TWM541179U - 鑽孔系統 - Google Patents

Description

鑽孔系統

本新型創作是有關於一種鑽孔系統。

為將複雜的電路設置於同一塊電路板上，一種多層電路板被開發出來。多層電路板包括交替堆疊的多個介電層以及多個電路層。為使至少兩層電路層彼此電性連接，會先在多層電路板上形成通孔（through hole），然後於通孔內沈積導電物質（例如：銅），即形成導電通孔（conductive via），以電性連接至少兩層電路層。然而，導電通孔具有位於所述至少兩層電路層下方的尾部（stub），尾部不利於電訊號的傳輸。因此，一種背鑽（back drilling）技術被發展出，以鑽除導電通孔的尾部。

在背鑽技術中，為精準去除導電通孔的尾部並保留導電通孔的導電部，鑽頭的下鑽深度的控制極為重要。在習知技術中，鑽孔系統是根據相同的預設下鑽深度下鑽同一批電路板。然而，同一批電路板的厚度多存在變異，若以相同的預設下鑽深度下鑽所有的電路板往往會造成部份電路板的不良。

本新型創作提供一種鑽孔方法及鑽孔系統，能針對每一板件的厚度決定對應的補償下鑽深度，進而提高鑽孔良率。

本新型創作的鑽孔方法包括下列步驟。根據預設下鑽深度K對具有厚度T1的第一板件進行鑽孔程序，以使第一板件具有第一鑽孔。解析具有第一鑽孔的第一板件，以判斷第一鑽孔是否合格。根據補償下鑽深度 對具有厚度T2的第二板件進行鑽孔程序，以使第二板件具有第二鑽孔，其中 。

在本新型創作的一實施例中，上述的鑽孔方法更包括：量測第一板件的厚度T1。量測第一板件的厚度T1的步驟包括：在工作台上依序放置墊板與第一蓋板，並量測墊板與第一蓋板的厚度和h1；以及在工作台上依序放置墊板、第一板件與第一蓋板，並量測墊板、第一板件與第一蓋板的厚度和H1，其中T1=H1-h1。

在本新型創作的一實施例中，上述的墊板與第一蓋板的堆疊結構具有多個待測區，而量測墊板與第一蓋板的厚度和h1的步驟包括：分別量測堆疊結構在多個待測區的多個厚度和，並取多個厚度和的平均值為厚度和h1。

在本新型創作的一實施例中，上述的根據預設下鑽深度K對第一板件進行鑽孔程序的步驟包括：在墊板、第一板件與第一蓋板依序堆疊於工作台的情況下，令鑽頭自第一蓋板的表面向工作台下鑽預設下鑽深度K，以使第一板件具有第一鑽孔。

在本新型創作的一實施例中，上述的鑽孔方法更包括量測第二板件的厚度T2。量測第二板件的厚度T2的步驟包括：在工作台上依序放置墊板、第二板件與第二蓋板，並量測墊板、第二板件與第二蓋板的厚度和H2，其中T2=H2-h1。

在本新型創作的一實施例中，上述的根據補償下鑽深度 對第二板件進行鑽孔程序的步驟包括：在墊板、第二板件與第二蓋板依序堆疊於工作台的情況下，令鑽頭自蓋板的表面向工作台下鑽補償下鑽深度 ，以使第二板件具有第二鑽孔。

在本新型創作的一實施例中，上述的第一板件及第二板件為電路板。

本新型創作的鑽孔系統用以對板件進行鑽孔程序。鑽孔系統包括工作台、鑽頭、與鑽頭連接的驅動單元以及與驅動單元電性連接的控制單元。控制單元令驅動單元驅動鑽頭下鑽一補償下鑽深度 ，以使板件具有一鑽孔， ，T2為板件的厚度，T1為預設板件厚度，而K為預設下鑽深度。

在本新型創作的一實施例中，上述的墊板、板件以及蓋板依序堆疊於工作台上，控制單元的兩端分別與鑽頭及工作台電性連接，控制單元輸入電訊號至鑽頭，鑽頭觸碰蓋板的表面時，鑽頭、蓋板、板件、墊板、工作台以及控制單元形成迴路，而控制單元根據電訊號通過蓋板前與通過工作台後的變化量取得墊板、板件與蓋板的厚度和H2。

在本新型創作的一實施例中，上述的控制單元根據已取得的墊板與蓋板的厚度和h1以及墊板、板件與另一蓋板的厚度和H2計算出板件的厚度T2，其中T2=H2-h1。

在本新型創作的一實施例中，上述的鑽頭在墊板、板件與蓋板依序堆疊於工作台的情況下自蓋板的表面向工作台下鑽補償下鑽深度 ，以使板件具有鑽孔。

在本新型創作的一實施例中，上述的板件為電路板。

基於上述，在本新型創作一實施例的鑽孔方法中，是先對第一板件進行鑽孔程序，待確認具有第一板件的第一鑽孔合格後，根據第一板件的厚度、鑽出合格之第一鑽孔時所設定的預設下鑽深度以及待鑽的第二板件的厚度計算出補償下鑽深度，之後才根據補償下鑽深度對第二板件進行鑽孔程序，以使第二板件具有第二鑽孔。藉此，即便第二板件的厚度有所變異，仍可在第二板件上鑽出合格的第二鑽孔。

本新型創作一實施例的鑽孔系統是根據上述補償下鑽深度對板件進行鑽孔程序，因此，即便板件的厚度有所變異，鑽孔系統仍可鑽出合格的鑽孔。

為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A～圖1E示出本新型創作一實施例的鑽孔系統的工作過程。圖2為本新型創作一實施例的鑽孔方法的流程圖。以下配合圖1A～圖1E及圖2說明本新型創作一實施例的鑽孔方法及鑽孔系統100。

請參照圖1A至圖1E，鑽孔系統100用以對第一板件PCB1及第二板件PCB2進行鑽孔程序。在本實施例中，第一板件PCB1及第二板件PCB2可為印刷電路板（printed circuit board，PCB）。更進一步地說，第一板件PCB1及第二板件PCB2可為多層電路板，而鑽孔系統100可對第一板件PCB1及第二板件PCB2進行背鑽（back drill）程序，但本新型創作不以此為限。

請參照圖1A至圖1E，鑽孔系統100包括工作台110、鑽頭120、與鑽頭120連接的驅動單元130以及與驅動單元130電性連接的控制單元140。工作台110用以承載第一板件PCB1及第二板件PCB2。控制單元140（例如：電腦）控制驅動單元130。驅動單元130驅動鑽頭120。鑽頭120被驅動而下鑽第一板件PCB1及第二板件PCB2。圖3示出本新型創作一實施例的驅動單元。請參照圖3，在本實施例中，驅動單元130包括馬達132、與馬達132連接的螺桿134以及與螺桿134連接的主軸136。鑽頭120安裝於主軸136下方。馬達132能帶動螺桿134及主軸136，以使鑽頭120下鑽第一板件PCB1及第二板件PCB2。

請參照圖1A～圖1C，首先，控制單元140根據使用者輸入至控制單元140的預設下鑽深度K控制驅動單元130，以使鑽頭120對具有厚度T1的第一板件PCB1進行鑽孔程序，進而使第一板件PCB1具有第一鑽孔C1。請參照圖1A及圖1B，在本實施例中，可先量測第一板件PCB1的厚度T1（即進行圖2的步驟S112及步驟S114）。請參照圖1C，接著，再對第一板件PCB1進行鑽孔程序（即進行圖2的步驟S116）。

請參照圖1A及圖2，詳言之，可先在工作台110上依序放置墊板10與第一蓋板11，並量測墊板10與第一蓋板11的厚度和h1（即進行步驟S112）。第一蓋板11為導電板，例如：鋁板。墊板10及第一蓋板11依序堆疊於工作台110上。控制單元140的兩端分別與鑽頭120及工作台110電性連接。控制單元140輸入電訊號E至鑽頭120，鑽頭120觸碰第一蓋板11的表面11a時，鑽頭120、第一蓋板11、墊板10、工作台110及控制單元140形成迴路，而控制單元140能根據電訊號E通過第一蓋板11前與通過工作台110後的變化量取得墊板10與第一蓋板11的厚度和h1。舉例而言，控制單元140可根據所述變化量計算出第一蓋板11與工作台110之間的電容值，然後，利用內建的查找表（look up table）找出與所述電容值對應的厚度值（即厚度和h1）。

圖4為圖1A之墊板10及第一蓋板11的堆疊結構的示意圖。請參照圖1A及圖4，墊板10及第一蓋板11的堆疊結構具有多個待測區R1。在本實施例中，可利用上段所述的方法，令鑽頭120分別觸碰墊板10及第一蓋板11的堆疊結構的多個待測區R1，以分別量測墊板10及第一蓋板11的堆疊結構在多個待測區R1的多個厚度和。控制單元140令所述多個厚度和的平均值為墊板10與第一蓋板11的厚度和h1。簡言之，墊板10與第一蓋板11的厚度和h1可為多點量測的平均值。在本實施例中，待測區R1例如為400平方釐米（mm ²）的正方形區域，但本新型創作不限於此，待測區R1的形狀及大小均可視實際的需求而定。

請參照圖1B及圖2，接著，可進行步驟S114：在工作台110上依序放置墊板10、第一板件PCB1及第一蓋板11，並量測墊板10、第一板件PCB1與第一蓋板11的厚度和H1。類似地，控制單元140輸入電訊號E至鑽頭120，鑽頭120觸碰第一蓋板11的表面11a時，鑽頭120、第一蓋板11、第一板件PCB1、墊板10、工作台110及控制單元140形成迴路，而控制單元140能根據電訊號E通過第一蓋板11前與通過工作台110後的變化量取得墊板10、第一板件PCB1與第一蓋板11的厚度和H1。舉例而言，控制單元140可根據所述變化量計算出第一蓋板11與工作台110之間的電容值，然後，利用內建的查找表（look up table）找出與所述電容值對應的厚度值（即厚度和H1）。控制單元140分別取得厚度和h1與厚度和H1後，將厚度和H1減去厚度和h1便能獲得第一板件PCB1的厚度T1。意即，T1=H1-h1。需說明的是，上述量測厚度T1的方法是用以舉例說明本新型創作而非用以限制本新型創作，在其他實施例中，也可用其他適當方法量測厚度T1，例如：利用光學尺（optical ruler）量測厚度T1。

請參照圖1C及圖2，接著，可進行步驟S116：在墊板10、第一板件PCB1與第一蓋板11依序堆疊於工作台110的情況下，控制單元140令驅動單元130驅動鑽頭120，以使鑽頭120自第一蓋板11的表面11a向工作台110下鑽預設下鑽深度K，進而使第一板件PCB1具有第一鑽孔C1。接著，取出第一板件PCB1，並解析具有第一鑽孔C1的第一板件PCB1（即進行步驟S120）。然後，進行步驟S130：判斷第一鑽孔C1的是否合格。舉例而言，可沿著第一鑽孔C1剖開的第一板件PCB1，並觀察第一板件PCB1在第一鑽孔C1處的剖面。根據觀察所述剖面的結果，可判斷第一鑽孔C1是否合格。若判斷第一鑽孔C1合格，則將上述的預設下鑽深度K以及上述的第一板件PCB1的厚度T1輸入至控制單元140（例如：電腦），以利鑽孔系統100根據下式（1）： ，對第二板件PCB2進行具有厚度補償功能的鑽孔程序（即進行步驟S144及步驟S146）。上述第一板件PCB1的厚度T1即是對第二板件PCB2進行後續鑽孔程序所需的預設板件厚度。

另一方面，若判斷第一鑽孔C1不合格，則使用者需重新輸入另一預設下鑽深度K至控制單元140，並重複進行步驟S116、步驟S120及步驟S130，直到於步驟S130判斷第一鑽孔C1合格後，方可進行後續的步驟S142、步驟S144及步驟S146。

請參照圖1D～圖1E，判斷第一鑽孔C1合格後，根據補償下鑽深度 對具有厚度T2的第二板件PCB2進行鑽孔程序，以使第二板件PCB2具有第二鑽孔C2，其中 。請參照圖1D及圖1E，在本實施例中，可先取得第二板件PCB2的厚度T2（即進行圖2的步驟S142與步驟S144）。請參照圖1E，接著，再對第二板件PCB2進行具有厚度補償功能的鑽孔程序（即進行圖2的步驟S146）。

請參照圖1D及圖2，詳言之，可進行步驟S144：在工作台110上依序放置墊板10、第二板件PCB2及第二蓋板12，並量測墊板10、第二板件PCB2與第二蓋板12的厚度和H2。類似地，控制單元140輸入電訊號E至鑽頭120，鑽頭120觸碰第二蓋板12的表面12a時，鑽頭120、第二蓋板12、第二板件PCB2、墊板10、工作台110及控制單元140形成迴路，而控制單元140能根據電訊號E通過第二蓋板12前與通過工作台110後的變化量取得墊板10、第二板件PCB2與第二蓋板12的厚度和H2。舉例而言，控制單元140可根據所述變化量計算出第二蓋板12與工作台110之間的電容值，然後，利用內建的查找表（look up table）找出與所述電容值對應的厚度值（即厚度和H2）。控制單元140取得厚度和H2後，將厚度和H2減去厚度和h1便能獲得第二板件PCB2的厚度T2，其中假設墊板10與第二蓋板12的厚度和等於墊板10與第一蓋板11的厚度和h1。意即，T2=H2-h1。需說明的是，上述量測厚度T2的方法是用以舉例說明本新型創作而非用以限制本新型創作，在其他實施例中，也可用其他適當方法量測厚度T2，例如：利用光學尺量測厚度T2。

請參照圖1E及圖2，接著，可進行步驟S146：在墊板10、第二板件PCB2與第二蓋板12依序堆疊於工作台110的情況下，控制單元140令驅動單元130驅動鑽頭120，以使鑽頭120自第二蓋板12的表面12a向工作台110下鑽補償下鑽深度 ，進而使第二板件PCB2具有第二鑽孔C2。特別是， 。

綜上所述，在本新型創作一實施例的鑽孔方法中，是先對第一板件進行鑽孔程序，待確認第一板件的第一鑽孔合格後，根據第一板件的厚度、鑽出合格之第一鑽孔時所設定的預設下鑽深度以及待鑽的第二板件的厚度計算出補償下鑽深度，之後才根據補償下鑽深度對第二板件進行鑽孔程序，以使第二板件具有第二鑽孔。藉此，即便第二板件的厚度有所變異，仍可在第二板件上鑽出合格的第二鑽孔。

本新型創作一實施例的鑽孔系統是根據上述補償下鑽深度對板件進行鑽孔程序，因此，即便板件的厚度有所變異，鑽孔系統仍可鑽出合格的鑽孔。

雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧墊板
11‧‧‧第一蓋板
11a、12a‧‧‧表面
12‧‧‧第二蓋板
100‧‧‧鑽孔系統
110‧‧‧工作台
120‧‧‧鑽頭
130‧‧‧驅動單元
132‧‧‧馬達
134‧‧‧螺桿
136‧‧‧主軸
140‧‧‧控制單元
C1‧‧‧第一鑽孔
C2‧‧‧第二鑽孔
E‧‧‧電訊號
h1、H1、H2‧‧‧厚度和
K‧‧‧預設下鑽深度
‧‧‧補償下鑽深度
PCB1‧‧‧第一板件
PCB2‧‧‧第二板件
R1、R2‧‧‧待測區
S112、S114、S116、S120、S130、S144、S146‧‧‧步驟
T1、T2‧‧‧厚度

圖1A～圖1E示出本新型創作一實施例的鑽孔系統的工作過程。 圖2為本新型創作一實施例的鑽孔方法的流程圖。 圖3示出本新型創作一實施例的驅動單元。 圖4為圖1A之墊板及第一蓋板的堆疊結構的示意圖。

10‧‧‧墊板

12‧‧‧第二蓋板

12a‧‧‧表面

100‧‧‧鑽孔系統

110‧‧‧工作台

120‧‧‧鑽頭

130‧‧‧驅動單元

C2‧‧‧第二鑽孔

E‧‧‧電訊號

H2‧‧‧厚度和

K'‧‧‧補償下鑽深度

PCB2‧‧‧第二板件

T2‧‧‧厚度

Claims (5)

1. 一種鑽孔系統，用以對一板件進行一鑽孔程序，該鑽孔系統包括： 一工作台； 一鑽頭； 一驅動單元，與該鑽頭連接；以及 一控制單元，與該驅動單元電性連接，其中該控制單元令該驅動單元驅動該鑽頭下鑽一補償下鑽深度 ，以使該板件具有一鑽孔， ，T2為該板件的厚度，T1為一預設板件厚度，而K為一預設下鑽深度。
2. 如申請專利範圍第1項所述的鑽孔系統，其中一墊板、該板件以及一蓋板依序堆疊於該工作台上，該控制單元的兩端分別與該鑽頭及該工作台電性連接，該控制單元輸入一電訊號至該鑽頭，該鑽頭觸碰該蓋板的表面時，該鑽頭、該蓋板、該板件、該墊板、該工作台以及該控制單元形成一迴路，而該控制單元根據該電訊號通過該蓋板前與通過該工作台後的變化量取得該墊板、該板件與該蓋板的厚度和H2。
3. 如申請專利範圍第2項所述的鑽孔系統，其中該控制單元根據已取得的該墊板與一蓋板的厚度和h1以及該墊板、該板件與該蓋板的厚度和H2計算出該板件的厚度T2，其中T2=H2-h1。
4. 如申請專利範圍第2項所述的鑽孔系統，其中該鑽頭在該墊板、該板件與該蓋板依序堆疊於該工作台的情況下自該蓋板的表面向該工作台下鑽該補償下鑽深度 ，以使該板件具有該鑽孔。
5. 如申請專利範圍第1項所述的鑽孔系統，其中該板件為電路板。