钻孔制作方法及其钻孔机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种夹层件中之钻孔或深钻孔的制作方法，此夹层件可具有多个、有时彼此互连的层。这些层中的一或多层可为电性导通，而例如与其直接相邻的层没有电性导通。再者，本发明有关一种用来执行此一制作方法的钻孔机。
【背景技术】
[0002]在某些技术领域中，钻孔必须设置在夹层件中，并必须达到定义的深度。通常，此定义的深度并非相关之钻孔的绝对深度，而是，其为相对深度，具有在材料内部的一参考平面。因此，进行钻孔以通过一部份的电性导通层，而不用管例如电性导通层在夹层件中的位置，并避免钻孔工具与连续的电性导通层接触，这是必须的。
[0003]电性导通层与其他电性导通层应具有电容效应，不然就是必须可被向外导出，使其可以被接触(或被接地)。这类型的夹层件的例子有多层印刷电路板或具有铝/陶瓷结构的夹层系统。
[0004]精密地制造这类型的夹层件有时显得相当困难，因无法精确地知道夹层件中个别的层的确切位置。在制造夹层件时，当各个层被挤压，这些层的厚度及它们在夹层件中的对齐位置可能因此产生偏移。
[0005]当钻孔要被置入此一夹层件时，在某一位置进行钻孔且钻入某一段距离，而例如在不想要再进一步钻入相邻的层的情况下，夹层件中层之位置的各种类型的变动可能导致因失误而未钻到某一层或无意地钻到某一层的情形。这可能使得整个夹层件变得没有任何用处。
[0006]为此，德国专利DE 4340249A1描述了一种装置，其中钻孔机具有一电性导通钻头(钻孔工具)以及夹层件中的各个层，此钻头连接到一量测装置，以使得一旦该钻头接触到电性导通层，各个层间的电位差可由此钻头确定得出。此外，此钻头并配备有一高度量测单元，藉此钻头相对于工件表面的高度可以被量测得出。此方式的基本原理对有些应用方案是可靠的，特别是在存在的电性导通层的数目及它们在夹层件中的近似位置是已知的情况下。然而，此系统的缺点在于:钻头同时接触几个某一高度下的电性导通层很可能导致不精确的量测。此外，此系统中，很难将可能的误差信号列入考量。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的在于提供一种改良的钻孔或深钻孔制作方法及其钻孔机。
[0008]本发明涉及一种夹层件之钻孔的制作方法，该夹层件具有一些内连线层，这些内连线层中至少一层为电性导通，而与其直接相邻的两个层没有电性导通(换言之，作为非电性导通层的介电媒介是位于例如一些导电层之间)。开始进行上述之方法时，夹层件内至少一电性导通层的确切位置是未知的。但是，一般来说，夹层件内各层的排列顺序是已知的。换言之，举例来说，当夹层件具有三个电性导通层，则在确定出第一电性导通层后，可以将下一个电性导通的接触确定为第二层。根据本发明，上述之方法包含如下步骤。
[0009]a)首先，提供有一钻孔机，其具有几个具不同钻头(钻孔工具)的钻孔主轴，不然就是这些钻头是可互换的。根据本发明之方法所采用之钻头是电性导通的，并且这些钻头在使用中被连接到一量测装置，该量测装置用来量测至少一电性导通层和一参考电位间(例如，地端)的电位差。此外，也提供有一深度量测单元，利用此深度量测单元，该钻头相对于一参考点(例如夹层件的表面或钻头全部拉出时的位置)的位置可以被量测得出。较佳地，该深度量测单元连接到钻头的前端，或者是Z轴量测系统(藉此，当有一个接触被建立时，可以直接/立即知道接触点的深度。深度数据接着由各站点个别的量测系统传送出去)Ο
[0010]b)于第一个处理步骤中，首先利用钻孔机将一钻孔置入到夹层件中，在此过程中，沿着钻入方向进行钻入直到钻头(或其顶端)位于上游的一个位置，其假定是位于相邻于电性导通层的非电性导通层中。换言之，于第一个处理步骤中，钻孔被置入到夹层件中，其中基于先前已知的关于夹层件之结构的资讯，钻头被认为仍与电性导通层相距一段距离。假若几个电性导通层已被贯通，深度量测系统会记录各层的(深度)位置。通过此方法，一般来说可以在单个钻孔程序中识别出许多个层。所生成之信号的品质取决于几何结构条件(诸如钻孔工具的直径和棱角等、电性导通层的厚度以及电性导通层间彼此的距离)。举例来说，若电性导通层间的距离过短，则量测系统可能会将多个层侦测成一个连续层。
[0011]c)因此，为了提升电性导通层位置侦测的精确度，钻头可在之后从盲孔拉出，并将该钻头替换为具有较小直径的另一个钻头，用此来建立盲孔。这可利用工具切换的方式来达成，或者是采用另一个钻头主轴，其具有较小直径之钻头。在较小之钻头被使用时，较小之钻头接着被连接到量测装置，以量测电位差。
[0012]d)具有较小直径的另一钻头可被插入到具有较大直径之钻头先前所建立的盲孔中，并且利用该另一钻头，可将一个钻孔置入到夹层件中，最少直到量测装置侦测到一个电性导通层。
[0013]从而，通过深度量测单元，可确定出该另一钻头相对于参考点的位置。
[0014]利用前述之较小钻头，可避免先前建立之盲孔的内壁与该较小之钻头接触，因此不会导致量测装置与导通或非导通层接通。量测装置所侦测到的该较小之钻头的第一次接触可因此被认为是最可能是所想要的电性导通层。所述方法与众不同的是，可避免错误的信号，或至少是相当程度降低了错误的信号，更而甚者，所述方法可排除钻头上方某些电性导通层短路而可能造成的故障。
[0015]e)备选地，在侦测到所想要的电性导通层之后，通过继续利用该另一(较小)钻头或者是利用另一个工具切换或主轴切换得出的钻头，在该盲孔中进行钻孔，以在夹层件中制作出一贯通钻孔，此贯通钻孔可利用例如第一(较大)钻头制得。在要额外制作贯通钻孔的情况下，无需将钻头连接到量测装置或进行电性连接。较佳地，即使在此钻孔程序中，也可以记录各个电性导通层。
[0016]一般来说，在夹层件具有多个电性导通层的情况下，通过利用前述方法，至少一些或每一个电性导通层的个别位置可被依序侦测得出。当信号品质还不错时，也可能可以在单个钻孔程序下以相当好的品质记录一些电性导通层。只有当一些或所有的层的相对位置已依序被侦测出时，如果可以的话，贯通钻孔也可以接着被制得。
[0017]换言之，针对每个个别的电性导通层，步骤b)、c)和d)的执行是备选的，特别是，当想要将深钻孔的精确度最大化时可以采用。
[0018]当在步骤b)中通过深度量测单元记录(深度)位置时，在一个特殊的例子中，个别站点的Z值的绝对值被记录下来。为了具有一个清楚的零位阶或参考位阶，较佳地，在对钻头工具进行尺度规格化时使用各个雷射转换点。如果没有这样做，在例如这些钻头工具分别从主轴作不同的投射时，该参考位阶可能在进行工具切换时即遗失。深度的精度品质亦相依于雷射量测的品质。
[0019]备选的步骤c)和d)的存在目的是为了提升信号品质。根据经验，在单个钻孔路径(行程)中可能可以撷取两个、有时三个或三个以上的层的位置。单个钻孔程序中越多个电性导通层被贯通，则信号越差。换言之，单个钻孔路径中每一个额外侦测到的层会使得信号的分散程度呈指数方式增加。但是，在本发明中，这也意味着这些层基本上可以在〃 一个行程"中被记录。备选的步骤b)和c)可被执行以提升侦测到之深度的品质。
[0020]在下文中，夹层件特别是指板状的元件，其具有长度和宽度(其维度在XY方向)，其长度和宽度通常明显大于其厚度(Z方向)。夹层件的各个层基本上是沿着XY平面延伸，Z方向上的高度相当低。