一种基板冷却加工装置以及加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基板冷却加工装置，包括：机床：包括工作台、刀具、主轴和机架，主轴一端可转动连接于机架上，主轴另一端与刀具连接，工作台设于刀具的刀口下方；工作台上方设有垫板；第一喷嘴：包括第一喷嘴座和第一喷头，第一喷嘴座一端设有第一进液口，第一喷嘴座另一端与第一喷头管道连接；第一喷嘴座侧面与机床固定连接；低温气体产生组件：低温气体产生组件与第一进液口管道连接；基板：包括金属层、绝缘层和导电层，金属层与导电层通过绝缘层压合后连接；基板固定于工作台，导电层与垫板接触，第一喷头正对金属层的待加区域，本发明专利技术基板冷却加工装置冷却散热性能好，孔位精度高。

A substrate cooling device and processing method

The invention provides a substrate processing device for cooling, including machine tools including: workbench, tool spindle and machine frame, one end of the main shaft is rotatably connected to the frame, and the other end of the tool spindle blade below the workbench is connected with the cutter; plate above the working table; the first nozzle includes: first and the first sprinkler nozzle seat first, one end of the nozzle seat is provided with a first liquid inlet nozzle, the first seat of the other end is connected with the first nozzle pipe; the first nozzle seat is fixedly connected with the side machine; low temperature gas generating component: low temperature gas generating component and a liquid inlet pipe connection; substrate: including a metal layer, an insulating layer and a conductive layer, a metal layer and the conductive layer through the insulating laminated substrate after connection; fixed on the work table, a conductive layer and a contact pad, the first metal layer to be added on the nozzle area, the The cooling and processing device of BenQ board has good cooling and heat dissipation performance and high precision of hole position.

【技术实现步骤摘要】
一种基板冷却加工装置以及加工方法
本专利技术涉及金属基板加工，具体涉及基板冷却加工装置以及加工方法。
技术介绍
在PCB制造行业，金属基板通常被广泛使用在寿命较长的LED光电照明产品等散热要求高的电子产品中，其中以铝基板应用最为广泛。铝基板/铜基板等金属基板机械钻孔过程中，刀具高速旋转切削金属基，会产生大量的切削热，其中整个金属基板切削热主要来自于金属基的切削热。面对切削过程的高温现象，尤其是对于铝基板这种遇高温易软化的板材，在高温条件下，切削力跟切屑的挤压会使金属极易形成严重的毛刺，增加了后续除毛刺工序的难度与成本，甚至影响到产品可靠性。因此，如何降低金属基板加工过程切削温度是有效解决金属基板毛刺问题的重要方向之一。目前，针对金属基板加工过程减小毛刺形成问题有以下几种方法：1.通过优化加工参数，使切削温度降低的同时减小毛刺，该方法效果非常有限且适应性不高，适用于较低加工要求的制作；2.使用专用金属基板钻头（一般为涂层刀具），可以有效减少毛刺，但需控制好刀具寿命，且成本较高；3.通过预钻孔减少切削量及排屑量，以降低钻削温度和减少毛刺，效率低、效果有限；4.钻削过程喷酒精降温，降温效果良好，但消耗大，成本高；5.水槽降温，通过流动水热交换达到冷却效果，需对机床结构进行改造，对车间环境有一定污染。因此，亟需一种散热性好的基板冷却加工装置。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提供一种散热性好的基板冷却加工装置。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种基板冷却加工装置，包括：机床：包括工作台、刀具、主轴和机架，主轴一端可转动连接于机架上，主轴另一端与刀具连接，工作台设于刀具的刀口下方；工作台上方设有垫板；第一喷嘴：包括第一喷嘴座和第一喷头，第一喷嘴座一端设有第一进液口，第一喷嘴座另一端与第一喷头管道连接；第一喷嘴座侧面与机床固定连接；低温气体产生组件：低温气体产生组件与第一进液口管道连接；基板：包括金属层、绝缘层和导电层，金属层与导电层通过绝缘层压合后连接；基板固定于工作台，导电层与垫板接触，第一喷头正对金属层的待加区域。通过利用金属基板本身散热性好的金属层，切削加工时，产生的热量经金属层大面积接触空气自散热，提高散热效果的同时，利用第一喷头对加工区域进行低温气体吹扫，进一步提高散热效果，金属层位于上方，可代替部分盖板效果，避免刀具打滑，提高孔位的精度。优选的，低温气体产生组件为低温压缩空气产生组件或低温氮气产生组件或低温CO2气体或超临界CO2产生组件。还包括第二喷嘴，包括第二喷嘴座和第二喷头，第二喷嘴座一端设有第二进液口，第二喷嘴座另一端与第二喷头管道连接；第二喷嘴座侧面与机床固定连接，第二喷头正对刀具的刀柄；低温气体产生组件与第二进液口管道连接。采用第二喷嘴对刀具的刀柄进行降温，防止刀柄由于加工时，温度过高，发生断刀，影响加工效率和加工精度。优选的，还包括第三喷嘴，包括第三喷嘴座和第三喷头，第三喷嘴座一端设有第三进液口，第三喷嘴座另一端与第三喷头管道连接；第三喷嘴座侧面与机床固定连接，第三喷头正对金属层的待加区域附近；低温气体产生组件与第二进液口管道连接。采用第三喷嘴对加工区域附近进行降温，进一步降低金属基板周围温度，进一步提高加工装置的散热效果。第一喷嘴座和/或第二喷嘴座和/或第三喷嘴座与主轴固定连接。与第一喷嘴座和/或第二喷嘴座和/或第三喷嘴座的可通过现有技术的连接方式实现与主轴共同转动，例如通过滚珠轴承结构。加工时，第一喷嘴座和/或第二喷嘴座和/或第三喷嘴座可随主轴同步转动，可均匀对孔位周围进行降温，孔位各处温差较小，成孔均匀性好，精准度高。第一喷嘴、第二喷嘴、第三喷嘴各有两个，分别相对于刀具中轴线对称固定连接于主轴。第一喷嘴、第二喷嘴、第三喷嘴对称设置与主轴，两个第一喷嘴之间，两个第二喷嘴之间、两个第三喷嘴之间产生对向的低温气流絮流，增强散热冷却效果。第一喷嘴、第二喷嘴、第三喷嘴分别距离刀具的刀柄距离为10mm～200mm；第一喷嘴、第二喷嘴、第三喷嘴分别距离金属层距离为10mm～200mm。控制第一喷嘴、第二喷嘴、第三喷嘴与刀柄、金属层的距离，避免距离太小，气体压力过大，距离过大，散热冷却效果不佳。还包括水油混合组件和输送管，水油混合组件：包括水罐、油罐、水泵和油泵，水泵包括进水口和出水口，水罐与进水口管道连接；油泵包括进油口和出油口，油罐与进油口管道连接；输送管为两端开口的管状结构，输送管管壁设有一个通孔，出水口、出油口于通孔处与输出管管道连接；低温气体产生组件于输送管一端与输送管管道连接；输送管另一端分别与第一进液口、第二进液口、第三进液口管道连接。水与油剂分别通过水泵与油泵，输出到输出管中，低温气体产生的低温气体作用下发生混合，因为油剂的亲水性，无数油分子会吸附在雾状化的小水滴表面并形成一薄层油膜，在低温空气的带动下，进入喷嘴，通过喷嘴将气液混合物喷射到对应区域，起到充分的润湿和减磨，从而可产生良好的润滑效果，气流吹去积屑，且迅速降低刀口温度。本专利技术还提供一种基板冷却加工装置的加工方法，包括以下步骤：S1、在工作台表面放置垫板，金属基板导电层在下，金属层在上固定于垫板上；S2、将刀具装夹于主轴，使用机床的测量系统确定加工原点、起钻位和终钻位；S3、启动低温气体产生组件，使第一喷头对准金属层待加工位置，第二喷头对准刀具刀柄位置；第三喷头对准金属层待加工区域附近；S4、用热电偶测量低温气体产生组件的气体温度，待温度达到预定范围内时，根据工件加工要求设置切削参数，开启加工机床对金属基板进行钻削加工。通过利用金属基板本身散热性好的金属层，切削加工时，产生的热量经金属层大面积接触空气自散热，提高散热效果的同时，利用第一喷头对加工区域进行低温气体吹扫，进一步提高散热效果，金属层位于上方，可代替部分盖板效果，避免刀具打滑，提高孔位的精度。优选的，步骤S1中，于金属层上方加装金属盖板。增加金属盖板，进一步提高散热面积，从而提高散热效率，且金属盖板的增设可防止金属基板钻孔的入口产生毛刺。本专利技术的有益效果：1．本专利技术所提供的基板冷却加工装置，通过利用金属基板本身散热性好的金属层，切削加工时，产生的热量经金属层大面积接触空气自散热，提高散热效果的同时，利用第一喷头对加工区域进行低温气体吹扫，进一步提高散热效果，金属层位于上方，可代替部分盖板效果，避免刀具打滑，提高孔位的精度。2．本专利技术所提供的基板冷却加工装置，采用第二喷嘴对刀具的刀柄进行降温，防止刀柄由于加工时，温度过高，发生断刀，影响加工效率和加工精度。3．本专利技术所提供的基板冷却加工装置，采用第三喷嘴对加工区域附近进行降温，进一步降低金属基板周围温度，进一步提高加工装置的散热效果。4．本专利技术所提供的基板冷却加工装置，加工时，第一喷嘴座和/或第二喷嘴座和/或第三喷嘴座可随主轴同步转动，可均匀对孔位周围进行降温，孔位各处温差较小，成孔均匀性好，精准度高。5．本专利技术所提供的基板冷却加工装置，第一喷嘴、第二喷嘴、第三喷嘴对称设置与主轴，两个第一喷嘴之间，两个第二喷嘴之间、两个第三喷嘴之间产生对向的低温气流絮流，增强散热冷却效果。6．本专利技术所提供的基板冷却加工装置，通过设置水油混合组件，水与油剂分别通过水泵与油泵，输出到输出管中，低温气体产生的低温气体作用下发生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板冷却加工装置，其特征在于，包括：机床：包括工作台、刀具、主轴和机架，主轴一端可转动连接于机架上，主轴另一端与刀具连接，工作台设于刀具的刀口下方；工作台上方设有垫板；第一喷嘴：包括第一喷嘴座和第一喷头，第一喷嘴座一端设有第一进液口，第一喷嘴座另一端与第一喷头管道连接；第一喷嘴座侧面与机床固定连接；低温气体产生组件：低温气体产生组件与第一进液口管道连接；基板：包括金属层、绝缘层和导电层，金属层与导电层通过绝缘层压合后连接；基板固定于工作台，导电层与垫板接触，第一喷头正对金属层的待加区域。

【技术特征摘要】
1.一种基板冷却加工装置，其特征在于，包括：机床：包括工作台、刀具、主轴和机架，主轴一端可转动连接于机架上，主轴另一端与刀具连接，工作台设于刀具的刀口下方；工作台上方设有垫板；第一喷嘴：包括第一喷嘴座和第一喷头，第一喷嘴座一端设有第一进液口，第一喷嘴座另一端与第一喷头管道连接；第一喷嘴座侧面与机床固定连接；低温气体产生组件：低温气体产生组件与第一进液口管道连接；基板：包括金属层、绝缘层和导电层，金属层与导电层通过绝缘层压合后连接；基板固定于工作台，导电层与垫板接触，第一喷头正对金属层的待加区域。2.根据权利要求1所述的基板冷却加工装置，其特征在于，低温气体产生组件为低温压缩空气产生组件或低温氮气产生组件或低温CO2气体或超临界CO2产生组件。3.根据权利要求1或2所述的基板冷却加工装置，其特征在于，还包括第二喷嘴，包括第二喷嘴座和第二喷头，第二喷嘴座一端设有第二进液口，第二喷嘴座另一端与第二喷头管道连接；第二喷嘴座侧面与机床固定连接，第二喷头正对刀具的刀柄；低温气体产生组件与第二进液口管道连接。4.根据权利要求3所述的基板冷却加工装置，其特征在于，还包括第三喷嘴，包括第三喷嘴座和第三喷头，第三喷嘴座一端设有第三进液口，第三喷嘴座另一端与第三喷头管道连接；第三喷嘴座侧面与机床固定连接，第三喷头正对金属层的待加区域附近；低温气体产生组件与第二进液口管道连接。5.根据权利要求4所述的基板冷却加工装置，其特征在于，第一喷嘴座和/或第二喷嘴座和/或第三喷嘴座与主轴固定连接。6.根据权利要求5所述的基板冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成勇，林淡填，郑李娟，黄欣，李之源，何醒荣，李浩，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44