CN115979871A

CN115979871A - 钻孔测试评估方法

Info

Publication number: CN115979871A
Application number: CN202310088832.2A
Authority: CN
Inventors: 闫红庆; 覃铸; 石小玲; 崔棒棒; 邓丽芳; 欧文静
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai; Gree Nanjing Electric Appliances Co Ltd
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai; Gree Nanjing Electric Appliances Co Ltd
Priority date: 2023-02-09
Filing date: 2023-02-09
Publication date: 2023-04-18

Abstract

本发明公开了一种钻孔测试评估方法，包括步骤：制备PCB测试板，所述PCB测试板上划定有多个钻孔区域，每个钻孔区域分成多个子钻孔区域，每个子钻孔区域中的钻孔孔径不一样；将所述PCB测试板固定在加工平台上并在PCB测试板板面加盖金属片，运行钻孔程序进行钻孔；钻孔程序完成后检测钻孔缺陷并记录带缺陷的钻孔数量以及缺陷处的钻孔孔位。本发明通过使用提前使用制备的PCB测试板来测试数控钻床的加工水平，进行工艺评估，获取数控钻床加工过程中出现缺陷的钻孔的位置，以及具体的缺陷情况，从而在实际生产时，能够提前评估实际加工过程中可能出现缺陷的阶段，以及具体的缺陷状况进行规避或者改进，提高良品率。

Description

钻孔测试评估方法

技术领域

本发明涉及机械加工领域，特别是涉及一种钻孔测试评估方法。

背景技术

印刷电路板(PCB,Printed Circuit Board)是组装电子元器件之前的基板，主要作用是凭借电路板所形成的电子线路,将各种电子元器件连接在一起，以达到中继传输的目的。PCB的孔分为导通孔与不导通孔。导通孔包括插IC引脚的零件孔与连接不同层间的过孔,孔壁上有铜作为导通介质来连接中间层或外层的导电图形；不导通孔包括固定板卡的机械孔等，孔壁无铜。PCB钻孔工序通常是PCB厂的产能瓶颈之一，钻孔的费用通常占PCB制板费用的30％到40％。机械钻孔是主要的PCB孔加工技术。目前在PCB生产中，加工孔径为0.3mm以上的导通孔时均使用机械式数控钻床钻孔。机械钻削导通孔中约65％的钻头直径小于0.3mm；其中钻头直径为0.2mm-0.25mm的约为50％；钻头直径小于0.15mm的约为14％。目前行业内主流使用的PCB基材均为Tg150材料，板材变得硬、脆。为了保证尺寸稳定性，印刷电路板中经常加入铝、钡、硅、镁等的氧化物填料，更加大了钻削印刷电路板的难度,对机械钻头的耐磨性和寿命提出了很严苛的要求。因此为确保使用PCB的质量，需要针对PCB机械钻孔的工艺稳定性、一致性进行测试检验。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中的没有针对钻孔工艺检测评估的技术问题，提出一种钻孔测试评估方法。

本发明采用的技术方案是：

本发明提出了一种钻孔测试评估方法，包括步骤：

制备PCB测试板，所述PCB测试板上划定有多个钻孔区域，每个钻孔区域分成多个子钻孔区域，每个子钻孔区域中的钻孔孔径不一样；

将所述PCB测试板固定在加工平台上并在PCB测试板板面加盖金属片，钻孔机床运行钻孔程序进行钻孔；

钻孔程序完成后取出PCB测试板，检测钻孔缺陷并记录缺陷处的孔位以及数量。

进一步的，所述检测钻孔缺陷具体包括：使用检孔机确定孔位精度。

进一步的，所述检测钻孔缺陷具体包括：选择每个子钻孔区域中预设位置的钻孔进行切片取样，确定各个钻孔是否有毛刺、粗糙或者撕裂缺陷。

进一步的，所述每个子钻孔区域中预设位置为所述子钻孔区域中最后加工的10个钻孔。

进一步的，运行所述钻孔程序时，记录断钻针的具体钻孔位置以及钻孔数量。

具体的，所述PCB测试板上对应所述钻孔都设有焊盘。

具体的，所述钻孔呈阵列排布，且相邻两个所述钻孔的中心间距大于或等于孔径的1.5倍。

具体的，所述子钻孔区域按照钻孔孔径从小到大的顺序依次横向排列。

进一步的，所述钻孔程序具体为：控制钻针按照预设顺序依次加工所述子钻孔区域中的每个钻孔。

进一步的，所述钻孔区域包括四个所述子钻孔区域，四个子钻孔区域中的钻孔孔径分别为0.3mm、0.5mm、1.5mm、3.0mm。

与现有技术比较，本发明通过使用提前使用制备的PCB测试板来测试数控钻床的加工水平进行工艺评估，获取数控钻床加工过程中出现缺陷的钻孔的位置，以及具体的缺陷情况，从而在实际生产时，能够提前评估实际加工过程中可能出现缺陷的阶段，以及具体的缺陷状况进行规避或者改进，提高良品率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的流程图；

图2为本发明实施例中PCB测试板的结构图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。

目前在PCB生产中，加工孔径为0.3mm以上的导通孔时均使用机械式数控钻床钻孔。机械钻削导通孔中约65％的钻头直径小于0.3mm；其中钻头直径为0.2mm-0.25mm的约为50％；钻头直径小于0.15mm的约为14％。目前行业内主流使用的PCB基材均为Tg150材料，板材变得硬、脆。为了保证尺寸稳定性，印刷电路板中经常加入铝、钡、硅、镁等的氧化物填料，更加大了钻削印刷电路板的难度,对机械钻头的耐磨性和寿命提出了很严苛的要求。因此为确保使用PCB的质量，需要针对PCB机械钻孔的工艺稳定性、一致性进行测试检验。

如图1、2所示，本发明提出了一种钻孔测试评估方法，具体包括步骤：

制备PCB测试板，具体为在PCB测试板1上划定多个钻孔区域，每个钻孔区域又分为多个横向排布的子钻孔区域，每个子钻孔区域中设置多个钻孔；

将制备完成的PCB测试板固定在加工平台上，并按照钻孔工艺要求在PCB测试板的板面加盖金属片，再控制数控钻床运行预设的钻孔程序进行钻孔；

运行完钻孔程序后继续对PCB测试板进行加工，再检测钻孔缺陷并记录缺陷处的孔位位置以及带有缺陷的钻孔数量。

通过使用提前使用制备的PCB测试板来测试数控钻床的加工水平，进行工艺评估，获取数控钻床加工过程中出现缺陷的钻孔的位置，以及具体的缺陷情况，从而在实际生产时，能够提前评估实际加工过程中可能出现缺陷的阶段，以及具体的缺陷状况进行规避或者改进，提高良品率。

在具体的实施例中，钻孔区域分为三块，从上到下依次间隔排列，每个钻孔区域又横向分为四个子钻孔区域，每个子钻孔区域中设置呈阵列排布的2000个钻孔，且四个子钻孔区域的孔径从左至右依次增加，具体举例，从左至右进行排列，第一个子钻孔区域的孔径为0.3mm，第二个子钻孔区域的孔径为0.5mm，第三个子钻孔区域的孔径为1.5mm，第四个子钻孔区域的孔径为3.0mm。

为确保钻孔之间不会相互影响，如形成CAF现象，相邻两个钻孔的中心间距大于或等于孔径的1.5倍。

数控钻床运行钻孔程序具体为：控制钻针加工子钻孔区域内的每个钻孔，具体加工路径可以是呈支字形加工的路线，可以减少运动路径，也可以根据实际需要调整加工路径。

具体可以是连续加工多个孔径都一致的子钻孔区域，也可以是按照顺序依次加工一个钻孔区域内的多个子钻孔区域。因为钻孔呈阵列排布，同时又是按顺序依次加工各个钻孔，因此只要知道钻孔的具体位置，就能够获知出现缺陷的钻孔是该次钻孔加工中被加工序号(例如该钻孔是这次钻孔程序中第1000个被加工的钻孔，即被加工序号为1000)。

在运行钻孔程序中，即在钻孔过程中，因为加工强度的问题，会出现断钻针的现象，因此需要同时记录发现断钻针的具体钻孔位置以及数量。从而在后续实际加工中，能够通过延长加工时间或者跟换钻针的方式来规避出现断钻针现象。

继续对PCB测试板进行加工具体为进行孔内沉铜、板面及孔内镀铜形成通孔、外层干膜、蚀刻褪膜露出焊盘。

检测钻孔缺陷具体包括：先使用检孔机确定孔位精度，具体是PCB测试板上对应每个钻孔都设有焊盘，焊盘在钻孔加上直径加大0.1mm的区域设置，通过钻针在焊盘形成的加工孔偏离焊盘≤0.075mm为合格)。再选择每个子钻孔区域中预设位置的钻孔切片取样进行金相分析评估，通过垂直金相切片在显微镜下观察加工孔的质量，以确定各个钻孔是否有毛刺缺陷、粗糙缺陷或者撕裂缺陷，该预设位置具体可以为子钻孔区域中最后被加工的10个钻孔。因为出现钻孔缺陷一般是因为钻针的各个传动部件升温而引起的，所以针对每个子钻孔区域最后几个被加工的钻孔进行检测能够在提高检测精准度的同时降低检测量。

在具体的实施例中，金属片为铝片，厚度为0.2毫米。

需要注意的是，上述所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种钻孔测试评估方法，其特征在于，包括步骤：

钻孔程序完成后检测钻孔缺陷并记录带缺陷的钻孔数量以及缺陷处的钻孔孔位。

2.如权利要求1所述的钻孔测试评估方法，其特征在于，所述检测钻孔缺陷具体包括：使用检孔机确定孔位精度。

3.如权利要求1所述的钻孔测试评估方法，其特征在于，所述检测钻孔缺陷具体包括：选择每个子钻孔区域中预设位置的钻孔进行切片取样，确定各个钻孔是否有毛刺、粗糙或者撕裂缺陷。

4.如权利要求3所述的钻孔测试评估方法，其特征在于，所述每个子钻孔区域中预设位置为所述子钻孔区域中最后加工的10个钻孔。

5.如权利要求1所述的钻孔测试评估方法，其特征在于，运行所述钻孔程序时，记录断钻针的具体钻孔位置。

6.如权利要求1所述的钻孔测试评估方法，其特征在于，所述PCB测试板上对应所述钻孔都设有焊盘。

7.如权利要求1所述的钻孔测试评估方法，其特征在于，所述钻孔呈阵列排布，且相邻两个所述钻孔的中心间距大于或等于孔径的1.5倍。

8.如权利要求1所述的钻孔测试评估方法，其特征在于，所述子钻孔区域按照钻孔孔径从小到大的顺序依次横向排列。

9.如权利要求1所述的钻孔测试评估方法，其特征在于，所述钻孔程序具体为：控制钻针按照预设顺序依次加工所述子钻孔区域中的每个钻孔。

10.如权利要求1所述的钻孔测试评估方法，其特征在于，所述钻孔区域包括四个所述子钻孔区域，四个子钻孔区域中的钻孔孔径分别为0.3mm、0.5mm、1.5mm、3.0mm。