用于加工工件的加工站及方法技术

本发明专利技术涉及一种通过至少一工具(10、13、14)来加工多个板型工件(1)的加工站。所述加工站具有：至少一量测装置(16)，用于获取与多个孔的位置相关的数据；至少一钻头(10、13、14)，用于在所述工件中(1)产生多个孔；及一数据处理器(17)，用于处理所述至少一量测装置(16)的数据，及/或用于控制所述至少一钻头(10、13、14)。所述数据处理器(17)在此适合且被设置用以在一期望的钻孔位置及/或一期望的孔深度与由所述至少一量测装置(16)为存在所述工件(1)中的一孔所确定的一实际位置及/或一实际深度之间进行调整，并调整所述钻孔位置及/或孔深度，以便通过所述至少一钻头(10、13、14)产生多个孔。个孔。个孔。

【技术实现步骤摘要】
用于加工工件的加工站及方法


[0001]本专利技术关于一种通过多种工具来加工多个板型工件的加工站，例如一种用于加工多个电路板的钻孔或铣削站，以及关于一种用于加工多个板型工件的方法。

技术介绍

[0002]现代电路板产品需要精准地制造多个孔，以确保所述产品的功能。例如，所述多个孔为镀铜过的，并用作为建立一电路板的各个层之间的连接。图1中显示出在各种操作状态下具有在厚度方向上相对于彼此偏移的多个导电层的一电路板1中的一孔。在图1中的左侧显示出一镀通孔2，所述镀通孔2使两个内层3互相连接。在高频范围(>5GHz)内的多个应用中，实际连接4的多个长而突出的末端(在此为铜层)在信号中产生干扰。为此原因，再次将所述多个孔2钻开一更大的直径，从而去除所述铜层。多个剩余的残段5(stub)的长度应尽可能被限定。太长的残段5对电信号具有负面影响，而太短的残段5造成多个机械问题，因为它们没有被支撑在所述孔中。此过程也称为“背钻(back drilling)”。
[0003]这种背钻可以不同的变体来进行。在最简单的例子中，进行钻孔以达一预定深度。然而，这没有考虑到由于按压操作造成这些层体没有位在标称的z位置中，以及所述电路板的厚度的变化。
[0004]因此，从US 2016/0052068 A1可知一种可产生多个深孔的方法，所述多个深孔以来自多个通孔的信息为基础，并通过侦测多个参考层而导致一更精确的钻孔结果。
[0005]不确定性的另一个来源涉及实际的钻孔过程。由于钻孔机的定位准确度、所述电路板在所述机械工作台上的位置偏差、钻头的柔韧性、污染物等，导孔未被准确地设置在相对于所述板型工件的平面(在x方向及y方向上的偏移)的所需的位置上。然而，在进行背钻时，所述导孔半径与半径之间的微小差异导致一很小的工艺窗口。图2左侧显示出具有铜层4的镀铜过的通孔2，并且所述钻头6的理想位置位于其上的中间，以一虚线交叉表示。现在，在进行背钻时，所述通孔的钻孔过程及所述钻孔机的定位准确度所引起的错误可能导致在进行背钻孔时无法完全去除所述铜4。图2的右侧显示出所产生的具有非期望的银7(silver)的残段5。

技术实现思路

[0006]相反地，本专利技术的目标在于提供一种加工站以及一种用于加工多个电路板或类似的板型工件的方法，所述加工站及所述方法防止在进行背钻(back drilling)时或在其他加工步骤期间对准确度造成上述多个不良影响。
[0007]根据本专利技术具有的一种加工站及一种方法可达成此目的。
[0008]举例而言，一种用于加工至少一电路板的钻孔站即为一种通过至少一工具加工多个板型工件的加工站。
[0009]在一示例性实施例中，这种加工站可具有：至少一量测装置，用于获取与所述工件中的多个孔的位置相关的数据，特别是多个参考孔及/或多个穿孔；至少一钻头，用于在所
述工件中产生多个孔，特别是多个穿孔及/或多个深孔；及至少一数据处理器，用于处理所述至少一量测装置的数据，及/或用于控制所述至少一钻头。为了相对于多个层体或多个孔的实际位置更精准地加工，所述至少一数据处理器适合且被设置用以在一期望的钻孔位置及/或一期望的孔深度与由所述至少一量测装置为存在所述工件中的一孔所确定的一实际位置及/或一实际深度之间进行调整，并调整所述钻孔位置及/或孔深度，以便通过所述至少一钻头产生多个孔。
[0010]为此，优选的是，所述至少一量测装置及/或所述至少一数据处理器适合且被设置用以配准所述工件。这种类型的配准用于获取关于所述工件内的多个层体、多个孔等的存在及可能的位置的数据。这类信息可能有部分无法从所述工件外部以视觉方式侦测到，或者仅能在一有限的程度上侦测到。在一通孔被引入至所述工件中之前，可获取关于所述工件内的至少一位点的信息，以调整所述钻孔位置。
[0011]此配准过程可包括对整个电路板的分析，以便确定所述各个层相对于彼此的位移。例如，这可通过使用X射线来进行。接着，优选地从所述量测数据取得一个或多个参考孔的位置。例如，这里以在所有的层体上产生最佳可能平均值的方式预先引入所述多个参考孔，从而在钻出多个所需接触点的同时，尽可能精准地钻过所述各个层。
[0012]在一实施例中，所述至少一钻头可具有一用于侦测多个所选择的内层来作为一参考的装置。特别是，将所述钻头设计成，在产生用于后续镀铜操作的多个通孔时，可进行内层侦测。这可在几个步骤中发生，例如面板可被翻转，以便从正面及背面钻孔。在此，优选地记录有关所述各个层的实际z位置的信息，例如，如在美国专利文献US 2016/0052068 A1中的描述。
[0013]所述至少一数据处理器适合且被设置成基于从侦测所选择的或所有的内层而来的量测数据来调整所述孔深度。作为一选择，还可量测所述多个通孔的孔位置，意即在一电路板上的x位置及y位置。
[0014]根据一独立的专利技术构想，对所述电路板进行镀铜之后再量测所述多个孔，以使背钻进行时的偏移影响最小化。在对一电路板进行镀铜后，所述至少一量测装置及/或所述至少一数据处理器优选地适合且被设置用以量测所述多个孔。为此，可能有不同的变型：在一第一示例中，通过一量测方法可在根据本专利技术的所述加工站的一单独的量测机器上离线进行所述量测，所述量测方法涉及入射光、透射光或触觉。可替代地或另外，通过一合适的方式，例如利用所述加工站的一CCD相机，可在根据本专利技术的工作站的钻孔机上在线进行所述量测。
[0015]在此，根据本专利技术的所述加工站中的多个量测范围也可以有变化。在一第一实施例中，所述加工站可被设置成仅量测多个所选择的参考孔。进一步可将根据本专利技术的所述加工站设置成量测所有的孔。然而，当在所述钻孔机上进行量测时，这可能花很长的时间。在另一示例中，根据本专利技术的所述加工站可被设置成通过一区域扫描方法来量测几个或所有的孔，意即所述CCD相机记录具有多个孔的一图像，并通过信息处理对其进行评估，如此所有获得的孔的中点可被足够准确地确定。最后，在一示例中，可将根据本专利技术的所述加工站设置成在所选择的多个具有一高孔密度的区域中量测所有的孔，例如多个球栅阵列。在此，优选地通过所述数据处理器智能地确定所述多个所选择的区域。
[0016]在对一电路板进行镀铜后，所述至少一数据处理器可进一步适合且被设置成基于
从量测所述多个孔而来的量测数据调整所述孔位置及/或孔深度。在此，基于所述量测数据调整所述多个孔位置(x坐标及y坐标)，目的是为了在所述背钻过程中尽可能精确地在导孔的中间钻出所述多个深孔。取决于所述量测方法，在此可基于关于所述多个参考孔的信息来对所有的孔位置的进行一平均调整，或者可通过所述数据对个别的孔进行一直接调整，或者可对所述多个量测过的孔进行一直接调整，并对剩余的多个孔进行一平均调整。另外，可基于在产生多个通孔时所获取的数据来计算所述孔深度，例如，针对每个孔个别进行。
[0017]根据本专利技术的一种方法适合用于加工多个板型工件，特别适用于在上述类型的加工站中加工多个电路板。所述方法优选地具有以下步骤：准备至少一板型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过至少一工具(10、13、14)来加工多个板型工件(1)的加工站，所述加工站具有：至少一量测装置(16)，用于获取与所述工件(1)中的多个孔的位置相关的数据；至少一钻头(10、13、14)，用于在所述工件中(1)产生多个孔；及至少一数据处理器(17)，用于处理所述至少一量测装置(16)的数据，及/或用于控制所述至少一钻头(10、13、14)，其特征在于：所述至少一数据处理器(17)适合且被设置用以在一期望的钻孔位置及/或一期望的孔深度与由所述至少一量测装置(16)为存在所述工件(1)中的一孔所确定的一实际位置及/或一实际深度之间进行调整，并调整所述钻孔位置及/或孔深度，以便通过所述至少一钻头(10、13、14)产生多个孔。2.如权利要求1所述的加工站，其特征在于：在将一通孔(2)引入所述工件(1)中之前，所述至少量测装置(16)及/或所述至少一数据处理器(17)适合且被设置用以获取关于所述工件(1)内的至少一支撑点的信息，以便调整所述钻孔位置。3.如前述权利要求任一项所述的加工站，其特征在于：所述至少一钻头(10、12、13)具有一用于侦测多个所选择的内层来作为一参考的装置。4.如权利要求3所述的加工站，其特征在于：所述至少一数据处理器(17)适合且被设置用以基于从侦测多个所选择的内层而来的量测数据来调整所述孔深度。5.如前述权利要求任一项所述的加工站，其特征在于：在对一电路板(1)进行镀铜后，所述至少一量测装置(16)及/或所述至少一数据处理器(17)适合且被设置用以量测所述多个孔。6.如权利要求5所述的加工站，其特征在于：在对一电路板(1)进行镀铜后，所述至少一数据处理器(17)适合且被设置用以基于从量测所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯，
申请(专利权)人：天脑资产管理有限公司，
类型：发明
国别省市：