一种印制电路板钻削排屑评价方法及其应用与流程

本发明涉及线路板加工领域，尤其是一种印制电路板钻削排屑评价方法及其应用。

背景技术：

随着印制电路板（pcb）的高密度化，pcb的层数越来越多、孔深径比越来越大，其钻削过程的排屑不畅现象越严重，排屑的不顺畅会使钻削过程切屑对钻针及孔壁的严重挤压，从而发生钻针偏斜及孔壁质量差等问题。针对pcb钻削排屑顺畅性有一个明确的评价，可以更有效地帮助钻削工艺改善。

目前针对pcb钻削排屑顺畅性的评价仅停留在肉眼观察或高速摄影拍摄后的直观评价，并未对pcb钻削过程排屑顺畅性做明确的定量评价，目前的评价方法仅能比较排屑性能相差较大的排屑过程的优劣。

因此，亟需一种可对pcb钻削过程排屑顺畅性做明确的定量评价的印制电路板钻削排屑评价方法。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种印制电路板钻削排屑评价方法，其特征在于，一种印制电路板钻削排屑评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、在机床上安装摄像机、pcb，摄像机镜头对准pcb目标孔的板面；

s2、启动机床对pcb进行钻削加工；

s3、摄像机对pcb的钻削过程进行拍摄；

s4、将摄像机拍摄出的视频处理成图片，选取具有易观察特征的各板层切屑排出板面图片，并得到各板层切屑排出时间；

s5：计算各板层在钻削过程中的入钻时间；

s6：s5计算的入钻时间与s4中获取的各板层切屑排出时间之差得出各板层芯板排屑延迟时间；

s7：以排屑延迟时间作为评价各板层排屑顺畅性，进而评价实验组在整个钻削过程排屑顺畅性及其变化。

本发明通过采用摄像机对pcb各板层的钻削过程进行具有时间记录的拍摄，将排屑过程中有明显特征的各层芯板（一般为铜箔）切屑以及其他切屑的排出板面时间以及对应的入钻时间的对比，得到各层芯板排屑延迟时间，根据排屑延迟时间，对pcb钻削过程排屑顺畅性作出明确的定量评价，可更有效的根据评价结果改良钻削工艺。

优选的，步骤s3中摄像机的拍摄帧数为5000fps～200000fps。

根据pcb板的各板层材料，使用摄像机的拍摄帧数为5000fps～200000fps，降低误差，评价结果准确度高。

优选的，步骤s4中的入钻时间根据各板层厚度以进给速度计算获得或者通过传感器信息计算获得。

入钻时间根据各板层厚度以进给速度计算获得或者通过传感器信息计算获得，计算简单，出错率低。

优选的，步骤s4的切屑排出时间以钻头准备入钻板面为时间起点。

进一步的，步骤s4计算各板层切屑排出时间时，先观察各板层整段切屑完全排出，出现在摄像机成像的图片中后，回退至该切屑刚从钻针的螺旋槽露出板面的图片，以两张图片的拍摄时间差为对应的板层切屑排出板面时间。

采用整段切削完全排出的图片与切削刚从钻针的螺旋槽露出板面的图片的拍摄时间差确定各板层切屑排出板面时间，测试简单，测试结果精准。

优选的，步骤s4中具有易观察特征的各板层切屑排出板面图片为长带状的铜层切屑以及粉末或团状的绝缘层切屑。

利用便于观察的长带状铜层切屑和粉末或团状绝缘层切屑，现象明显，计算所得切屑排出时间精准。

优选的，步骤s6中，以各板层排屑延迟时间减去上一层排屑延迟时间，得到该层排屑本身排屑堵塞延迟时间。

计算排屑堵塞延迟时间，去除上层切屑排屑延迟时间对下层切屑排屑延迟时间的影响，数据误差小，评价结果准确度高。

本发明印制电路板钻削排屑评价方法用于具有不同切屑特征板层结构的复合材料。

本发明的有益效果：

1.本发明通过采用摄像机对pcb各板层的钻削过程进行具有时间记录的拍摄，将排屑过程中有明显特征的各层芯板（一般为铜箔）切屑以及其他切屑的排出板面时间以及对应的入钻时间的对比，得到各层芯板排屑延迟时间，根据排屑延迟时间，对pcb钻削过程排屑顺畅性作出明确的定量评价，可更有效的根据评价结果改良钻削工艺。

2.采用整段切削完全排出的图片与切削刚从钻针的螺旋槽露出板面的图片的拍摄时间差确定各板层切屑排出板面时间，测试简单，测试结果精准。

3.计算排屑堵塞延迟时间，去除上层切屑排屑延迟时间对下层切屑排屑延迟时间的影响，数据误差小，评价结果准确度高。

附图说明

图1为实施例1中pcb板结构示意图；

图2为实施例1中长带状铜层切屑示意图；

图3为实施例1中各层切屑排出摄影图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明做进一步详细描述：

实施例1

本实施例提供一种印制电路板钻削排屑评价方法，具体包括如下步骤：

s1、在机床上安装摄像机和六层pcb，摄像机镜头对准六层pcb目标孔的板面；

s2、启动机床对流程pcb进行钻削加工；

s3、摄像机对pcb的钻削过程进行拍摄；

其中，根据上述加工条件，高速摄影分辨率设置为384*248，帧数设置为30000fps。

s4：将摄像机拍摄出的视频处理成图片，选取具有易观察特征的各板层切屑排出板面图片，并计算各板层切屑排出时间；；

其中，如图2所示，本实例中选取的具有易观察特征的切屑为铜箔切屑，其所形成的切屑形貌为长带状，见图2，区别于其他层切屑的团状或粉末状，易于甄别出各层铜箔切屑排出的时候；

其中，各层切屑排出时间以钻头准备入铝盖板为时间起点，即该钻削时刻设置为0ms，高速摄影里记录的时间是-783.7ms，后续各层切屑排出图里时间减去-783.7ms即可得该层切屑排出时间；

其中，如图3所示，本实例中以三层芯板各自的第一层铜箔切屑排出作为三层芯板各自切屑排出标志，比如，如图图3（c）先第一层芯板的第一层铜箔甩出，该切屑是顺着螺旋槽且贴着螺旋状铝切屑排出的，如图3（b）所示，再往回退至该切屑刚露出板面时刻，将该时刻定位第一层芯板切屑开始排出时间，为14.3ms，以此类推，第二层芯板切屑排出时间为52.6ms，第三层芯板切屑排出时间为90.6ms；

s5：计算各板层在钻削过程中的入钻时间；

其中，六层pcb结构图如图1所示，具有三层芯板，每层芯板由铜箔+绝缘层+铜箔组成，芯板与芯板间由绝缘层压合粘结，自上而下，其中第一层铜箔厚度为27μm；第一层绝缘层厚度为111μm；第二层铜箔厚度为26μm；第二层绝缘层厚度为559μm；第三层铜箔厚度为24μm；第三层绝缘层厚度为108μm；第四次铜箔厚度为24μm；第四层绝缘层厚度为559；第五层铜箔厚度为24μm；第五层绝缘层厚度为109μm；低六层铜箔厚度为29μm；采用3.0mm钻径钻头进行钻削，转速为30000r/min，进給速度1.9m/min，另钻削时，在pcb板上方加油1.8mm厚的铝盖板；

s6：s5计算的入钻时间与s4中获取的各板层切屑排出时间之差得出各板层芯板排屑延迟时间；若想去除上层切屑排屑延迟时间影响还可以将各层排屑延迟时间减去上一层切屑排屑延迟时间，得到该层排屑本身排屑堵塞延迟时间，

s7：以排屑延迟时间作为评价各板层排屑顺畅性，进而评价实验组在整个钻削过程排屑顺畅性及其变化；具体计算见下表。

实施例2

本实施例提供一种印制电路板钻削排屑评价方法，包括以下步骤：

s1、在机床上安装摄像机、pcb，摄像机镜头对准pcb目标孔的板面；

s2、启动机床对pcb进行钻削加工；

s3、摄像机对pcb的钻削过程进行拍摄；

s4、将摄像机拍摄出的视频处理成图片，选取具有易观察特征的各板层切屑排出板面图片，并得到各板层切屑排出时间；

s5：计算各板层在钻削过程中的入钻时间；

s6：s5计算的入钻时间与s4中获取的各板层切屑排出时间之差得出各板层芯板排屑延迟时间；

s7：以排屑延迟时间作为评价各板层排屑顺畅性，进而评价实验组在整个钻削过程排屑顺畅性及其变化。

实施例3

本实施例提供一种印制电路板钻削排屑评价方法，包括以下步骤：

s1、在机床上安装摄像机、pcb，摄像机镜头对准pcb目标孔的板面；

s2、启动机床对pcb进行钻削加工；

s3、摄像机对pcb的钻削过程进行拍摄；

s4、将摄像机拍摄出的视频处理成图片，选取具有易观察特征的各板层切屑排出板面图片，并得到各板层切屑排出时间；

s5：通过传感器信息计算测量各板层在钻削过程中的入钻时间；

s6：s5计算的入钻时间与s4中获取的各板层切屑排出时间之差得出各板层芯板排屑延迟时间；

s7：以排屑延迟时间作为评价各板层排屑顺畅性，进而评价实验组在整个钻削过程排屑顺畅性及其变化。

根据上述加工条件，高速摄影分辨率设置为384*248，帧数设置为200000fps。

实施例4

本实施例提供一种印制电路板钻削排屑评价方法，包括以下步骤：

s1、在机床上安装摄像机、pcb，摄像机镜头对准pcb目标孔的板面；

s2、启动机床对pcb进行钻削加工；

s3、摄像机对pcb的钻削过程进行拍摄；

s4、将摄像机拍摄出的视频处理成图片，选取具有易观察特征的各板层切屑排出板面图片，并得到各板层切屑排出时间；

s5：计算各板层在钻削过程中的入钻时间；

s6：s5计算的入钻时间与s4中获取的各板层切屑排出时间之差得出各板层芯板排屑延迟时间；

s7：以排屑延迟时间作为评价各板层排屑顺畅性，进而评价实验组在整个钻削过程排屑顺畅性及其变化。

步骤s4的切屑排出时间以钻头准备入钻板面为时间起点。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。