一种内置式螺母台阶孔PCB板快速加工方法技术

本发明专利技术公开了一种内置式螺母台阶孔PCB板快速加工方法，包括以下步骤：S1，按照规格准备基材完成开料操作，并按照内置式螺母台阶孔PCB板正常加工流程制作到电镀，完成图电锡后转钻孔工序钻内置式螺母台阶孔；S2，内置式螺母台阶孔设计：测量内置式螺母的上径、斜边长度和高度，计算出钻咀底部的角度，根据螺母的上径和钻咀底部的角度选择钻咀，根据螺母的高度设置内置式螺母台阶孔深度；S3，内置式螺母台阶孔加工：选择具有探深钻孔功能的钻机根据S2设计的内置式台阶孔设计参数完成钻孔；S4，完成内置式螺母台阶孔钻孔后转电镀蚀刻工艺继续生产，制备得到成品。本发明专利技术具有提高生产效率，节约生产成本，提高加工精准度等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种内置式螺母台阶孔PCB板快速加工方法
本专利技术涉及PCB板加工领域，具体为一种内置式螺母台阶孔PCB板快速加工方法。
技术介绍
电源模块、智能光电、数字化系统等设备为了维修工更换方便，越来越采用高度集成化、模块化安装模式。而此类板卡的固紧螺母基本都内置镶嵌在PCB板内，螺母底部与线路板底部齐平，不仅节省了空间，还可以防止金属螺丝与设备外壳接触形成短路或漏电。内镶螺母PCB需要在压合前对PCB掏槽，然后经过压机热压的方式把螺母固定在PCB中，线路板制作过程中均有一定的偏差，因此工艺难度大品质难以保证，且后期维修极不方便，如螺母损坏需要更换更板板卡。内置式螺母是按螺母的形状及尺寸要求在线路板加工成型工序采用数控铣台阶的方式铣出螺母形状的台阶孔，在板卡组装时将螺母放入铣出的台阶孔内然后安装好螺丝帽固紧。改进后的螺母安装方法即简化了PCB的加工流程，也便于板卡的后期维修。在印制电路板生产企业中成型工序基本为瓶颈工序，数控铣台阶平均每孔的时间约为5分钟。每个工作板按200孔计算，每块生产板需要5分钟/孔×200孔=1000分钟=16.67小时，因此，成型数控铣台阶的工艺严重影响生产效率，并不适合此类产品的批量化、规模化生产。
技术实现思路
本专利技术从PCB板加工流程与设备工艺能力入手，对钻孔设备的工艺能力进行更深层次的技术开发，设计专用的内置式螺母台阶孔PCB板加工流程，实现快速生产，解决数控铣床生产螺母台阶孔PCB板效率慢无法批量生产的技术难题。本专利技术可以通过以下技术方案来实现：一种内置式螺母台阶孔PCB板快速加工方法，包括以下步骤：S1，按照规格准备基材完成开料操作，并按照内置式螺母台阶孔PCB板正常加工流程制作到电镀，完成图电锡后转钻孔工序钻内置式螺母台阶孔；S2，内置式螺母台阶孔设计：测量内置式螺母的上径、斜边长度和高度，按照计算公式θ1=ArcSin（B÷E）计算出螺母的顶角度数，公式中θ1代表螺母的顶角度数，B代表螺母的高度，E代表螺母斜边的长度，再根据计算公式θ=180°-2×θ1计算钻咀底部的角度，公式中θ代表钻咀底部的角度，根据螺母的上径和钻咀底部的角度选择钻咀，根据螺母的高度设置内置式螺母台阶孔深度；S3，内置式螺母台阶孔加工：选择具有探深钻孔功能的钻机根据S2设计的内置式台阶孔设计参数完成钻孔；S4，完成内置式螺母台阶孔钻孔后转电镀蚀刻工艺继续生产，制备得到成品。本专利技术采用控深钻沉孔方式加工内置式螺母台阶孔，是靠钻咀尖接触金属开始计算钻孔深度，如果按照PCB板常规加工流程在外层钻孔时就将沉孔加工成型，因钻咀尖无法导电导致深度控制偏差大，后续对PCB板进行沉铜时内置式螺母台阶孔也会上铜导致台阶孔内径变化，影响螺母安装，因此本专利技术在S1中设计将内置式螺母台阶孔工艺流程设计在图电锡后加工内置式螺母台阶孔，使钻咀尖与铜锡有更良好的导电接触，实现内置式螺母台阶孔的深度和内径精度均可控，避免了螺母安装在上铜的台阶孔接触后与PCB板接触引起短路。且本专利技术依据内置式螺母尺寸及钻机精度计算加工方案，完全保证内径尺寸合格，当内置式螺母上径和下径尺寸相等时θ为90°，可无需考虑θ角度，当内置式螺母下径小于上径，按照计算公式计算出θ角度数，再分别根据内置式螺母的上径选择相同直径大小的钻咀，并依据内置式螺母高度设置钻孔深度，按照设置好的参数制备得到的内置式螺母台阶孔能将内置式螺母完全嵌入PCB板内，使其底部与基板齐平，内置式螺母无脱落的风险，满足品质的需求。钻孔时选择具有探深钻孔功能的钻机，钻孔前需要调整机器的探深钻孔功能表的参数、套环的公差值和下垫板的公差值，确保钻孔的精度。本专利技术利用钻孔机快速自动化钻内置式螺母台阶孔技术代替锣机铣内置式螺母台阶孔的技术，快速提升生产效率10倍以上，满足企业大规模生产的需要，同时为企业节省了时间、人工等加工成本。进一步地，所述S3中钻孔前采用线性马达控制位移精度设备校正钻咀的钻尖与内置式螺母台阶孔的中心处于同一中心线上，将精度控制设置为±0.01mm，精确调整台面相对于主轴的垂直度，所述主轴指钻机带动钻咀转动的轴，用主轴偏摆测试仪测量钻机主轴的偏摆度，测试时转机转速度设置为160krpm/min，偏摆度值≤20um为合格，若测试不合格则要进行校正后再测试至满足生产要求。通过上述操作保证孔位精度，确保已钻出的螺钉孔与内置的螺母孔的中心处于同一中心线上。进一步地，所述S3中钻孔前测量PCB板的厚度和检验板翘，若存在板厚超标或板翘，在钻孔前需要在内置式螺母台阶孔深度的基础上加入板厚或板翘增加的厚度。当板厚超出标准、板翘会导致钻出的内置式螺母台阶孔深度小于内置式螺母高度，导致其不能完全内置，在钻孔前先将板厚或板翘增加的厚度加入钻孔深度中，减少制备得到的PCB板二次加工，提高产品良率。进一步地，所述S3完成钻孔后检测内置式螺母台阶孔质量，先测量PCB板的余厚，用PCB板的板厚减去余厚即为内置式螺母台阶孔的深度，若所述内置式螺母台阶孔的深度小于内置式螺母的高度，增加内置式螺母台阶孔的深度后补钻。当板厚超出标准、板变形或放置不平整时，钻出的内置式螺母台阶孔的深度小于内置式螺母的高度，导致内置式螺母不能完全内置，则需要增加内置式螺母台阶孔的深度后进行补钻，当内置式螺母台阶孔的直径小于内置式螺母的直径时，可增加台阶孔的钻孔补偿或用笔现有钻咀大一个型号的钻咀二次加工，确保内置式螺母底部与基板齐平，满足客户装配要求。进一步地，所述增加的深度等于内置式螺母的高度减去已钻内置式螺母台阶孔的深度再加上0.1mm。在厚度差的基础上增加0.1mm可保证内置式螺母完全嵌入内置式螺母台阶孔内，使内置式螺母底部与PCB板齐平。本专利技术内置式螺母台阶孔PCB板快速加工方法，具有如下的有益效果：第一、提高生产效率；本专利技术开发设计了一种利用钻孔机快速自动化钻内置式螺母台阶孔台阶孔技术代替锣机铣内置式螺母台阶孔的技术，只需要在内置式螺母台阶孔PCB板加工流程中图电锡步骤完成后加入内置式螺母台阶孔钻孔步骤即可，快速提升生产效率10倍以上，可以满足企业大规模生产的需要；第二、节约生产成本；本专利技术优化了内置式螺母台阶孔的工艺流程，降低了成型工序的数控铣床瓶颈产能，节省了成型机的加工成本、人工成本及水电成本；由于钻孔加工台阶孔的速度快，在产能方面并未显著增加，有利于批量订单的大规模生产；第三、提高加工精准度，提高产品良率；本专利技术增加了依据螺母尺寸计算钻机加工方案的设计，能完全保证内径尺寸合格，使内置式螺母底部与PCB板齐平，确保安装后内置式螺母无脱落的风险，同时避免加工尺寸偏差过大需要二次加工而降低加工效率和产品良率。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1一种内置式螺母台阶孔PCB板快速加工方法，按以下步骤操作：S1，按照规格准备基材完成开料操作，并按照内置式螺母台阶孔PCB板正常加工流程制作到电镀，完成图电锡后转钻孔工序钻内置式螺母台阶孔；S2，内置式螺母台阶孔设计：测量内置式螺母的上径为4mm、斜边长度为3.5mm，高度为2mm，按照计算公式θ1=ArcSin（B÷E）计算出螺母的顶角度数为45°，再根据计算公式θ=180°-2×θ1计算钻咀底部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内置式螺母台阶孔PCB板快速加工方法，其特征在于：包括以下步骤：S1，按照规格准备基材完成开料操作，并按照内置式螺母台阶孔PCB板正常加工流程制作到电镀，完成图电锡后转钻孔工序钻内置式螺母台阶孔； S2，内置式螺母台阶孔设计：测量内置式螺母的上径、斜边长度和高度，按照计算公式θ1=ArcSin（B÷E）计算出螺母的顶角度数，公式中θ1代表螺母的顶角度数，B代表螺母的高度，E代表螺母斜边的长度，再根据计算公式θ=180°‑2×θ1计算钻咀底部的角度，公式中θ代表钻咀底部的角度，根据螺母的上径和钻咀底部的角度选择钻咀，根据螺母的高度设置内置式螺母台阶孔深度； S3，内置式螺母台阶孔加工：选择具有探深钻孔功能的钻机根据S2设计的内置式台阶孔设计参数完成钻孔；S4，完成内置式螺母台阶孔钻孔后转电镀蚀刻工艺继续生产，制备得到成品。

【技术特征摘要】
1.一种内置式螺母台阶孔PCB板快速加工方法，其特征在于：包括以下步骤：S1，按照规格准备基材完成开料操作，并按照内置式螺母台阶孔PCB板正常加工流程制作到电镀，完成图电锡后转钻孔工序钻内置式螺母台阶孔；S2，内置式螺母台阶孔设计：测量内置式螺母的上径、斜边长度和高度，按照计算公式θ1=ArcSin（B÷E）计算出螺母的顶角度数，公式中θ1代表螺母的顶角度数，B代表螺母的高度，E代表螺母斜边的长度，再根据计算公式θ=180°-2×θ1计算钻咀底部的角度，公式中θ代表钻咀底部的角度，根据螺母的上径和钻咀底部的角度选择钻咀，根据螺母的高度设置内置式螺母台阶孔深度；S3，内置式螺母台阶孔加工：选择具有探深钻孔功能的钻机根据S2设计的内置式台阶孔设计参数完成钻孔；S4，完成内置式螺母台阶孔钻孔后转电镀蚀刻工艺继续生产，制备得到成品。2.根据权利要求1所述的内置式螺母台阶孔PCB板快速加工方法，其特征在于：所述S3中钻孔前采...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔元，聂兴培，武守坤，陈春，林映生，卫雄，唐宏华，樊廷慧，
申请(专利权)人：惠州市金百泽电路科技有限公司，深圳市金百泽电子科技股份有限公司，西安金百泽电路科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44