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印刷线路板加工方法及印刷线路板加工设备与流程半岛官网

发布时间:2024-04-07 15:18:17  点击量:

  1.本发明涉及印刷线路板的加工技术领域,特别是涉及印刷线路板加工方法及印刷线路板加工设备。

  2.在pcb(printed circuit board,印刷线路板)加工领域,控深锣板处于 pcb全制程的末端且造价昂贵,如果在控深锣板阶段出现报废,损失很大。在现有的pcb加工过程中,由于基准面平面度较差或待加工板材自身形变等原因,使得待加工板的加工精度较差。

  3.基于此,有必要针对pcb加工过程中,加工精度较差的技术问题,提供一种印刷线.一种印刷线路板加工方法,包括如下步骤:

  7.基于所述基准面,对所述基板进行切削加工,以使所述基准面与刀具的主轴垂直;

  8.将待加工板置于所述基准面,在所述基准面上与所述待加工板待上加工区域对应的参照区域,测量沿所述主轴轴向的第一位置信息,并基于所述第一位置信息获取所述待加工区域的第二位置信息;

  9.根据所述第二位置信息控制所述刀具移动至预设位置以对所述待加工区域进行加工。

  10.在其中一个实施例中,在步骤“将所述待加工板置于所述基准面”和步骤“测量沿所述主轴轴向的第一位置信息”之间,所述方法还包括:

  11.将探针压脚置于所述基板上与所述主轴的主轴压脚对应的位置,使所述探针压脚施加给所述基板的压力,与所述主轴压脚施加给所述待加工板的压力相同。

  12.在其中一个实施例中,测量所述第一位置信息的方法为:通过探针测量所述参照区域内多个点沿所述主轴轴向的坐标值,再将所有点的所述坐标值的平均值作为所述第一位置信息。

  13.在其中一个实施例中,获取所述第二位置信息的方法为:获得所述待加工区域剩余厚度值,所述剩余厚度值与所述平均值之和即为所述第二位置信息;其中,所述剩余厚度值指当前所述待加工区域加工完毕后,所述待加工区域处剩余板料的厚度。

  14.在其中一个实施例中,在步骤“根据所述第二位置信息控制所述刀具移动至预设位置,以对所述待加工区域进行加工”之后,所述方法还包括:

  16.在其中一个实施例中,对所述基板进行切削加工的方法为:对所述基板进行螺旋环绕的方式进行切削加工。

  17.在其中一个实施例中,刀具对所述基板切削加工时具有多圈加工路径,在径向上相邻加工路径的重合率在40%-60%之间。

  18.在其中一个实施例中,真空吸附时,所述基板上的多个真空吸附作用区域呈点阵式分布。

  19.在其中一个实施例中,所述基板为透气板,真空吸附所述基板过程中,经所述透气板对所述待加工板进行辅助吸附。

  20.本发明还提供一种印刷线路板加工设备,能够解决上述至少一个技术问题。

  23.基板,所述基板安装于所述工作台上,所述基板上的基准面用于承载所述待加工板;

  24.真空吸附装置,所述真空吸附装置用于吸附所述基板,以使所述基板贴合于所述工作台;

  25.刀具,所述基准面垂直于所述刀具的主轴,所述刀具用于对所述待加工板加工,所述印刷线路板加工设备用于实现上述的印刷线.本发明实施例提供的一种印刷线路板加工方法,其特征在于,包括如下步骤:

  31.将待加工板置于基准面,在基准面上与待加工板待加工区域对应的参照区域,测量沿主轴轴向的第一位置信息,并基于第一位置信息获取待加工区域的第二位置信息;

  33.本技术中通过对基板进行切削加工,使得基准面与刀具的主轴垂直,并通过真空吸附使得基板贴合于工作台,使得主轴压脚压于待加工板时,能够减小基板因主轴压脚压力过大而发生形变的程度,从而能够提高基准面的平面度,进而提高基准面位置信息测量的精度,由于待加工板置于基准面上,则基准面的位置信息即为待加工板底端的位置信息,由于待加工板底端的位置信息准确了,则根据所需要的当前待加工区域处加工完毕后剩余板料的厚度值,获得准确的刀具的退刀位置,从而提高了待加工板的加工精度。

  34.本发明实施例还提供一种印刷线路板加工设备,包括工作台、基板、真空吸附装置及刀具;基板安装于工作台上,基板上的基准面用于承载待加工板;真空吸附装置用于吸附基板,以使基板贴合于工作台;基准面垂直于刀具的主轴,刀具用于对待加工板加工,印刷线路板加工设备用于实现上述的印刷线路板加工方法。该印刷线路板加工设备能够实现上述至少一个技术效果。

  35.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

  37.图2为本发明提供的印刷线路板加工方法中探针压脚压于基板上的示意图;

  39.图4为现有技术中基板和待加工板在主轴压脚的压力下发生形变的示意图。

  42.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

  43.在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。半岛官网

  44.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,半岛官网“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

  45.在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

  46.在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

  47.需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”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”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

  48.现有的pcb板600控深印刷线路板加工方法中,是将pcb板600置于基准面上,通过

  光学尺探测pcb板600的位置信息,然后通过主轴带动刀具和主轴压脚400同步移动至相应位置,使得主轴压脚400抵接于pcb板600,并对pcb 板600施加一定的压力,将pcb板600压紧,其中pcb板600上待加工区域为与主轴压脚400上通孔对应的区域,然后主轴继续带动刀具向下移动至主轴压脚400的通孔内,对待加工区域进行控深加工。然后,现有技术中,由于基准面平面度较差或pcb板600因主轴压脚400的施压造成自身形变等原因,使得 pcb板600的加工控深精度较差,可以参阅图3和图4,其中,图3为基准面与刀具的主轴不垂直的示意图,图4为基板和待加工板在主轴压脚的压力下发生形变的示意图。基于此,本发明一实施例提供了一种印刷线路板加工方法,在一个实际场景中,可以用于对pcb板600进行控深加工,即待加工板在本实施例中为pcb板600,在其他实施例中,可以为其他。

  49.参阅图1和图2,图1为本发明提供的印刷线路板加工方法的流程图;图2 为本发明提供的印刷线路板加工方法中基准面不与刀具的主轴垂直的示意图。

  51.s100将基板100固定于工作台200,并将基板100的上表面定义为基准面。

  52.具体地,将基板100放置于工作台200上,然后通过销钉将基板100的外侧固定于工作台200上,从而能够在固定基板100的同时,避免对放置于基准面上的pcb板600造成干扰。其中,可以理解的,由于pcb板600为矩形,则对应的基板100为矩形,且基板100的边缘伸出pcb板600之外,并通过销钉将基板100的四周角固定于工作台200上。在其他实施例中,基板100还可以为圆形。

  53.s200通过线.具体地,由于刀具在对pcb板600进行加工时,pcb板600和基板100会在主轴压脚400施加压力的过程中发生形变,则通过线的发生形变的程度,同时还能够固定基板100,防止基板100发生水平方向的位移。由于基板100形变程度的减小和自身稳定性的提高,则放置于基板100上的pcb板600的稳定性和平面度也提高了,从而提高了pcb板的加工精度。

  55.s300基于基准面,对基板100进行切削加工,以使基准面与刀具的主轴垂直。

  56.具体地,当工作台200平面度较差,或者基准面平面度较差时,使得放置于基准面上的pcb板600为倾斜状态,如图3所述,由于此时pcb板600与刀具的主轴不垂直,则pcb板600上加工后的区域厚度不均匀,影响加工精度。本技术中通过对基准面进行切削加工,使得基准面与刀具的主轴垂直,从而能够确保pcb板放置于基准面上时,pcb板具有较高的平面度,从而在刀具对pcb 板600加工时,使得pcb板600加工区域的加工厚度大致相同,从而提高加工精度。

  57.s400将待加工板置于基准面,在基准面上与待加工板上待加工区域对应的参照区域,测量沿主轴轴向的第一位置信息,并基于第一位置信息获取待加工区域的第二位置信息。

  58.具体地,将pcb板600放置于基准面上,找出基准面上与pcb板600上待加工区域对应位置的参照区域,即参照区域与待加工区域的水平坐标(即垂直于刀具主轴方向的平面内的横纵坐标)信息相同,然后将基准面上的pcb板取下,以使参照区域能够暴露出来并被测量其的第一位置信息。由于pcb板600 放置于基准面上,则测得的基准面上参照区域的第一位置信息,即为pcb板600 上待加工区域底面的位置信息,从而获得pcb板600上待加工区

  域的第二位置信息。其中,pcb板600上待加工区域的第二位置信息即为刀具对pcb板600上待加工区域加工的终端位置。

  59.需要说明的是,以某处为原点,建立坐标轴,刀具的主轴沿竖直方向延伸,定义刀具的主轴轴向为z方向,水平面内两两垂直的两个方向分别为x、y方向,半岛官网位置信息实际上就是z坐标值。

  60.s500根据第二位置信息控制刀具移动至预设位置以对待加工区域进行加工。

  61.具体地,通过获取的第二位置信息,能够确定刀具刀尖与pcb板600待加工区域终端位置的距离,从而根据该距离控制刀具准确移动至预设位置,对pcb 板600进行加工,当刀具移动至终端位置时,刀具退刀。

  62.需要说明的是,通过线贴合,其目的是为了减小基板100因主轴压脚400压力过大而发生形变的程度,因此 s200与s300无先后顺序之分。

  63.参阅图1和图2,在其中一个实施例中,在步骤“将待加工板置于基准面”和步骤“测量沿主轴轴向的第一位置信息”之间,该方法还包括:

  64.s410将探针压脚500置于基板100上与主轴的主轴压脚400对应的位置,使探针压脚500施加给基板100的压力与刀具的主轴压脚400施加给待加工板的压力相同。

  65.具体地,先将pcb板600置于基准面,然后在基准面上找到与pcb板600 上待加工区域对应的参照区域,然后取下pcb板600,便于在基板100上与主轴压脚400对应的位置放置探针压脚500。由于刀具对pcb板600待加工区域加工时,主轴压脚400对pcb板600施压而造成待加工区域凹陷,此时会造成pcb 板600底端的位置信息发生变化,则测得的第一位置信息的不准确。通过提前在基板100上与主轴压脚400对应的位置设置探针压脚500,使得探针压脚500 施加给基板100的压力与刀具的主轴压脚400施加给pcb板600的压力相同,从而能够通过探针压脚500模拟主轴压脚400,根据基板100的参照区域在受到探针压脚500施加压力时的凹陷的情况,去模拟pcb板600的待加工区域在受到主轴压脚400施加压力时的凹陷的情况,从而使所获取的第一位置信息已经提前考虑进去主轴压脚400施压给pcb板600和基板100而造成形变的干扰因素,从而提高第一位置信息的精确度,提高加工精度。

  66.进一步地,通过探针压脚500模拟主轴压脚400,然后测量此时基准面上参照区域的第一位置信息,即pcb板600待加工区域底面的位置信息,从而能够减小第一位置信息与待加工区域底面在受到主轴压脚400施加时的实际位置信息的误差,从而根据所需要的当前待加工区域处加工完毕后剩余板料的厚度,获得较为准确的第二位置信息,进而使得刀具对待加工区域准确进行加工,提高加工精度。需要说明的是,获取待加工区域的第二位置信息之后,再将pcb 板600放置于基准面上,以便于对pcb板600进行加工。

  67.参阅图1和图2,在其中一个实施例中,测量第一位置信息的方法为:通过探针测量参照区域内多个点沿主轴轴向的坐标值,再将所有点的坐标值的平均值作为第一位置信息。

  68.具体地,将探针主轴放置于基板100对应的区域后,通过探针测量参照区域内多个点沿主轴轴向的坐标值,即获得pcb板600待加工区域底端多个点的坐标值,通过将求得多个点坐标值的平均值作为第一位置信息,从而能够提高第一位置信息的准确度,进而提高pcb板600待加工区域的加工精度。

  69.继续参阅图1和图2,在其中一个实施例中,获取第二位置信息的方法为:

  70.获得所需待加工板的待加工区域的剩余厚度值,剩余厚度值与平均值之和即为第二位置信息;其中,剩余厚度值指当前待加工区域加工完毕后,待加工区域处剩余板料的厚度。

  71.具体地,获取对pcb板600待加工区域剩余厚度的要求,然后通过第一位置信息,即pcb板600待加工区域底端的位置信息,加上所需的pcb板600待加工区域处剩余板料的厚度,即为pcb板600上待加工区域的第二位置信息。

  72.继续参阅图1和图2,在其中一个实施例中,在步骤“根据第二位置信息控制刀具移动至预设位置,以对待加工区域进行加工”之后,该方法还包括:

  74.具体地,pcb板600在加工过程中,由于主轴压脚400的施压,位于主轴压脚400上通孔区域对应的待加工区域因受到主轴压脚400的施压会向下凹陷,则在退刀过程中,需要先退刀具,再退主轴压脚400,防止待加工区域因主轴压脚400抬起时,应力消失的同时pcb板600恢复形变,如果这时控深面与刀尖接触将损坏控深面,从而造成报废。

  75.继续参阅图1,在其中一个实施例中,对基板100进行切削加工的方法为:对基板100进行螺旋环绕的方式进行切削加工。

  76.具体地,对基板100进行切削加工时,采用由内向外或者由外向内的螺旋环绕式加工方式,则通过刀具对基板100进行加工时,刀具能够由基板100上最内的点或者最外的一个点开始切削,然后沿着螺旋环绕的切削路径直至将基板100的待切削的区域加工完毕,整个过程中的切削一直在发生改变,相较于传统的切削方式,能够减少顺逆铣对加工效果的影响,从而提高基准面的平面度,进而提高了pcb板600的加工深度。其中,对基板100进行切削加工的刀具可以是铣刀,也可以是槽刀,其只要能够实现对基板100进行切削加工即可。

  77.参阅图1,在其中一个实施例中,刀具对基板切削加工时具有多圈加工路径,在径向上相邻加工路径的重合率在40%-60%之间。

  78.具体地,在对基准面进行螺旋环绕切削时,在径向上相邻加工路径的重合率在40%-60%之间,则刀具在进行切削加工时,有一部分材料已经在上一圈进刀时基本切削完毕,相较于相邻加工路径的重合率为零,此时刀尖正对的平面内,所需切削的材料更少,进刀阻力更小,切削难度更低,从而能够提高降低基准面的粗糙度值,提高基准面的平面度。需要说明的是,虽然在径向上相邻加工路径的重合率越高,基准面的粗糙度值越高,但是相应的加工效率会越低,因此,在本实施例中定义在径向上相邻加工路径的重合率在40%-60%之间,在其他实施例中,在径向上相邻加工路径的重合率也可以为其他值,例如70%。

  80.具体地,本技术中在工作台200的一侧设置线包括吸附板和支撑座,吸附板设置于基板100和支撑座之间。吸附板上设有吸附孔,吸附孔与线导通,通过线使得吸附孔产生负压,从而吸附基板100,使得基板100能够贴合于吸附板。

  81.进一步地,吸附板上的吸附孔呈点阵式分布,相较于传统的开槽式吸附,本技术中部分区域出现漏气时,由于吸附板上的吸附孔呈点阵式分布,则吸附板的吸力不会减弱过

  82.在其中一个实施例中,吸附孔分区设置,不同区域的吸附孔与不同的线.具体地,由于吸附孔分区设置,则当其中一个区内的吸附孔出现漏气时,其他区的吸附孔并不受影响,则吸附板的吸力不会减弱过多,从而能够确保吸附板基板100仍然被吸附板吸附,基板100保持贴合于吸附板上。

  84.在其中一个实施例中,吸附板上分区设置的所以的吸附区域的中心重合,每个吸附区域均形成首尾连接的封闭的环形区域,且在水平面上间隔设置。

  85.进一步地,吸附区域呈“回”字形,从而能够与pcb板的形状相适应,使得pcb板由内向外均被稳定的吸附。需要说明的是,在其他实施例中,吸附区域还可以为其他形状。

  86.在其中一个实施例中,吸附板对基板100的吸力压强小于预设值时,报警系统触发,刀具停止工作。

  87.具体地,设置有检测系统,为保证吸附板对基板100和pcb板600的吸附力,当吸附孔进行漏气或者出现其他故障时,检测系统能够检测到吸附力减弱,当吸附力减小至预设值时,检测系统能够将信息传递至报警系统,使得报警系统触发而使得刀具停止工作。其中,吸附力预设值为20kpa。

  88.在其中一个实施例中,吸附孔分区设置,基板100为透气板,线过程中,经透气板对待加工板进行辅助吸附。

  89.具体地,由于基板100为透气板,其上设有多个通孔,则吸附孔对基板100 进行吸附时,能够经基板100上的通孔同时对pcb板600施加吸附力,从而辅助吸附pcb板600,从而能够减小pcb板600因主轴压脚400压力过大发生形变的程度,同时能够对pcb板600起到固定的作用。

  90.参阅图1和图2,本发明一实施例提供了的印刷线路板加工设备,包括工作台200、基板100、真空吸附装置及刀具;基板100安装于工作台200上,基板 100上的基准面用于承载待加工板;真空吸附装置用于吸附基板100,以使基板 100贴合于工作台200;基准面垂直于刀具的主轴,刀具用于对待加工板板加工,印刷线路板加工设备用于实现上述的印刷线.具体地,本技术中通过印刷线路板加工设备进行加工,按照上述的印刷线的基准面进行切削加工,使得基准面与刀具的主轴垂直,从而能够提高基准面的平面度,并通过线压于待加工板时,能够减小基板100因主轴压脚 400压力过大而发生形变的程度,从而提高基准面位置信息测量的精度,由于待加工板置于基准面上,则基准面的位置信息即为cpb板底端的位置信息,通过所需的pcb板600待加工区域的剩余厚度,能够确定第二位置信息,即加工区域的终端位置,从而能够准确的控制刀具对pcb板600进行控深加工,提高了 pcb板600的控深加工精度。

  92.以上所述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。

  93.以上所述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发明专利范围的限制。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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