一种提升不对称结构印制电路板钻孔精度的方法及其装置
阅读说明：本技术 一种提升不对称结构印制电路板钻孔精度的方法及其装置 (Method and device for improving drilling precision of printed circuit board with asymmetric structure ) 是由 梁鸿飞 巫萃婷 陈世金 许伟廉 冯冲 韩志伟 徐缓 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种提升不对称结构印制电路板钻孔精度的方法及其装置,涉及PCB生产技术。针对现有技术中偏孔的问题提出本方案,通过翘曲高度h的平均值获取翘曲度,利用每组对边的翘曲度获取该组对边延伸方向上的拉伸系数,利用所述拉伸系数修正钻带在该组对边延伸方向上的钻孔资料,利用修正后的钻带对印制电路板进行钻孔。其优点在于,可以将实际孔与预设孔尽可能重合,有效降低了成品板的报废率。(The invention discloses a method and a device for improving the drilling precision of a printed circuit board with an asymmetric structure, and relates to the PCB production technology. The method includes the steps that the warping degree is obtained through the average value of the warping height h, the warping degree of each group of opposite sides is used for obtaining the tensile coefficient of the pair of opposite sides in the extending direction, the drilling data of the drilling belt in the pair of opposite sides in the extending direction are corrected through the tensile coefficient, and the drilling of the printed circuit board is conducted through the corrected drilling belt. The method has the advantages that the actual holes and the preset holes can be overlapped as much as possible, and the rejection rate of the finished plate is effectively reduced.)
技术领域
本发明涉及PCB制作技术，尤其涉及一种提升不对称结构印制电路板钻孔精度的方法。
本发明还涉及一种提升不对称结构印制电路板钻孔精度的装置。
背景技术
在印制电路板PCB制造过程中，在多层PCB的板顶和板底两面蚀刻出线路图形后，由于两面残铜率不一致，会导致生产板存在翘曲变形。可能如图1所示，出现板顶中部向上拱起。也可能如图2所示，出现两边翘起。在进行钻孔工序时，会因为翘曲位置发生变形，令实际孔A与钻带的预设孔B存在偏差，造成偏孔的情况，严重的会导致产品板报废。
发明内容
本发明目的在于提供一种提升不对称结构印制电路板钻孔精度的方法及其装置，以解决上述现有技术存在的问题。
本发明所述一种提升不对称结构印制电路板钻孔精度的方法，包括以下步骤：
S0、将待钻孔的印制电路板放置于水平台面上；
S1、测量印制电路板一组对边的翘曲高度h；
S2、计算翘曲高度h的平均值；
S3、获取该组对边的翘曲度；
S4、利用该组对边的翘曲度获取该组对边延伸方向上的拉伸系数；
S5、利用所述拉伸系数修正钻带在该组对边延伸方向上的钻孔资料；
S6、测量印制电路板另一组对边的翘曲高度h并重复步骤S2至步骤S5；
S7、利用修正后的钻带对印制电路板进行钻孔。
所述拉伸系数＝1-翘曲度*8％；
所述翘曲度＝翘曲高度h的平均值/(对角线长度*2)*100％；
所述对角线长度为印制电路板在平整状态下的理论值。
步骤S5中拉伸系数以钻孔资料中印制电路板中心点对应的坐标为基准点进行拉伸修正。
步骤S1中间隔一定步长获取翘曲高度h的值。
所述拉伸系数下限值为0.9997。
本发明所述一种提升不对称结构印制电路板钻孔精度的装置，包括依次信号连接的采集单元、控制单元和钻孔单元；
所述采集单元用于测量待钻孔的印制电路板每条边相对于水平台面的翘曲高度h，并将翘曲高度h发送至所述控制单元；所述印制电路板放置于水平台面上；
所述控制单元将归属为同一组对边的翘曲高度h计算平均值，获取每组对边的翘曲度，利用每组对边的翘曲度获取该组对边延伸方向上的拉伸系数，利用所述拉伸系数修正钻带在该组对边延伸方向上的钻孔资料，将修正后的钻带发送至钻孔单元；
所述钻孔单元利用修正后的钻带对印制电路板进行钻孔。
所述拉伸系数＝1-翘曲度*8％；
所述翘曲度＝翘曲高度h的平均值/(对角线长度*2)*100％；
所述对角线长度为印制电路板在平整状态下的理论值。
所述控制单元将拉伸系数以钻孔资料中印制电路板中心点对应的坐标为基准点进行拉伸修正。
所述采集单元间隔一定步长获取翘曲高度h的值。
所述拉伸系数下限值为0.9997。
本发明所述一种提升不对称结构印制电路板钻孔精度的方法及其装置，其优点在于，可以将实际孔与预设孔尽可能重合，有效降低了成品板的报废率。
附图说明
图1是现有技术中印制电路板中部拱起状态下钻孔偏差示意图；
图2是现有技术中印制电路板两边翘起状态下钻孔偏差示意图。
图3本发明所述一种提升不对称结构印制电路板钻孔精度的方法在变形情况一的测量示意图；
图4本发明所述一种提升不对称结构印制电路板钻孔精度的方法在变形情况二的测量示意图；
图5本发明所述一种提升不对称结构印制电路板钻孔精度的方法在变形情况三的测量示意图。
图6本发明所述一种提升不对称结构印制电路板钻孔精度的装置结构示意图。
图7是印制电路板在钻孔时梢钉的固定位置示意图。
具体实施方式
如图6所示，本发明所述一种提升不对称结构印制电路板钻孔精度的装置包括依次信号连接的采集单元、控制单元和钻孔单元。待钻孔的印制电路板20平放于水平台面10上，一般默认印制电路板20的板顶放置在上，板底放置在下。装置的工作原理和对应的方法具体如下：
利用采集单元先测量其中一组对边的翘曲高度h，如先测量第一长边21和第二长边23。测量的时候可以是沿着y轴方向连续测量，也可以间隔一定步长进行测量。例如步长的设置可以选择在0.01mm～1.00mm，也可以根据实际精度需求进行调整。按步长间隔测量可以降低运算量，提高测量速度，但自然对测量精度有所舍弃。
其中翘曲高度h是边上被测量的位置与水平台面10之间的距离。
采集单元获取到该对边的所有翘曲高度h之后发送至所述控制单元，控制单元求出其平均值。利用平均值计算出该对边的翘曲度。
翘曲度虽然多认为是“在数值上被定义为翘曲平面在高度方向上距离最远的两点间的距离”，单位一般使用毫米，微米，密尔等。但是在PCB生产业内，更多被常用为翘曲最高处与PCB对角线的比例，如CN 102901434 A所记载的计算方法。
但与CN 102901434 A中的最大高度不同，在本发明中，翘曲度＝翘曲高度h的平均值/(对角线长度*2)*100％，其中对角线长度为印制电路板20在平整状态下的理论值。因此翘曲度在本发明中为没有单位的百分比数值。
得到该组对边的翘曲度后，利用公式：拉伸系数＝1-翘曲度*8％，计算出该组对边的拉伸系数，其中8％为经验系数。例如翘曲高度h的平均值为3mm，印制电路板20没有残铜率影响而保持平整时的对角线长度为730mm，则该组对边在y轴方向上的拉伸系数应当为：1-[3/(730*2)*100％]*8％＝0.999835616。
印制电路板20在钻孔过程中会被梢钉11固定，如图7所示，而梢钉11安装高度是固定的。受到梢钉11高度的限位，印制电路板20就算翘曲很厉害也会被梢钉11压住。即印制电路板20翘曲高度h若超过梢钉11固定高度时，会在钻孔之前就被拉伸一次并限制在相同的拉伸状态下。根据生产经验，所述拉伸系数的下限值优选为0.9997，若通过公式：拉伸系数＝1-翘曲度*8％，计算出的拉伸系数低于下限值，则拉伸系数以所述下限值为最终值。
然后采集单元再换另一组对边进行翘曲高度h的采集，在本实施例中为沿着x轴方向采集第一短边22和第二短边24。采集后发送至控制单元，控制单元用上述流程算出第一短边22和第二短边24在x轴方向上的拉伸系数。
得到两组对边的拉伸系数后，以钻孔资料中印制电路板20中心点对应的坐标为基准点修正钻带。将修正后的钻带发送至钻孔单元，钻孔单元利用修正后的钻带对印制电路板20进行钻孔。
由于印制电路板20两面的残铜率在不同的版图设计中均有不同，可能导致以下三种变形情况，：
情况一
如图3所示，中部向板顶方向拱起，且一组对边有所翘曲但翘曲度低于另一组对边。
情况二
如图4所示，中部向板顶方向拱起，而其中一组对边没有翘曲，平整贴合于水平台面10上。此时贴合位置的翘曲高度h＝0。
情况三
如图5所示，印制电路板20的一组对边向上翘曲，使印制电路板20向板底突出，四角均具有一定高度。
本发明所述的一种提升不对称结构印制电路板钻孔精度的方法及其装置均能有效解决上述三种情况的变形修正，不会受到变形类型的限制。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
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