一种多层板孔加工装置及采用背钻方法加工盲孔的方法与流程

1.本发明涉及印制电路板加工技术领域，尤其涉及一种多层板孔加工装置及采用背钻方法加工盲孔的方法。


背景技术：

2.pcb，全称为printed circuit board，中文为印刷线路板或印制电路板。印制电路板为电子元件的载体，经常会有盲孔结构，盲孔是连接表层和内层而不贯通整板的导通孔。常见的盲孔加工方法有两种，一种先以通孔的方式加工盲孔层，再将盲孔层压合进印制电路板中形成盲孔。以八层盲孔板为例，包括从上到下的l1层、l2层、l3层、l4层、l5层、l6层、l7层、l8层，若八层板有l1-l4和l5-l8层盲孔结构，则加工过程为先压合形成l1-l4层的四层板和l5-l8层的四层板，再以加工通孔的方式钻穿l1-l4层和l5-l8层芯板并金属化。然后将l1-l4层和l5-l8层压合在一起得到八层板同时也得到了l1-l4和l5-l8的盲孔结构，这种方法的缺点是不能加工交叉盲孔，比如八层板中存在 l1-l4、l3-l6、l5-l8的盲孔结构，这种方法无法加工。另一种加工盲孔的方法为积层法，主要方式是采用激光钻孔的方式贯通相邻层的介质层，再用填孔电镀的方式导通，不断堆积形成盲孔板，这种方法的缺陷是需要用到成本较高的激光钻孔和填孔电镀工艺，并且针对特殊的材质，如添加了陶瓷材料的高频材料和聚四氟乙烯材料等，激光钻孔无法加工。


技术实现要素：

3.为解决现有技术不足，本发明提供一种多层板孔加工装置及采用背钻方法加工盲孔的方法，可以实现所有材料的交叉盲埋孔的加工，且不需要进行成本较高的激光钻孔过程。
4.为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：一种多层板孔加工装置，包括操作台、通孔加工组件、两个第二升降机构、第一驱动机构、上层孔加工组件、行程组件、下层孔加工组件。
5.操作台中心处设有贯穿其本身的通槽，通槽外设有一圈放置槽，用于放置多层板，操作台两侧对称设有两个第一升降机构。
6.通孔加工组件用于在多层板预设位置处加工出多个通孔，包括升降板、多个钻头，升降板支撑于第一升降机构顶部，升降板上设有多个穿孔和多个圆形槽，穿孔顶部外周设有十字型块，十字型块位于圆形槽内，圆形槽内滑动设有圆板，圆板底部通过多个弹簧连接于圆形槽，钻头转动设于对应的穿孔，其底部对着待钻孔的多层板，其顶部设有十字型槽，圆板内壁紧贴十字型块和十字型槽的外壁，圆板顶面低于十字型槽顶面且高于升降板。
7.两个第二升降机构顶部连接顶板的两端，顶板上转动设有多个下插件，下插件包括圆环和位于圆环内的十字型插块，十字型插块用于向下插入十字型槽，圆环用于下压圆板。第一驱动机构设于顶板顶部，用于驱动所有下插件转动。
8.上层孔加工组件用于将通孔上部分加工成背钻孔，其结构与通孔加工组件相同，
其钻头外径大于后者的钻头，数量少于后者，其每个钻头的长度根据实际情况设置。行程组件用于将通孔加工组件、上层孔加工组件交替放置于第一升降机构顶部。
9.下层孔加工组件设于操作台的通槽下方，用于将通孔下部分加工成背钻孔，其钻头外径大于通孔加工组件的钻头，数量少于后者，其每个钻头的长度根据实际情况设置。
10.进一步的，操作台沿其长度方向设置两组滑槽，且通孔加工组件位于两组滑槽中间，上层孔加工组件两端滑动于其中一组滑槽内，上层孔加工组件与通孔加工组件高度一致，上层孔加工组件与通孔加工组件之间通过第一活动卡扣连接，行程组件包括伸缩机构，其通过第二活动卡扣连接上层孔加工组件外侧。
11.进一步的，第一活动卡扣包括多个l型长条，其中一半连接于通孔加工组件，另一半连接于上层孔加工组件的对应位置，两个对应的l型长条为一组，上下滑动配合。
12.进一步的，第二活动卡扣包括倒u型板和连板，倒u型板其中一支段连接伸缩机构，连板连接于上层孔加工组件，连板上设有卡槽，用于匹配倒u型板的另一支段。
13.进一步的，当伸缩机构处于收缩状态，通孔加工组件位于第一升降机构顶部；当伸缩机构处于伸长状态，迫使上层孔加工组件移动至第一升降机构顶部，通孔加工组件则移动至另一组滑槽内。
14.进一步的，下层孔加工组件包括底板、多个钻头、第三升降机构、第二驱动机构，第三升降机构用于升降底板，多个钻头转动设于底板，第二驱动机构设于底板底部，用于驱动所有钻头转动。
15.一种采用背钻方法加工盲孔的方法，包括以下步骤：s1、若干内层芯板加工：经过开料、涂布、曝光、显影、蚀刻、棕化；s2、压合：将若干内层芯板依次叠合，两层之间利用pp隔开，内层芯板外再叠合pp和铜箔，经过热压，形成多层板；s3、钻孔：在预设位置处利用所述的多层板孔加工装置加工出多个通孔，具体包括：将多层板置于放置槽，通孔加工组件位于第一升降机构顶部，利用第二升降机构使顶板下降，以使十字型插块向下插入十字型槽，圆环下压圆板，当圆板顶面低于十字型槽底面时完成装配；第二升降机构、第一升降机构使顶板和通孔加工组件同步下移，然后第一驱动机构驱动所有下插件和钻头转动，完成多层板钻孔；复位；s4、孔金属化：将通孔的孔壁金属化处理；s5、背钻：将通孔的部分孔壁去除，去除孔壁的部分形成背钻孔，未去除孔壁的部分形成盲孔，去除孔壁的具体方法包括：利用行程组件将上层孔加工组件置于第一升降机构顶部，利用第一升降机构、第二升降机构、第一驱动机构、上层孔加工组件的配合去除部分通孔的上部分孔壁，利用下层孔加工组件去除部分通孔的下部分孔壁；s6、树脂塞孔：将通孔内填充树脂并烘干。
16.进一步的，背钻孔比盲孔的孔径大0.05mm-0.2mm。
17.进一步的，步骤s3中，当通孔加工组件下移时，上层孔加工组件与通孔加工组件之间的l型长条始终贴合。
18.进一步的，步骤s5中，将上层孔加工组件置于第一升降机构顶部时，伸缩机构伸长
迫使上层孔加工组件脱离一组滑槽，并移动至第一升降机构顶部，通孔加工组件则移动至另一组滑槽内。
19.本发明的有益效果在于：（1）只需要进行一次压合过程，节省了加工流程，而且可以实现交叉盲埋孔的加工，不需要进行成本较高的激光钻孔过程。
20.（2）该方法可以加工所有材料的盲孔结构，尤其适用于高频高速材料的盲孔加工。
21.（3）多层板双面的不同位置均需要加工出背钻孔，且不同位置背钻孔的深度不同，而发明利用同一套多层板孔加工装置既可以进行钻孔步骤，又可以进行背钻步骤，只需要利用行程组件将上层孔加工组件和通孔加工组件交替置于第一升降机构顶部即可，操作简单。
附图说明
22.图1为实施例1的内层芯板侧视图；图2为实施例1的压合后的多层板侧视图；图3为实施例1的多层板钻孔后的侧视图；图4为实施例1的多层板孔金属化后的侧视图；图5为实施例1的多层板背钻后的侧视图；图6为实施例1的多层板树脂塞孔后的侧视图；图7为实施例3的多层板孔加工装置结构图；图8为实施例3的升降板顶部结构图；图9为图8中a处局部放大图；图10为实施例3的顶板底部结构图；图11为图10中b处局部放大图；图12为实施例3的多层板孔加工装置右视图；图13为实施例3的多层板孔加工装置俯视图；图14为图13中c处局部放大图；图15为实施例3的多层板孔加工装置前视图；图16为图15中d处局部放大图；图17为实施例2的多层板通孔位置分布图；图18为实施例2的通孔加工组件的钻头位置分布俯视图；图19为实施例2的上层孔加工组件的钻头位置分布俯视图；图20为实施例2的下层孔加工组件的钻头位置分布俯视图；图21为实施例4的加工盲孔方法流程图；附图标记：通孔-11、背钻孔-111、盲孔-112、操作台-2、第一升降机构-22、通孔加工组件-3、升降板-32、穿孔-321、圆形槽-322、十字型块-323、圆板-324、弹簧-325、十字型槽-311、第二升降机构-4、顶板-41、圆环-42、十字型插块-43、上层孔加工组件-5、滑槽-21、伸缩机构-6、l型长条-33、倒u型板-61、连板-62、底板-7。
具体实施方式
23.实施例1本实施例提供一种采用背钻方法加工盲孔的方法，以八层板为例，包括从上到下的l1层、l2层、l3层、l4层、l5层、l6层、l7层、l8层,包括以下步骤：s1、内层芯板加工：经过开料、涂布、曝光、显影、蚀刻、棕化等步骤，加工出三个内层芯板，每一个内层芯板如图1所示。
24.s2、压合：将三个内层芯板、两个铜箔、四个pp叠合在一起，且从上到下顺序依次是铜箔、pp、内层芯板、pp、内层芯板、pp、内层芯板、pp、铜箔，经过热压，形成八层板，如图2所示，其中三个内层芯板构成八层板的l2-l3层、l4-l5层、l6-l7层。
25.s3、钻孔：在图3所示的位置处加工出三个通孔11，每个通孔11贯穿整个八层板。
26.s4、孔金属化：将三个通孔11的孔壁金属化处理，实现各层导通，如图4所示。
27.s5、背钻：如图5所示，将左侧通孔11的l1-l4层孔壁去除，右侧通孔11的l5-l8层孔壁去除，中间通孔11的l1-l2层和l7-l8层孔壁去除，去除孔壁的部分形成背钻孔111，未去除孔壁的部分形成盲孔112，背钻孔111比盲孔112的孔径大0.05mm-0.2mm，比如盲孔112孔径0.2mm，背钻孔孔径为0.3mm。
28.s6、树脂塞孔：将通孔11内填充树脂并烘干，如图6所示。
29.实施例2本实施例提供一种八层板，该八层板的七个通孔11位置分布如图17所示，为了便于描述，每个位置分别命名为1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、1-7，其中1-1处为l2-l7层的盲孔结构，1-2处为l4-l8层的盲孔结构，1-3处为l1-l2层的盲孔结构，1-4处为l3-l6层的盲孔结构，1-5处为l1-l5层的盲孔结构，1-6处为l1-l4层的盲孔结构，1-7处为l7-l8层的盲孔结构。
30.实施例3如图7所示，本实施例提供了一种多层板孔加工装置，可用于实施例2八层板在加工过程中的钻孔和背钻步骤，多层板孔加工装置包括操作台2、通孔加工组件3、两个第二升降机构4、第一驱动机构、上层孔加工组件5、行程组件、下层孔加工组件。
31.具体的，操作台2中心处设有贯穿其本身的通槽，通槽外设有一圈放置槽，用于放置待钻孔的八层板，操作台2两侧对称设有两个第一升降机构22，第一升降机构22其中一种方式采用液压缸驱动第一升降杆。
32.具体的，通孔加工组件3用于在八层板的预设位置处加工出七个通孔11，如图8和图9所示，包括升降板32、七个钻头，升降板32支撑于第一升降机构22顶部，注意此处仅是支撑，并不是固定连接。升降板32上设有七个穿孔321和七个圆形槽322，穿孔321顶部外周设有十字型块323，十字型块323位于圆形槽322内，圆形槽322内设有圆板324，圆板324底部通过多个弹簧325连接于圆形槽322，圆板324在外力作用下沿着圆形槽322内壁上下滑动，钻头设于对应的穿孔321内，且在外力作用下，钻头在水平面内与穿孔321转动配合，钻头底部对着待钻孔的八层板，七个钻头位置分布如图18所示，与八层板1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、1-7对应，钻头顶部设有十字型槽311，圆板324外壁紧贴圆形槽322，圆板324内壁紧贴十字型块323和十字型槽311的外壁，圆板324顶面低于十字型槽311顶面且高于升降板32，如图16所示。
33.具体的，两个第二升降机构4顶部连接顶板41的两端，第二升降机构4其中一种方式采用液压缸或气缸驱动第二升降杆。顶板41上转动设有七个下插件，第一驱动机构设于顶板41顶部，用于驱动所有下插件转动，第一驱动机构为常规机构，其中一种是由电机、链轮、链条的方式实现，每个链轮底部通过立柱贯穿顶板41，然后连接对应的下插件。如图10和图11所示，下插件包括圆环42和位于圆环42内的十字型插块43，十字型插块43用于向下插入十字型槽311，完成下插件与钻头的装配，圆环42用于下压圆板324，使圆板324顶面低于十字型槽311底面，以便钻头可以随下插件转动，注意下插件下移，圆板324顶面低于十字型槽311底面之前，十字型插块43已经插入十字型槽311，以防出现圆板324释放十字型槽311、而十字型插块43还没有插入十字型槽311的空档，在这个空档内，钻头失去限制可能发生一定角度的转动，影响下插件与钻头的装配。当下插件向上移动脱离十字型槽311后，圆板324在弹簧325作用下进行复位，注意十字型插块43还没完全脱离十字型槽311时，圆板324的顶面已经高于十字型槽311底面，通过圆板324对十字型槽311的限位，保证在不使用的情况下钻头不发生转动。
34.具体的，上层孔加工组件5包括四个钻头，四个钻头位置分布如图19所示，用于与八层板1-1、1-2、1-4、1-7对应，并用于去除1-1处l1层、1-2处l1-l4层、1-4处l1-l2层、1-7处l1-l6层孔壁，上层孔加工组件5结构与通孔加工组件3相同，不同点在于：上层孔加工组件5的钻头外径大于后者的钻头，数量少于后者，四个钻头的长度不同，根据需要进行设置，其中，八层板1-7处对应的钻头最长，与八层板1-1处对应的钻头最短。
35.具体的，如图12、图15所示，下层孔加工组件设于操作台2的通槽下方，包括底板7、五个钻头、第三升降机构、第二驱动机构，第三升降机构其中一种方式采用液压缸驱动第三升降杆，用于升降底板7，五个钻头转动设于底板7，第二驱动机构设于底板7底部，用于驱动所有钻头转动，第二驱动机构结构与第一驱动机构相同。注意，下层孔加工组件的钻头上没有设置十字型槽311，其钻头与第二驱动机构直接固定连接。五个钻头位置分布如图20所示，用于与八层板1-1、1-3、1-4、1-5、1-6对应，并用于去除1-1处l8层、1-3处l3-l8层、1-4处l7-l8层、1-5处l6-l8层、1-6处l5-l8层孔壁，下层孔加工组件的钻头外径大于通孔加工组件3的钻头，数量少于后者，五个钻头的长度不同，根据需要进行设置，其中，八层板1-3处对应的钻头最长，与八层板1-1处对应的钻头最短。
36.具体的，行程组件用于将通孔加工组件3、上层孔加工组件5交替放置于第一升降机构22顶部，所以此处可以进一步理解前文中“升降板32仅是支撑于第一升降机构22顶部，并不是固定连接”的目的，就是为了便于通孔加工组件3、上层孔加工组件5两者的替换。行程组件其中一种方式：包括水平设置的伸缩机构6，操作台2沿其长度方向设置两组滑槽21，且通孔加工组件3位于两组滑槽21中间的区域，上层孔加工组件5两端滑动于其中一组滑槽21内，上层孔加工组件5与通孔加工组件3高度一致，上层孔加工组件5与通孔加工组件3之间通过第一活动卡扣连接，伸缩机构6其中一种方式采用液压驱动的伸缩杆，伸缩机构6通过第二活动卡扣连接上层孔加工组件5外侧。当伸缩机构6处于收缩状态，通孔加工组件3位于第一升降机构22顶部。当伸缩机构6处于伸长状态，迫使上层孔加工组件5移动至第一升降机构22顶部，通孔加工组件3则移动至另一组滑槽21内。
37.第一活动卡扣的作用是：当上层孔加工组件5与通孔加工组件3高度一致时，第一活动卡扣使两者互锁，从而利用伸缩机构6在水平方向上来回移动上层孔加工组件5；当上
层孔加工组件5或通孔加工组件3向下移动时，第一活动卡扣又不影响其移动。所以本实施例中，如图13、图14所示，第一活动卡扣包括四个l型长条33，其中两个连接于通孔加工组件3，另两个连接于上层孔加工组件5的对应位置，两个对应的l型长条33为一组，上下滑动配合。为了增加稳定性，l型长条33的长度要保证上层孔加工组件5或通孔加工组件3其中一个向下移动时，两者的l型长条33始终贴合。
38.第二活动卡扣的作用是：当上层孔加工组件5与通孔加工组件3高度一致时，第二活动卡扣使两者互锁，从而利用伸缩机构6在水平方向上来回移动上层孔加工组件5；当上层孔加工组件5位于第一升降机构22顶部，且向下移动时，第二活动卡扣又不影响其移动。所以本实施例中，第二活动卡扣包括倒u型板61和连板62，倒u型板61其中一支段连接伸缩机构6，连板62连接于上层孔加工组件5，连板62上设有卡槽，用于匹配倒u型板61的另一支段。
39.实施例4如图21所示，本实施例提供一种采用背钻方法加工盲孔的方法，利用实施例3中的多层板孔加工装置，包括以下步骤：s1、内层芯板加工：经过开料、涂布、曝光、显影、蚀刻、棕化等步骤，加工出三个内层芯板。
40.s2、压合：将三个内层芯板、两个铜箔、四个pp叠合在一起，且从上到下顺序依次是铜箔、pp、内层芯板、pp、内层芯板、pp、内层芯板、pp、铜箔，经过热压，形成八层板。
41.s3、钻孔：将待钻孔的八层板置于放置槽，利用定位组件进行定位，此时通孔加工组件3位于第一升降机构22顶部，利用第二升降机构4使顶板41下降，以使十字型插块43向下插入十字型槽311，圆环42下压圆板324，当圆板324顶面低于十字型槽311底面时完成装配；第二升降机构4、第一升降机构22使顶板41和通孔加工组件3同步下移，然后第一驱动机构驱动所有下插件和钻头转动，完成八层板钻孔；然后第二升降机构4、第一升降机构22使顶板41和通孔加工组件3同步上移进行复位。
42.s4、孔金属化：将通孔11的孔壁金属化处理。
43.s5、背钻：利用行程组件将上层孔加工组件5置于第一升降机构22顶部，利用第一升降机构22、第二升降机构4、第一驱动机构、上层孔加工组件5的配合去除部分通孔11的上部分孔壁，利用下层孔加工组件去除部分通孔11的下部分孔壁。
44.s6、树脂塞孔：将通孔11内填充树脂并烘干。
45.综上，本实施例只需要进行一次压合过程，节省了加工流程，而且可以实现交叉盲埋孔的加工，不需要进行成本较高的激光钻孔过程。该方法可以加工所有材料的盲孔结构，尤其适用于高频高速材料的盲孔加工。八层板双面的不同位置均需要加工出背钻孔111，且不同位置背钻孔111的深度不同，而本实施例利用同一套多层板孔加工装置既可以进行钻孔步骤，又可以进行背钻步骤，只需要利用行程组件将上层孔加工组件5和通孔加工组件3交替置于第一升降机构22顶部即可，操作简单。
46.以上实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。