CN1674770A - 板通孔加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种板通孔加工方法，这种加工方法使得在电路板上形成通孔变得可能，而且在将压配合触头插入时该通孔不会使金属镀层剥落，并使模具的磨损量最小。这个板通孔加工方法是用于加工通孔(用于压配合触头101的插入)的板通孔加工方法，该通孔是在电路板PCB上钻出并具有导体51。该方法包括在导体51形成之后斜削该通孔50的角边缘的步骤。通过抵靠该通孔的角边缘冲压尖头模具37来完成该斜削。

Description

板通孔加工方法
技术领域
本发明涉及一种用来加工通孔(用于压配合触头的插入)的板通孔加工方法，通孔是在电路板上钻出的并且具有导体。
背景技术
过去，例如，如图8A、8B和8C中示出的压配合触头101(参见日本专利申请昭和No.S61-110979)，已用作多极连接器的触头，该多极连接器用于通信设备或类似设备中，且这个压配合触头101已连接到在电路板上形成的通孔上。并且，例如，最近一直期望将压配合触头101用作用于汽车控制单元的连接器的触点。这是因为在将压配合触头101连接到在电路板上形成的通孔上时不需要焊接的原因；因此，会简化连接该触头的操作，且这样可以避免任何诸如由电路上的焊接所引起的焊料粉末损耗这样的不良影响。
图8A、8B和8C所示的压配合接点101包括形成作为支撑柱的第一端头部分102、形成作为支撑柱的第二端头部分103和设置在第一端头部分102和第二端头部分103之间的连接部分104。在第二端头部分103和连接部分104之间的边界处形成一个凸缘部分105。压配合触头101是通过冲压和形成金属镀层而形成的，而且在该触头的表面上施加像镀锡层这样的金属镀层。
连接部分104是沿压配合触头101的垂直轴线剪切出来的，且具有沿剪切面向外互相移位的支脚部分106和107。支脚部分106和107是这样形成的，使得这些支脚部分都平行于压配合触头101的垂直轴线朝着第一端头部分102和第二端头部分103延伸，并且从剪切面端部之前的区域开始集中于一点。支脚部分106和107具有逐渐弯曲的纵向外边缘部分109和110。而且，非剪切的连接部分108是形成在支脚部分106和107所集中于一点的位置处。这里，如果支脚部分106和107在连接部分108处的外边缘部分109和110之间的距离用D表示，如图8C所示，这个距离D等于图9中示出的电路板PCB上的通孔111的直径Hp。还有，在通孔111的内圆周表面上形成一个铜膜112。由于图中示出的铜模112的厚度被放大了，因此铜膜112的内圆周直径Ho与通孔111的直径Hp差不多相等。还有，支脚部分106和107的外边缘部分109和110的直径大于电路板PCB上的通孔111的直径Hp。
另外，如图10所示，在压配合触头101的支脚部分106和107插入到在电路板PCB上形成的通孔111中时，由于支脚部分106和107的外边缘部分109和110的直径大于通孔111的直径Hp，所以支脚部分106和107沿各自其它的支脚部分的剪切面移动。在此处，支脚部分106和107通过支脚部分106和107抵靠通孔111内壁的弹性接触力而固定于通孔111的内部，且压配合触头101电连接到铜膜112。
然而，在压配合触头101的支脚部分106和107插入到在电路板PCB形成的通孔111中时，支脚部分106和107的外边缘部分109和110(即其直径大于连接部分108的外边缘部分109和110的直径D的外边缘部分109和110)在通孔111的插口处与铜膜112的角边缘(角)接触，这样使得施加到这些外边缘部分109和110接触表面上的金属镀层在某些情况下会剥落。在铜膜112由铜合金制成的情况下，尤其是不仅该膜的硬度大而且该膜的角边缘还是尖的，因此，在外边缘部分109和110上的金属镀层常常会发生剥落。
因此，通过在通孔111插口处的铜膜112的角边缘提供一个斜角，可以很好地避免支脚部分106和107的外边缘部分109和110与铜膜112的角边缘之间的接触，进而防止了施加在外边缘部分109和110表面的金属镀层被剥落。
在过去登记号为No.3084452的日本实用新型中公开的通孔加工方法提出斜削在电路板上形成的通孔的内圆周表面的角边缘，之后该通孔用导电元件填充。
登记号为No.3084452的日本实用新型中公开的通孔加工方法在图11A到11F中示出。首先利用钻头202在玻璃衬底201上钻出通孔203，如图11A和11B所示。然后，如图11C所示，利用诸如电镀金刚石钻头的打磨钻头204在通孔203的上角边缘和下角边缘上提供斜角203a。然后，如图11D所示，通过导体电源装置205将导体206提供给斜削过的通孔203，且切割成特定的长度。然后，如图11E和11F所示，对于在通孔203内部所提供的导体26，通过使用模具207和具有水平面的台子208垂直地夹导体206，来压挤从玻璃衬底201向上和向下突出的导体206两个端部。结果，导体206形成为类似铆钉的形状，其中在玻璃衬底201的上表面和下表面的开口部分中形成用于防止该导体后退的头部分，进而将导体固定到通孔203中。
另外，日本实用新型申请昭和No.S58-129663公开了一种通孔加工方法，其中用于元件连接而镀膜的通孔通过钻孔切割或者冲压而钻出来并且随后通过斜削元件一侧的表面而成形。
如图12所示，在日本实用新型申请昭和No.S58-129663公开的通孔加工方法是通过钻头切割或冲压形成通孔形状，在通孔上要镀膜301，且该通孔在电路板PCB上形成，随后在这个该元件的一侧(图12中的上侧)提供给这个结构斜角302。
然而，在登记号为No.3084452的日本实用新型和日本实用新型申请昭和No.S58-129663中公开的通孔加工方法中已经遇到了下列问题：
特别是在登记号为No.3084452的日本实用新型中公开的通孔加工方法中，利用诸如电镀金刚石钻头的打磨钻头204都给通孔203的上角边缘和下角边缘提供斜角203a。然而，由于为了形成斜角203a要利用打磨钻头204来加工坚硬的玻璃衬底201，所以会出现磨损打磨钻头204的情况。
还有，在日本实用新型申请昭和No.S58-129663中公开的通孔加工方法中，没有公开加工通孔的具体方法，因此镀过膜的通孔是否能适当地斜削，即是否能完成斜削是有疑问的，其中该斜削是用于在图8A、8B和8C中示出的压配合触头101插入到镀过膜的通孔301时防止施加到压配合触头101的外边缘部分109和110表面上的金属镀膜剥落。也就是说，不仅没有公开是在电路板PCB上形成一个孔并给这个孔的内表面镀膜之后完成斜削，还是在电路板PCB上形成通孔并完成斜削之后再给该通孔的内表面镀膜，也没有公开完成斜削的具体方法，举例来说就是斜角是通过钻头加工形成的还是利用模具冲压该通孔的角边缘形成的。
发明内容
因此，本发明是针对前述问题而设计的，本发明的目的就是要提供一种板通孔的加工方法，这种加工方法使得在电路板上形成通孔变得可能，而且在将压配合触头插入时该通孔不会损坏金属镀层，并使模具的磨损量最小。
为了解决上述问题，权利要求1的板通孔加工方法是用于加工通孔(用于压配合触头的插入)的板通孔加工方法，该通孔是在电路板上钻出并具有导体，其中该方法包括在该导体形成之后斜削该通孔角边缘的步骤，并且通过抵靠该通孔角边缘冲压尖头模具来完成所述斜削。
另外，权利要求2的板通孔加工方法是根据权利要求1的发明，其中在该模具由一个弹簧朝着该通孔角边缘的方向驱动的状态下将该尖头模具设置在冲压头中，并且通过使该冲压头朝着该通孔角边缘的方向移动而抵靠该通孔的角边缘来对该尖头模具进行冲压。
又，权利要求3的板通孔加工方法是根据权利要求1的发明，其中该尖头模具固定到该冲压头上，并且通过使该冲压头朝着该通孔角边缘的方向移动而抵靠该通孔的角边缘对该尖头模具进行冲压。
还有，权利要求4的板通孔加工方法是根据权利要求1到3之一的发明，其中在该尖头模具的外圆周表面部分上形成切口，并且抵靠该通孔的角边缘对带有这些切口的模具进行冲压。
在权利要求1的板通孔加工方法中，由于该方法包括在导体形成之后斜削该通孔的角边缘的步骤，因此斜削部分在该通孔的角边缘上形成，这样使得在电路板上形成通孔变得可能，而且在将压配合触头插入时该通孔不会金属镀层剥落，并使模具的磨损量最小。如果在导体形成之前斜削通孔的角边缘，那么在通孔所在的电路板是硬玻璃衬底的情况下，会存在该模具磨损量增大的危险。而且，由于通过冲压该尖头模具而完成斜削加工，所以斜削加工所需的时间比通过钻头或类似元件完成斜削的情况更短。
还有，权利要求2的板通孔加工方法是根据权利要求1的发明而提出的，其中在该模具由一个弹簧朝着该通孔角边缘的方向驱动的状态下将该尖头模具设置在冲压头中，并且通过使该冲压头朝着该通孔角边缘的方向移动而抵靠该通孔的角边缘来对该尖头模具进行冲压。因此，可以使该模具抵靠该通孔的角边缘的冲压力保持不变，这样通过斜削形成的斜削部分的形状会稳固。
另外，权利要求3的板通孔加工方法是根据权利要求1的发明而提出的，其中该尖头模具固定到该冲压头上，并且通过使该冲压头朝着该通孔角边缘的方向移动而抵靠该通孔的角边缘对该尖头模具进行冲压。因此，可以在该通孔的角边缘上形成斜削部分而不需采用给尖头模具提供弹性力的装置。
而且，权利要求4的板通孔加工方法是根据权利要求1到3之一的发明而提出的，其中在该尖头模具的外圆周表面部分上形成切口，并且抵靠该通孔的角边缘对带有这些切口的模具进行冲压。因此，利用没有切口的模具部分，可以在通孔的角边缘上形成斜削部分，而角边缘不是通过切口部分冲压出来的，所以保留了剩余部分。通过沿圆周方向设定切口的位置，使得这些切口沿圆周方向对应于压配合触头部分的位置，在这个位置上没有形成支脚部分的外边缘部分，斜削部分在通孔角边缘上所形成的位置对应于形成的支脚部分的外边缘部分压配合触头部分的位置，剩下的角边缘位置对应于没有形成外边缘的位置。因此，在压配合触头插入期间，压配合触头的支脚部分的外边缘部分对应于斜削部分，进而防止与通孔的角边缘接触，所以避免了在压配合触头表面上形成的金属镀层的剥落。因此，通过在该模具的外圆周表面上形成切口，不再需要形成斜削部分了，所以可以减少形成斜削部分所需的冲压负载。
附图说明
图1是示出了应用到本发明板通孔加工方法中的通孔加工装置的左视图；
图2是图1中示出的通孔加工装置的前视图；
图3是图1示出的通孔加工装置的主体部分的部分左视图；
图4是用图1中的通孔加工装置加工出的通孔的截面图；
图5是示出通孔加工装置变形的实施例的主体部分的部分左视图；
图6A和6B示出了模具的变形实施例，图6A是模具的部分前视图，6B是图6A的底视图；
图7A和7B示出了使用图6A和6B中的模具冲压加工出的通孔，图7A是俯视图，图7B是沿图7A中的线7B-7B的截面图；
图8A、8B和8C示出的是压配合触头的同一实施例，图8A是部分透视图，图8B是部分前视图，图8C是沿图8B中线8C-8C的截面图；
图9是在电路板上形成的通孔的平面图，其中图8A、8B和8C中示出的压配合触头插入到这个通孔中；
图10是表示图8A、8B和8C中的压配合触头插入到图9中的通孔里内的状态的的部分横截面透视图；
图11A到11F是示出常规的板通孔加工方法的示意图；和
图12是由另一种常规的板通孔加工方法加工出的通孔的截面图。
具体实施方式
接下来，将参考附图详细描述本发明的实施例。图1是示出了应用到本发明板通孔加工方法中的通孔加工装置的左视图。图2是图1中示出的通孔加工装置的前视图。图3是图1示出的通孔加工装置的主体部分的部分左视图。
在图1到图3中，通孔加工装置1包括定位电路板PCB的定位部分10和斜削在电路板PCB上形成的通孔50(参见图4)的斜削部分20。
定位部分10包括利用螺钉14固定于基架11表面上的导轨部分12，和以图3中箭头方向(x方向)沿导轨部分12移动的基台13。另一个导轨部分15利用螺钉16固定于基台13表面上，且传送台支撑部分17固定于其上，其能以沿垂直于图3中箭头方向的方向(y方向)沿导轨部分15移动。板传送台18通过螺钉19连接到传送台支撑部分17上。而且，电路板PCB放置在板传送台18上。通过将基台13沿x方向定位以及将板传送台18沿y方向定位可以完成电路板PCB在x和y方向的定位。
另外，斜削部分20包括垂直安装于基架11上的支撑部分21。在沿支撑部分21的垂直方向的方向稍微往上设置撞锤支撑部分22。配有小齿轮24的转轴23设置在撞锤支撑部分22上，这样该轴可以旋转，且柄轴25连接到转轴23的一端。工作部分26连接到柄轴25的顶端。另外，撞锤27提供给撞锤支撑部分22，这样该撞锤27可以相对于撞锤支撑部分22向上和向下自由移动。与小齿轮24啮合的支架28设置在撞锤27的外圆周部分上。
还有，在撞锤27的下端部上钻出孔29，且连接轴30设置在孔29中。连接轴30通过螺钉件33固定于撞锤27上。而且，冲压头支撑板31设置在连接轴30之下。冲压头支撑板31通过螺钉32固定到连接轴30上。冲压头34设置在冲压头支撑板31的下面，且冲压头34通过螺钉47固定在冲压头支撑板31上。在冲压头34中钻出沿垂直方向贯穿的通孔35，并且在通孔35的下部形成内螺纹部分36。还有，尖头模具37设置在通孔35中，这样使得该模具可以上下移动，且该模具37的向下移动受到与内螺纹部分36啮合的中空圆柱形模具支撑件38的限制。通过螺钉件40防止模具支撑件38转动。
该模具37包括容纳于模具支撑件38内的轴部37a、具有底部37b的管状部，该底部37b从轴部37a开始向上延伸和从轴部37a向下延伸的锥形冲压部分37c，所有这些部分是一体构成的。该模具37的材料是普通工具钢。具有底部37b的管状部的外直径大于轴部37a的外直径，而且该模具37的向下移动受到肩部的限制，该肩部形成于具有底部37b的管状部的下端，其中底部37b搁在模具支撑件38的上面。压缩弹簧39位于具有底部37b的管状部里，该弹簧的上端与冲压头支撑板31的下表面接触，下端与具有底部37b的管状部的底部接触，且该模具37由这个压缩弹簧39向下驱动(沿通孔50的角边缘方向)。冲压部分37c的外直径小于轴部37a的外直径，且锥形角边缘冲压部分37d在冲压部分37c的下端形成，其中该冲压部分37d要冲压在电路板PCB上形成的通孔50的角边缘。优选的是由该角边缘冲压部分37d的脊线所限定的角度θ为30°到90°。这样做的原因是，如果这个角度θ小于30°，则角度会太尖以至于不能形成具有适当形状的斜削部分52(参见图4)。而且，如果角度θ大于90°，那么斜削部分52也不能形成适当的形状。
另外，防止撞锤27和冲压头34旋转的转动制动件41通过螺钉42连接到冲压头支撑板31上。通过与设置在支撑部分21上的旋转制动件43接触，旋转制动件41可以防止撞锤27和冲压头34旋转。
其间，制动器连接件44固定在撞锤27的上端部，且限制撞锤27向下移动的制动器螺钉45通过螺母46固定到制动器连接件44上。制动器螺钉45在撞锤27向下移动时通过与撞锤支撑部分22的上端面接触而限制撞锤27的向下移动。制动器螺钉45沿垂直方向的位置是可调的。
下面参考图1到图4描述一种采用如上所述构造的通孔加工装置1斜削在电路板PCB上形成的通孔50的方法。图4是在电路板PCB上形成的通孔50的截面图。
在上述斜削加工之前，在电路板PCB上所钻的通孔50的内壁表面上形成导体51。而且，电路板PCB设置在板传送台18上，该电路板PCB包括通孔50，该通孔50上具有形成在其内壁表面的导体51，且通过定位部分10可以完成对电路板PCB在X和Y方向的定位。
接着，斜削部分20的工作部分26沿图1中的箭头方向A转动，这样使得撞锤27和冲压头34通过小齿轮24和齿条28沿箭头方向B(即，在该通孔50上形成的导体51的角边缘方向)向下运动。工作部分26一直转动直到制动器螺钉45与撞锤支撑部分22的上端面接触为止。结果，该模具37的角边缘冲压部分37d对在通孔50上形成的导体51的上角边缘进行冲压，这样在该角边缘上形成了斜削部分52。因此，在压配合触头101插入过程中(参见图8A、8B和8C)，压配合触头101支脚部分106和107的外边缘部分109和110不会与导体51的上角边缘接触，所以避免了形成在压配合触头101上的金属镀层剥落。实验证明，在斜角部分52上端的直径等于或大于压配合触头101的连接部分104的最大直径(即，支脚部分106和107的外边缘部分109和110的直径)的情况下，压配合触头101表面上的金属镀层剥落不会再发生。
如果在导体51形成之前斜削通孔50的角边缘，那么在通孔50所钻的电路板PCB是硬玻璃衬底的情况下，会存在该模具37的磨损量增大的危险。相反，由于在通孔50内壁表面形成导体51之后斜削部分52才在通孔50上的导体51的上角边缘上形成，所以可以在电路板PCB上形成在压配合触头101(参见图8A、8B和8C)插入过程中不会剥落金属镀层的通孔50，而且该模具37的磨损量最小。而且，由于斜削是通过冲压尖头模具37完成，所以斜削加工所需的时间比通过钻头或类似元件完成斜削的情况更短。
另外，在该模具37的角边缘冲压部分37d对形成在电路板PCB上的通孔50所形成的导体51的角边缘进行冲压的步骤中，当该模具37在受到来自下方(从电路板PCB向模具37)的向上力的时候，会被朝通孔50角边缘方向弹性驱动。因此，该模具37抵靠通孔50角边缘的冲压力可以保持不变。结果，通过这种斜削加工而形成的斜削部分52的形状是稳固的。
又，已经完成斜削通孔50的电路板PCB从板传送台18上拆下，而且该电路板PCB进入下一个步骤。
还有，取代在具有底部37b的管状部的内部设置压缩弹簧39，如图5所示，也可以在该模具37具有底部37b的管状部与冲压头34中的通孔35内部的冲压头支撑板31之间形成套管紧固环60，进而通过这个环将该模具37固定到冲压头34上。同样，也可以在通孔50的导体51的上角边缘形上斜削部分52。而且在这种情况下，由于不再需要压缩弹簧39，所以可以减小冲压头34的尺寸，使冲压头适合于加工在电路板PCB上形成的多个通孔50；例如可以通过以与通孔50行距相等的距离布置冲压头34来同时加工多个通孔50。
又，如图6A和6B所示，关于尖头模具37的形状，也可以从冲压部分37c的外圆周表面到角边缘冲压部分37d的外圆周表面顶端形成一对切口37e。这些切口37e沿圆周方向的位置是彼此面对着，对应于图8A、8B和8C中示出的压配合触头101部分沿圆周方向的位置，在该位置上没有形成支脚部分106和107的外边缘部分109和110(参见图6B和8C)。因此，当形成在通孔50上的导体51的上角边缘采用图6A和6B中示出的模具37进行冲压时，利用角边缘冲压部分37d上没有切口37e的部分可以在导体51的上角边缘上形成斜削部分52，如图7A和7B所示。另一方面，角边缘不是通过切口37e部分冲压出来的，所以保留了剩余部分53。在插入压配合触头101的同时，压配合触头101的支脚部分106和107的的外边缘部分109和110与斜削部分52相对应，这样防止与导体51的角边缘的接触，所以避免了在压配合触头101上的金属镀层的剥落。因此，通过在模具37的外圆周表面上形成切口37e，就不必再形成斜削部分52了，这样可以减少用于形成斜削部分52的冲压负载了。因此，采用手动通孔加工装置的加工特性得到了改善。另外，将由角边缘冲压部分37d的脊线形成的角度θ设定为30°到90°仍是优选的。
上面描述了本发明的一个实施例。然而，本发明并不限于这个实施例，各种更改和变形都是可以的。
例如，如图4、5、6A和6B和7A和7B所示，在导体51剩余部分中形成斜削部分52，但是也可以像在电路板PCB角边缘上形成斜削部分这样完成斜削的。
还有，如图4、5、6A和6B和7A和7B所示，在导体51上角边缘上形成斜角部分52，但是也可以在导体51的上角边缘和下角边缘上都形成斜削部分。

Claims (4)

1、一种用于加工通孔(用于压配合触头的插入)的板通孔加工方法，该通孔是在电路板上钻出并具有导体，其中该方法包括在该导体形成之后斜削该通孔角边缘的步骤，并且通过抵靠该通孔角边缘冲压尖头模具来完成所述斜削。
2、如权利要求1所述的板通孔加工方法，其中在该模具由一个弹簧朝着该通孔角边缘的方向驱动的状态下将该尖头模具设置在冲压头中，并且通过使该冲压头朝着该通孔角边缘的方向移动而抵靠该通孔的角边缘来对该尖头模具进行冲压。
3、如权利要求1所述的板通孔加工方法，其中该尖头模具固定到该冲压头上，并且通过使该冲压头朝着该通孔角边缘的方向移动而抵靠该通孔的角边缘对该尖头模具进行冲压。
4、如权利要求1到3之一所述的板通孔加工方法，其中在该尖头模具的外圆周表面部分上形成切口，并且抵靠该通孔的角边缘对带有这些切口的模具进行冲压。
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