专利名称：Pcb板的加工方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明属于印刷电路板(PCB板)加工技术领域，尤其涉及一种PCB板的加工方法 及设备。
背景技术：
在PCB的制作工艺中，需要对板材进行机械加工，比如钻孔、切边、镂空等，但有些 材料的玻璃化转变温度很低，机械加工时产生的高温很容易就超过该种材料的玻璃化转变 温度，当被加工的材料处于或高于材料的玻璃化转变温度时，材料就会变软，不容易切割， 加工的碎屑缠在加工工具表面，导致排屑不良，PCB板上容易产生大量的毛刺和钻污。比如加工材料为聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene ptfe，简写为PTFE)的 PCB板时，由于PTFE材料的玻璃化转变温度为19 25°C，一般加工车间的温度控制在21°C 左右，加工产生的热量使PCB板温度很容易就超过了 PTFE材料的玻璃化转变温度，材料变 得很软，不容易机械加工操作。为提高此类低玻璃化转变温度材料的PCB板产品质量，现有技术中采用的加工方 法是在机械加工前将PCB板放到冰箱中冷却，然后从冰箱取出进行机械加工，在PCB板温度 恢复到室温时再次放入冰箱进行冷却，重复上述步骤，直至PCB板加工完成。但是，采用冰箱冷却的方法存在以下问题1)机械加工车间的温度一般为21+/-2°C，从冰箱取出的PCB板加工后会很快恢复 到温室，需要多次冷却，加工效率低；2)需要多次拆装，定位精度差，使机械加工精度变差，比如钻孔的孔位精度变差；3)频繁的冷却操作使板件上面容易产生水蒸气，吸附粉尘使加工碎屑更加不容易 排除。目前，在其他相差较远的技术领域出现利用现场水冷方式钻孔的技术，如2005年 6月四日公开的中国实用新型专利第200420074251. 6号所描述的一种薄板拓孔钻头。所 述钻头包括钻杆、切削头，钻杆及切削头内带有冷却水孔；所述冷却水孔由导水孔和喷水孔 两段构成，导水孔位于钻杆部分，与钻杆同心，喷水孔位于切削头内，其上端与导水孔相接， 其下端出口偏心设置在切削头下端面上，并与排水槽相连。在另一相差更远的技术领域也出现液氮冷却的技术，如2009年9月16日公开的 中国发明专利申请第200810050476. 0号所描述的一种天然气水合物孔底冷冻取样器及其 取样方法。所述天然气水合物孔底冷冻取样器是由制冷部分、低温控制部分和冷冻保温样 品三部分构成。采用液氮为冷冻剂，乙二醇为载冷剂在孔底冷冻水合物样品，液氮预先储存 在取样器中，低温控制模块控制液氮注入载冷剂的时间，使载冷剂温度始终保持低于-30°C 以下以抑制水合物样品分解。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种可以快速将PCB板待加工部位冷却到其材料的玻璃化转变温度以下、方便机械加工、减少毛刺和钻污、同时大幅提高加工效率、提 高加工精度的PCB板的加工方法及设备。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种PCB板的加工方 法，在对PCB板进行机械加工过程中，利用冷却液或冷却固体把PCB板待加工部位的温度始 终控制在玻璃化转变温度以下。其中，采用连续或间歇喷洒的方式把冷却液或冷却固体送至PCB板待加工表面进 行冷却。其中，持续测量待加工部位的温度，并根据测量到的温度，控制所述喷洒冷却液或 冷却固体的强度、或是否喷洒冷却液或冷却固体。其中，所述冷却液或冷却固体的沸点或升华点低于PCB板材料的玻璃化转变温度。其中，所述冷却液为液氢、液氧、液氩、液氦、液氖、液氙、液氡、液氮、液态二氧化 碳、液态丙烷、液态丁烷或液态二氧化硫；所述冷却固体为固态二氧化碳、固态丙烷、固态丁 烷、固态二氧化硫、固态乙醇或固态丙酮。其中，所述PCB板材料为PTFE材料，把PCB板待加工部位的温度始终控制在25°C 以下。为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是提供一种PCB板的加工 设备，包括对所述PCB板实施机械加工的操作装置，还包括用于喷洒冷却液或冷却固体的 喷洒装置，所述喷洒装置的喷洒方向正对PCB板的待加工部位。其中，所述操作装置是具有主轴的钻机。其中，所述喷洒装置为喷雾器。其中，所述加工设备还包括用于测量PCB板待加工部位温度的测温器和用于连接 所述测温器、钻机、液氮喷雾器的控制器，所述控制器接收测温器的温度信号，并根据所述 温度信号控制所述喷洒装置和操作装置工作。本发明的有益效果是本发明所述PCB板的加工方法是在加工现场利用冷却液或 冷却固体直接对PCB板待加工部位进行冷却，把PCB板待加工部位的温度始终控制在玻璃 化转变温度以下，此时材料较为硬脆，方便机械加工，可以减少PCB板上的毛刺和钻污；由 于采用原地加工，在保证冷却要求的同时，省去反复拆装定位PCB板件，拿去冰箱冷冻的操 作，大幅提高了加工效率，由于不用反复拆卸PCB板件，不会因为多次定位影响加工区域的 精度。另外本发明冷却液或冷却固体优先采用沸点或升华点低于PCB板材料的玻璃化 转变温度的材料，此类材料被送到PCB板待加工表面时，由于冷却液或冷却固体会在常压 下快速变为气体，在气化或升华过程中需要吸收大量的热量，从而可以迅速地将PCB板冷 却，进一步提高加工效率；而一些冷却液或冷却固体比如液氩、液氦、液氖、液氙、液氡、液 氮、液态二氧化碳、固态二氧化碳等材料气化后不会产生危害性气体和废渣，对环境无影 响，对PCB板质量无影响。喷洒装置邻近操作装置，喷出的冷却液或冷却固体还可以对操作 装置进行很好的冷却，有助于操作装置的降温，大幅增加操作装置的寿命。
图1是本发明PCB板加工设备实施例一的结构示意图2是本发明PCB板加工设备实施例二的结构示意图；图3是本发明PCB板加工设备实施例的控制原理图。21、PCB板；22、操作装置；23、喷洒装置；24、测温器；25、压力脚；26、保护罩；27、存储罐；28、传输管。
具体实施例方式为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式 并配合附图详予说明。作为本发明PCB板加工方法的实施例，在对PCB板进行机械加工过程中，利用冷却 液或冷却固体把PCB板待加工部位的温度始终控制在玻璃化转变温度以下。以PCB板材料 为PTFE材料为例，把PCB板待加工部位的温度始终控制在25°C以下。本发明所述PCB板的加工方法是在加工现场利用冷却液或冷却固体直接对PCB板 待加工部位进行冷却，把PCB板待加工部位的温度始终控制在玻璃化转变温度以下，此时 材料较为硬脆，方便机械加工，可以减少PCB板上的毛刺和钻污；由于采用原地加工，在保 证冷却要求的同时，省去反复拆装定位PCB板件，拿去冰箱冷冻的操作，大幅提高了加工效 率，由于不用反复拆卸PCB板件，不会因为多次定位影响加工区域的精度。在一实施例中，采用连续或间歇喷洒的方式把冷却液或冷却固体送至PCB板待加 工表面进行冷却。连续喷洒方案是喷洒对加工无影响的情况下使用，同时降温和加工两不 误，效率更高；当并不需要持续降温时，可以间隔预定时间喷洒冷却液或冷却固体，使得降 温和加工互不干扰，每次喷洒的时间为5秒、10秒、30秒或60秒等等，喷洒间歇的时间为5、 8、10或15分钟等等。在一实施例中，持续测量待加工部位的温度，并根据测量到的温度，控制所述喷洒 冷却液或冷却固体的强度、或是否喷洒冷却液或冷却固体。采用反馈循环回路操作，可以自 动、精确地实现低温加工操作，由于是根据实际情况进行实时调整，所以更节能。在一实施例中，所述冷却液或冷却固体的沸点或升华点低于PCB板材料的玻璃化 转变温度。所述冷却液为液氢、液氧、液氩、液氦、液氖、液氙、液氡、液氮、液态二氧化碳、液 态丙烷、液态丁烷或液态二氧化硫；所述冷却固体为固态二氧化碳、固态丙烷、固态丁烷、固 态二氧化硫、固态乙醇或固态丙酮。本发明冷却液或冷却固体优先采用沸点或升华点低于PCB板材料的玻璃化转变 温度的材料，此类材料被送到PCB板待加工表面时，由于冷却液或冷却固体会在常压下快 速变为气体，在气化或升华过程中需要吸收大量的热量，从而可以迅速地将PCB板冷却，进 一步提高加工效率；而一些冷却液或冷却固体比如液氩、液氦、液氖、液氙、液氡、液氮、液态 二氧化碳、固态二氧化碳等材料气化后不会产生危害性气体和废渣，对环境无影响，对PCB 板质量无影响。喷洒装置邻近操作装置，喷出的冷却液或冷却固体还可以对操作装置进行 很好的冷却，有助于操作装置的降温，大幅增加操作装置的寿命。在对PCB板的加工中，一般认为无法使用液冷方式，因为液冷特别是水冷方式对 一般的板材性能无实质影响，但对PCB板材而言，却由于其上面存在电路等原因，一般认为 不能用水冷方式进行冷却。本发明突破了此惯性思维，采用了液冷或固冷方式，取得了特别 显著的技术效果。
特别是，采用在常温下气化和升华的冷却液或冷却固体，直接喷洒在待加工部位， 直接对此部位进行冷却，无其他隔阻元件影响冷却过程，冷却效果特别好。而且，本发明是对PCB板件中的待加工部位进行局部冷却，需要的能量非常少，不 浪费能耗，成本低。作为本发明PCB板的加工设备的实施例一，请参阅图1，包括对PCB板21实施机械 加工的操作装置22，还包括用于喷洒冷却液或冷却固体的喷洒装置23，所述喷洒装置23的 喷洒方向正对PCB板21的待加工部位。本实施例中，所述操作装置22是具有主轴的钻机，所述喷洒装置23邻近所述主轴 固定，当然也可以是其他机加工设备，比如铣床、切割机等。本实施例中，所述PCB板的加工 设备还包括固定于钻机旁的测温器对，所述测温器M可以为红外测温仪，所述钻机中采用 压力脚25固定加工工具。本实施例中，所述喷洒装置23为喷雾器。在一实施例中，如图2所示，所述PCB板的加工设备还包括保护罩沈，所述保护罩 26设置在加工工具的外围，喷洒装置23通过传输管观和存储罐27相连接，所述存储罐27 内存储冷却液或冷却固体。在一实施例中，如图3所示，所述PCB板的加工设备还包括用于测量PCB板待加工 部位温度的测温器和用于连接所述测温器、钻机、液氮喷雾器的控制器，所述控制器接收测 温器的温度信号，并根据所述温度信号控制所述喷洒装置和操作装置工作。在一实施例中，在钻机的主轴旁边安装一个定时喷洒装置，钻孔前先在PCB板上 面喷洒一层冷却液或冷却固体，然后每隔几分钟，在PCB板恢复至室温前或玻璃化转变温 度前再喷洒一次冷却液或冷却固体，直到PCB板加工完成。本发明所述PCB板的加工设备是在加工现场利用冷却液或冷却固体直接对PCB板 待加工部位进行冷却，把PCB板待加工部位的温度始终控制在玻璃化转变温度以下，此时 材料较为硬脆，方便机械加工，可以减少PCB板上的毛刺和钻污；由于采用原地加工，在保 证冷却要求的同时，省去反复拆装定位PCB板件，拿去冰箱冷冻的操作，大幅提高了加工效 率，由于不用反复拆卸PCB板件，不会因为多次定位影响加工区域的精度。另外本发明冷却液或冷却固体优先采用沸点或升华点低于PCB板材料的玻璃化 转变温度的材料，此类材料被送到PCB板待加工表面时，由于冷却液或冷却固体会在常压 下快速变为气体，在气化或升华过程中需要吸收大量的热量，从而可以迅速地将PCB板冷 却，进一步提高加工效率；而一些冷却液或冷却固体比如液氩、液氦、液氖、液氙、液氡、液 氮、液态二氧化碳、固态二氧化碳等材料气化后不会产生危害性气体和废渣，对环境无影 响，对PCB板质量无影响。喷洒装置邻近操作装置，喷出的冷却液或冷却固体还可以对操作 装置进行很好的冷却，有助于操作装置的降温，大幅增加操作装置的寿命。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技 术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种PCB板的加工方法，其特征在于在对PCB板进行机械加工过程中，利用冷却液 或冷却固体把PCB板待加工部位的温度始终控制在玻璃化转变温度以下。
2.根据权利要求1所述PCB板的加工方法，其特征在于采用连续或间歇喷洒的方式 把冷却液或冷却固体送至PCB板待加工表面进行冷却。
3.根据权利要求1所述PCB板的加工方法，其特征在于持续测量待加工部位的温度， 并根据测量到的温度，控制所述喷洒冷却液或冷却固体的强度、或是否喷洒冷却液或冷却 固体。
4.根据权利要求1至3任一项所述PCB板的加工方法，其特征在于所述冷却液或冷 却固体的沸点或升华点低于PCB板材料的玻璃化转变温度。
5.根据权利要求1至3任一项所述PCB板的加工方法，其特征在于所述冷却液为液 氢、液氧、液氩、液氦、液氖、液氙、液氡、液氮、液态二氧化碳、液态丙烷、液态丁烷或液态二 氧化硫；所述冷却固体为固态二氧化碳、固态丙烷、固态丁烷、固态二氧化硫、固态乙醇或固 态丙酮。
6.根据权利要求1所述PCB板的加工方法，其特征在于所述PCB板材料为PTFE材料， 把PCB板待加工部位的温度始终控制在25°C以下。
7.—种PCB板的加工设备，包括对所述PCB板实施机械加工的操作装置，其特征在于 还包括用于喷洒冷却液或冷却固体的喷洒装置，所述喷洒装置的喷洒方向正对PCB板的待 加工部位。
8.根据权利要求7所述PCB板的加工设备，其特征在于所述操作装置是具有主轴的 钻机。
9.根据权利要求7所述PCB板的加工设备，其特征在于所述喷洒装置为喷雾器。
10.根据权利要求7所述PCB板的加工设备，其特征在于还包括用于测量PCB板待加 工部位温度的测温器和用于连接所述测温器、钻机、液氮喷雾器的控制器，所述控制器接收 测温器的温度信号，并根据所述温度信号控制所述喷洒装置和操作装置工作。
全文摘要
本发明属于印刷电路板加工技术领域，尤其涉及一种PCB板的加工方法及设备，所述加工方法为在对PCB板进行机械加工过程中，利用冷却液或冷却固体把PCB板待加工部位的温度始终控制在玻璃化转变温度以下。本发明所述PCB板的加工方法是在加工现场利用冷却液或冷却固体直接对PCB板待加工部位进行冷却，把PCB板待加工部位的温度始终控制在玻璃化转变温度以下，此时材料较为硬脆，方便机械加工，可以减少PCB板上的毛刺和钻污；由于采用原地加工，在保证冷却要求的同时，省去反复拆装定位PCB板件，拿去冰箱冷冻的操作，大幅提高了加工效率，由于不用反复拆卸PCB板件，不会因为多次定位影响加工区域的精度。
文档编号H05K3/00GK102056415SQ20111000583
公开日2011年5月11日 申请日期2011年1月12日 优先权日2010年2月9日
发明者彭勤卫, 王成勇, 缪桦, 龚小林 申请人:深南电路有限公司