CN112654156A - 高精度孔钻孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度孔钻孔方法，其包括如下步骤：制作钻带文件和外层图形文件，所述钻带文件包括高精度孔的位置信息；依据所述外层图形文件对板材进行图层转移处理，以在所述板材上形成外层图形，所述外层图形包括辅助图形，所述辅助图形的数量与所述高精度孔的数量一致，每一所述辅助图形对应一个所述高精度孔；对所述板材进行钻孔处理，钻机依次定位并获取每一所述辅助图形的重心后，对所述辅助图形的重心进行钻孔操作，以在所述板材上形成与当前所述辅助图形对应的高精度孔。本发明能避免传统做法中因根据钻带文件直接钻出的高精度孔与板材上高精度孔的理论设计位置偏差过大而造成的板材报废，有效提升高精度孔的钻孔精度及良品率。

Description

高精度孔钻孔方法

技术领域

本发明涉及电路板加工制作领域，尤其涉及一种高精度孔钻孔方法。

背景技术

随着科技的发展，单位尺寸的电路板的集成度越来越高，使得单位尺寸的电路板上的元器件的集成度越高，对元器件的焊接精密程度提出了更高的要求。而元器件的焊接越精密，则用于固定该元器件的孔的位置相对SMT图形的要求就越高。如果板材的尺寸的长短边(一拼一)均≥20寸时，板材容易发生整体或局部变形，在现有的钻孔工艺(CCD自动拉伸)中，孔的实际位置会因板材的变形而发生变化，例如假设钻孔精度和图形精度达到100％时，而板材变形会导致实际钻出的孔发生进一步的偏移，与图形中孔的理论设计位置偏差≥4mil，无法满足部分客户对局部外层图形相对孔位置精度≤1mil的要求。

因此，亟需一种方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度孔钻孔方法，通过在图层转移处理时在板材上形成辅助图形，钻机利用辅助图形的重心在板材上间接确定并钻出高精度孔，避免传统做法中因根据钻带文件直接钻出的高精度孔与板材上高精度孔的理论设计位置偏差过大而造成的板材报废，有效提升高精度孔的钻孔精度及良品率。

为了实现上有目的，本发明公开了一种高精度孔钻孔方法，其包括如下步骤：

S1、制作钻带文件和外层图形文件，所述钻带文件包括高精度孔的位置信息；

S2、依据所述外层图形文件对板材进行图层转移处理，以在所述板材上形成外层图形，所述外层图形包括用于供钻机在所述板材上定位对应的高精度孔的钻孔位置的辅助图形，所述辅助图形的数量与所述高精度孔的数量一致，每一所述辅助图形对应一个所述高精度孔；

S3、对所述板材进行钻孔处理，钻机依次定位并获取每一所述辅助图形的重心后，对所述辅助图形的重心进行钻孔操作，以在所述板材上形成与当前所述辅助图形对应的高精度孔。

与现有技术相比，本发明的高精度孔的钻孔处理是在图层转移处理之后进行的，且整个高精度孔的钻孔过程是通过板材上的辅助图形的重心进行间接定位后钻孔的，而由于钻孔处理和图层转移处理均会产生误差，且板材的整体或局部变形会导致钻出的高精度孔进一步偏离外层图形中的高精度孔的理论设计位置，一方面，本发明避免钻出高精度孔后再进行图层转移处理，有效避免因钻孔误差和图层转移误差相互叠加而增大高精度孔的误差；另一方面，本发明通过板材上的辅助图形的重心进行间接定位后钻孔，该重心的确定是在板材的整体或局部变形的基础上进行定位，使得该重心能够适应变形的板材并与形成于该变形板材上的外层图形相匹配，该重心位置偏移量相比传统根据钻带文件直接钻出高精度孔的偏移量要小，即实际钻出的高精度孔能够与形成于变形板材上的外层图形相匹配，从而降低钻出的高精度孔与外层图形中的高精度孔的理论设计位置的偏差，从而进一步提升高精度孔的钻孔精度及良品率，且经反复试验测得，利用本发明钻出的高精度孔相对外层图形中的高精度孔的理论设计位置的精度偏差≤25μm，以使板材中的高精度孔相对外层图形中的高精度孔的理论设计位置的精度偏差小于1mil，从而满足更为严格的精度要求。

较佳地，所述辅助图形包括至少三个设于对应的所述高精度孔周围的辅助圆盘。

具体地，所述辅助图形包括四个所述辅助圆盘，四个所述辅助圆盘分布于所述高精度孔对应位置的四周。

较佳地，所述辅助圆盘的直径介于1.0mm到1.5mm之间。

较佳地，所述外层图形文件包括所述辅助图形的位置信息，每一所述辅助图形的位置信息与所述高精度孔的位置信息一一对应。

较佳地，所述步骤(1)之前还包括：

S101、在所述板材的四个板角位置分别钻设有对位孔，所述对位孔用于供钻孔对位和图形转移对位。

较佳地，所述钻带文件和外层图形文件分别包含有用于根据所述对位孔与所述板材进行对位操作的对位信息。

较佳地，所述钻带文件还包括普通孔的位置信息，所述步骤(2)之前还包括：

S201、依据所述普通孔的位置信息对所述板材进行钻孔处理，以在所述板材上形成普通孔。

较佳地，所述步骤(201)之后还包括：

S2011、对所述普通孔进行金属化处理。

较佳地，所有的辅助图形共同形成钻带系统，每个辅助图形为一个虚拟子钻带，所述钻机能够通过所述虚拟子钻带确定对应的高精度孔的重心位置信息，所述钻机依据所述钻带系统钻出所有的高精度孔。

较佳地，所述步骤(2)具体包括：

S21、依据所述外层图形文件制成形成有所述外层图形的菲林；

S22、将所述菲林覆盖在镀铜后的所述板材的干膜上，并与所述板材的干膜进行对位操作；

S23、对所述干膜进行自动补偿对位曝光处理，以得到曝光后的干膜；

S24、对曝光后的干膜依次进行显影、蚀刻和退膜处理，以得到形成有所述外层图形的板材。

较佳地，所述钻机为CCD钻机。

附图说明

图1是本发明的高精度孔钻孔方法的流程图。

图2是本发明的板材钻设有对位孔后的结构示意图。

图3是本发明的板材钻设有对位孔、普通孔后的结构示意图。

图4是本发明的板材钻设有对位孔、普通孔和设置有辅助图形后结构示意图。

图5是本发明的板材钻设有对位孔、普通孔、高精度孔和设置有辅助图形后结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1-图5所示，本发明公开了一种高精度孔钻孔方法100，适于克服因板材1整体或局部变形而使钻出的高精度孔5与板材1上高精度孔5的理论设计位置偏差过大而造成的板材1报废。这里的高精度孔5一般作为元器件的固定孔使用，元器件通过高精度孔5定位在板材1的特定位置以进行贴片工艺处理。本发明包括如下步骤：

S1、制作钻带文件和外层图形文件，所述钻带文件包括高精度孔5的位置信息。

这里所说的钻带文件为电路加工制作领域的钻孔工序中供钻机读取的程序文件，钻机可依据高精度孔5的位置信息在板材1上钻出对应高精度孔5。外层图形文件为电路加工制作领域的图层转移工序中供打印机读取的程序文件，打印机可依据外层图形文件的内容打印出具有特定线路图层的菲林。

S2、依据所述外层图形文件对板材1进行图层转移处理，以在所述板材1上形成外层图形，所述外层图形包括用于供钻机在所述板材1上定位对应的高精度孔5的钻孔位置的辅助图形4，所述辅助图形4的数量与所述高精度孔5的数量一致，每一所述辅助图形4对应一个所述高精度孔5。

可以理解为，当外层图形文件包括N个高精度孔5的位置信息时(即需要在板材1上钻出N个高精度孔5)，则需要在板材1上形成N个辅助图形4，每个辅助图形4用于辅助定位对应的高精度孔5的钻孔位置，以供钻机完成钻孔操作。

S3、对所述板材1进行第二次钻孔处理，钻机依次定位并获取每一所述辅助图形4的重心后，对所述辅助图形4的重心进行钻孔操作，以在所述板材1上形成与当前所述辅助图形4对应的高精度孔5。

这里的钻机为CCD钻机，CCD钻机识别辅助图形4后获取该辅助图形4的重心，并对该重心进行钻孔处理，以在板材1上钻出对应的高精度孔5。CCD钻机的上述操作为本领域技术人员所熟知的，这里不做赘述。

利用当前辅助图形4的重心作为板材1上与对应的高精度孔5，而不是直接按照钻带文件中的高精度孔5的位置信息直接钻出高精度孔5，是由于板材整体或局部变形使得高精度孔5在板材上的实际位置与理论设计位置发生偏差，且钻孔工序和图层转移工序都均会产生一定的误差，而高精度孔5的钻孔处理是在图层转移处理之后进行的，且整个高精度孔5的钻孔过程是通过板材1上的辅助图形4的重心进行间接定位后钻孔的，而由于辅助图形4的重心的确定是在板材1的整体或局部变形的基础上进行定位，使得该重心能够适应变形的板材1并与形成于该变形板材1上的外层图形相匹配，该重心位置偏移量相比传统根据钻带文件直接钻出高精度孔的偏移量要小，即实际钻出的高精度孔5能够与形成于变形板材1上的外层图形相匹配，从而降低钻出的高精度孔5与外层图形中的高精度孔5的理论设计位置偏差。因此，通过辅助图形4的重心钻出对应的高精度孔5的位置偏移量更小，精度更高，并可以避免因钻孔误差和图层转移误差相互叠加而增大高精度孔5的误差。

需要说明的是，由于高精度孔5仅用作定位用途，因此，高精度孔5及其周围无需布置线路，因此，高精度孔5的周围能够提供一定位置供设置辅助图形4。当然，辅助图形4的所在位置不能对板材1的线路产生干涉。

优选地，本发明的辅助图形4包括至少三个设于对应的所述高精度孔5周围的辅助圆盘41。由于通过三个或三个以上的点可构成一个确定图形，因此，每一组辅助图形4的形状是确定的，即辅助图形4的重心是确定的，因此，CCD钻机识别辅助图形4后获取的辅助图形4的重心也是确定的，即CCD钻机能够根据辅助图形4的重心钻出确定的高精度孔5。较佳地，辅助圆盘41的直径介于1.0mm到1.5mm之间，以降低制作成本和避免辅助圆盘41与板材1上的线路干涉。

具体地，本实施例的同一辅助图形4包括四个辅助圆盘41，四个辅助圆盘41分布于该高精度孔5对应位置的四周，如分布在该高精度孔5对应位置周围的四个角落，以适应现有CCD钻机的识别读取。当然，同一辅助图形4的辅助圆盘41数量也可以为三个、五个或六个等，同一辅助图形4的辅助圆盘41数量可以根据不同类型的钻机进行选定，在此不对同一辅助图形4的辅助圆盘41数量进行限定。图4和图5示出了具有三组辅助图形4的板材1，每组辅助图形4的重心确定对应的高精度孔5。

优选地，所述外层图形文件包括所述辅助图形4的位置信息，每一所述辅助图形4的位置信息与所述高精度孔5的位置信息一一对应，以建立外层图形文件中辅助图形4的位置信息和钻带文件中的高精度孔5的位置信息的对应关系，以供图层转移过程中能在板材1上形成与对应的高精度孔5的钻孔位置的辅助图形4。为了更好地供钻机依次完成高精度孔5的钻孔操作，板材1上的N个辅助图形4可以通过编码的方式确定钻孔顺序，以供钻机依据编码按顺序完成钻孔操作。同一辅助图形4下的辅助圆盘41具有同一个编码，CCD钻机只需要识别同一编码即可确定当前辅助图形4。

较佳地，所有的辅助图形4共同形成钻带系统，每个辅助图形4为一个虚拟子钻带，钻机能够通过虚拟子钻带确定对应的高精度孔5的重心位置信息，钻机依据钻带系统钻出所有的高精度孔5。可以理解为，板材1上的每一个辅助图形4均具有自身的重心位置信息，即对应高精度孔5的重心位置信息，此时，该钻带系统包含了板材1上所有待钻的高精度孔5的重心位置信息，钻机能够通过钻带系统完成所有高精度孔5的钻孔操作。

较佳地，所述步骤(1)之前还包括：

S101、在所述板材1的四个板角位置分别钻设有对位孔2，如图所述对位孔2用于供钻孔对位和图形转移对位。

较佳地，所述钻带文件和外层图形文件分别包含有用于根据所述对位孔2与所述板材1进行对位操作的对位信息。钻孔操作中钻机通过钻带文件中的对位信息定位板材1以进行钻孔操作。图层转移操作中通过外层图形文件中的对位信息定位板材1以将菲林和板材1对位。

较佳地，所述钻带文件还包括普通孔3的位置信息，所述步骤(2)之前还包括：：

S201、依据所述普通孔3的位置信息对所述板材1进行钻孔处理，以在所述板材1上形成普通孔3。

可以理解为，这里所说的普通孔3为精度要求相对高精度孔5的精度要求较差的孔，普通孔3的实际钻孔位置与板材1上外层图形中普通孔3的理论设计位置即便发生一定范围内的偏差，也不会影响板材1的正常使用。因此，这里的普通孔3只需要按照传统的方式钻孔即可，以节省操作步骤。这里的普通孔3一般作为元器件的焊接孔使用，元器件焊接在普通孔3上，以电连接对应的线路图层。

较佳地，所述步骤(201)之后还包括：

S2011、对所述普通孔3进行金属化处理。具体地，本步骤通过镀铜的方式将普通孔3金属化，以使焊接在普通孔3上的元器件能接入线路中。

较佳地，所述步骤(2)具体包括：

S21、依据所述外层图形文件制成形成有所述外层图形的菲林；

S22、将所述菲林覆盖在镀铜后的所述板材1的干膜上，并与所述板材1的干膜进行对位操作；

S23、对所述干膜进行自动补偿对位曝光处理，以得到曝光后的干膜；

S24、对曝光后的干膜依次进行显影、蚀刻和退膜处理，以得到形成有所述外层图形的板材1。

结合图1-图5，本发明的高精度孔5的钻孔处理是在图层转移处理之后进行的，且整个高精度孔5的钻孔过程是通过板材1上的辅助图形4的重心进行间接定位后钻孔的，而由于钻孔处理和图层转移处理均会产生误差，且板材1的整体或局部变形会导致钻出的高精度孔5进一步偏离外层图形中的高精度孔5的理论设计位置，一方面，本发明避免钻出高精度孔5后再进行图层转移处理，有效避免因钻孔误差和图层转移误差相互叠加而增大高精度孔5的误差；另一方面，本发明通过板材1上的辅助图形4的重心进行间接定位后钻孔，该重心的确定是在板材1的整体或局部变形的基础上进行定位，使得该重心能够适应变形的板材1并与形成于该变形板材1上的外层图形相匹配，该重心位置偏移量相比传统根据钻带文件直接钻出高精度孔5的偏移量要小，即实际钻出的高精度孔5能够与形成于变形板材1上的外层图形相匹配，从而降低钻出的高精度孔5与外层图形中的高精度孔5的理论设计位置的偏差，从而进一步提升高精度孔5的钻孔精度及良品率，且经反复试验测得，利用本发明钻出的高精度孔5相对外层图形中的高精度孔5的理论设计位置的精度偏差≤25μm，以使板材1中的高精度孔5相对外层图形中的高精度孔5的理论设计位置的精度偏差小于1mil，从而满足更为严格的精度要求。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种高精度孔钻孔方法，其特征在于，包括如下步骤：

制作钻带文件和外层图形文件，所述钻带文件包括高精度孔的位置信息；

依据所述外层图形文件对板材进行图层转移处理，以在所述板材上形成外层图形，所述外层图形包括用于供钻机在所述板材上定位对应的高精度孔的钻孔位置的辅助图形，所述辅助图形的数量与所述高精度孔的数量一致，每一所述辅助图形对应一个所述高精度孔；

对所述板材进行钻孔处理，钻机依次定位并获取每一所述辅助图形的重心后，对所述辅助图形的重心进行钻孔操作，以在所述板材上形成与当前所述辅助图形对应的高精度孔。

2.如权利要求1所述的高精度孔钻孔方法，其特征在于，所述辅助图形包括至少三个设于对应的所述高精度孔周围的辅助圆盘。

3.如权利要求2所述的高精度孔钻孔方法，其特征在于，所述辅助图形包括四个所述辅助圆盘，四个所述辅助圆盘分布于所述高精度孔对应位置的四周。

4.如权利要求2所述的高精度孔钻孔方法，其特征在于，所述辅助圆盘的直径介于1.0mm到1.5mm之间。

5.如权利要求1所述的高精度孔钻孔方法，其特征在于，所述外层图形文件包括所述辅助图形的位置信息，每一所述辅助图形的位置信息与所述高精度孔的位置信息一一对应。

6.如权利要求1所述的高精度孔钻孔方法，其特征在于，所述制作钻带文件和外层图形文件，之前还包括：

在所述板材的四个板角位置分别钻设有对位孔，所述对位孔用于供钻孔对位和图形转移对位。

7.如权利要求6所述的高精度孔钻孔方法，其特征在于，所述钻带文件和外层图形文件分别包含有用于根据所述对位孔与所述板材进行对位操作的对位信息。

8.如权利要求1所述的高精度孔钻孔方法，其特征在于，所述钻带文件还包括普通孔的位置信息，所述依据所述外层图形文件对所述板材进行图层转移处理，以在所述板材上形成外层图形，之前还包括：

依据所述普通孔的位置信息对所述板材进行钻孔处理，以在所述板材上形成普通孔。

9.如权利要求8所述的高精度孔钻孔方法，其特征在于，所述依据所述普通孔的位置信息对板材进行次钻孔处理，以在所述板材上形成普通孔，之后还包括：

对所述普通孔进行金属化处理。

10.如权利要求1所述的高精度孔钻孔方法，其特征在于，所有的辅助图形共同形成钻带系统，每个辅助图形为一个虚拟子钻带，所述钻机能够通过所述虚拟子钻带确定对应的高精度孔的重心位置信息，所述钻机依据所述钻带系统钻出所有的高精度孔。

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