CN219352007U - 一种新型雷射对准度检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型雷射对准度检测系统，包括测试基板和机台，测试基板具有相背离的第一端面和第二端面，第一端面和第二端面上对称标记有预设靶位；治具设于机台上，用以夹持测试基板，且其连接有驱动组件，治具能在驱动组件的驱动下沿第一方向移动；雷射钻孔机构，雷射钻孔机构设于机台上，包括第一发射部和第二发射部，第一发射部和第二发射部沿与第一方向垂直的第二方向相对发射激光，以烧蚀测试基板上的预设靶位形成盲孔组；光感应机构，光感应机构沿第一方向设于雷射钻孔机构的一侧，用于对盲孔组进行透光检测。本实用新型的新型雷射对准度检测系统可快速确认雷射钻孔的偏移量，从而准确管控其钻孔对准度，提高产品优良率。

Description

一种新型雷射对准度检测系统

技术领域

本实用新型属于PCB制造技术领域，尤其涉及一种新型雷射对准度检测系统。

背景技术

随着PCB向微型和高密度互连的方向发展，越来越多制板采用微导孔的连接方式实现高密度互连，而目前制作微导孔的主要方法是激光钻孔(laser drill)，如何利用现有的雷射钻机制成更高质量的微导孔，目前仍是PCB制造中值得研究的问题。其中一方面的体现就是孔对准度，如图1所示，对基板1进行钻孔，有时需要同时从基板的上下两面同时进行钻孔操作形成上孔11和下孔12，尽管已经进行两侧的雷射机的对准调节，但由于基板两面的涨缩差异及设备误差偏移，两面同时进行激光钻孔易出现对准度不良的问题，使其形成的中孔13孔径小，且不易发现，一旦对准度超出允许偏移量，就容易导致其出现导通不良甚至不导通的情况，产品报废率高。而目前对于对准偏移量的检测通常依靠切片的方式来确认，这种方式无疑会对产品本身造成破坏，增加检测成本，且检测效率低。

实用新型内容

鉴于上述现有技术中存在的问题，本实用新型的主要目的在于提供一种新型雷射对准度检测系统，可快速确认雷射钻孔的偏移量，从而准确管控其钻孔对准度，提高产品优良率。

本实用新型的目的通过如下技术方案得以实现：

本实用新型提供一种新型雷射对准度检测系统，包括：

测试基板，所述测试基板具有相背离的第一端面和第二端面，所述第一端面和第二端面上对称标记有预设靶位；

机台；

治具，所述治具设于所述机台上，用以夹持测试基板，且其连接有驱动组件，所述治具能在所述驱动组件的驱动下沿第一方向移动；

雷射钻孔机构，所述雷射钻孔机构设于所述机台上，包括第一发射部和第二发射部，所述第一发射部和第二发射部沿与第一方向垂直的第二方向相对发射激光，以烧蚀所述测试基板上的预设靶位形成盲孔组；

光感应机构，所述光感应机构沿第一方向设于所述雷射钻孔机构的一侧，用于对所述盲孔组进行透光检测。

作为上述技术方案的进一步描述，所述盲孔组包括第一盲孔和第二盲孔，所述第一盲孔和第二盲孔的总深度不小于所述测试基板的第一端面和第二端面之间的距离。

作为上述技术方案的进一步描述，所述预设靶位至少包括由内而外设置的第一靶位和第二靶位，所述第一靶位和第二靶位呈同心圆状，且所述第一盲孔和第二盲孔的半径R_o均与所述第一靶位的半径R₁相等，所述第二靶位的半径R₂与所述第一靶位的半径R₁之间满足：R₂＝2·R₁+(5～20)um。

作为上述技术方案的进一步描述，所述预设靶位沿直线等距间隔设置。

作为上述技术方案的进一步描述，所述光感应机构包括光纤传感器，所述光纤传感器与所述第二发射部空间平行。

作为上述技术方案的进一步描述，还包括PC控制器，所述PC控制器设于所述机台下，所述驱动组件、雷射钻孔机构、光感应机构均与所述PC控制器电性连接。

借由以上的技术方案，本实用新型的突出效果为：

本实用新型所提供的新型雷射对准度检测系统包括测试基板、设于机台上的治具、雷射钻孔机构以及光感应机构，作业人员可以在雷射钻孔前，先使治具在驱动组件的驱动下夹持测试基板后沿第一方向移动，将其移送至雷射钻孔机构处，第一发射部和第二发射部会在第二方向上进行烧蚀，在测试基板的第一端面和第二端面上标记的预设靶位上形成盲孔组，其位置即相当于第一发射部和第二发射部的基准相对位置，在烧蚀完成后，治具会沿第一方向继续移动，将测试基板移送至雷射钻孔机构一侧的所述光感应机构处，对所述盲孔组进行透光检测，通过透光检测可以获知所述盲孔组是否形成透光区，即两盲孔形成连通区，如已形成透光区，会检测到透光区关于预设靶位的相对位置，与此同时，由于预设靶位的存在，也会直接得知第一发射部和第二发射部相对偏移量，从而便于对雷射钻孔机构的第一发射部和第二发射部进行反向调整，以补偿后续正式钻孔作业中由于基板两面的涨缩差异及设备误差所造成的偏移，从而保证了钻孔时的对准度，提高了产品的优良率。

附图说明

图1为现有技术中两面钻孔偏移的剖面示意图；

图2为本实用新型中新型雷射对准度检测系统的工作原理图；

图3为本实用新型中一实施例的测试基板的结构示意图；

图4为本实用新型中又一实施例的测试基板的结构示意图。

附图标号说明：

1、基板；11、上孔；12、下孔；13、中孔；

2、测试基板；21、第一端面；22、第二端面；3、机台；41、第一发射部；42、第二发射部；51、第一盲孔；52、第二盲孔；61、第一靶位；62、第二靶位。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“中”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。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实用新型中的具体含义。下面根据本实用新型的整体结构，对其实施方式进行说明。

请参阅图1至图4，本实用新型公开了一种新型雷射对准度检测系统，包括：

测试基板21，所述测试基板21具有相背离的第一端面21和第二端面22，所述第一端面21和第二端面22上对称标记有预设靶位；

机台3；

治具(未在图中示出)，所述治具设于所述机台3上，用以夹持测试基板21，且其连接有驱动组件，所述治具能在所述驱动组件的驱动下沿第一方向移动；

雷射钻孔机构，所述雷射钻孔机构设于所述机台3上，包括第一发射部41和第二发射部42，所述第一发射部41和第二发射部42沿与第一方向垂直的第二方向相对发射激光，以烧蚀所述测试基板21上的预设靶位形成盲孔组；

光感应机构，所述光感应机构沿第一方向设于所述雷射钻孔机构的一侧，用于对所述盲孔组进行透光检测。

借由上述机构，作业人员可以在雷射钻孔前，先使所述治具在驱动组件的驱动下夹持所述测试基板21后沿第一方向移动，将所述测试基板21移送至雷射钻孔机构处，所述第一发射部41和第二发射部42会在第二方向上进行烧蚀，在所述测试基板21的第一端面21和第二端面22上标记的预设靶位上形成盲孔组，可以理解的是，所述盲孔组是所述第一发射部41和第二发射部42对应烧蚀形成的两个盲孔，其位置即相当于所述第一发射部41和第二发射部42的基准相对位置，在烧蚀完成后，所述治具会沿第一方向继续移动，将所述测试基板21移送至位于所述雷射钻孔机构一侧的所述光感应机构处，对所述盲孔组进行透光检测，通过透光检测可以获知所述盲孔组是否形成透光区，即两盲孔形成连通区，如已形成透光区，会检测到透光区关于预设靶位的相对位置，与其同时，由于所述预设靶位的存在，也会直接得知所述第一发射部41和第二发射部42相对偏移量，从而便于对所述雷射钻孔机构的第一发射部41和第二发射部42进行反向调整，以补偿由于基板1两面的涨缩差异及设备误差所造成的偏移，从而保证了钻孔时的对准度，保证了产品的优良率。

请参阅图2至图4，具体的，本实施例中，定义所述第一方向为左右方向，定义所述第二方向为上下方向，定义所述第一发射部41位于所述第二发射部42的上方，所述测试基板21的第一端面21为上端面，所述测试基板21的第二端面22为下端面。在进行雷射对准度检测工作时，所述治具会在所述驱动组件的驱动下夹持所述测试基板21由左至右地依次经过所述雷射钻孔机构和所述光感应机构，所述雷射钻孔机构会在所述测试基板21上雷射出盲孔组，即所述雷射钻孔机构的第一发射部41在所述测试基板21的上端面标记的预设靶位处形成的第一盲孔51，以及所述雷射钻孔机构的第二发射部42在所述测试基板21的下端面标记的预设靶位处形成的第二盲孔52。

请参阅图1、图3和图4，具体的，本实施例中，参照后续待加工的基板1，所述第一盲孔51和第二盲孔52的总深度大于所述测试基板21的第一端面21和第二端面22之间的距离，当所述第一盲孔51和第二盲孔52的相对位置相差较小时，两盲孔的底部会部分重叠，形成连通的透光区。当然的，在其他实施例中，所述第一盲孔51和第二盲孔52的总深度也可以等于所述测试基板21的第一端面21和第二端面22之间的距离，当所述第一盲孔51和第二盲孔52的相对位置相差较小时，两盲孔的底部亦会部分重叠，形成连通的透光区。

请参阅图2和图3，具体的，本实施例中，所述测试基板21呈长条形板状，其上设有4个沿直线等距设间隔设置的预设靶位，便于所述驱动组件对夹持有所述测试基板21的治具的间歇性移送。

具体的，本实施例中，每个所述预设靶位包括由内而外依次设置的第一靶位61和第二靶位62，所述第一靶位61和第二靶位62呈同心圆状，所述雷射钻孔机构烧蚀的第一盲孔51和第二盲孔52的半径Ro均和所述第一靶位61的半径R₁相等，从左至右第一个预设靶位所包括第二靶位62的半径R₂比所述第一靶位61的半径R₁的两倍多5um，第二个预设靶位所包括第二靶位62的半径R₂比所述第一靶位61的半径R₁的两倍多10um，第三个预设靶位所包括第二靶位62的半径R₂比所述第一靶位61的半径R₁的两倍多15um，第三个预设靶位所包括第二靶位62的半径R₂比所述第一靶位61的半径R₁的两倍多20um，例如将所述测试基板21由其左端为输送的首端移送至所述雷射钻孔机构处进行打孔，所述第一发射部41在所述第一靶位61处形成第一盲孔51，而所述第二发射部42在第二靶位62处形成的第二盲孔52位于所述第一盲孔51的右前方，且与所述第一盲孔51部分重叠，形成连通的透光区，即所述第一靶位61与所述第二靶位62形成了连通的透光区，而继续向前送入进行第二个预设靶位的打孔，形成的第二盲孔52位于第一靶位61外，但未与第二靶位62的边缘相接，即未在所述第二个预设靶位处形成透光区，第三、四预设靶位处也未形成透光区，因此可以获知此时所述雷射钻孔机构的第二发射部42相对所述第一发射部41为向右前方偏移了5um-10um。以此类推，在其他实施例中，也可以获知第二发射部42相对所述第一发射部41的偏移的具体方向和偏移量。从而反向调节第二发射部42对应的偏移距离，以补偿后续正式钻孔作业中由于基板1两面的涨缩差异及设备误差所造成的偏移，保证了钻孔时的对准度，提高了产品的优良率。

请继续参阅2和4，具体的，在又一实施例中，所述的预设靶位为由内而外设置的四个同心圆，最内侧的圆即为第一靶位61，其半径R₁与所述雷射钻孔机构烧蚀的第一盲孔51、第二盲孔52的半径Ro相等，而向外设置的第二靶位62的半径R₂比其两倍多5um，外侧的三个同心圆依次多5um，烧蚀的第一盲孔51和第二盲孔52仅在第一靶位61区域形成透光区，而在第二靶位62区以及外围靶位区均未形成透光区，因此烧蚀动作仅需一次，就可直接获知第一发射部41和第二发射部42之间的相对偏移量在5um-10um之间，且所述第二发射部42相对所述第一发射部41是向右前方偏移的。

请参阅图1，具体的，本实施例中，所述光感应机构包括光纤传感器，所述光纤传感器与所述第二发射部42左右平行，其感应端正对所述烧蚀后的预设靶位处，从而获取透光位置的相关数据。

具体的，本实施例中，所述新型雷射对准度检测系统还包括PC控制器(未在图中示出)，所述PC控制器设于所述机台3下，所述驱动组件、雷射钻孔机构、光感应机构均与所述PC控制器电性连接，所述PC控制器可以分别接收各机构的运行数据，并对其分别发出指令以使整个系统平稳运行，进行对准度的检测。

具体的，本实施例中，在雷射钻孔前，作业人员将所述测试基板21由所述治具移送至烧蚀工位，使所述第一发射部41和第二发射部42对其第一端面21和第二端面22的预设靶位进行烧蚀形成盲孔组，即分别烧蚀出第一盲孔51和第二盲孔52；

将烧蚀后的所述测试基板21由所述治具移送至透光检测工位，使所述光感应机构的光纤传感器对盲孔组进行透光检测，所述光纤传感器对所述盲孔组相对所述预设靶位的透光位置进行检测，会将第一盲孔51和第二盲孔52的相对方向数据反馈至所述PC控制器进行数据处理，优选的，本实施例中，还可以设置一显示屏(未在图中示出)进行检测数据的显示。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不限于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其仍然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何更改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型雷射对准度检测系统，其特征在于，包括：

测试基板，所述测试基板具有相背离的第一端面和第二端面，所述第一端面和第二端面上对称标记有预设靶位；

机台；

治具，所述治具设于所述机台上，用以夹持测试基板，且其连接有驱动组件，所述治具能在所述驱动组件的驱动下沿第一方向移动；

雷射钻孔机构，所述雷射钻孔机构设于所述机台上，包括第一发射部和第二发射部，所述第一发射部和第二发射部沿与第一方向垂直的第二方向相对发射激光，以烧蚀所述测试基板上的预设靶位形成盲孔组；

光感应机构，所述光感应机构沿第一方向设于所述雷射钻孔机构的一侧，用于对所述盲孔组进行透光检测。

2.根据权利要求1所述的新型雷射对准度检测系统，其特征在于，所述盲孔组包括第一盲孔和第二盲孔，所述第一盲孔和第二盲孔的总深度不小于所述测试基板的第一端面和第二端面之间的距离。

3.根据权利要求2所述的新型雷射对准度检测系统，其特征在于，所述预设靶位至少包括由内而外设置的第一靶位和第二靶位，所述第一靶位和第二靶位呈同心圆状，且所述第一盲孔和第二盲孔的半径R_o均与所述第一靶位的半径R₁相等，所述第二靶位的半径R₂与所述第一靶位的半径R₁之间满足：R₂＝2·R₁+(5～20)um。

4.根据权利要求3所述的新型雷射对准度检测系统，其特征在于，所述预设靶位沿直线等距间隔设置。

5.根据权利要求1所述的新型雷射对准度检测系统，其特征在于，所述光感应机构包括光纤传感器，所述光纤传感器与所述第二发射部空间平行。

6.根据权利要求1所述的新型雷射对准度检测系统，其特征在于，还包括PC控制器，所述PC控制器设于所述机台下，所述驱动组件、雷射钻孔机构、光感应机构均与所述PC控制器电性连接。

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