CN115955770A - 印刷电路板背钻装置及背钻方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于印刷电路板技术领域，公开了一种印刷电路板背钻装置及背钻方法。该印刷电路板背钻装置包括钻机工作台、印刷电路板、钻孔组件和测力仪，印刷电路板包括铜层，印刷电路板设于钻机工作台上；钻孔组件包括电机和钻头，电机驱动钻头从印刷电路板的待钻面下钻；测力仪设于钻机工作台和印刷电路板之间，测力仪能测量钻头下钻过程中印刷电路板的受力大小。本发明提供的印刷电路板背钻装置，当钻头下钻至印刷电路板内的铜层时，钻头施加于印刷电路板的力发生明显变化，根据钻头下钻的时间以及下钻的速度，即可算出印刷电路板的待钻面和铜层之间的距离，该距离可以应用于后续的背钻孔加工，以提高背钻孔加工的精度。

Description

印刷电路板背钻装置及背钻方法

技术领域

本发明涉及印刷电路板制作技术领域，尤其涉及一种印刷电路板背钻装置及背钻方法。

背景技术

PCB电路板又称印制电路板或印刷电路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。

随着印刷电路板制作技术的不断发展，背钻工艺的应用也越来越广泛。背钻是通过二次钻孔的方式，先在电路板的第一面制备第一钻孔，接着对第一钻孔做沉铜处理，然后在电路板的第二面背钻，将已经完成电镀的第一钻孔内，不利于信号传输的孔铜部分去除，背钻后残留的孔铜长度大小对信号传输的起到重要作用。

目前电子产品已经进入高速信号传输时代，相应的对PTH孔内残留的孔铜的长度要求越来越短，对背钻工艺的加工能力要求越来越高。且现有技术中，背钻时，对选定的一个区域测板厚，再依板厚调整钻深，但是一个区域的不同孔的板厚和介质层的厚度存在偏差，用同一个钻头做背钻生产，不可避免导致残留的孔铜超标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种印刷电路板背钻装置及背钻方法，旨在提高背钻效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

印刷电路板背钻装置，包括：

钻机工作台；

印刷电路板，包括铜层，所述印刷电路板设于所述钻机工作台上；

钻孔组件，包括电机和钻头，所述电机驱动所述钻头从所述印刷电路板的待钻面下钻；

测力仪，设于所述钻机工作台和所述印刷电路板之间，所述测力仪能测量所述钻头下钻过程中所述印刷电路板的受力大小。

可选地，所述印刷电路板背钻装置还包括盖板，所述盖板设于所述印刷电路板的待钻面上。

可选地，所述盖板为铝板。

可选地，所述测力仪的尺寸大于所述印刷电路板的尺寸。

可选地，所述钻头包括钻头本体和设于所述钻头本体表面的多个螺旋式刀翼。

可选地，所述印刷电路板背钻装置还包括数据处理模块，所述数据处理模块和所述测力仪电性连接，所述数据处理模块用于对所述测力仪的数据进行处理。

可选地，所述印刷电路板背钻装置还包括显示器，所述显示器和所述数据处理模块电性连接，所述显示器用于显示数据处理结果。

印刷电路板背钻方法，采用如上述任一方案所述的印刷电路板背钻装置，包括如下步骤：

提供一印刷电路板；

在所述印刷电路板的待钻面加工第一钻孔，所述测力仪测量所述第一钻孔加工过程中所述印刷电路板的受力大小；

根据所述印刷电路板的受力大小的变化情况计算出所述铜层到所述印刷电路板的待钻面的距离；

在所述待钻面加工第二钻孔，所述第二钻孔与所述第一钻孔同轴。

可选地，在加工所述第二钻孔之前，对所述第一钻孔做沉铜处理。

可选地，所述第二钻孔的孔径大于所述第一钻孔的孔径。

本发明的有益效果：本发明提供的印刷电路板背钻装置，包括测力仪，测力仪设于钻机工作台和印刷电路板之间，测力仪能测量钻头下钻过程中印刷电路板的受力大小，当钻头下钻至印刷电路板内的铜层时，钻头施加于印刷电路板的力发生明显变化，根据钻头下钻的时间以及下钻的速度，即可算出印刷电路板的待钻面和铜层之间的距离，该距离可以应用于后续的背钻孔加工，以提高背钻孔加工的精度。

本发明提供的印刷电路板背钻方法，可直接在印刷电路板需制备背钻孔的一面加工第一钻孔，第一钻孔贯穿印刷电路板，第一钻孔制备过程中，测力仪测量钻头施加于印刷电路板的作用力，当钻头钻至铜层时，印刷电路板的受力发生明显变化，可根据钻头抵至铜层的时间，以及钻头钻孔的速度，计算出该铜层与印刷电路板的待钻面之间的距离，在印刷电路板需制备背钻孔的该面继续制备第二钻孔时，第二钻孔与第一钻孔同轴，可根据计算出的距离设定第二钻孔的深度，以提高第二钻孔的制备精度，其次，在对印刷电路板的每一个第二钻孔制备之前，测力仪均先测量该第二钻孔对应的第一钻孔加工过程中，印刷电路板的受力情况，以根据受力情况计算出第二钻孔的加工深度，提高了各第二钻孔的加工准确性，防止出现钻过深或钻过浅的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的印刷电路板背钻装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的背钻方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的一印刷电路板在制备第一钻孔时，测力仪测出的力与时间的关系图。

图中：

1、钻机工作台；2、印刷电路板；31、钻头；4、测力仪；5、盖板；6、垫板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实施例提供了一种印刷电路板背钻装置，该印刷电路板背钻装置包括钻机工作台1、印刷电路板2、钻孔组件和测力仪4，印刷电路板2包括铜层，印刷电路板2设于钻机工作台1上；钻孔组件包括电机和钻头31，电机驱动钻头31从印刷电路板2的待钻面下钻；测力仪4设于钻机工作台1和印刷电路板2之间，测力仪4能测量钻头31下钻过程中印刷电路板2的受力大小。

本发明提供的印刷电路板背钻装置，包括测力仪4，测力仪4设于钻机工作台1和印刷电路板2之间，测力仪4能测量钻头31下钻过程中印刷电路板2的受力大小，当钻头31下钻至印刷电路板2内的铜层时，钻头31施加于印刷电路板2的力发生明显变化，根据钻头31下钻的时间以及下钻的速度，即可算出印刷电路板2的待钻面和铜层之间的距离，该距离可以应用于后续的背钻孔加工，以提高背钻孔加工的精度。

可选地，印刷电路板背钻装置还包括盖板5，盖板5设于印刷电路板2的待钻面上，盖板5用于引导钻头31进入印刷电路板2的轨道，以提高钻孔的准确度，其次，盖板5能防止印刷电路板2的表面产生毛刺和刮伤，也能起到散热和清洁作用。

进一步地，盖板5的厚度为0.13mm-0.18mm，有效防止因钻孔时的高温造成钻头31排屑不良而导致钻头31断裂。优选地，盖板5的厚度可选用0.13mm或0.18mm。在其他实施例中，也可设置为其他如0.15mm等，根据需要设定即可。

优选地，盖板5为铝板，铝的导热系数较大，其可将钻孔过程中产生的热量带走，降低钻头31的温度。

可选地，印刷电路板背钻装置还包括垫板6，垫板6设于测力仪4和印刷电路板2之间，垫板6起到保护测力仪4的作用，防止钻头31下钻过程中贯穿至测力仪4。优选地，垫板6为木垫板6。在其他实施例中，也可设置为其他如层压板等，根据需要设定即可。

实际应用时，测力仪4的尺寸大于印刷电路板2的尺寸，以保证实际应用时，钻头31对印刷电路板2的任一背钻孔加工过程中，测力仪4均可以测量印刷电路板2的受力大小。

可选地，钻头31包括钻头本体和设于钻头本体表面的多个螺旋式刀翼，螺旋式钻头31的排屑空间大于常规的UC型钻头31，能有效提高钻头31的排屑能力。

于本实施例中，印刷电路板背钻装置还包括数据处理模块，数据处理模块和测力仪4电性连接，数据处理模块用于对测力仪4的数据进行处理。

进一步地，印刷电路板背钻装置还包括显示器，显示器和数据处理模块电性连接，显示器用于显示数据处理结果。

可选地，在实际应用时，也可在钻头31的端部设置压力传感器，以感知印刷电路板2对钻头31的力，辅助测力，提高铜层与待测面之间的距离计算的准确性。

本实施例还提供了一种印刷电路板2背钻方法，采用上述的印刷电路板背钻装置，如图2所示，包括如下步骤：

S1.提供一印刷电路板2；

S2.在印刷电路板2的待钻面加工第一钻孔，测力仪4测量第一钻孔加工过程中印刷电路板2的受力大小；

S3.根据印刷电路板2的受力大小的变化情况计算出铜层到印刷电路板2的待钻面的距离；

S4.在印刷电路板2的待钻面加工第二钻孔，第二钻孔与第一钻孔同轴。

本发明提供的印刷电路板2背钻方法，可直接在印刷电路板2需制备背钻孔的一面加工第一钻孔，第一钻孔贯穿印刷电路板2，第一钻孔制备过程中，测力仪4测量钻头31施加于印刷电路板2的作用力，当钻头31钻至铜层时，印刷电路板2的受力发生明显变化，可根据钻头31抵至铜层的时间，以及钻头31钻孔的速度，计算出该铜层与印刷电路板2的待钻面之间的距离，在印刷电路板2需制备背钻孔的该面继续制备第二钻孔时，第二钻孔与第一钻孔同轴，可根据计算出的距离设定第二钻孔的深度，以提高第二钻孔的制备精度，其次，在对印刷电路板2的每一个第二钻孔制备之前，测力仪4均先测量该第二钻孔对应的第一钻孔加工过程中，印刷电路板2的受力情况，以根据受力情况计算出第二钻孔的加工深度，提高了各第二钻孔的加工准确性，防止出现钻过深或钻过浅的问题。

可选地，在加工第二钻孔之前，对第一钻孔做沉铜处理，以完成印刷电路板2内的线路连接。

优选地，第二钻孔的孔径大于第一钻孔的孔径，且第二钻孔和第一钻孔的孔径差为0.25mm-0.4mm，以保证第一钻孔内多余的铜柱全部去除。在本实施例中，第二钻孔和第一钻孔的孔径差为0.4mm。在其他实施例中，也可设置为其他如0.3mm等，根据实际需要设定即可。

示例性地，如图3所示，图3是一印刷电路板2在制备第一钻孔时，测力仪4测出的力与时间的关系图，该印刷电路板2的第7层为铜层，由图可知，入钻盖板5(盖板5为铝板)的下钻时间是15.4s，钻穿至第7层时的时间为15.52s，而钻头31的落速为20mm/s，则计算出印刷电路板2的待钻面和铜层之间的距离为20*(15.52-15.4)＝2.4mm，则沉铜完成后，在钻第二钻孔时，该距离可以用于设定钻头31下落的距离，以提高第二钻孔的制备的精确度，且钻深2.5mm能做到(1.6)mil的能力，有效保证第一钻孔内预留合适尺寸的铜柱，保证信号传输的稳定性和可靠性。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.印刷电路板背钻装置，其特征在于，包括：

钻机工作台(1)；

印刷电路板(2)，包括铜层，所述印刷电路板(2)设于所述钻机工作台(1)上；

钻孔组件，包括电机和钻头(31)，所述电机驱动所述钻头(31)从所述印刷电路板(2)的待钻面下钻；

测力仪(4)，设于所述钻机工作台(1)和所述印刷电路板(2)之间，所述测力仪(4)能测量所述钻头(31)下钻过程中所述印刷电路板(2)的受力大小。

2.根据权利要求1所述的印刷电路板背钻装置，其特征在于，所述印刷电路板背钻装置还包括盖板(5)，所述盖板(5)设于所述印刷电路板(2)的待钻面上。

3.根据权利要求2所述的印刷电路板背钻装置，其特征在于，所述盖板(5)为铝板。

4.根据权利要求1所述的印刷电路板背钻装置，其特征在于，所述测力仪(4)的尺寸大于所述印刷电路板(2)的尺寸。

5.根据权利要求1所述的印刷电路板背钻装置，其特征在于，所述钻头(31)包括钻头本体和设于所述钻头本体表面的多个螺旋式刀翼。

6.根据权利要求1所述的印刷电路板背钻装置，其特征在于，所述印刷电路板背钻装置还包括数据处理模块，所述数据处理模块和所述测力仪(4)电性连接，所述数据处理模块用于对所述测力仪(4)的数据进行处理。

7.根据权利要求6所述的印刷电路板背钻装置，其特征在于，所述印刷电路板背钻装置还包括显示器，所述显示器和所述数据处理模块电性连接，所述显示器用于显示数据处理结果。

8.印刷电路板背钻方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的印刷电路板背钻装置，包括如下步骤：

提供一印刷电路板(2)；

用所述钻头(31)，在所述印刷电路板(2)的待钻面加工第一钻孔，所述测力仪(4)测量所述第一钻孔加工过程中所述印刷电路板(2)的受力大小；

根据所述印刷电路板(2)的受力大小的变化情况计算出所述铜层到所述印刷电路板(2)的待钻面的距离；

在所述待钻面加工第二钻孔，所述第二钻孔与所述第一钻孔同轴。

9.根据权利要求8所述的印刷电路板背钻方法，其特征在于，在加工所述第二钻孔之前，对所述第一钻孔做沉铜处理。

10.根据权利要求8所述的印刷电路板背钻方法，其特征在于，所述第二钻孔的孔径大于所述第一钻孔的孔径。

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