CN111818731A - 一种pcb板控深盲孔的制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种PCB板控深盲孔的制作工艺，其包括以下步骤：S1.固定待钻工作板件，并将待钻工作板件接地；S2.根据预设的钻孔宽度，抓取并固定对应于预设的钻孔深度的钻刀；S3.根据设定的钻刀下钻参数控制钻刀下钻，并对钻刀施加电压；S4.检测钻刀下降过程中的电流，直至测得钻刀刀尖的电流，则判定钻刀到达钻孔初始位置；S5.根据预设的钻孔深度，控制钻刀从钻孔初始位置向待钻工作板件下钻。本申请具有提高钻孔机的钻孔精度的效果。
Description
技术领域
本申请涉及电路板精密钻孔的领域，尤其是涉及一种PCB板控深盲孔的制作工艺。
背景技术
目前，随着电路板行业的高精密发展，不同层次间互连线路的应用也越来越广泛；传统的控深钻孔制作工艺是将板固定好后，利用调整机器Z值的深度来获取工作板件的钻孔控深深度值，以达到不同层次间互连线路的要求。
传统的控深钻孔,是利用调整机器Z值的深浅来获取工作板件钻孔深度的制作工艺。这种通过板件底部的控深值进行计算的方法，会受到压克力垫木板台面的平整度、压克力垫木板板面已钻过的孔口平整度、酚醛树脂底板的平整度、工作板件之间厚度的一致性、同一块板板面厚度均匀性等诸多因素影响，控深钻孔精度只可控制在公差+/-0.20mm左右，不能满足多层次高精密板件控深精度要求。
发明内容
为了提高钻孔机的钻孔精度，本申请提供一种PCB板控深盲孔的制作工艺。
本申请提供的一种PCB板控深盲孔的制作工艺，采用如下的技术方案：
一种PCB板控深盲孔的制作工艺，包括以下步骤：
S1.固定待钻工作板件，并将待钻工作板件接地；
S2.根据预设的钻孔宽度，抓取并固定对应于预设的钻孔深度的钻刀；
S3.根据设定的钻刀下钻参数控制钻刀下钻，并对钻刀施加电压；
S4.检测钻刀下降过程中的电流，直至测得钻刀刀尖的电流，则判定钻刀到达钻孔初始位置；
S5.根据预设的钻孔深度，控制钻刀从钻孔初始位置向待钻工作板件下钻。
通过采用上述技术方案，在将工作板件固定在垫板后，工作板件顶面的铜面朝向钻刀，钻刀在钻孔机的控制下逐渐下降，直至钻刀的刀尖与工作板件的顶部铜面相接触，此时钻刀的刀尖与铜面导通产生电流，机器检测到电流，则判定钻刀到达钻孔的初始位置。此时钻孔机依照预设的钻孔深度，从该初始位置开始计算，以自动钻到预设深度的位置。相比于相关技术，本方案不受垫板和工作台平整度、垫板定位孔的平整度工作板件底面的平整度、以及工作板件的厚度均匀性等因素的约束，控深钻孔深度公差可以控制在+/-0.05mm范围内。
优选的，所述S12包括以下步骤：
S11.固定垫板于工作台；
S12.固定工作板件于垫板顶面；
S13.启动钻孔机的接地装置，并将工作板件接地。
通过采用上述技术方案，固定垫板用于支撑工作板件，以防止钻刀过穿时接触到工作台导致钻刀损坏。接地装置使工作板件接地，以使得工作板件的铜面在接触到钻刀后形成通路。
优选的，所述S12包括以下步骤：
S121.根据取用的工作板件型号，调取钻刀运动轨迹的控制程序；
S122.根据控制程序驱动钻刀在垫板顶面钻取定位孔；
S123.取销钉与定位孔对位并打入定位孔；
S124.翻转工作板件使需钻取控深盲孔的一面朝上，并将工作板件的定位孔套接于销钉；
S125.敲平销钉。
通过采用上述技术方案，对工作板件进行固定，以避免钻孔时产生的震动影响钻孔质量。
优选的，在步骤S125中，敲平销钉以使销钉的顶端低于工作板件的顶面铜层。
通过采用上述技术方案，销钉为金属制成，当销钉的顶端与顶面铜层相接触时将会发生连通，会对电流的感应造成不良影响。
优选的，在步骤S2中，根据所需控深盲孔的孔径和孔深，输入对应的钻孔宽度和钻孔深度至控制程序。
优选的，所述下钻参数为钻刀的周向转速和轴向移速。
通过采用上述技术方案，由于工作板的厚度和材料不同，以及不同的钻孔深度和钻孔宽度，需要对应于不同的周向转速和轴向移速，以达到更好的成孔质量。
优选的，在首次执行工艺时，执行S5后对工作板件的盲孔深度进行检测，若检测到的盲孔深度位于预设范围内，则继续进行后续生产。
通过采用上述技术方案，在首次完成工艺后，需要进行首检，以保证后续不连续产生大量不良品。
优选的，所述垫板为亚克力垫木板。
通过采用上述技术方案，亚克力垫木板密度高，具有10mm/12mm/15mm等规格的厚度，在钻孔时产生的定位孔不容易发生偏向。
附图说明
图1是本申请实施例中一种PCB板控深盲孔的制作工艺的流程框图；
图2是本申请实施例中S1的流程框图；
图3是本申请实施例中S12的流程框图；
图4是本申请实施例中工作板件的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图1-4，对本申请作进一步详细说明。
传统的控深钻孔,是利用调整机器Z值的深浅来获取工作板件钻孔深度的制作工艺。这种通过板件底部的控深值进行计算的方法，会受到压克力垫木板台面的平整度、压克力垫木板板面已钻过的孔口平整度、酚醛树脂底板的平整度、工作板件之间厚度的一致性、同一块板板面厚度均匀性等诸多因素影响，控深钻孔精度只可控制在公差+/-0.20mm左右，不能满足多层次高精密板件控深精度要求。
本申请实施例公开一种PCB板控深盲孔的制作工艺。参照图1，该PCB板控深盲孔的制作工艺包括以下步骤：
S1.固定待钻工作板件，并将待钻工作板件接地；
工作板件为PCB板，其顶层为一可导电的铜面，内部设置有若干导电层，导电层通常为铜层。相邻的导电层之间设置有半固化片，半固化片使得相邻的导电层相互绝缘，控深盲孔通常用于使得不同的导电层之间发生导通。S1步骤用于对工作板件进行固定，以避免钻孔过程中产生的震动导致工作板件发生横向位移或竖向位移，从而导致控深盲孔的深度产生过大的误差，或控深盲孔出现毛边，毛边将会对后续控深盲孔的镀铜工艺产生不良。
其中，参照图2，S1可细分为以下步骤：
S11.固定垫板于工作台；
在本实施例中，垫板为光滑且平整的亚力克垫木板，垫木板的四角通过螺丝拧紧固定在工作台上。
S12.固定工作板件于垫板顶面；
固定垫板用于支撑工作板件，以防止钻刀过穿时接触到工作台导致钻刀损坏。
S13.启动钻孔机的接地装置，并将工作板件接地。
在该步骤中，接地装置使工作板件接地，以使得工作板件的铜面在接触到钻刀后形成通路。在本实施例中，接地装置为钻孔机上的蘑菇头，蘑菇头是钻孔机的一种辅助物件，具有接地装置功能，同时可用于固定工作板件。
特别的，参照图3，S12可细分为以下步骤：
S121.根据取用的工作板件型号，调取钻刀运动轨迹的控制程序；
S122.根据控制程序驱动钻刀在垫板顶面钻取定位孔；
在事先需要向机器的控制程序输入定位孔和控深盲孔的钻孔深度和钻孔宽度，以使得钻刀钻取得符合要求的定位孔和控深盲孔。
S123.取销钉与定位孔对位并打入定位孔；
S124.翻转工作板件使需钻取控深盲孔的一面朝上，并将工作板件的定位孔套接于销钉；
S125.敲平销钉，以使销钉的顶端低于工作板件的顶面铜层。
如果销钉高于铜面，当控深盲孔位于销钉周边时，销钉会把主轴压脚顶住，造成接触不良。其中，主轴压脚是钻刀主轴外面保护罩下面的塑胶垫片。
S2.根据所需控深盲孔的孔径和孔深，输入对应的钻孔宽度和钻孔深度至控制程序，根据预设的钻孔宽度，抓取并固定对应于预设的钻孔深度的钻刀；
其中，控制程序为程式钻带文件，内含有钻孔坐标的程序，用于指导钻刀到不同的钻孔坐标之间发生移动。在工作之前，需要先根据工作板件上压合叠层厚度数据，对照需要控深钻盲孔层次的位置，计算出深度理论值。不同的工作板件对应于不同的钻孔深度，同时为了连接不同的导电层，钻孔深度也各有不同，因此需要选取相应的钻刀。
S3.根据设定的钻刀下钻参数控制钻刀下钻，并对钻刀施加电压；其中，下钻参数为钻刀的周向转速和轴向移速。
由于工作板的厚度和材料不同，以及不同的钻孔深度和钻孔宽度，需要对应于不同的周向转速和轴向移速，以达到更好的成孔质量。
S4.检测钻刀下降过程中的电流，直至测得钻刀刀尖的电流，则判定钻刀到达钻孔初始位置；
在将工作板件固定在垫板后，工作板件顶面的铜面朝向钻刀，钻刀在钻孔机的控制下逐渐下降，直至钻刀的刀尖与工作板件的顶部铜面相接触，此时钻刀的刀尖与铜面导通产生电流，机器检测到电流，则判定钻刀到达钻孔的初始位置。
S5.根据预设的钻孔深度，控制钻刀从钻孔初始位置向待钻工作板件下钻。
此时钻孔机依照预设的钻孔深度，从该初始位置开始计算，以自动钻到预设深度的位置。
在首次执行工艺时，执行S5后对工作板件的盲孔深度进行检测，若检测到的盲孔深度位于预设范围内，则继续进行后续生产。
举个例子，参照图4，工作板件为四层板，其上设置有四层铜箔，厚度均为0.035mm，在工作板件厚度方向上依次为L1、L2、L3和L4。其中，铜箔L1和铜面L2之间为0.1mm厚的半固化片，铜面L2和铜面L3之间为0.13mm厚的介质层，铜面L3和铜箔L4之间为0.1mm厚的半固化片，可以看出，铜面L2和铜面L3之间的介质层较薄，在钻孔时容易发生过穿导致短路。假如工艺制作要求工作板件上的控深盲钻只穿过铜面L1和半固化片直至铜面L3，则需要先计算出需要控深钻盲孔板件的深度理论值：L1层的铜箔厚度+L2的铜面厚度+L1层与L2层之间的所有半固化片厚度+0.05mm机械控深钻盲孔深度公差预补偿，其中预补偿是为了对冲机械运动时的精度公差+/-0.05mm，提前做出的深度值调整，以保证控深钻盲孔后，深度位置在要求的层次空间范围内，因此，深度理论值=0.035mm+0.035mm+0.05mm+0.05mm+0.05mm=0.22mm。
然后，向钻孔机输入预设深度值0.22mm，并开启数控进行控深盲孔制作工艺，钻刀的刀尖在接触铜面后自动计算，钻出所需的钻孔深度0.22 mm，从而完成控深盲孔的制作。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种PCB板控深盲孔的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1.固定待钻工作板件，并将待钻工作板件接地；
S2.根据预设的钻孔宽度，抓取并固定对应于预设的钻孔深度的钻刀；
S3.根据设定的钻刀下钻参数控制钻刀下钻，并对钻刀施加电压；
S4.检测钻刀下降过程中的电流，直至测得钻刀刀尖的电流，则判定钻刀到达钻孔初始位置；
S5.根据预设的钻孔深度，控制钻刀从钻孔初始位置向待钻工作板件下钻。
2.根据权利要求1所述的PCB板控深盲孔的制作工艺，其特征在于，所述S1包括以下步骤：
S11.固定垫板于工作台；
S12.固定工作板件于垫板顶面；
S13.启动钻孔机的接地装置，并将工作板件接地。
3.根据权利要求2所述的PCB板控深盲孔的制作工艺，其特征在于，所述S12包括以下步骤：
S121.根据取用的工作板件型号，调取钻刀运动轨迹的控制程序；
S122.根据控制程序驱动钻刀在垫板顶面钻取定位孔；
S123.取销钉与定位孔对位并打入定位孔；
S124.翻转工作板件使需钻取控深盲孔的一面朝上，并将工作板件的定位孔套接于销钉；
S125.敲平销钉。
4.根据权利要求3所述的PCB板控深盲孔的制作工艺，其特征在于，在步骤S125中，敲平销钉以使销钉的顶端低于工作板件的顶面铜层。
5.根据权利要求3所述的PCB板控深盲孔的制作工艺，其特征在于，在步骤S2中，根据所需控深盲孔的孔径和孔深，输入对应的钻孔宽度和钻孔深度至控制程序。
6.根据权利要求1所述的PCB板控深盲孔的制作工艺，其特征在于，所述下钻参数为钻刀的周向转速和轴向移速。
7.根据权利要求1所述的PCB板控深盲孔的制作工艺，其特征在于，在首次执行工艺时，执行S5后对工作板件的盲孔深度进行检测，若检测到的盲孔深度位于预设范围内，则继续进行后续生产。
8.根据权利要求1所述的PCB板控深盲孔的制作工艺，其特征在于，所述垫板为亚克力垫木板。
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