电路板超短槽孔加工方法及加工设备与流程 专利技术说明

电子电路装置的制造及其应用技术1.本发明涉及电路板加工的技术领域，尤其涉及一种电路板超短槽加工方法及加工设备。背景技术：2.随着5g时代的到来和快速发展，电路板正朝着小型化、高集成化、高性能化的趋势发展，也对电路板钻孔的孔径大小和品质要求也越来越严格，特别是对于短槽孔的制作，而超短槽孔又是短槽中的一大难点。其中，超短槽孔是指槽孔长度l小于槽孔宽度d*1.5倍的短槽孔。其中电路板上的超短槽孔的槽孔宽度d一般为0.6mm-2.0mm。3.机械钻孔加工短槽孔的原理是使用孔与孔相交衔接，从而得到一个完整的槽孔。所以在加工短槽孔过程中，当一端被钻完后，另一端继续下钻就会有一部分面积属于钻“空”的状态，由于这一部分属于钻“空”状态，是没有受力点的，由于没有受力点，在切削阻力的作用下，钻针在钻孔过程中就会向“空”的部分偏移，从而导致加工出来的超短槽孔出现平直度变差、变形、长度偏差较大等问题。技术实现要素：4.有鉴于此，本发明提供了一种电路板超短槽孔加工方法及加工设备，用于改善现有加工方法得到的超短槽孔平直度变差、变形、长度偏差较大等问题。5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案一为：6.一种电路板超短槽孔加工方法，所述加工方法包括以下步骤：7.在电路板上确定超短槽孔的加工区域，所述加工区域具有两个半径相同的半圆弧段；8.确定过两个所述半圆弧段圆心的中心线；9.将所述加工区域分隔成第一区域和第二区域，所述第一区域由其中一个所述半圆弧段补全形成的圆构成，所述第二区域为所述加工区域除去所述第一区域以外的区域；10.在所述第一区域内开设若干第一孔；11.在所述加工区域内开设第二孔，所述第二孔与所述第二区域的所述半圆弧段相切，所述第二孔的圆心位于所述中心线上，所述第二孔与所述第一区域相交；12.在开设出所述第一孔和所述第二孔后，钻通所述第一区域；13.在钻通所述第一区域后，钻通所述第二区域以形成所述超短槽孔。14.在所述电路板超短槽孔加工方法的一些实施例中，所述在所述第一区域内开设若干第一孔，包括：15.获取钻针的旋转方向；16.以所述中心线为分隔线，将所述第一区域分隔成第三区域和第四区域；17.根据所述钻针的旋转方向，钻出若干所述第一孔，若干所述第一孔在所述第一区域内形成空域；18.所述钻针的旋转方向为所述第三区域转向所述第四区域的方向时，所述空域占据所述第四区域的面积大于其占据所述第三区域的面积；19.所述钻针的旋转方向为所述第四区域转向所述第三区域的方向时，所述空域占据所述第三区域的面积大于其占据所述第四区域的面积。20.在所述电路板超短槽孔加工方法的一些实施例中，所述第一孔为多个时，相邻两个所述第一孔之间的圆边距为0-20um。21.在所述电路板超短槽孔加工方法的一些实施例中，多个所述第一孔中的一个所述第一孔的圆心位于所述中心线，该圆心位于所述中心线上的所述第一孔与形成所述第一区域的所述半圆弧段之间的间距大小为0-20um。22.在所述电路板超短槽孔加工方法的一些实施例中，所述第二孔的半径与所述半圆弧段的半径之间的差值为0-0.2mm。23.在所述电路板超短槽孔加工方法的一些实施例中，所述第一孔的直径大小计算公式为：24.d1＝l-d2-a-b；25.其中，d1为所述第一孔的直径大小，l为所述超短槽孔的长度大小，d2为所述第二孔的直径大小，a的取值范围为0-20um，b的取值范围为60um-100um。26.在所述电路板超短槽孔加工方法的一些实施例中，所述钻通所述第一区域，包括：27.将多个所述电路板依次叠放，各个所述电路板之间以所述第一孔和所述第二孔为基准对齐；28.沿多个所述电路板的厚度方向钻通所述第一区域。29.在所述电路板超短槽孔加工方法的一些实施例中，所述钻通所述第二区域以形成所述超短槽孔，包括：30.将多个所述电路板依次叠放，各个所述电路板之间以所述加工区域1内被钻通的区域为基准对齐；31.沿多个所述电路板的厚度方向钻通所述第二区域。32.在所述电路板超短槽孔加工方法的一些实施例中，钻通所述第一区域所用钻针的半径大小与所述半圆弧段的半径大小相同。33.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案二为：34.一种加工设备，用于实现上面实施例中所述的电路板超短槽孔加工方法。35.实施本发明实施例，将至少具有如下有益效果：36.上述电路板超短槽孔加工方法，其具有改善超短槽孔平直度差、变形、长度偏差较大的技术效果，具体而言，本发明的加工方法对加工区域内进行了分隔，分隔成了第一区域和第二区域，并且在加工区域内开设了第一孔和第二孔，其中第一孔能够起到在钻通第一区域过程中降低切削阻力的效果，而第二孔的设置位置和大小，在钻通第一区域后，第二区域留下的废料是上下两侧相对且中部是空的，如此设置下，在钻通第二区域的过程中，能够避免和减少钻“空”，从而避免发生偏移，改善了现有加工方法得到的超短槽孔平直度变差、变形、长度偏差较大等问题。37.上述用于实现上述电路超短槽孔加工方法的加工设备，与对应的电路超短槽孔加工方法实施例属于同一构思，从而与对应的电路超短槽孔加工方法具有相同的技术效果，在此不再赘述。附图说明38.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。39.图1为一个实施例中电路板超短槽孔加工方法的流程图；40.图2为一个实施例中超短槽孔形成的结构变化示意图；41.图3为钻除第一区域时的受力分析图；42.图4为现有超短槽孔形成时的结构变化示意图。43.其中：1、加工区域；11、第一区域；111、第三区域；112、第四区域；12、第二区域；2、第一孔；3、第二孔。具体实施方式44.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以通过许多其他不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。45.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。46.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。47.参照图4所示，图4所示为现有超短槽孔的加工方式，在加工过程中，先贴合超短槽孔加工区域一端的半圆弧段钻通出一个圆孔，此时剩下了月牙形状的废料，而后再贴合另一端的半圆弧段钻通月牙形废料的部分废料，最后再钻除中部剩余的废料形成超短槽孔。在钻除月牙形废料时，由于月牙形废料与钻针圆形形状不匹配，且月牙形废料的面积小于钻针的截面积，导致钻针会覆盖在右侧钻通的圆孔上，即右侧有部分是“空”的，此即为钻“空”，而钻“空”说明钻针的部分是没有受力点的，由于没有受力点，在切削阻力的作用下，钻针在钻孔过程中就会向“空”的部分偏移，导致加工出来的超短槽孔出现平直度变差、变形、长度偏差较大等问题。48.为了改善上面现有加工方法得到的超短槽孔平直度变差、变形、长度偏差较大等问题，本发明提供了一种电路板超短槽孔加工方法及加工设备，包括以下实施例：49.如图1-3所示，在一种电路板超短槽加工方法实施例中，加工方法包括以下步骤：50.s100、在电路板上确定出超短槽孔的加工区域1，加工区域1具有两个半径相同的半圆弧段。51.s200、确定过两个半圆弧段圆心的中心线。52.s300、将加工区域1内分隔成第一区域11和第二区域12，第一区域11由其中一个半圆弧段补全形成的圆构成，第二区域12为加工区域1内除去第一区域11以外的区域。53.s400、在第一区域11内开设若干第一孔2。54.s500、在加工区域1内开设第二孔3，第二孔3与第二区域12的半圆弧段相切，第二孔3的圆心位于中心线上，第二孔3与第一区域11相交。55.s600、在开设出第一孔2和第二孔3后，钻通第一区域11的废料。56.s700、在钻通第一区域11后，钻通第二区域12的废料以形成超短槽孔。57.在本实施例中，本实施例的加工方法对加工区域1内进行了分隔，分隔成了第一区域11和第二区域12，并且在加工区域1内开设了第一孔2和第二孔3，其中第一孔2能够起到在钻通第一区域11过程中降低切削阻力的效果，而第二孔3的设置位置和大小，在钻通第一区域11后，第二区域12留下的废料是上下两侧相对且中部是空的，如此设置下，在钻通第二区域12的过程中，能够避免和减少钻“空”，从而避免发生偏移，改善了现有加工方法得到的超短槽孔平直度变差、变形、长度偏差较大等问题。58.可以理解的是，第二孔3的圆心与第一区域11的圆心均在中心线上，因此为了使第二孔3的外缘能够伸入到第一区域11内，只需要第二孔3的直径大小与第一区域11的直径大小之和大于超短槽孔的长度大小即可，结合超短槽孔的定义即槽长小于1.5倍槽孔宽度，而槽孔宽度即为第一区域11的直径大小，因此第二孔3的直径大小大于半圆弧段的半径大小即可。59.需要说明的是，第一孔2和第二孔3都属于预开孔，第一孔2和第二孔3的开孔方式不作限定，可以通过任何形式如冲、钻等得到。60.在一种电路板超短槽加工方法实施例中，在第一区域11内开设若干第一孔2步骤中，具体包括：61.s401、获取钻针的旋转方向。62.s402、以中心线为分割线，将第一区域11分隔成第三区域111和第四区域112。63.s403、根据钻针的旋转方向，钻出若干第一孔2，若干第一孔2在第一区域11内形成空域。64.钻针的旋转方向为第三区域111转向第四区域112的方向时，空域占据第四区域112的面积大于其占据第三区域111的面积。65.钻针的旋转方向为第四区域112转向第三区域111的方向时，空域占据第三区域111的面积大于其占据第四区域112的面积。66.可以理解的是，在通过钻针来钻孔时，受到切削阻力的作用会产生偏移，由此产生变形和长度偏差。为此本实施例将第一孔2的布置范围与钻通第一区域11时钻针的旋转方向进行关联，钻针的旋转方向不同，受到第一区域11废料给的切削阻力的方向也是不同的，钻针的旋转方向为第三区域111和第四区域112中的一者转向另一者的方向，分别对应钻针的顺时针和逆时针两种转动，以钻针顺时针转动为例对应由第三区域111转向第四区域112的方向，受力分析如图3所示，此时第一区域11内的废料给钻针的阻力可分解为f1和f2，由此会使得钻针向左上方偏移，本实施例通过设置若干第一孔2形成空域，在钻针顺时针转动时，第一区域11内下方第四区域112的空域面积大，即第四区域112内的废料少，可以减小切削组件，而第三区域111内的废料多，可以抵抗钻针切削时的向心力，以此降低钻针所受到的切削阻力的影响，从而能够避免在钻通第一区域11内废料时发生偏移，提高超短槽孔的加工精度。67.需要说明的是，在本实施例中，若干第一孔2的主要目的在于形成空域，空域即是指开设第一孔2去除掉第一区域11内部分废料形成的空孔，并且比较的也是空域在第三区域111和第四区域112的面积大小，因此各个第一孔2的大小和形状均可以不作任何限定。另外，空域占据第三区域111或第四区域112内的面积还可以为零，比如在钻针顺时针转动，空域只占据第四区域112。68.优选地，为了便于第一孔2的加工，第一孔2的形状可为圆孔，下面未做特殊说明均以第一孔2为圆孔作叙述。69.具体地，第一孔2的数量为一个时，第一孔2可压在中心线上开设，并且中心线过第一孔2的部分构成为第一孔2上非直径的弦，从而使得第一孔2占据第三区域111和占据第四区域112内的面积是不等的，以此可以比较第一孔2占据第三区域111和第一孔2占据第四区域112中哪一个区域内的面积更大一些。70.在一些实施例中，第一孔2的数量还可为多个。第一孔2为多个时，相邻两个第一孔2之间的圆边距为0-20um。通过限制相邻两个第一孔2之间的圆边距能够方便布置两个第一孔2，两个第一孔2的圆边距大小具体可为0um、1um、2um……20um，其中圆边距越小所需的加工精度越高，受限于设备本身的加工精度，但在钻通第一区域11时的效果越好，越能够减小偏移，具体设计可依据不同设备的加工精度以及成本等方面来设计具体的圆边距大小。71.需要说明的是，圆边距非圆心距，具体的数值大小与两个第一孔2的圆心距减去两个第一孔2的半径大小后的数值相等。72.在一种电路板超短槽加工方法实施例中，多个第一孔2中的一个第一孔2的圆心位于中心线，该圆心位于中心线上的第一孔2与形成第一区域11的半圆弧段之间的间距大小为0-20um。73.可以理解的是，本实施例确定一个第一孔2与临近半圆弧段的距离和位置关系，如此设置下，在设定完第一孔2的大小参数后即可确定第一孔2的位置，并且不论多大的第一孔2都设定成了与圆弧段之间的间距，从而避免第一孔2与半圆弧段相切而导致出现钻“空”现象。另外通过将一个第一孔2的圆心设置在中心线上，结合前面实施例中第二孔3的圆心也位于中心线上，并且两者的位置确定，如此设置下，第一孔2和第二孔3还能够形成定位孔，能够便于多层电路板的叠设。74.优选地，各个第一孔2的直径大小相同，且第一孔2的数量为两个。如此设置下，结合前面实施例中对相邻两个第一孔2之间的圆边距进行的限制，结合相邻两个第一孔2的圆心距，从而能够便于直接确定与相邻中心线上的第一孔2相邻的第一孔2的位置，其圆心是在以中心线上第一孔2圆心为圆心的圆弧上，进一步结合钻通第一区域11时采用钻针的旋转方向，从而确定另一个第一孔2的布置范围，结合图2所示。75.需要强调的是，设置两个第一孔2时，除了圆心位于中心线上的第一孔2外，另一个第一孔2只能够设置在布置范围内。76.另外，部分超短槽孔如槽延伸长度为半圆弧段直径的1.3倍，其加工区域1内范围有限，不便于布置多个第一孔2，布置两个第一孔2后在布置范围内就没有多余的空间布置第三个第一孔2了，而当部分超短槽孔容许设置的话，也可根据实际钻针的偏移情况增设第三个第一孔2。77.在一种实施例中，第二孔3的半径与半圆弧段的半径之间的差值为0-0.2mm。通过将第二孔3的直径大小与半圆弧段的两个半径大小设置的变化幅度小，能够确保第二孔3伸入到第一区域11内，同时两者差值小则能够更多的去除第二区域12内的废料，从而确保在钻通第一区域11后能够与剩余的部分第二孔3连通，进而能够避免和减少在钻通第二区域12时发生钻“空”，避免发生偏移，改善了现有加工方法得到的超短槽孔平直度变差、变形、长度偏差较大等问题。78.具体地，第二孔3的半径与半圆弧段的半径之间的差值可为0、0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm中的任意值。其中优选地，第二孔3的半径与半圆弧段的半径之间的差值为0.05mm-0.15mm。79.在一种实施例中，第一孔2的直径大小计算公式为：80.d1＝l-d2-a-b；81.其中，d1为第一孔2的直径大小，l为超短槽孔的长度大小，d2为第二孔3的直径大小，a的取值范围为0-20um，b的取值范围为60um-100um。82.a的取值代表的是中心线上第一孔2与临近的半圆弧段之间的间距大小，b的取值代表的是中心线上的第一孔2和第二孔3两者圆边距的大小，a和b两个为常数，具体的取值可根据实际不同超短槽孔的长度大小即l进行设计，只要能够满足第二孔3伸入到第一区域11内，同时保证第一孔2为两个且尽可能使得第一孔2的直径大即可。另外，而由于第一孔2为小孔，常数a越接近零值第一孔2的直径越大，但a的取值受限于精度大小，当精度不能够满足要求时，通过预留一定的余量即a的取值非零值，能够避免小钻针出现偏差，进而避免第一孔2钻出轮廓而出现尖角。而为使第二区域12便于钻通提升超短槽孔的品质，d2的取值即第二孔3的直径大小与两倍半圆弧段的半径大小之间的差值越小越好。基于此，参照上面公式，b的取值则越小则第一孔2的直径越大，从而在形成空域后能够使得第一区域11内的废料越少，但b的取值不能过小，过小会导致第一孔2和第二孔3靠的太近而使得在钻通第一区域11时钻针没有受力点出现钻“空”。83.具体地，定义半圆弧段半径的两倍即超短槽孔的宽度为d。84.以极限0.6mm*0.78mm，l：d为1.3的超短槽孔举例；85.当超短槽孔的槽长l为0.78mm，半圆弧段的半径为0.30mm时：86.实施例一：第二孔3的直径大小为0.50mm，a的取值为0，b的取值为60um，此时第一孔2的直径大小为0.22mm。87.实施例二：第二孔3的直径大小为0.50mm，a的取值为20um，b的取值为60um，此时第一孔2的直径大小为0.20mm。第二孔3的直径固定，a值和b值的增加和减小时，第一孔2直径同步变化。88.具体地，以0.6mm*0.90mm，l：d为1.5的超短槽孔举例；89.当超短槽孔的槽长l为0.90mm，半圆弧段的半径为0.30mm时：90.实施例三：第二孔3的直径大小为0.50mm，a的取值为0um，b的取值为60um，此时第一孔2的直径大小为0.34mm。91.实施例四：第二孔3的直径大小为0.50mm，a的取值为20um，b的取值为60um，此时第一孔2的直径大小为0.32mm。超短槽倍率增加至1.5倍，此时短槽直径不变，则第二孔3直径不变；a值和b值保持不变时，第一孔2的直径随短槽倍率长度增加和减少而同步变化。92.还可以是其他的实施例：93.实施例五，以超短槽孔的槽长l为0.90mm、半圆弧段的半径为0.30mm为例，具体地，第二孔3的直径大小为0.60mm，a的取值为10um，b的取值为80um，此时第一孔2的直径大小为0.21mm。94.实施例六，以超短槽孔的槽长l为0.90mm、半圆弧段的半径为0.30mm为例，具体地，第二孔3的直径大小为0.40mm，a的取值为20um，b的取值为100um，此时第一孔2的直径大小为0.38mm。95.优选地，第二孔3的半径与半圆弧段的半径之间的差值为0.1mm，此时能够较好的平衡第二孔3伸入到第一区域11内的面积大小，得到的超短槽孔效果好。96.结合以上实施例，位于中心线上的第一孔2和第二孔3的位置和大小均进行了限制，对应地，在每一个电路板上第一孔2和第二孔3的位置也是确定的，以此可以用来在多个电路板层叠时进行定位。97.在一种电路板超短槽加工方法实施例中，钻通第一区域11步骤，包括：98.s601、将多个电路板依次叠放，各个电路板之间以第一孔2和第二孔3为基准对齐。99.s602、沿多个电路板的厚度方向钻通第一区域11。100.在另一种电路板超短槽加工方法实施例中，钻通第二区域12的废料以形成超短槽孔，包括以下步骤：101.s701、将多个电路板依次叠放，各个电路板之间以加工区域1内被钻通的区域为基准对齐。102.s702、沿多个电路板的厚度方向钻通第二区域12。103.在上面的两个实施例中，均是通过将多个电路板以此叠放的方式，从而能够一次性加工多个电路板，区别在于叠板的步骤设置，一个设置在步骤s600中，一个设置在了步骤s700中，在现有的电路板加工技术中，当总叠板的数量超过两叠时，采用现有的加工方式，就会将偏差一步步累加，而本发明在加工过程中通过设置第一孔2和第二孔3改善了平直度变差、变形、长度偏差较大的问题，并且第一孔2和第二孔3的圆心、大小和位置都是确定的，在叠板时能够起到定位的效果，如此设置下，不论是钻通第一区域11还是钻通第二区域12内的废料均能够改善在叠板钻孔中产生偏差较大的问题，使得在叠板加工下也能够满足要求，并且叠板的方式还能够减少时间成本，提高加工效率。104.需要说明的是，当叠板的步骤设置在s600中时，步骤s700钻通第二区域12时也是叠板状态下进行的。105.在一种电路板超短槽加工方法实施例中，钻孔第一区域11所用钻针的半径大小与半圆弧段的半径大小相同。106.在本实施例中，通过采用与半圆弧段半径大小相同的钻针，钻针的尺寸增大后钻针本身的刚性也会提升，能够起到在切削过程中减少偏移的效果。107.本实施例中采用的钻针的钻速在其主轴允许正常使用的转速范围内均可，具体的转速与钻针的直径关联，直径越大的钻针需要的钻速越低，这是因为在高转速状态下钻针会极速磨损。具体地，钻针的转速可以为10krpm-100krpm。优选地，该钻针的转速为35krpm，属于低速范围，能够降低向心力的影响，以提高钻通第一区域11的精度。而转速进一步降低后，提供给刀具的切削速度就越低，理论上切削速度越低，钻针受到的向心力会减少，但是切削速度不能无限低，因为切削速度越低，钻针切削过程中的轴向力就会增大；轴向力过大会导致钻针切削阻力增加，造成钻针被折断。108.进一步地，钻通第一区域11所用钻针的进刀速度为0.3m/min。另外，钻通第一区域11时所用钻针的半径大小与半圆弧段的半径大小相同，该钻针的转速为35krpm，进刀速度为0.3-0.5m/min。109.本发明还涉及一种加工设备，用于实现上面实施例中的电路板超短槽加工方法。与对应的电路超短槽孔加工方法实施例属于同一构思，从而与对应的电路超短槽孔加工方法具有相同的技术效果，在此不再赘述。110.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。111.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。









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