上述条件的要求下，采用平底铣刀对芯板10进行控深铣料能够保证所铣出的控深槽(控深区300)槽底平整，从而确保第二冲孔件100在插入控深槽(控深区300)进行冲孔时的冲孔精度。

如图3所示，在一个实施例中，一种超厚芯板冲孔方法，采用上述任意一实施例所述的超厚芯板冲孔系统，包括如下步骤：

S100、利用第一冲孔件对芯板10的第一部位进行定位冲孔200；

S200、利用铣刀件对芯板10的第二部位进行控深铣；

S300、利用第二冲孔件100对经过控深铣的芯板10部位进行冲孔。

上述超厚芯板冲孔方法在使用时，首先根据使用需要选择合适尺寸的芯板10。然后，将芯板10放置在第一冲孔件的冲孔范围内，第一冲孔件对芯板10第一部位进行定位冲孔200。考虑到有时芯板10的厚度会超过冲孔设备预设的冲孔厚度(即在预设的冲孔厚度内对芯板10进行冲孔操作时能够保证冲孔设备的冲孔精度)。此时，根据待加工芯板10的内部图形以及与其他芯板10(用于与待加工芯板10进行层压对位的其他芯板10)的对位孔位置确定铣刀件在待加工芯板10上的控深铣部位(第二部位)，利用铣刀件从芯板10的板面进行控深铣操作。通过铣刀件对芯板10进行控深铣操作，使得第二冲孔件100能够在预设的冲孔厚度下进行冲孔(因为芯板10厚度大于第二冲孔件100预设冲孔厚度的部分已经被铣刀件铣去)。即能够提高对于较厚芯板10的冲孔精度。如图3所示，在一个实施例中，在利用铣刀件对芯板10的板面进行控深铣的步骤中，还包括步骤：S310、在所述芯板10板面上预设铣料部位，所述铣刀件从所述预设铣料部位的中心处进行移动铣料。具体地，在利用铣刀件对芯板10进行控深铣时，首先确定目标控深区300的中心，然后将铣刀件与该中心对位。若需要铣刀件开设圆形控深区300，则铣刀件会围绕该中心进行环绕铣料，且保证铣刀件每绕中心在芯板10上环绕一圈所留下的轨迹半径与前一圈轨迹半径相差特定的数值。若需要铣刀件开设矩形控深区300，则铣刀件会围绕该中心进行矩形轨迹的走料，保证铣刀件每绕中心走料一周即可行成一个矩形轨迹，且前一个矩形轨迹的面积尺寸与后一个矩形轨迹的面积尺寸不相同，最终形成多个同心的矩形轨迹。上述这种实施方式直接通过铣刀件与芯板10接触便能够实现对控深区300中心处的标记，无需在控深区300开设完成后再次进行中心定位。

在一个实施例中，在利用铣刀件对芯板10的板面进行控深铣的步骤中，还包括步骤：所述芯板10厚度与所述第二冲孔件100所限定的冲孔厚度的厚度差为Δh，所述铣刀件的控深铣深度为Δh±0.1mm。具体地，如果Δh为正值，则可以首先通过铣刀件对芯板10进行控深铣操作，使得第二冲孔件100能够在预设的冲孔厚度下进行冲孔。如果Δh为负值，则根据实际情况可以直接利用第二冲孔件100对芯板10进行冲孔操作。

以上所述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。

以上所述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 (10)

1.一种超厚芯板冲孔系统，其特征在于，包括：第一冲孔件、第二冲孔件、铣刀件、中枢处理器、识别件与调位台，所述第一冲孔件用于对芯板进行定位冲孔，所述铣刀件对所述芯板进行控深铣，所述芯板通过所述铣刀件在所述芯板上开设多个控深区，所述第二冲孔件在所述控深区中进行冲孔；所述第一冲孔件、所述第二冲孔件、所述识别件与所述调位台均与所述中枢处理器电性连接，所述芯板装设在所述调位台上，且所述调位台用于带动所述芯板移动，所述识别件的识别端用于采集所述芯板的位置信息，在所述控深区中设有第二对位光点，所述第二冲孔件朝所述第二对位光点进行冲孔。

2.根据权利要求1所述的超厚芯板冲孔系统，其特征在于，还包括多个靶标，多个所述靶标沿所述芯板的周向间隔设置在所述芯板上，所述第一冲孔件根据所述靶标进行定位冲孔。

3.根据权利要求2所述的超厚芯板冲孔系统，其特征在于，所述靶标上设有第一对位光点。

4.根据权利要求2所述的超厚芯板冲孔系统，其特征在于，所述第一冲孔件与所述第二冲孔件为冲孔机或冲孔器。

5.根据权利要求4所述的超厚芯板冲孔系统，其特征在于，所述第一冲孔件沿垂直于所述芯板的方向进行升降移动，所述调位台带动所述芯板在所述调位台上水平移动。

6.根据权利要求4所述的超厚芯板冲孔系统，其特征在于，所述识别件为摄像件或图像采集器。

7.根据权利要求1所述的超厚芯板冲孔系统，其特征在于，所述铣刀件包括平底铣刀，所述平底铣刀插入所述控深区进行冲孔。

8.一种超厚芯板冲孔方法，采用权利要求1至7任意一项所述的超厚芯板冲孔系统，其特征在于，包括如下步骤：

利用第一冲孔件对芯板的第一部位进行定位冲孔；

利用铣刀件对芯板的第二部位进行控深铣；

利用第二冲孔件对经过控深铣的芯板部位进行冲孔。

9.根据权利要求8所述的超厚芯板冲孔方法，其特征在于，在利用铣刀件对芯板的板面进行控深铣的步骤中，还包括步骤：在所述芯板板面上预设铣料部位，所述铣刀件从所述预设铣料部位的中心处进行移动铣料。

10.根据权利要求8所述的超厚芯板冲孔方法，其特征在于，在利用铣刀件对芯板的板面进行控深铣的步骤中，所述芯板厚度与所述第二冲孔件所限定的冲孔厚度的厚度差为Δh，所述铣刀件的控深铣深度为Δh±0.1mm。

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