DE20020716U1 - Drilling pad - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bohrunterlage zum Bohren elektrischer Leiterplatten oder Leiterplattenpakete.The invention relates to a drilling base for drilling electrical circuit boards or circuit board packages.
Derartige Bohrunterlagen sind bekannt. Sie dienen dazu, beim Bohren gewöhnlich einiger Lagen der betreffenden Leiterplatten ein Auftreffen des Bohrers auf den Bohrtisch zu vermeiden, andererseits aber ein vollständiges Durchbohren der Leiterplatten sicherzustellen, ferner einen Bohrgrat zu minimieren sowie die Bohrerschneiden zu reinigen. Herkömmliche solche Bohrunterlagen bestehen üblicherweise aus einer sogenannten mitteldichten Holzfaserplatte ("MDF"), Hartfaserplatte, Phenolharzpapier oder dergl.. Bei dem betreffenden Bohrvorgang wird die Bohrtiefe entweder durch feste Werte im Bohrprogramm vorgegeben oder aber, bei moderneren Maschinen, von einem elektrischen Signal ausgehend bestimmt, das beim Auftreffen des Bohrers auf eine elektrisch leitende Bohrdecklage gewonnen wird. Dabei können jedoch folgende Parameter nicht berücksichtigt werden:Such drilling supports are well known. They are used to prevent the drill from hitting the drilling table when drilling some layers of the circuit boards in question, but on the other hand to ensure that the circuit boards are completely drilled through, to minimize drilling burrs and to clean the drill bits. Conventional drilling supports of this type are usually made of a so-called medium-density fiberboard ("MDF"), hardboard, phenolic resin paper or the like. During the drilling process in question, the drilling depth is either specified by fixed values in the drilling program or, in more modern machines, determined from an electrical signal that is obtained when the drill hits an electrically conductive drilling cover layer. However, the following parameters cannot be taken into account:
- die Dickentoleranz der Bohrdecklage,- the thickness tolerance of the drill cover layer,
- die Dickentoleranz des Leiterplattenpakets,- the thickness tolerance of the PCB package,
- die Positioniertoleranz des Bohrkopfes- the positioning tolerance of the drill head
sowie, bei älteren Maschinen mit unbeeinflußt ablaufendem Bohrprogramm, and, in older machines with unaffected drilling programs,
- die Dickentoleranz der Bohrunterlage und- the thickness tolerance of the drilling base and
- die Längentoleranz der Bohrer bzw. deren Beringung.- the length tolerance of the drills or their rings.
Daher gibt man zu der errechneten Bohrtiefe stets einige Zehntel-Millimeter hinzu, um auch die unterste Leiterplatte auf jeden Fall noch gänzlich zu durchbohren. Indessen kostet jeder Zehntel-Millimeter zu viel gebohrte Bohrtiefe nicht nur ZeitTherefore, a few tenths of a millimetre are always added to the calculated drilling depth in order to ensure that even the lowest circuit board is completely drilled through. However, every tenth of a millimetre of excess drilling depth not only costs time
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sondern auch Standzeit der Bohrer. Berechnungen ergeben, daß je 10 qm produzierter Leiterplatten sich je Zehntel-Millimeter eingesparter Bohrtiefe finanzielle Einsparungen pro Jahr von etwa DM 2.500 erzielen lassen.but also the service life of the drill bits. Calculations show that for every 10 square meters of printed circuit boards produced, financial savings of around DM 2,500 per year can be achieved for every tenth of a millimeter saved in drilling depth.
Die Erfindung löst das Problem, eine toleranzbedingte Bohrtiefenzugabe, wie vorgenannt, zu erübrigen, Dies wird erfindungsgemäß durch eine Bohrunterlagen gemäß Patentanspruch 1 in Verbindung mit einem Bohrtiefensteuersystem erreicht, das in der Lage ist, den Bohrvorschub aufgrund eines beim Auftreffen des Bohrers auf die elektrisch leitende Schicht der betreffenden Bohrunterlage erhaltenen elektrischen Signals zu beenden. Ein solches Bohrtiefensteuersystem kann prinzipiell ähnlich wie ein solches aufgebaut sein, welches ein elektrisches Signal, wie oben erwähnt, zur vorausgehenden Bestimmung der Bohrtiefe ver-. wendet.The invention solves the problem of making a tolerance-related drilling depth allowance, as mentioned above, unnecessary. This is achieved according to the invention by a drilling support according to claim 1 in conjunction with a drilling depth control system which is able to terminate the drilling feed based on an electrical signal received when the drill hits the electrically conductive layer of the drilling support in question. Such a drilling depth control system can in principle be constructed in a similar way to one which uses an electrical signal, as mentioned above, to determine the drilling depth in advance.
Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Bohrunterlage an.The subclaims indicate advantageous design options for the drilling base according to the invention.
Nachfolgend werden entsprechende Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher beschrieben. Davon zeigtIn the following, corresponding embodiments are described in more detail using the drawing.
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Bohrunterlage,Fig. 1 is a section through a portion of a drilling base according to the invention,
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Randbereich einer solchen Bohrunterlage,Fig. 2 is a plan view of an edge area of such a drilling base,
Fig. 3 einen Schnitt durch einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Bohrunterlage in einer anderen Ausführungsform undFig. 3 is a section through a portion of a drilling base according to the invention in another embodiment and
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Bohrunterlage in noch einer weiteren Ausführungsform. Fig. 4 is a section through a portion of a drilling base according to the invention in yet another embodiment.
Die in Fig. 1 gezeigte Bohrunterlage weist eine elektrisch leitende Schicht 2 zwischen einer oberen elektrisch isolierenden Deckschicht 4 und einer unteren elektrisch isolierenden Deckschicht 6 auf. Die leitende Schicht 2 kann aus Metall, beispielsweise Aluminium, oder aber auch aus mit elektrisch leitend machenden Partikeln, beispielsweise Rußpartikeln, dotiertem Kunststoff, Natur- oder Kunstfasermaterial oder dergl. bestehen. Sie kann, vorzugsweise an einem Rand, eine elektrische Anschlußmöglichkeit in Gestalt eines Kabels oder dergl. oder, wie in Fig. 2 zu sehen, in Form eines von zumindest einer der Deckschichten 4 und 6 freiliegenden Bereichs 8 aufweisen, um eine Kontaktierung etwa zu einem Massepotential herstellen zu können. Die Deckschichten 4 und 6 können aus Papier, Kunststoffolie, Melaminharz, Lack und dergl. mehr bestehen.The drilling base shown in Fig. 1 has an electrically conductive layer 2 between an upper electrically insulating cover layer 4 and a lower electrically insulating cover layer 6. The conductive layer 2 can consist of metal, for example aluminum, or also of plastic doped with electrically conductive particles, for example soot particles, natural or synthetic fiber material or the like. It can have, preferably on one edge, an electrical connection option in the form of a cable or the like or, as can be seen in Fig. 2, in the form of an area 8 exposed by at least one of the cover layers 4 and 6 in order to be able to establish a contact with a ground potential. The cover layers 4 and 6 can consist of paper, plastic film, melamine resin, varnish and the like.
Die obere Deckschicht 4 dient dazu, die leitende Schicht 2 gegenüber einer eventuellen unterseitigen Leiterschicht der zu bohrenden Leiterplatte(n) zu isolieren, die untere Deckschicht 6 dazu, die leitende Schicht 2 gegenüber einem metallischen Bohrtisch zu isolieren. Die Deckschichten 4 und 6, vor allem aber die obere, besitzen zweckmäßigerweise eine Dicke zwischen 30 und 150 &mgr;&igr;&agr;., vorzugsweise zwischen 50 und 100 &mgr;&pgr;&igr; und am besten von etwa 70 &mgr;&idiagr;&eegr;. Diese Dicke soll sicherstellen, daß die Spitze des Bohrers gerade gänzlich durch die unterste der zu bohrenden Leiterplatten hindurchgedrungen ist, bevor sie auf die leitende Schicht 2 auftrifft. Die Dicke der leitenden Schicht 2 ist nicht kritisch. Die Gesamtdicke der Bohrunterlage kann beispielsweise zwischen 1 und 10 mm betragen und wird im Regelfall bei etwa 2 3 mm liegen.The upper cover layer 4 serves to insulate the conductive layer 2 from any underlying conductive layer of the circuit board(s) to be drilled, the lower cover layer 6 serves to insulate the conductive layer 2 from a metal drilling table. The cover layers 4 and 6, but especially the upper one, expediently have a thickness of between 30 and 150 μm, preferably between 50 and 100 μm and most preferably of about 70 μm. This thickness is intended to ensure that the tip of the drill has just completely penetrated the lowest of the circuit boards to be drilled before it hits the conductive layer 2. The thickness of the conductive layer 2 is not critical. The total thickness of the drilling base can, for example, be between 1 and 10 mm and will normally be about 2-3 mm.
Sofern ein elektrisch isolierender Bohrtisch, etwa aus Kunststoffmaterial, Verwendung findet, kann die untere Deckschicht 6 entfallen. Andererseits kann bei fehlender unterer Deckschicht &bgr; die leitende Schicht 2 über den Bohrtisch kontaktiert werden, was dann freilich einen gegenüber dem Bohrtisch elektrisch isolierten Bohrkopf voraussetzt.If an electrically insulating drilling table, for example made of plastic material, is used, the lower cover layer 6 can be omitted. On the other hand, if there is no lower cover layer β, the conductive layer 2 can be contacted via the drilling table, which of course then requires a drill head that is electrically insulated from the drilling table.
Fig. 3 zeigt eine andersartige Bohrunterlage nach der Erfindung. Hier treten an die Stelle einer einzigen elektrisch leitenden Schicht nach Fig. 1 zwei elektrisch leitende Schichten 2 aus Metall, etwa Metallfolie oder aufgedampftem Metall, die auf eine dazwischenliegende Trägerschicht 10 aus Fasermaterial, wie z.B. mitteldichtem oder hartem Holzfasermaterial, aus Phenolharzpapier, Kunststoff oder dergl., aufgebracht sind. Die Deckschichten 4 und 6 können gleichartig sein wie die vorausgehend in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen. Die symmetrische Ausführung ermöglicht es, die betreffende Bohrunterlage zweiseitig oder aber ohne Rücksicht darauf zu gebrauchen, welche Seite oben zu liegen kommt.Fig. 3 shows a different type of drilling base according to the invention. Here, instead of a single electrically conductive layer according to Fig. 1, there are two electrically conductive layers 2 made of metal, such as metal foil or vapor-deposited metal, which are applied to an intermediate carrier layer 10 made of fiber material, such as medium-density or hard wood fiber material, phenolic resin paper, plastic or the like. The cover layers 4 and 6 can be of the same type as those previously described in connection with Fig. 1. The symmetrical design makes it possible to use the drilling base in question on both sides or regardless of which side is on top.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform ähnlich derjenigen nach Fig. 3/ bei der jedoch die untere leitende Schicht 2 mitsamt ihrer Deckschicht 6 weggelassen ist, nachdem ja die Trägerschicht 10 im Regelfall nichtleitend sein wird. Diese - entsprechend billigere - Ausführung ist freilich nur einseitig zu gebrauchen, es sei denn, daß für entsprechend bemessene Bohrer die Schicht 10, dann obenliegend, als die isolierende Deckschicht Verwendung finden kann, nach deren Durchbohrung der Bohrer mit der leitenden Schicht 2 Kontakt erhält, während die Schicht 4 nach unten hin isoliert.Fig. 4 shows an embodiment similar to that of Fig. 3/, but in which the lower conductive layer 2 together with its cover layer 6 is omitted, since the carrier layer 10 will normally be non-conductive. This - correspondingly cheaper - embodiment can of course only be used on one side, unless, for appropriately dimensioned drills, the layer 10, then on top, can be used as the insulating cover layer, after which the drill makes contact with the conductive layer 2, while the layer 4 insulates towards the bottom.
Beide zuletzt, in Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4 beschriebenen Ausführungen sind vor allem dann von Vorteil, wenn es erwünscht ist, eine verhältnismäßig dicke und ggf. elastische Bohrunterlage zu haben.Both of the last embodiments described in connection with Figures 3 and 4 are particularly advantageous when it is desired to have a relatively thick and possibly elastic drilling base.
Eine Bohrunterlage zum Bohren elektrischer Leiterplatten oder Leiterplattenpakete kennzeichnet sich dadurch, daß sie mindestens eine zumindest einseitig von einer elektrisch isolierenden Deckschicht (4, 6) abgedeckte elektrisch leitende Schicht (2) aufweist. Damit ist beim Auftreffen des Bohrers auf die elektrisch leitende Schicht (2) ein elektrisches Signal gewinnbar, mit dem der Bohrvorschub von mancherlei Toleranzen unabhängig zu beenden ist.A drilling base for drilling electrical circuit boards or circuit board packages is characterized in that it has at least one electrically conductive layer (2) covered on at least one side by an electrically insulating cover layer (4, 6). When the drill hits the electrically conductive layer (2), an electrical signal can be obtained with which the drilling feed can be terminated regardless of various tolerances.
(Fig. 1)(Fig. 1)
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