CN113556873B - 一种线路板的背钻加工方法及背钻装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种线路板的背钻加工方法及背钻装置，该背钻加工方法包括：获得与目标信号层对应的预设背钻深度；在所述非产品区域控制背钻钻头的深度为所述预设背钻深度并进行钻孔处理，其中，所述目标信号层包括分别位于所述产品区域和所述非产品区域的部分；通过检测单元所检测到电信号判断所述背钻钻头是否与所述目标信号层接触；若所述背钻钻头与所述目标信号层未接触，则判定所述预设背钻深度无误，并进一步在所述产品区域控制所述背钻钻头的深度为所述预设背钻深度并进行钻孔处理。通过上述方式，本申请能够在产品区域执行背钻任务之前预判该背钻任务对应的背钻深度是否合适，进而提高线路板的背钻加工良率。

Description

一种线路板的背钻加工方法及背钻装置

技术领域

本申请涉及线路板技术领域，特别是涉及一种线路板的背钻加工方法及背钻装置。

背景技术

考虑到加工成本和信号传输效果，目前多采用背钻加工方法来提高高速信号的传输质量。背钻加工方法是指控制背钻钻头沿通孔轴向下钻，直至背钻钻头的尖端接近目标信号层表面，从而去除通孔内的无用金属孔部分。

但是，目前在产品区域执行背钻任务之前无法预知该背钻任务对应的背钻深度是否合适，进而可能导致线路板的背钻加工良率不高。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种线路板的背钻加工方法及背钻装置，能够在产品区域执行背钻任务之前预判该背钻任务对应的背钻深度是否合适，进而提高线路板的背钻加工良率。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种线路板的背钻加工方法，所述线路板的水平方向上包括产品区域和非产品区域，所述线路板内部包括信号层，包括：获得与目标信号层对应的预设背钻深度；在所述非产品区域控制背钻钻头的深度为所述预设背钻深度并进行钻孔处理，其中，所述目标信号层包括分别位于所述产品区域和所述非产品区域的部分；通过检测单元所检测到电信号判断所述背钻钻头是否与所述目标信号层接触；若所述背钻钻头与所述目标信号层未接触，则判定所述预设背钻深度无误，并进一步在所述产品区域控制所述背钻钻头的深度为所述预设背钻深度并进行钻孔处理。

其中，所述通过检测单元所检测到电信号判断所述背钻钻头是否与所述目标信号层接触，包括：通过与所述背钻钻头连接的所述检测单元所检测到的电容信号判断所述背钻钻头是否与所述目标信号层接触。

其中，所述获得与目标信号层对应的预设背钻深度之前，包括：在所述非产品区域利用通孔钻头进行钻孔处理以形成第一通孔，且所述第一通孔贯穿所述目标信号层。

其中，所述在所述非产品区域利用通孔钻头进行钻孔处理以形成第一通孔之后，还包括：在所述第一通孔的内壁形成第一金属层，所述第一金属层与所述目标信号层电连接；所述在所述非产品区域控制背钻钻头的深度为所述预设背钻深度并进行钻孔处理，包括：在所述第一通孔的邻近位置控制所述背钻钻头的深度为所述预设背钻深度并进行钻孔处理；所述通过检测单元所检测到电信号判断所述背钻钻头是否与所述目标信号层接触，包括：通过与所述第一金属层连接的所述检测单元所检测到的电流信号判断所述背钻钻头是否与所述目标信号层接触。

其中，所述获得与目标信号层对应的预设背钻深度，包括：在所述产品区域利用所述通孔钻头进行钻孔处理以形成第二通孔，且所述第二通孔贯穿所述目标信号层，所述通孔钻头的尺寸小于所述背钻钻头的尺寸；通过与所述通孔钻头连接的所述检测单元所检测到的电容信号获得所述目标信号层的位置；获得所述目标信号层和所述通孔钻头在所述线路板上加工的起始位置之间的第一深度，并将所述第一深度与预设残桩深度的差值作为所述预设背钻深度。

其中，所述在所述非产品区域利用通孔钻头进行钻孔处理以形成第一通孔之后，还包括：通过与所述通孔钻头连接的所述检测单元所检测到的电容信号判断所述通孔钻头与所述目标信号层接触时所述电容信号变化是否超过阈值；若是，则进入所述获得与目标信号层对应的预设背钻深度的步骤。

其中，还包括：若所述背钻钻头与所述目标信号层接触，则判定所述预设背钻深度有误，调整所述预设残桩深度以更新所述预设背钻深度，并返回至在所述非产品区域控制背钻钻头的深度为所述预设背钻深度并进行钻孔处理的步骤。

其中，所述在所述产品区域控制所述背钻钻头的深度为所述预设背钻深度并进行钻孔处理之前，还包括：在所述第二通孔内壁形成第二金属层，所述第二金属层与所述目标信号层电连接。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种线路板的背钻装置，包括背钻钻头、控制器和检测单元；其中，所述控制器用于在所述线路板的非产品区域控制所述背钻钻头的深度为预设背钻深度，以及用于在所述背钻钻头与所述非产品区域的目标信号层未接触时，在所述线路板的产品区域控制所述背钻钻头的深度为所述预设背钻深度；检测单元用于在所述背钻钻头在所述非产品区域进行钻孔处理时通过检测电信号判断所述背钻钻头是否与所述目标信号层接触。

其中，还包括通孔钻头，用于在所述线路板的产品区域以及非产品区域形成通孔，且所述通孔钻头的尺寸小于所述背钻钻头的尺寸。

本申请的有益效果是：本申请所提供的线路板背钻加工方法中在产品区域执行预设背钻深度的背钻任务之前，会先在非产品区域控制背钻钻头的深度为该预设背钻深度并进行钻孔处理，通过检测单元所检测到的电信号判断背钻钻头是否与目标信号层接触；若电信号显示未接触，则表明该预设背钻深度是正确的，进而可以在产品区域正式执行该背钻任务。通过上述方式，可以预先在非产品区域对背钻任务对应的预设背钻深度进行预判，进而可以提高线路板在产品区域的背钻加工良率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1a为背钻加工前线路板一实施方式的结构示意图；

图1b为背钻加工时形成导电孔一实施方式的结构示意图；

图1c为背钻加工后一实施方式的结构示意图；

图2为本申请线路板的背钻加工方法一实施方式的流程示意图；

图3为图2中步骤S101对应的一实施方式的流程示意图；

图4为图2中步骤S201-S203对应的一实施方式的结构示意图；

图5为图1中步骤S102对应的一实施方式的结构示意图；

图6为图1中步骤S101之前对应的一实施方式的结构示意图；

图7为图2中步骤S102对应的一实施方式的结构示意图；

图8为图1中步骤S104对应的一实施方式的结构示意图；

图9为本申请线路板的背钻装置一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了便于理解，下面对线路板和现有的背钻加工过程作一个简单介绍。

请参阅图1a，图1a为背钻加工前线路板一实施方式的结构示意图。线路板在垂直方向上可以包括多个层叠设置的信号层10以及设置于相邻信号层10之间的绝缘层12，信号层10的材质一般为金属，例如，铜等。此外，在垂直方向上，线路板还包括相对设置的两个面导电层14，两个面导电层14分别位于线路板的外表面，面导电层14的材质一般为金属，例如，铜等。另外，在水平方向上，线路板包括产品区域16和非产品区域18，产品区域16即线路有效区域，后续电子元器件可以设置于线路板的产品区域16上，本申请对于产品区域16和非产品区域18的形状以及相对位置关系没有限定。同一个信号层10可以包括分别位于产品区域16和非产品区域18的部分，且同一个信号层10分别位于产品区域16和非产品区域18的部分可以基本处于同一水平面上。

请参阅图1b和图1c，图1b为背钻加工时形成导电孔一实施方式的结构示意图，图1c为背钻加工后一实施方式的结构示意图。如图1b所示，背钻加工时，会先利用一通孔钻头在产品区域16形成过孔20，该过孔20贯穿目标信号层10；然后在过孔20的内壁加工形成金属层22；最后如图1c所示，利用一背钻钻头在该过孔20一侧去除掉无用的金属层22部分。剩余的金属层22可以与目标信号层10以及其中一个面导电层14电连接。

请参阅图2，图2为本申请线路板的背钻加工方法一实施方式的流程示意图，该背钻加工方法包括：

S101：获得与目标信号层10对应的预设背钻深度。

具体地，在一个实施方式中，请参阅图3-图4，图3为图2中步骤S101对应的一实施方式的流程示意图，图4为图2中步骤S201-S203对应的一实施方式的结构示意图。上述步骤S101具体包括：

S201：在产品区域16利用通孔钻头13进行钻孔处理以形成第二通孔11，且第二通孔11贯穿目标信号层10。

具体地，在图4中，第二通孔11仅贯通一个信号层10(即目标信号层10)，在其他实施例中，第二通孔11也可贯通包括目标信号层10在内的其他信号层10，本申请对此不作限定。

此外，对于第二通孔11的位置，可在钻孔处理前人为或者机器根据线路板的设计图纸进行确定。

S202：通过与通孔钻头13连接的检测单元15所检测到的电容信号获得目标信号层10的位置。

具体地，通孔钻头13的材质一般为金属。线路板在加工过程中，线路板处于一个电场环境中，线路板内的各个信号层10之间会产生一个电容。当通孔钻头13接通两个金属层(例如，目标信号层10和面导电层14)时，相当于具有一个充放电的过程，从而产生一个电容信号。检测单元15在通孔钻头13行进过程中会实时检测，当检测到电容信号后，获得此时通孔钻头13下降的深度，从而可以获得目标信号层10的位置。具体该深度值可由控制通孔钻头13的控制器反馈获得。

S203：获得目标信号层10和通孔钻头13在线路板上加工的起始位置之间的第一深度h，并将第一深度h与预设残桩深度L的差值作为预设背钻深度H。

具体地，在目前背钻加工过程中，钻头的端部一般为锥形，在背钻加工过程中很难使钻头刚好钻到目标信号层10，目标信号层10靠近加工的起始位置一侧仍留有部分无用金属孔，而未去除的无用金属孔部分形成残桩(如图1c中标号24的位置)，该残桩长度会影响过孔阻抗，残桩长度越大其对过孔阻抗的影响越显著。因此，预设残桩深度L可根据实际情况进行设定和调节，一般而言，在满足要求的情况下，预设残桩深度L应该越小越好。

通过上述步骤S201-S203可以较为准确地获得产品区域16中目标信号层10的位置，使得预设背钻深度H的设定尽可能准确。当然，在其他实施例中，预设背钻深度H也可由人为根据线路板的制造过程图设定。

此外，在上述步骤S203之后，还可以包括：在第二通孔11内壁形成第二金属层30，第二金属层30与目标信号层10电连接。具体形成第二金属层30的工艺可以为电镀等。

S102：在非产品区域18控制背钻钻头17的深度为预设背钻深度并进行钻孔处理，其中，目标信号层10包括分别位于产品区域16和非产品区域18的部分。

具体地，请参阅图5，图5为图1中步骤S102对应的一实施方式的结构示意图。上述步骤S102中背钻钻头17的尺寸大于上述所提及的通孔钻头13的尺寸，该方式可以使得背钻钻头17执行正常背钻任务时，可以去除通孔内无需设置的金属层。在执行上述步骤S102时，只要保证在非产品区域18利用背钻钻头17进行钻孔处理的位置有目标信号层10即可。

S103：通过检测单元15所检测到电信号判断背钻钻头17是否与目标信号层10接触。

具体地，在一个实施方式中，如图5所示，上述步骤S103的实现过程可以为：通过与背钻钻头17连接的检测单元15所检测到的电容信号判断背钻钻头13是否与目标信号层10接触。该步骤S103中检测单元15可以与上述步骤S202中相同。

在另一个实施方式中，也可采用电流信号进行判断，电流信号相比电容信号其变化率更为明显，检测精度较高。具体实现过程可以为：

请参阅图6，图6为图1中步骤S101之前对应的一实施方式的结构示意图。在上述步骤S101获得与目标信号层10对应的预设背钻深度H之前，还包括：在非产品区域18利用通孔钻头13进行钻孔处理以形成第一通孔19，且第一通孔19贯穿位于非产品区域18的目标信号层10。上述形成第一通孔19具有如下两个方面的用途：

用途一、在上述形成通孔19的过程中，可以通过与通孔钻头13连接的检测单元15所检测到的电容信号判断通孔钻头13与目标信号层10接触时电容信号变化是否超过阈值；若是，则进入获得与目标信号层10对应的预设背钻深度的步骤(即步骤S101)。上述过程可以预先获知当通孔钻头13与目标信号层10接触时电容变化是否明显，即可以保证上述步骤S201-步骤S203中获得的预设背钻深度的准确度，避免出现由于接触不良或其他原因导致获得目标信号层10的位置存在偏差的情况。

用途二、请再次参阅图6，在上述形成第一通孔19之后，还包括：在第一通孔19的内壁形成第一金属层32，第一金属层32与目标信号层10电连接。第一金属层32的材质可以为铜等，其可通过电镀等方式形成。请参阅图7，图7为图2中步骤S102对应的一实施方式的结构示意图。上述步骤S102中在非产品区域18控制背钻钻头17的深度为预设背钻深度H并进行钻孔处理，包括：在第一通孔19的邻近位置控制背钻钻头17的深度为预设背钻深度并进行钻孔处理。此时需要注意的是，需要控制背钻钻头17的钻孔位置，避免背钻钻头17在钻孔过程中钻掉第一金属层32，且要保证该钻孔位置下方有目标信号层10。上述步骤S103具体包括：通过与第一金属层32连接的检测单元15所检测到的电流信号判断背钻钻头17是否与目标信号层10接触。若背钻钻头17与目标信号层10接触，则会发生短路，检测单元15所检测获得的电流值较大。该步骤中所使用的检测单元15可以和上述所提及的检测单元15为同一个，当然，在其他实施例中，也可每个步骤中所提及的检测单元15也可不同。

S104：若背钻钻头17与目标信号层10未接触，则判定预设背钻深度无误，并进一步在产品区域16控制背钻钻头17的深度为预设背钻深度并进行钻孔处理。

具体地，请参阅图8，图8为图1中步骤S104对应的一实施方式的结构示意图。

此外，请再次参阅图2，与上述步骤S104同步的步骤包括：S105：若背钻钻头17与目标信号层10接触，则判定预设背钻深度有误，调整预设残桩深度以更新预设背钻深度，并返回至步骤S102。例如，可以增大预设残桩深度，即减小预设背钻深度。

下面以一个具体的应用场景对本申请所提供的线路板的背钻方法作进一步说明。

A、利用通孔钻头在非产品区域加工出第一通孔，通过与通孔钻头连接的检测单元获得的电容信号判断通孔钻头与目标信号层接触时，电容信号是否能被检测出；若是，则进入步骤B。

B、利用通孔钻头在产品区域加工出第二通孔，判断与通孔钻头连接的检测单元是否检测到电容信号；若是，则记录下此时通孔钻头进行的第一深度，并将该第一深度和预设残桩高度的差值作为预设背钻深度。

C、在第一通孔和第二通孔内壁电镀分别形成第一金属层和第二金属层。

D、利用背钻钻头在第一通孔邻近的位置进行钻孔处理，且控制此时背钻钻头的深度为预设背钻深度。通过与第一金属层连接的检测单元判断是否有电流，若有电流，则判定背钻钻头与信号层接触，预设背钻深度有误，进入步骤E；否则，判定背钻钻头与信号层未接触，预设背钻深度无误，进入步骤F。

E、调整预设残桩深度以更新预设背钻深度，返回至步骤D。

F、在产品区域对应第二通孔的位置处控制背钻钻头的深度为预设背钻深度并进行钻孔处理。

请参阅图9，图9为本申请线路板的背钻装置一实施方式的结构示意图，该背钻装置包括背钻钻头40、控制器42和检测单元44；其中，控制器42用于在线路板的非产品区域控制背钻钻头40的深度为预设背钻深度，以及用于在背钻钻头40与非产品区域的目标信号层未接触时，在线路板的产品区域控制背钻钻头40的深度为预设背钻深度；检测单元44用于在背钻钻头40在非产品区域进行钻孔处理时通过检测电信号判断背钻钻头40是否与目标信号层接触。

此外，该背钻装置还包括通孔钻头46，用于在线路板的产品区域以及非产品区域形成通孔，且通孔钻头46的尺寸小于背钻钻头40的尺寸。具体背钻钻头40、控制器42、通孔钻头46以及检测单元44之间的配合方式可参见上述加工方法说明部分，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种线路板的背钻加工方法，所述线路板的水平方向上包括产品区域和非产品区域，所述线路板内部包括多个信号层，其特征在于，包括：

在所述非产品区域利用通孔钻头进行钻孔处理以形成第一通孔，且所述第一通孔贯穿目标信号层；

在所述产品区域利用通孔钻头进行钻孔处理以形成第二通孔，且所述第二通孔贯穿目标信号层，所述通孔钻头的尺寸小于背钻钻头的尺寸，通过与所述通孔钻头连接的检测单元所检测到的电容信号获得所述目标信号层的位置，获得所述目标信号层和所述通孔钻头在所述线路板上加工的起始位置之间的第一深度，并将所述第一深度与预设残桩深度作差，以获得与所述目标信号层对应的预设背钻深度；

在所述第一通孔的邻近位置控制所述背钻钻头的深度为所述预设背钻深度并进行钻孔处理，其中，所述目标信号层包括分别位于所述产品区域和所述非产品区域的部分；

通过所述检测单元所检测到电信号判断所述背钻钻头是否与所述目标信号层接触；

若所述背钻钻头与所述目标信号层未接触，则判定所述预设背钻深度无误，并进一步在所述产品区域控制所述背钻钻头的深度为所述预设背钻深度并进行钻孔处理。

2.根据权利要求1所述的背钻加工方法，其特征在于，所述通过所述检测单元所检测到电信号判断所述背钻钻头是否与所述目标信号层接触，包括：

通过与所述背钻钻头连接的所述检测单元所检测到的电容信号判断所述背钻钻头是否与所述目标信号层接触。

3.根据权利要求1所述的背钻加工方法，其特征在于，

所述在所述非产品区域利用所述通孔钻头进行钻孔处理以形成第一通孔之后，还包括：在所述第一通孔的内壁形成第一金属层，所述第一金属层与所述目标信号层电连接；

所述通过所述检测单元所检测到电信号判断所述背钻钻头是否与所述目标信号层接触，包括：通过与所述第一金属层连接的所述检测单元所检测到的电流信号判断所述背钻钻头是否与所述目标信号层接触。

4.根据权利要求3所述的背钻加工方法，其特征在于，所述在所述非产品区域利用所述通孔钻头进行钻孔处理以形成第一通孔之后，还包括：

通过与所述通孔钻头连接的所述检测单元所检测到的电容信号判断所述通孔钻头与所述目标信号层接触时所述电容信号变化是否超过阈值；

若是，则进入所述获得与所述目标信号层对应的预设背钻深度的步骤。

5.根据权利要求4所述的背钻加工方法，其特征在于，还包括：

若所述背钻钻头与所述目标信号层接触，则判定所述预设背钻深度有误，调整所述预设残桩深度以更新所述预设背钻深度，并返回至在所述非产品区域控制所述背钻钻头的深度为所述预设背钻深度并进行钻孔处理的步骤。

6.根据权利要求1所述的背钻加工方法，其特征在于，所述在所述产品区域控制所述背钻钻头的深度为所述预设背钻深度并进行钻孔处理之前，还包括：

在所述第二通孔内壁形成第二金属层，所述第二金属层与所述目标信号层电连接。

7.一种线路板的背钻装置，其特征在于，包括背钻钻头、控制器、检测单元、通孔钻头；

其中，所述通孔钻头用于在所述线路板的产品区域形成第二通孔以及非产品区域形成第一通孔，且所述通孔钻头的尺寸小于所述背钻钻头的尺寸，通过与所述通孔钻头连接的所述检测单元所检测到的电容信号获得所述产品区域中目标信号层的位置，获得所述目标信号层和所述通孔钻头在所述线路板上加工的起始位置之间的第一深度，并将所述第一深度与预设残桩深度作差，获得预设背钻深度，所述控制器用于在所述第一通孔的邻近位置控制所述背钻钻头的深度为所述预设背钻深度，以及用于在所述背钻钻头与所述非产品区域的目标信号层未接触时，在所述线路板的所述产品区域控制所述背钻钻头的深度为所述预设背钻深度；检测单元用于在所述背钻钻头在所述非产品区域进行钻孔处理时通过检测电信号判断所述背钻钻头是否与所述目标信号层接触。

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