CN117943682A - 一种激光预导和机械钻孔加工方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种激光预导和机械钻孔加工方法，包括：对被加工板进行激光预钻孔；在预钻孔基础上，通过钻刀进行二次钻孔，形成目标孔；所述预钻孔的深度h满足：h≥D/2tan(a/2)；其中，a为钻尖角，h为预钻孔的深度，D为二次钻孔时钻头的直径。本申请明确了预钻孔深度与目标孔深度之间的关系，通过限定预钻孔深度，可以确保二次钻孔的钻尖被预钻孔完全包裹住，进而发挥预钻孔对二次钻孔的导引作用。

Description

一种激光预导和机械钻孔加工方法

技术领域

本发明涉及钻孔的技术领域，尤其涉及一种激光预导和机械钻孔加工方法。

背景技术

随着多层PCB板技术的发展，大深径比孔的需求日益剧增，对加工成本和加工效率提出了挑战。大深径比孔指的是深径比大于15:1的孔。

由于大深径比孔的深度较大，通常采用预钻-分步钻工艺来实现钻孔，但是现有的预钻-二次钻工艺存在偏孔、断刀、加工效率低的难题，具体如下：

1、预钻和二次钻重复对位精度差导致偏孔。

PCB板内大深径比微孔（板厚≥3.2mm，钻头直径≤0.3mm，深径比大于15：1）的加工存在设备误差、系统抖动、装夹定位等因素造成的孔位精度问题。目前钻孔机的XY平台误差为±10μm，主轴偏摆为±20μm，总计最小的孔加工误差为±30μm。采用预孔-通孔的工艺方法，重复定位误差导致成孔后孔入口存在偏孔问题；

2、预孔直径与通孔不匹配导致偏孔和断针问题。

预孔直径过大，通孔直径无法覆盖预孔加工的误差，造成成孔的孔位置偏差大且孔口形状不良（如葫芦孔）。预孔直径过小，预钻孔对钻头的定心作用不显著，出现了歪孔问题，同时无法削减钻刀的轴向力，严重时入钻会出现断针问题，如图1所示。

3、预孔深度与钻头、板厚不匹配导致断针问题。

预孔的深度太小，预孔对钻头无导引作用，通孔加工时钻头入钻瞬间的大冲击导致偏孔问题，如图2所示；预孔的深度太大，钻头钻入后钻削力不稳定，钻头所受轴向力受力曲线的波动，钻头无法在深孔内稳定地切削材料，钻头出现断针问题。

4、分段次数与板厚不匹配导致排屑困难和加工效率低。

如果PCB板内钻头一次钻孔深度过大，螺旋槽内切屑无及时排出，导致钻刀螺旋槽堵塞过程，钻头因堵屑扭矩过大发生扭断问题，如图3所示。排屑速度与分段次数有关，分段次数越多，钻头排屑的顺畅性越好，但是分段次数不合理会导致生产效率极低。因此，如何合理设置分段次数以解决刀具排屑不畅和生产效率的矛盾问题也是需要进一步研究的。

目前预钻-机械通孔钻削包括机械分段钻削加工方法、机械预钻-机械钻通孔方法、激光-机械复合加工方法、激光预加工-机械精加工方法，行业内已有专利专利内容如下：

专利CN202011477150.3针对高纵横比PCB板采用三段分段钻方式加工，第一钻深为PCB板厚2/5，第二次钻深为PCB板厚的3/10，第三次钻深的3/10，钻头长度大于板厚的1~1.5mm。

专利201910410847.X通过控制每段钻铜层总计小于10oz，分段钻穿板厚小于等于1.2mm的PCB板。

上述专利主要基于机械分段钻削加工方法，限定了每次分段钻孔的极限，但钻头有效刃长越大，在第一段钻削过程中越容易发生钻头偏孔，而上述专利未能解决大深径比钻孔第一段存在的偏孔时对后续分段钻带来的钻偏和断刀问题。

专利201910326937.0加工5G天线PTFE基PCB板采用金刚石钻刀预钻8mm深度，控深停留10秒再下钻8mm，获得孔壁粗糙度0~25μm的孔。

专利201910312292.5通过预钻小于目标孔径的小孔后采用目标孔径的钻头加工PTFE基PCB板，该方法可以解决刀具排屑、刀具缠绕、减少孔壁毛刺。

上述专利均提出了通过刀具进行预钻和通钻，但随着预钻孔数越多，刀具磨损越严重，未能解决因预钻刀具磨损量增加导致的预钻孔质量下降问题。

201711173692.X申请了激光和机械组合加工PCB板的方法，通过同一定位孔在不同机床上实现激光打孔或机械钻孔的先后组合加工，界定了孔径0.1mm以下孔激光加工孔直径60%~90%，界定了孔径0.1mm以上的孔激光加工孔直径50%~90%。该方法仅仅给出预钻孔径小于目标孔径的范围，未阐明激光钻孔形状尺寸和机械钻孔间的关系，未能解决不同板厚、不同深径比的差异化孔加工问题。

201110065069.9申请了一种硬脆性材料的高质量通孔加工的方法，通过激光加工出毛坯通孔，为研磨丝提供通道实现精加工毛坯孔壁得到高质量微通孔（＜100μm）。该专利的激光预加工目的是为材料提供后续加工通道，并未提及如何通过预钻孔直径和深度与通孔加工直径和深度的比例关系，来保证机械加工通孔时钻头的垂直度。现有技术中钻孔方法及其对应的缺陷如表1所示。

表1 现有技术中钻孔方法及其对应缺陷

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发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明的目的之一是提供一种激光预导和机械钻孔加工方法，明确了预钻孔深度与目标孔深度之间的关系，通过限定预钻孔深度，可以确保二次钻孔的钻尖被预钻孔完全包裹住，进而发挥预钻孔对二次钻孔的导引作用。

一种激光预导和机械钻孔加工方法，包括：

对被加工板进行激光预钻孔；

在预钻孔基础上，通过钻刀进行二次钻孔，形成目标孔；所述预钻孔的深度h满足：h≥D/2tan(a/2)；其中，a为钻尖角，h为预钻孔的深度，D为二次钻孔时钻头的直径。

本申请设置预钻孔的最小深度为D/2tan(a/2)，原因在于：若二次钻孔的钻刀与被加工材料接触瞬间钻刀轴心线与预钻孔的轴心线重合的时候，钻尖被预钻孔完全包裹，可以确保二次钻孔与预钻孔的轴心线完全重合，避免因为二次钻孔和预钻孔的中心偏移导致钻孔位置或者尺寸偏差。

在本发明较佳的技术方案中，所述预钻孔的深度h满足：A×T≥h，T为被加工板的厚度，A为深度系数。

本申请设置预钻孔深度时，需要保证激光预钻孔加工质量，并同时满足机械二次钻孔时足够的轴向导引作用。

在本发明较佳的技术方案中，所述深度系数根据所选用激光的波长进行确定。

由激光波长确定深度系数，进而确定预钻孔的最大深度，充分考虑了激光能量在预钻孔中的热影响，保证激光预钻孔的加工精度和加工质量。

在本发明较佳的技术方案中，所述预钻孔的孔径d满足：0.9×K1×K2≥d/D≥0.5×K1×K2；其中，K1为板材校正系数；K2为板材尺寸系数。

本申请中预钻孔的直径保持在合适范围内可以对二次钻孔起到定心作用。本申请限定的预钻孔直径可以确保二次钻孔时钻尖落在预钻孔直径内，同时当两次钻孔的轴心线偏移时，由于预钻孔侧壁对机械钻刀的阻力较大，机械钻刀就会朝着预钻孔的中心偏移，直至机械钻刀与预钻孔的中心重合，实现预钻孔定心的效果。

在本发明较佳的技术方案中，所述目标孔的孔深比大于15。

在本发明较佳的技术方案中，所述二次钻孔时，采用分段式钻孔方法形成目标孔。

本申请可以根据板厚、钻头最大钻深可以确定机械钻孔的分段次数，合理的分段次数可以确保二次钻孔过程中排屑顺畅，还能确保钻孔的效率基本不受影响。

在本发明较佳的技术方案中，分段式钻孔时，每一次钻孔的深度小于等于钻头最大钻深，且钻头最大钻深≤钻头的刃长-保护盖板的厚度-0.7mm，保护盖板指的是机械钻孔过程中覆盖在待钻孔板上方的保护板。

在本发明较佳的技术方案中，所述预钻孔之前还包括：对被加工板进行预处理，预处理包括对压合后被加工板的翘曲度进行测量和校正。

在本发明较佳的技术方案中，当被加工板的翘曲度大于0.75%时，对被加工板进行应力释放处理，直至被加工板的翘曲度小于等于0.75%。

若是板材翘曲度大于0.75%，需要对板材进行应力释放处理，处理手段包含但不限于：冷却静置、重力板直、高温释压、高温反直等。当板材翘曲度小于等于0.75%时，通过板材尺寸系数和板材校正系数的校正，即可确保钻孔的精准度。

在本发明较佳的技术方案中，所述被加工板中设置有基准点，所述基准点用于定义激光光轴的轴心线和机械钻头的轴心线，使得两次钻孔过程中钻头的轴心线重合。

本发明的有益效果为：

本发明提供的一种激光预导和机械钻孔加工方法，包括：对被加工板进行激光预钻孔；在预钻孔基础上，通过钻刀进行二次钻孔，形成目标孔；所述预钻孔的深度h满足：h≥D/2tan(a/2)；其中，a为钻尖角，h为预钻孔的深度，D为二次钻孔时钻头的直径。当二次钻孔的时候，预钻孔的深度需要完全包裹住钻尖，钻头的钻尖角为a，二次钻孔时钻头的直径为D，则完全包裹住钻尖的最小深度为D/2tan(a/2)。若二次钻孔的钻刀与被加工材料接触瞬间钻刀轴心线与预钻孔的轴心线重合的时候，钻尖被预钻孔完全包裹，可以确保二次钻孔与预钻孔的轴心线完全重合，避免因为二次钻孔和预钻孔的中心偏移导致钻孔位置或者尺寸偏差。若二次钻孔的钻刀与被加工材料接触瞬间钻刀轴心线与预钻孔的轴心线出现偏差，当机械钻刀落在预钻孔宽度范围内往下钻的时候，预钻孔侧壁对机械钻刀的阻力较大，机械钻刀轴心线会朝着预钻孔的轴心线偏移修正，若是孔深太小，不能使得机械钻刀偏移至中心位置。本申请限定的最小值可以确保机械钻刀的轴线线能够从偏移位置滑动至预钻孔轴心线位置处，实现导引效果。

附图说明

图1是现有技术中偏孔导致断刀的结构示意图；

图2是现有技术中偏的结构示意图；

图3是现有技术中钻深过大导致断刀的示意图；

图4为本申请预钻孔的结构示意图；

图5为本申请二次钻孔形成的目标孔示意图;

图6为本申请钻尖角的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1

本申请提供的一种激光预导和机械钻孔加工方法，包括：

对被加工板进行激光预钻孔；

在预钻孔基础上进行二次钻孔，形成目标孔；所述预钻孔的深度h满足：h≥D/2tan(a/2)；其中，a为钻尖角，h为预钻孔的深度，D为二次钻孔时钻头的直径。

本申请中预钻采用激光钻孔的方式进行，二次钻孔采用机械钻孔的方式进行。

当二次钻孔的时候，预钻孔的深度需要完全包裹住钻尖，如图6所示，钻头的钻尖角为a，二次钻孔时钻头的直径为D，则完全包裹住钻尖的最小深度为D/2tan(a/2)。因此，本申请限定预钻孔的深度最小值为D/2tan(a/2)；此时，二次钻孔的钻尖被预钻孔完全包裹住，预钻孔可对二次钻孔起到导引作用。

如图6所示，本申请中钻尖指的是钻头前端包含横刃的部分；也就是说，当二次钻孔的时候，钻尖的横刃部分需要被预钻孔完全包裹。

本申请设置预钻孔的最小深度为D/2tan(a/2)，原因在于：若二次钻孔的钻刀与被加工材料接触瞬间钻刀轴心线与预钻孔的轴心线重合的时候，钻尖被预钻孔完全包裹，可以确保二次钻孔与预钻孔的轴心线完全重合，避免因为二次钻孔和预钻孔的中心偏移导致钻孔位置或者尺寸偏差。若二次钻孔的钻刀与被加工材料接触瞬间钻刀轴心线与预钻孔的轴心线出现偏差，当机械钻刀落在预钻孔宽度范围内往下钻的时候，预钻孔侧壁对机械钻刀的阻力较大，机械钻刀轴心线会朝着预钻孔的轴心线偏移修正，若是孔深太小，不能使得机械钻刀偏移至中心位置。本申请限定的最小值可以确保机械钻刀的轴线线能够从偏移位置滑动至预钻孔轴心线位置处，实现导引效果。

实施例2

本申请提供的一种激光预导和机械钻孔加工方法，包括：

对被加工板进行激光预钻孔；

在预钻孔基础上进行二次钻孔，形成目标孔；所述预钻孔的深度h满足：A×T≥h≥D/2tan(a/2)；其中，a为钻尖角，h为预钻孔的深度，D为二次钻孔时钻头的直径；T为被加工板的厚度，A为深度系数，深度系数由预钻孔过程中选取的激光类型确定。

本申请h的最大值也不宜过大，若是h的值过大，就会增加预钻孔时间，不利于钻孔加工效率的提升。同时采用激光进行预钻孔过程中，预钻孔的直径和深度之间具有一定的限制性关系，预钻孔的深度越大，就会导致直径随之增加，产生的激光热量也随着增加，激光热量过大容易导致被加工板受热变形等。本申请设置预钻孔深度时，需要保证激光预钻孔加工质量（孔径、热影响区），并同时满足机械二次钻孔时足够的轴向导引作用。在此基础上，本申请得出的激光最大加工深度为A×T，最小加工深度为D/2tan(a/2)。

激光预钻孔加工工艺包含但不限于波长1064nm-9.4μm的红外激光加工、波长248nm-355nm的紫外激光加工、波长532nm的绿光激光加工，其极限加工部分实验数据如表2所示。由激光波长确定深度系数，进而确定预钻孔的最大深度，充分考虑了激光能量在预钻孔中的热影响，保证激光预钻孔的加工精度和加工质量。

表2不同激光对应的深度系数

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实施例3

本申请提供的一种激光预导和机械钻孔加工方法，包括：

对被加工板进行激光预钻孔；

在预钻孔基础上进行二次钻孔，形成目标孔；所述预钻孔的深度h满足：h≥D/2tan(a/2)；其中，a为钻尖角，h为预钻孔的深度，D为二次钻孔时钻头的直径。

除了限定预钻孔的最小深度以外，本申请还需要考虑预钻孔的孔径大小。本申请中预钻孔的孔径范围0.9×K1×K2≥d/D≥0.5×K1×K2。其中，K1为板材校正系数；K2为板材尺寸系数。

预钻孔的孔径太小的话，由于在两次钻孔过程中存在定位误差的情况，二次钻孔的起始点可能落在预钻孔之外，导致预钻孔和二次钻孔不重合；只有二次钻孔的起始点落在预钻孔内部，在二次钻孔过程中，预钻孔侧壁对机械钻刀的阻力较大，机械钻刀就会朝着预钻孔的中心偏移，直至机械钻刀与预钻孔的中心重合，实现预钻孔定心的效果。

预钻孔的孔径太大的话，机械钻孔的时候容易导致孔径超过预设目标值。同时，预钻孔的孔径过大，也会导致预钻孔的深度随之增大，所需要的激光热量增加，存在被加工板受热变形的风险；同时，预钻孔孔径过大，也会增加预钻孔时间，不利于钻孔加工效率的提升。

受限于设备精度，现有技术中机械钻孔的加工误差为±25μm，激光钻孔的加工误差为±15μm。本申请中设定的预钻孔孔径范围可以覆盖50微米之内的定位误差，避免两次钻孔过程中定位精度导致的孔径不重合问题。

本申请设置预钻孔的最小值为0.5×K1×K2，是基于两次钻孔过程存在最小定位偏差的情况下，为确保实现二次钻孔过程中对钻头定心作用所需要预钻孔的最小考虑。此外，板材翘曲度与板材校正系数和板材尺寸系数有关，板材翘曲度影响了激光预孔直径的区间范围，以板材校正系数K1和板材尺寸系数K2来修正最小激光预孔直径，避免二次钻孔时因预钻孔过小导致钻尖无法被完全包裹。

本申请设置预钻孔的最大值为0.9×K1×K2，是基于加工效率和二钻孔目标直径加工的必要性考虑。预钻孔直径与目标孔径比值超过0.9×K1×K2时，整体组合加工效率相比传统技术效率提升不显著，且由于两次加工重复定位偏差问题，极易造成二次钻孔中心与预钻孔不重合，导致出现葫芦孔等缺陷。预钻孔直径与目标孔径比值小于等于0.9×K1×K2时，整体组合加工效率相比传统技术效率提升20%，且当两次加工存在定位偏差时，也能保证二次钻孔覆盖预钻孔，保证整体钻孔的孔位精度。

本申请中板材校正系数K1由被加工板的材料来确定，板材校正系数K1随着被加工板材的膨胀系数的增大而降低。当被加工板的叠构为XY平面时，板材校正系数K1随着Z轴方向非对称残铜率的增大而降低。也就是说，当被加工板的材质具有高膨胀系数时，或叠构为XY平面、Z轴方向具有非对称残铜率时，对应的板材校正系数数值低，反之，对应的板材校正系数K1越大。

PCB各类芯板通过压合（高温高压融合、摩擦融合）形成PCB板半成品，此时该半成品各区域的厚度和平面度并非统一，厚度和平面度的差异统称为PCB板的平整性。因此，板材校正系数K1是结合厚度差和翘曲度综合评价PCB板的平整性。

板材尺寸系数K2由被加工板的尺寸来确定，板材尺寸系数K2随着被加工板尺寸的增大而降低。例如当被加工板的尺寸为大尺寸时，对应的板材尺寸系数数值低。

这是因为到考虑到激光预孔的加工效率，PCB板尺寸越小板边区域涨缩系数小，反之则涨缩系数大。

本申请中预钻孔的直径保持在合适范围内可以对二次钻孔起到定心作用。当预钻孔的直径保持在0.9×K1×K2≥d/D≥0.5×K1×K2范围内时，可以确保二次钻孔时钻尖落在预钻孔直径内，同时当两次钻孔的轴心线偏移时，由于预钻孔侧壁对机械钻刀的阻力较大，机械钻刀就会朝着预钻孔的中心偏移，直至机械钻刀与预钻孔的中心重合，实现预钻孔定心的效果。

实施例4

本申请提供的一种激光预导和机械钻孔加工方法，包括：

S1：PCB板预处理：

根据PCB板的尺寸确定板材尺寸系数，根据PCB板的材质确定板材校正系数。

PCB板在子板压合或母板压合后进行板厚测量并分流，分流分堆后的板材经过板翘反直机，板材翘曲度小于等于0.75%。板材翘曲度大时，会影响直线型钻孔的效果，若是板材翘曲度大于0.75%，需要对板材进行应力释放处理，处理手段包含但不限于：冷却静置、重力板直、高温释压、高温反直等。当板材翘曲度小于等于0.75%时，通过板材尺寸系数和板材校正系数的校正，即可确保钻孔的精准度。

根据目标孔的深度和孔径，确定二次钻孔使用的钻刀尺寸和型号以及确定预钻孔时所选激光波长，计算预钻孔的孔径和深度。具体的，根据被加工板材厚度，板材厚度越大，所需要的预钻孔加工深度越大，结合表1中不同波段激光可实现的最大加工深度，选择对应激光类型。

所述预钻孔的深度h满足：A×T≥h≥D/2tan(a/2)；其中，a为钻尖角，h为预钻孔的深度，D为二次钻孔时钻头的直径；T为被加工板的厚度，A为深度系数，深度系数由预钻孔过程中选取的激光类型确定。

预钻孔的孔径d满足：0.9×K1×K2≥d/D≥0.5×K1×K2。其中，K1为板材校正系数；K2为板材尺寸系数；D为二次钻孔时钻头的直径。

本申请设置的预钻孔深度，能够保证激光预钻孔加工质量（孔径、热影响区），并同时满足机械二次钻孔时足够的轴向导引作用。

本申请设置的预钻孔孔径可以对二次钻孔起到定心作用。当预钻孔的直径保持在0.9×K1×K2≥d/D≥0.5×K1×K2范围内时，可以确保二次钻孔时钻尖落在预钻孔直径内，同时当两次钻孔的轴心线偏移时，由于预钻孔侧壁对机械钻刀的阻力较大，机械钻刀就会朝着预钻孔的中心偏移，直至机械钻刀与预钻孔的中心重合，实现预钻孔定心的效果。

S2：采用激光钻孔方式对被加工板进行激光预钻孔。

当采用紫外和绿光波段激光加工预孔时，通过平均功率、重复频率、脉冲宽度、脉冲数、振镜扫描速度、振镜扫描路径的工业级加工参数设定，控制激光预孔的孔形状。

当采用红外波段加工预孔时，通过脉冲能量、脉冲宽度、脉冲次数、光阑直径、准直镜类型的工业级加工参数设定，控制激光预孔的孔形状。

在预钻孔过程中，激光加工将部分材料去除后，孔壁靠近激光作用区域的材料发生软化或者熔化后重新冷却凝固，这部分重新凝固的材料宏观结构较为松散，可对二次钻孔的刀具起到一定缓冲作用，且易在二次钻孔工艺中被钻刀加工去除，形成体积较小的碎末状切屑顺畅排出，避免钻刀堵屑。

钻孔过程基于激光加工系统的焦深可覆盖一定深度加工范围，在预钻所需孔深度超过激光加工系统的焦深范围时，需要进行激光焦距调整。具体的，预钻孔的深度每增加1微米，则激光焦距沿着预钻孔轴线向下调整1微米。本申请调焦功能分为渐进式和点动式，采用小焦深的激光束加工采用渐进式，采用大焦深的激光束加工用点动式。例如，当焦深为20~40μm时，可采用小脉冲能量激光束用200~400μm/s的渐进式加工；当焦深为40~200μm时，可采用大脉冲能量激光束用步进距离40~200μm的点动式加工。具体可通过如下方式进行轴向焦点位置的调整：

（1）轴向机械移动机构调焦

激光加工过程中，随着激光预钻孔深度的增加，轴向机械移动机构带动光路下移，作用在材料表面的光斑开始往材料内部移动，增加预孔的成孔深度。

（2）三维振镜调焦

激光加工过程中，通过预设的三维加工模型，三维振镜实现变焦加工，在材料的内部形成具有三维结构的激光预孔，预孔孔形与三维加工模型对应。

激光机床台面上设置有固定组件，台面上方设置有一个或多个激光光轴，用于对PCB板中各个位置进行同步加工。固定组件可以将压合之后的PCB板吸附在台面上，避免预钻孔过程中出现位置偏差。固定组件包括但不限于真空吸附平台、销钉固定平台等平整化方式。根据步骤S1中确定好的预钻孔的深度和孔径，在激光机床中进行预钻孔编程，激光机床根据预先设定好的程序，即可完成特定深度和特定孔径的预钻孔。

S3：在预钻孔基础上采用机械钻刀进行二次钻孔，形成目标孔。

本申请可以在PCB板上设置基准点，基准点可以为多个，基准点用于定义激光光轴轴心线和机械钻头轴心线的位置，确保二者的位置与基准点之间的距离恒定，这样可以确保激光光轴轴心线和机械钻头轴心线重合，提高两次钻孔的精准度。

本申请二次钻孔过程中可以采用多次钻孔的方式进行。可以根据板厚、钻头最大钻深可以确定机械钻孔的分段次数；合理的分段次数可以确保二次钻孔过程中排屑顺畅，还能确保钻孔的效率基本不受影响，其中，钻头最大钻深≤钻头的刃长-保护盖板的厚度-0.7mm，保护盖板指的是机械钻孔过程中覆盖在待钻孔板上方的保护板。本申请分段次数的关系如下：

（板厚-预钻深度）/每次分段钻深，板厚＜钻头的刃长，且每次分段钻深小于等于钻头的最大钻深。

本实施例具有如下有益效果：

1、提出预钻孔深度和孔径与机械钻孔深度和孔径的比例关系，为机械钻孔提供足够的导引和定心作用，解决大深径比孔钻削过程的偏孔问题。

2、采用激光加工预导孔解决机械预钻孔因预钻刀具磨损量增加导致的预钻孔质量下降问题，以及两次机械钻孔存在±30μm的定位误差，带来的重复定位精度下降问题。

3、构建预导孔深度、分步钻深度与多层印制板叠构间的关系，解决不同板厚、不同深径比的差异化孔加工问题。

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申请的范围。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。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请保护范围的限制；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申请保护范围的限制。

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 (10)

1.一种激光预导和机械钻孔加工方法，其特征在于，包括：

对被加工板进行激光预钻孔；

在预钻孔基础上，通过钻刀进行二次钻孔，形成目标孔；所述预钻孔的深度h满足：h≥D/2tan(a/2)；其中，a为钻尖角，h为预钻孔的深度，D为二次钻孔时钻头的直径。

2.根据权利要求1所述的一种激光预导和机械钻孔加工方法，其特征在于，所述预钻孔的深度h满足：A×T≥h，T为被加工板的厚度，A为深度系数。

3.根据权利要求2所述的一种激光预导和机械钻孔加工方法，其特征在于，所述深度系数根据所选用激光的波长进行确定。

4.根据权利要求1所述的一种激光预导和机械钻孔加工方法，其特征在于，所述预钻孔的孔径d满足：0.9×K1×K2≥d/D≥0.5×K1×K2；其中，K1为板材校正系数；K2为板材尺寸系数。

5.根据权利要求1所述的一种激光预导和机械钻孔加工方法，其特征在于，所述目标孔的孔深比大于等于15。

6.根据权利要求1所述的一种激光预导和机械钻孔加工方法，其特征在于，所述二次钻孔时，采用分段式钻孔方法形成目标孔。

7.根据权利要求6所述的一种激光预导和机械钻孔加工方法，其特征在于，分段式钻孔时，每一次钻孔的深度小于等于钻头最大钻深，且钻头最大钻深≤钻头的刃长-保护盖板的厚度-0.7mm，保护盖板指的是机械钻孔过程中覆盖在待钻孔板上方的保护板。

8.根据权利要求1所述的一种激光预导和机械钻孔加工方法，其特征在于，所述预钻孔之前还包括：对被加工板进行预处理，预处理包括对压合后被加工板的翘曲度进行测量和校正。

9.根据权利要求8所述的一种激光预导和机械钻孔加工方法，其特征在于，当被加工板的翘曲度大于0.75%时，对被加工板进行应力释放处理，直至被加工板的翘曲度小于等于0.75%。

10.根据权利要求8所述的一种激光预导和机械钻孔加工方法，其特征在于，所述被加工板中设置有基准点，所述基准点用于定义激光光轴和机械钻头的轴心线，使得两次钻孔过程中的轴心线重合。