一种PCB钻孔工艺及设备

技术领域

本发明涉及PCB钻孔加工领域，具体而言，涉及一种PCB钻孔工艺及设备。

背景技术

PCB即印制电路板，是重要的电子部件，为了满足器件的安装，PCB板需要通过钻孔设备加工器件安装孔，由于PCB板较脆，抗拉强度低，直接钻孔时易出现劈缝不良，现有技术中将PCB板放置于垫板和盖板之间进行钻孔，其中盖板多为铝板。盖板有五个主要功效：①保护板面（保护覆铜板的铜箔面，或基板镀铜导电层面），防止压力脚压伤板面 ； ②固定钻头，减少钻孔时钻头摇摆幅度、偏移，使钻头能准确定位；提高孔位精度，防止折断钻头；③防止基板发生上毛头、披峰； 减少入口性毛刺；④协助钻针散发热量、降低钻头温度；⑤协助清扫钻孔针沟槽的作用；防止腻污孔；减少钻头的磨损和断钻等。

目前，现有技术中在钻孔设备上安装PCB板与盖板时，盖板多为人工通过胶带在形式粘贴固定在钻孔台面上，导致整体PCB板钻孔工序在时间较长，效率较低，且由于人工操作存在不稳定性，盖板固定的质量难以保障，盖板松动时则会影响PCB板钻孔的质量。

例如：中国发明专利（申请号：CN202210257526.2）所公开的“ 一种用于PCB板的定位开孔机构及其加工工艺”，其说明书公开：PCB板钻孔就是在覆铜板上钻出所需的过孔，通孔过孔主要提供电气连接与用作器件的固定或定位的作用。通常在钻孔过程中，各项基本动作完成后，在机台上放入垫板、PCB板、铝板和贴胶带后开始钻孔，在固定基板时，需要通过操作人员通过眼部认真检查胶纸的固定状态和宽度，若胶带贴的太宽，容易造成钻头断钻，误差率高，费时费力；上述专利可以佐证现有技术存在的缺陷。

因此我们对此做出改进，提出一种PCB钻孔工艺及设备。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前存在现有技术中在钻孔设备上安装PCB板与盖板时，盖板多为人工通过胶带在形式粘贴固定在钻孔台面上，导致整体PCB板钻孔工序在时间较长，效率较低，且由于人工操作在不稳定性，盖板固定的质量难以保障，盖板松动时则会影响PCB板钻孔的质量。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种PCB钻孔工艺及设备，以改善上述问题。

本申请具体是这样的：

一种PCB钻孔工艺，包括以下步骤：

S1：选择适合PCB钻孔的专用钻孔机；

S2：根据PCB设计要求，选择合适的钻头，钻头直径根据所需钻孔大小确定；

S3：设置钻孔机的钻孔参数，包括钻孔速度和钻孔深度；

S4：将垫板、PCB板和盖板依次重叠对齐放置在钻孔机的工作台上，通过专用夹具对板材在上下两面以及侧部进行固定；

S5：使用钻孔机按照预定的钻孔位置和参数进行钻孔加工；

S6：完成钻孔加工后，进行钻孔的质量检验，检查钻孔直径和深度是否符合要求；

S7：清洁钻孔，确保没有残留物进入钻孔中；

S8：可选地进行防腐处理，以保护钻孔不受腐蚀。

作为本申请优选的技术方案，其中所述的专用钻孔机是数控钻孔机；

其中所述的钻头是钨钢钻头；

其中所述的钻孔参数包括钻孔速度和钻孔深度，根据PCB设计要求设置。

作为本申请优选的技术方案，其中所述的板材定位确保钻孔位置准确，且所述的垫板、PCB板和盖板的面积一致。

作为本申请优选的技术方案，在每次对PCB板完成钻孔后，当垫板未出现钻孔时，则该垫板继续使用，当垫板出现钻孔后，则需要更换新的垫板。

一种PCB钻孔设备，包括数控钻孔机，所述数控钻孔机上安装有龙门架，所述龙门架上安装有X轴滑轨单元，所述X轴滑轨单元上安装有定位板，所述定位板上通过Z轴滑轨单元安装有钻机，所述数控钻孔机的工作台上安装有Y轴滑轨单元，所述Y轴滑轨单元上安装有钻孔台，所述钻孔台的外端安装有刀具模块，所述钻机的侧部安装有用于更换刀具的机械手模块，其中，所述钻孔台上开设有凹槽，该凹槽与待加工的PCB板相适配。

作为本申请优选的技术方案，所述钻孔台内部具有安装腔，所述安装腔内呈环状均匀设置有一组与凹槽侧边一一对应的压合夹具，所述压合夹具包括转轴，所述转轴上的两端呈对称安装有一组压合块，所述压合块的底端固定在转轴上，所述压合块的顶部向凹槽折弯且折弯的部分与凹槽的表面平行，所述钻孔台的顶部开设有供压合块顶部穿过的第一槽口，所述转轴通过设置在安装腔内的驱动组件驱动旋转，进而带动压合块对盖板的外沿进行下压固定。

作为本申请优选的技术方案，所述驱动组件包括安装在安装腔中部的动力轴，所述动力轴通过安装在钻孔台底端的驱动件驱动旋转，所述安装腔的中部安装有驱动座，所述动力轴上安装有与驱动座平行的驱动盘，所述驱动座内具有活塞腔，所述活塞腔的顶端安装有第一活塞块，所述驱动座的外端通过管件连通有与转轴对应的活塞筒，所述活塞筒上安装有第一活塞杆，所述第一活塞杆的端部通过连接组件与转轴连接，当驱动盘旋转时，会带动第一活塞块下移，进而通过连接组件带动转轴旋转。

作为本申请优选的技术方案，所述连接组件包括设置在转轴中部的套筒，所述套筒的内侧设置有螺旋凸棱，所述转轴的中部开设有螺旋凸棱相适配的螺旋槽，所述套筒的上具有与第一活塞杆端部固定的连接块，所述套筒的两端分别与压合块之间还设置有第一弹簧，所述第一活塞块的底端与活塞腔之间设置有若干第二弹簧。

作为本申请优选的技术方案，所述安装腔内还呈环状均匀设置有一组与凹槽侧边一一对应的夹持夹具，所述夹持夹具包括一组滑动设置在驱动盘上在夹持块，所述钻孔台的顶部开设有供夹持块穿过的第二槽口，且所述夹持块的顶部竖直，所述夹持块沿第二槽口内壁滑动，所述夹持块的底端设置有凸块，所述驱动盘上开设有弧形槽口，所述凸块位于弧形槽口的端部。

作为本申请优选的技术方案，所述钻孔台上沿凹槽呈环形等距安装有一组吸附夹具，所述吸附夹具包括吸附筒，所述钻孔台上位于凹槽内开设有供吸附筒安装的安装槽口，所述吸附筒的顶端具有若干吸附孔，所述吸附筒内设置有第二活塞块，所述第二活塞块的底端设置有第二活塞杆，所述第二活塞杆的底端伸出吸附筒且具有凸柱，所述转轴上固定有摇摆杆，所述摇摆杆的端部开设有线性槽口，所述凸柱位于线性槽口内。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

在本申请的方案中：

1.为了解决现有技术中盖板多为人工通过胶带在形式粘贴固定在钻孔台面上，导致整体PCB板钻孔工序在时间较长，效率较低的问题，本申请通过一种PCB钻孔工艺，在对PCB板钻孔前固定时，通过专用夹具对板材在上下两面以及侧部进行固定，避免了人工贴胶带的方式，提高了工作效率，且降低了人工操作对PCB钻孔质量的不良影响；

2.本申请通过设置的钻孔台，钻孔台上开设有与待加工的PCB板相适配的凹槽，凹槽用于对PCB板进行定位，且配合压合夹具、夹持夹具和吸附夹具的使用，能够完成对垫板、PCB板和盖板的稳定定位，能够省去垫板与PCB板之间打入销钉的步骤，提高工作效率；

3.本申请通过设置的压合夹具，压合夹具包括转轴和沿转轴转到的压合块，压合块能够对盖板的边沿进行下压固定，解决了现有技术中人工贴胶带的方式，提高了加工的效率；

4.本申请通过设置的夹持夹具，实现了在驱动盘驱动压合夹具工作的过程中，利用驱动盘的旋转带动夹持块向凹槽移动，进而能够对垫板、PCB板和盖板的侧部进行固定，进一步提高垫板、PCB板和盖板在加工时的稳定性，提高钻孔的质量；

5.本申请通过设置的吸附夹具，在对吸附夹具对垫板、PCB板和盖板的侧部进行下压固定的过程中，第二活塞块下移，在吸附孔处产生对垫板的吸力，进而起到一个对垫板单独固定的效果，对垫板、PCB板和盖板整个钻孔过程的稳定性进一步加强。

附图说明

图1为本申请提供的一种PCB钻孔工艺的示意图；

图2为本申请提供的一种PCB钻孔设备的正视图；

图3为本申请提供的一种PCB钻孔设备的俯视图；

图4为本申请提供的一种PCB钻孔设备的钻孔台工作时的状态图；

图5为本申请提供的一种PCB钻孔设备的钻孔台未工作时的状态图；

图6为本申请提供的一种PCB钻孔设备的钻孔台内部的结构示意图；

图7为本申请提供的一种PCB钻孔设备的转轴处的结构示意图；

图8为本申请提供的一种PCB钻孔设备的驱动座与驱动盘的结构示意图。

图9为本申请提供的一种PCB钻孔设备的驱动盘的结构示意图；

图10为本申请提供的一种PCB钻孔设备的转轴的结构示意图；

图11为本申请提供的一种PCB钻孔设备的吸附夹具的结构示意图。

图中标示：

1、数控钻孔机；101、龙门架；102、X轴滑轨单元；103、定位板；104、Z轴滑轨单元；105、钻机；106、Y轴滑轨单元；107、钻孔台；108、刀具模块；109、机械手模块；110、凹槽；111、安装腔；2、压合夹具；201、转轴；202、压合块；203、第一槽口；3、驱动组件；301、动力轴；302、驱动件；303、驱动座；304、驱动盘；305、活塞腔；306、第一活塞块；307、管件；308、活塞筒；309、第一活塞杆；310、套筒；311、螺旋凸棱；312、螺旋槽；313、第一弹簧；314、第二弹簧；4、夹持夹具；401、夹持块；402、第二槽口；403、凸块；404、弧形槽口；5、吸附夹具；501、吸附筒；502、安装槽口；503、吸附孔；504、第二活塞块；505、第二活塞杆；506、凸柱；507、摇摆杆；508、线性槽口。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如背景技术所述的，现有技术中在钻孔设备上安装PCB板与盖板时，盖板多为人工通过胶带在形式粘贴固定在钻孔台面上，导致整体PCB板钻孔工序在时间较长，效率较低，且由于人工操作存在不稳定性，盖板固定的质量难以保障，盖板松动时则会影响PCB板钻孔的质量。

为了解决此技术问题，本发明提供了一种PCB钻孔工艺及设备，其应用于PCB钻孔加工。

具体地，请参考图1，一种PCB钻孔工艺，包括以下步骤：

S1：选择适合PCB钻孔的专用钻孔机；

S2：根据PCB设计要求，选择合适的钻头，钻头直径根据所需钻孔大小确定；

S3：设置钻孔机的钻孔参数，包括钻孔速度和钻孔深度；

S4：将垫板、PCB板和盖板依次重叠对齐放置在钻孔机的工作台上，通过专用夹具对板材在上下两面以及侧部进行固定；

S5：使用钻孔机按照预定的钻孔位置和参数进行钻孔加工；

S6：完成钻孔加工后，进行钻孔的质量检验，检查钻孔直径和深度是否符合要求；

S7：清洁钻孔，确保没有残留物进入钻孔中；

S8：可选地进行防腐处理，以保护钻孔不受腐蚀。

其中的专用钻孔机是数控钻孔机1；

其中的钻头是钨钢钻头；

其中的钻孔参数包括钻孔速度和钻孔深度，根据PCB设计要求设置。

其中的板材定位确保钻孔位置准确，且的垫板、PCB板和盖板的面积一致。

在每次对PCB板完成钻孔后，当垫板未出现钻孔时，则该垫板继续使用，当垫板出现钻孔后，则需要更换新的垫板。

本发明提供的一种PCB钻孔工艺，为了解决现有技术中盖板多为人工通过胶带在形式粘贴固定在钻孔台107面上，导致整体PCB板钻孔工序在时间较长，效率较低的问题，在对PCB板钻孔前固定时，通过专用夹具对板材在上下两面以及侧部进行固定，避免了人工贴胶带的方式，提高了工作效率，且降低了人工操作对PCB钻孔质量的不良影响。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例1

请参考图2－图3，一种PCB钻孔设备，具体的，包括数控钻孔机1，数控钻孔机1上安装有龙门架101，龙门架101上安装有X轴滑轨单元102，X轴滑轨单元102上安装有定位板103，定位板103上通过Z轴滑轨单元104安装有钻机105，数控钻孔机1的工作台上安装有Y轴滑轨单元106，Y轴滑轨单元106上安装有钻孔台107，钻孔台107的外端安装有刀具模块108，钻机105的侧部安装有用于更换刀具的机械手模块109，其中，钻孔台107上开设有凹槽110，该凹槽110与待加工的PCB板相适配，该数控钻孔机1是与外置的数控操作系统连接的，通过设置对应的钻孔参数，控制X轴滑轨单元102、Y轴滑轨单元106和Z轴滑轨单元104以及钻机105等装置的运行，完成对PCB板的钻孔加工。

请参考图3－图5，一种PCB钻孔设备，其钻孔台107内部具有安装腔111，安装腔111内呈环状均匀设置有一组与凹槽110侧边一一对应的压合夹具2，即每组压合夹具2对应的对PCB板上的垫板的一边进行下压固定，压合夹具2包括转轴201，转轴201上的两端呈对称安装有一组压合块202，压合块202的底端固定在转轴201上，压合块202的顶部向凹槽110折弯且折弯的部分与凹槽110的表面平行，钻孔台107的顶部开设有供压合块202顶部穿过的第一槽口203，转轴201通过设置在安装腔111内的驱动组件3驱动旋转，进而带动压合块202对盖板的外沿进行下压固定，在方案中，凹槽110和PCB板默认为矩形形状，故压合夹具2设置为四组，钻孔台107上的凹槽110能够对垫板、PCB板和盖板起到定位的作用，从而在通过控制压合块202转动对PCB板上的盖板进行下压固定，省去了人工贴胶带的方式，适配大批量PCB板的钻孔加工工序。

具体的，请参考图6－图10，驱动组件3包括安装在安装腔111中部的动力轴301，动力轴301通过安装在钻孔台107底端的驱动件302驱动旋转，安装腔111的中部安装有驱动座303，动力轴301上安装有与驱动座303平行的驱动盘304，驱动座303内具有活塞腔305，活塞腔305的顶端安装有第一活塞块306，具体如图8和图9中所示，驱动座303的中部留有供动力轴301穿过的通道，驱动盘304的底端具有一个底端为斜面的凸起，第一活塞块306的顶端与驱动盘304相适配，即在驱动盘304旋转时，通过斜面的凸起进而挤压第一活塞块306下移，驱动座303的外端通过管件307连通有与转轴201对应的活塞筒308，活塞筒308上安装有第一活塞杆309，第一活塞杆309的端部通过连接组件与转轴201连接，当驱动盘304旋转时，会带动第一活塞块306下移，进而通过连接组件带动转轴201旋转。

具体的，请参考图10，连接组件包括设置在转轴201中部的套筒310，套筒310的内侧设置有螺旋凸棱311，转轴201的中部开设有螺旋凸棱311相适配的螺旋槽312，套筒310的上具有与第一活塞杆309端部固定的连接块，套筒310的两端分别与压合块202之间还设置有第一弹簧313，第一活塞块306的底端与活塞腔305之间设置有若干第二弹簧314。

在第一活塞块306下移时，会挤压活塞腔305内的介质，进而通过第一活塞杆309外移推动套筒310做线性运动，进而通过螺旋凸棱311与螺旋槽312的限制，转轴201做旋转运动，带动压合块202旋转后对PCB上的盖板进行下压固定。

实施例2

考虑到只对垫板、PCB板和盖板进行竖直方向的下压固定，垫板、PCB板和盖板之间可能会发生水平方向的移动，对钻孔的质量产生不良的影响，故对实施例1提供的一种PCB钻孔设备进一步优化；

具体地，请参考图4－图10，安装腔111内还呈环状均匀设置有一组与凹槽110侧边一一对应的夹持夹具4，夹持夹具4包括一组滑动设置在驱动盘304上在夹持块401，钻孔台107的顶部开设有供夹持块401穿过的第二槽口402，且夹持块401的顶部竖直，夹持块401沿第二槽口402内壁滑动，夹持块401的底端设置有凸块403，驱动盘304上开设有弧形槽口404，凸块403位于弧形槽口404的端部，第二槽口402对夹持块401进行线性导向，即在驱动盘304发生转到的过程中，弧形槽口404会推动夹持块401沿第二槽口402运动，即向盖板，PCB板以及垫板方向移动并与盖板，PCB板以及垫板的侧部抵接，通常多个夹持块401的相互配合，能够对盖板，PCB板以及垫板进行水平方向的限制，进而保障对PCB板的钻孔加工质量，同时，通过上述结构的配合，也可省去垫板与PCB板之间打入销钉的步骤，提高工作效率。

需要注意的时，在本方案中，弧形槽口404由一个与驱动盘304同心的弧槽和与弧槽端部圆滑连接的斜槽组成，凸块403在弧槽内时，驱动盘304旋转，夹持块401不发生移动，此过程用于驱动盘304挤压第一活塞块306下移，当驱动盘304继续旋转使得凸块403开始进入斜槽，进而带动夹持块401运动做夹持工作，此方案中，夹持块401与垫板，PCB和盖板接触是与压合块202与盖板接触同步的，且在驱动盘304做一个旋转的工作时，完成对垫板，PCB和盖板的下压和侧向夹持的固定，可以理解的是，在本方案中在凸块403的起点（凸块403位于夹持块401底部的位置）设置为位于斜槽内，即可起到先对垫板，PCB和盖板夹持在下压的效果。

实施例3

对实施例1或2提供的一种PCB钻孔设备进一步优化，具体地，请参考图4－图11，钻孔台107上沿凹槽110呈环形等距安装有一组吸附夹具5，吸附夹具5包括吸附筒501，钻孔台107上位于凹槽110内开设有供吸附筒501安装的安装槽口502，吸附筒501的顶端具有若干吸附孔503，吸附筒501内设置有第二活塞块504，第二活塞块504的底端设置有第二活塞杆505，第二活塞杆505的底端伸出吸附筒501且具有凸柱506，转轴201上固定有摇摆杆507，摇摆杆507的端部开设有线性槽口508，凸柱506位于线性槽口508内，在转轴201转动的过程中，摇摆杆507同步向下旋转，进而带动第二活塞块504下移，在吸附孔503处产生对垫板的吸力，进而起到一个对垫板单独固定的效果，对垫板、PCB板和盖板整个钻孔过程的稳定性进一步加强。

本发明提供的PCB钻孔设备的使用过程如下：

将垫板和盖板加工为与PCB板大小一致，凹槽110的选用同与PCB板大小一致；

将垫板、PCB板和盖板依次放入凹槽110中，通过控制动力轴301旋转，驱动盘304先转动，进而带动第一活塞块306下移，进而挤压活塞腔305内的介质，使得第一活塞杆309外移推动套筒310做线性运动，进而通过螺旋凸棱311与螺旋槽312的限制，转轴201做旋转运动，带动压合块202旋转后对PCB上的盖板进行下压固定，与此同时的，弧形槽口404会带动夹持块401在第二槽口402的导向下向盖板，PCB板以及垫板移动并与盖板，PCB板以及垫板的侧部抵接，从而完成对盖板，PCB板以及垫板竖直方向和水平方向上的固定，保障钻孔的质量，在上述转轴201转动过程中，摇摆杆507同步向下旋转，进而带动第二活塞块504下移，在吸附孔503处产生对垫板的吸力，进而起到一个对垫板单独固定的效果，对垫板、PCB板和盖板整个钻孔过程的稳定性进一步加强。

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，也可以是电连接或彼此可通讯；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。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，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。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式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效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。