一种背钻钻深监测方法及系统、存储介质与流程

本发明涉及pcb(printedcircuitboard，印制线路板)技术领域，尤其涉及一种背钻钻深监测方法及系统、存储介质。

背景技术：

背钻作为一种提高信号传输速度及质量的工艺，在pcb设计中被广泛应用。随着5g时代的到来，高科技高附加值的5g产品需求急剧增加，背钻工艺的pcb板需求也大幅提升。背钻机台在加工过程中，可能会因为连轴器损坏、蘑菇头异常等设备问题导致背钻钻深异常，目前最有效的背钻深度监控方式是通过破坏性的切片观察方式和电测流程对背钻孔进行开短路测试，此方式存在以下风险或问题：

1)破坏性的切片观察方式会造成板子报废，生产成本增加，而且效率低下，只能用做抽样监控，存在钻深漏出风险。

2)背钻流程到电测流程的生产周期通常较长，背钻深度的监控也相应的存在严重的滞后性，通常是生产板均背钻生产完了，才在电测流程监测到钻深异常，存在大批量钻深报废的风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种背钻钻深监测方法及系统、存储介质，克服现有切片检测方式存在的成本高、效率低、漏检风险大以及滞后性严重的缺陷。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种背钻钻深监测方法，包括步骤：

在背钻加工过程中，记录每个孔的生产数据；所述生产数据包括：钻孔时间、孔序、x轴坐标、y轴坐标、z值、理论钻深量、轴号和/或报警信息，所述z值为当前孔的加工过程中钻刀尖接触到铝片瞬间钻机主轴高度值；

对连续加工的多个孔的生产数据进行数据分析，将其中z值产生突变的生产数据认定为可疑孔数据。

可选的，所述背钻钻深监测方法还包括：针对全部所述可疑孔数据，按照预设逻辑剔除其中的非异常数据，得到钻深异常孔数据。

可选的，所述对孔序连续的多个孔的生产数据进行数据分析，将其中z值产生突变的生产数据认定为可疑孔数据，包括：

判断当前孔的z值是否比其相邻两孔的z值同时大，且差值zdifference满足条件：最大背钻留铜余量＜zdifference＜pcb最大板厚波动值；同时，判断当前孔的z值是否与相邻两孔x/y坐标轴差距小于20mm；若是，则将当前孔的生产数据筛选为第一可疑孔数据；和/或，

判断当前孔的z值减上一孔的z值是否≥pcb最大板厚波动值且≤设备加工背钻的最大板厚能力值，若是，则将当前孔的生产数据筛选为第二可疑孔数据。

可选的，所述按照预设逻辑剔除其中的非异常数据的步骤中，

针对所述第一可疑孔数据，按照以下逻辑中的至少一项进行剔除处理：剔除可疑孔数据中的字唛孔数据；剔除自身或相邻上下孔有对应轴号机台报警的可疑孔数据；剔除可疑孔数据中的一钻孔数据；剔除自身与上孔或下孔的z值及钻深量之和的差小于0.05mm的可疑孔数据；剔除自身的z值与其上下相邻的三个孔中任意一孔的z值偏差范围≤预设小范围内板厚波动最大值的可疑孔数据；剔除自身的z值比其上下相邻的三个孔中任意一孔的z值小的可疑孔数据；剔除自身相邻的上下三个孔的z值极差≥预设小范围内板厚波动极差的可疑孔数据；

针对所述第二可疑孔数据，按照以下逻辑中的至少一项进行剔除处理：剔除可疑孔数据中的字唛孔数据；剔除自身或相邻上下孔有对应轴号机台报警的可疑孔数据；剔除可疑孔数据中的一钻孔数据；剔除自身与上孔或下孔的z值及钻深量之和的差小于0.05mm的可疑孔数据。

可选的，所述对连续加工的多个孔的生产数据进行数据分析的步骤中，所述多个孔的孔序为n-3至n+3，所述n为大于3的整数。

一种背钻钻深监测系统，包括：数据记录单元、数据存储单元以及数据分析单元；

所述数据记录单元，在背钻加工过程中，记录每个孔的生产数据；所述生产数据包括：钻孔时间、孔序、x轴坐标、y轴坐标、z值、理论钻深量、轴号和/或报警信息，所述z值为当前孔的加工过程中钻刀尖接触到铝片瞬间钻机主轴高度值；

所述数据存储单元，用于存储所述生产数据；

所述数据分析单元，用于获得连续加工的多个孔的生产数据进行数据分析，将其中z值产生突变的生产数据认定为可疑孔数据。

可选的，数据分析单元，还用于针对全部所述可疑孔数据，按照预设逻辑剔除其中的非异常数据，得到钻深异常孔数据。

可选的，所述数据分析单元，在判定所述可疑孔数据时，具体用于：

判断当前孔的z值是否比其相邻两孔的z值同时大，且差值zdifference满足条件：最大背钻留铜余量＜zdifference＜pcb最大板厚波动值；同时，判断当前孔的z值是否与相邻两孔x/y坐标轴差距小于20mm；若是，则将当前孔的生产数据筛选为第一可疑孔数据；

判断当前孔的z值减上一孔的z值是否≥pcb最大板厚波动值且≤设备加工背钻的最大板厚能力值，若是，则将当前孔的生产数据筛选为第二可疑孔数据。

可选的，所述数据分析单元，在按照预设逻辑剔除其中的非异常数据时，具体用于：

针对所述第一可疑孔数据，按照以下逻辑中的至少一项进行剔除处理：剔除可疑孔数据中的字唛孔数据；剔除自身或相邻上下孔有对应轴号机台报警的可疑孔数据；剔除可疑孔数据中的一钻孔数据；剔除自身与上孔或下孔的z值及钻深量之和的差小于0.05mm的可疑孔数据；剔除自身的z值与其上下相邻的三个孔中任意一孔的z值偏差范围≤预设小范围内板厚波动最大值的可疑孔数据；剔除自身的z值比其上下相邻的三个孔中任意一孔的z值小的可疑孔数据；剔除自身相邻的上下三个孔的z值极差≥预设小范围内板厚波动极差的可疑孔数据；

针对所述第二可疑孔数据，按照以下逻辑中的至少一项进行剔除处理：剔除可疑孔数据中的字唛孔数据；剔除自身或相邻上下孔有对应轴号机台报警的可疑孔数据；剔除可疑孔数据中的一钻孔数据；剔除自身与上孔或下孔的z值及钻深量之和的差小于0.05mm的可疑孔数据。

一种存储介质，所述存储介质存储有多条指令，所述指令适于处理器进行加载，以执行如上任一项所述的背钻钻深监测方法中的步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明实施例可以直接通过分析背钻机台实时的后台记录数据，以z值是否产生突变为依据来识别出钻深异常的可疑孔，实现了非破坏性的背钻深度异常监测，与传统的切片方式相比较，具有成本低、监测效率高和准确率高的优点，且覆盖所有背钻工艺生产板，不必通过电测流程就能够及时发现钻深异常。

附图说明

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它的附图。

图1为本发明实施例提供的背钻钻深监测方法流程图。

图2为本发明实施例提供的生产数据的记录内容示意图。

图3为本发明实施例提供的第一可疑数据的筛选例图。

图4为本发明实施例提供的背钻机台控深钻孔的原理解析图。

图5为本发明实施例提供的剔除一钻数据的原理解析图。

图6为本发明实施例提供的背钻smartmapping功能的原理解析图。

图7为本发明实施例提供的剔除切片空洞产生的可疑数据的原理解析图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种在pcb板背钻加工过程中监控背钻钻深异常的方法，通过分析背钻机台记录的每一个背钻孔在钻刀尖接触到铝片瞬间的钻机主轴高度值(下文简称为z值)是否存在突变异常，来判定背钻深度是否产生钻深异常。该z值的0位水平层可以定义为在钻机主轴上升到最高点时的位置，当然也可以定义为其他位置，具体不限，只要能够保证统一分析的z值数据基于同一0位水平层获得即可。

请参阅图1，本实施例的背钻钻深监测方法，具体包括：

步骤101、在背钻机台对生产板进行背钻加工过程中，记录每个孔的生产数据，并将生产数据上传至数据存储平台。

每个孔的生产数据，具体包括：钻孔时间、孔序、x轴坐标、y轴坐标、z值、理论钻深量、轴号、报警信息等。

其中，理论钻深量为理论要求的背钻深度；z值为背钻机加工当前孔时在钻刀尖接触到铝片瞬间的钻机主轴高度值。

步骤102、通过数据存储平台，自动连续抓取预设范围内多个孔的生产数据进行数据分析，得到可疑孔数据。

示例性的，预设范围为：孔序为n-3至n+3，其中n为大于3的整数。

本步骤中，抓取预设范围内多个孔的生产数据进行数据分析，是为了界定数据的分析范围，防止因每趟生产板切换时的数据互相影响而产生误判。

如图2所示，当上一趟板加工结束时，最后一个孔的孔序为1174；当下一趟板背钻加工开始时，第一个孔的孔序为21，探测平面高度(即z值)产生了突变。此时，若根据前一孔的生产数据为依据，分析后一孔的z值是否发生突变，将会明显产生误判。

针对抓取的每个孔的生产数据，具体可按照以下逻辑进行分析：

(1)判断当前孔的z值是否比其相邻两孔的z值同时大，且差值zdifference满足条件：最大背钻留铜余量＜zdifference＜pcb最大板厚波动值；同时，判断当前孔的z值是否与相邻两孔x/y坐标轴差距小于20mm；若是，则将当前孔的生产数据筛选为第一可疑孔数据。

示例性的，最大背钻留铜余量为0.1mm，pcb最大板厚波动值为0.8mm。此逻辑用于筛选小范围产生z值突变的数据，通常，背钻留铜长度控制标准为0.2mm，背钻机台的控深精度为±0.05mm，pcb板厚在小范围内波动小于0.05mm，所以z值突变量可控制在0.1mm以内，z值突变量在0.1mm以上，很可能导致背钻孔开路，影响产品的背钻效果。如图3所示。

背钻机台控深钻孔原理解析：背钻机台在钻刀尖接触铝片的瞬间，将会返回板面高度的电信号，以此高度为下钻原点开始计算下钻深度，下钻深度为钻孔程序设定的理论钻深量。因此，当板面高度变低失真时，机台的下钻原点会下移，导致钻深，z值越大，下钻平面越低，如图4所示。

(2)判断当前孔的z值减上一孔的z值是否≥pcb的最大板厚波动值且≤设备加工背钻的最大板厚能力值若是，则将当前孔的生产数据筛选为第二可疑孔数据。

示例性的，pcb的最大板厚波动值为0.8mm，设备加工背钻的最大板厚能力值为5mm。

此逻辑用于筛选z值突变量过大的数据，正常情况一块pcb板的板厚波动范围小于0.8mm，相应的z值波动也应小于0.8mm，反之可判定z值可能存在失真。

至此，根据z值突变即可识别出可疑孔数据，整个实现方案中仅需进行生产记录的记录和分析，相比于传统的切片检测方式，可大大降低检测成本，提高监测效率，提高时效性。

为了进一步提高监测结果的准确性，还可进一步执行步骤103的操作，对可疑孔数据进行过滤。

步骤103、针对筛选得到的全部可疑孔数据，按照预设逻辑剔除其中的非异常数据，得到钻深异常孔数据。

本步骤中，针对第一可疑孔数据和第二可疑孔数据，适用的非异常数据的剔除逻辑包括：

(1)剔除可疑孔数据中的字唛孔数据。

通常情况下，每个程序开头均设置有字唛孔，用于记录工单和机台轴号等信息，孔序为1-20的孔为字唛孔，因此可剔除此部分数据不进行分析。

(2)剔除自身或相邻上下孔有对应轴号机台报警的可疑孔数据。

此逻辑用于剔除机台报警的数据对应的背钻孔，通常机台设定的板面突变超过0.8mm会报警，此部分有报警异常处理规范处理。然而，设备出毛病的时候就不报警，比如说软件升级有bug、主轴发热、软件卡死等等情况，因此这种情况下筛选得到的可疑孔数据需要被留下来作进一步筛选。

(3)剔除可疑孔数据的一钻孔数据。

由于一钻的钻带没有设置理论钻深量，当机台做一钻板时，钻刀下钻至最低时的主轴高度值＝z值+理论钻深量，该值不变，我司为18.6mm。18.3mm为我司的钻针到达垫板平面时的主轴高度值，剔除此部分数据就是剔除了一钻的数据，如图5所示。

(4)剔除自身与上孔或下孔的z值及钻深量之和的差小于0.05mm的可疑孔数据。

此逻辑用于剔除背钻使用smartmapping功能的数据，此功能下的背钻数据符合此逻辑不会造成钻深。

背钻smartmapping功能原理解析：使用此功能生产的背钻板，会使用钻带先探测每一个孔的z值(生产板未钻，仅钻到铝片)，再更换铝片，进行背钻生产，此时背钻生产均是根据之前的z值为下钻原点下钻。当前记录的z值不影响背钻控深，如图6所示，三个孔背钻生产时记录的z值与钻深量之和差异不大，通过此数据特征，可以剔除掉smartmapping功能背钻生产时的异常数据。

此外，针对第一可疑孔数据，适用的非异常数据的剔除逻辑除了上述的第(1)项至第(4)项之外，还可包括：

(5)剔除自身的z值与其上下相邻的三个孔中任意一孔的z值偏差范围≤预设小范围内板厚波动最大值(例如0.05mm)的可疑孔数据。

(6)剔除自身的z值比其上下相邻的三个孔中任意一孔的z值小的可疑孔数据。

(7)剔除自身相邻的上下三个孔的z值极差≥预设小范围内板厚波动极差(例如0.1mm)的可疑孔数据。

因为某些pcb板在前工序已经打过切片，在背钻生产时，切片位置的空洞会影响z值。一般情况下，小范围内不会同时出现2个突变z值，第(5)至第(7)三条逻辑是判断出当前可疑数据的小范围外是否还有第二个可疑数据，如有，则判断为切片空洞，需要根据切片空洞导致的数据特征，剔除切片空洞产生的可疑孔数据，判断原理如图7所示：

当孔1和孔3钻在生产板面，而孔2和孔4钻在切片空洞内，因为切片空洞会导致钻在里面的孔z值变大(板面高度较低)，按照步骤102中第一可疑孔数据的判断逻辑，孔2的数据将会被判定为第一可疑数据。当孔2和孔4的z值偏差≤0.05mm，则符合上述第(5)逻辑的特征；当孔4的z值比孔2的z值大，则符合逻辑第(6)逻辑的特征；当孔1和孔4的z值偏差≥0.1mm，则符合第(7)逻辑的特征。此时，只要孔2的数据符合第(5)至第(7)中的任意一条特征，就会被剔除掉。

需要说明的是，针对各类可疑孔数据，其非异常数据的剔除过程，可以按照指定的逻辑顺序(例如，由第(1)至第(7)的逻辑顺序)依次执行，也可以按照其他顺序执行，本实施例不作限制。

相应的，本实施例还提供了一种背钻钻深监测系统，包括数据记录单元、数据存储单元以及数据分析单元。

数据记录单元，在背钻加工过程中，记录每个孔的生产数据；该生产数据包括：钻孔时间、孔序、x轴坐标、y轴坐标、z值、理论钻深量、轴号和/或报警信息，z值为当前孔的加工过程中钻刀尖接触到铝片瞬间钻机主轴高度值。

数据存储单元，用于存储所述生产数据。

数据分析单元，用于获得连续加工的多个孔的生产数据进行数据分析，将其中z值产生突变的生产数据认定为可疑孔数据。

此时，本实施例的背钻钻深监测系统根据z值是否产生突变来识别出可疑孔，相比切片检测方式，明显具有监测效率高、准确率高和成本低的优点。

在此基础上，为了进一步提高准确率，数据分析单元，还用于针对全部可疑孔数据，按照预设逻辑剔除其中的非异常数据，得到钻深异常孔数据。

具体的，数据分析单元，可预先筛选出第一可疑孔数据和第二可疑孔数据，进而按照各自对应的预设逻辑进行非异常数据的剔除处理操作。本实施例中，两类可疑孔数据的筛选逻辑和非异常数据的剔除逻辑同上所述，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解，上述背钻钻深监测方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。

为此，本发明实施例还提供一种存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本发明实施例所提供的背钻钻深监测方法中的步骤。

其中，该存储介质可以包括：只读存储器(rom，readonlymemory)、随机存取记忆体(ram，randomaccessmemory)、磁盘或光盘等。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。