一種多層pcb微孔鉆削溫度測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是一種多層PCB微孔鉆削溫度測(cè)量裝置，屬于多層PCB微孔鉆削溫度測(cè)量裝置的創(chuàng)新技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]印刷電路板(簡(jiǎn)稱PCB)是由銅箔、樹脂和玻璃纖維布組成的層壓復(fù)合材料，是電子元器件電器連接的提供者，廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品。微孔是PCB的重要組成部分之一。PCB鉆孔工序通常是PCB廠的產(chǎn)能瓶頸之一，鉆孔的費(fèi)用通常占PCB制版費(fèi)用的30%到40%。目前，國(guó)內(nèi)PCB廠主要采用機(jī)械鉆孔鉆削直徑0.1 mm-0.3 mm導(dǎo)通孔。
[0003]印刷電路板中，玻璃纖維和樹脂的熱膨脹系數(shù)差別很大，樹脂的粘結(jié)強(qiáng)度容易受溫度變化的影響。鉆孔時(shí)產(chǎn)生的切削熱會(huì)使樹脂并粘附在微鉆切削刃和螺旋槽內(nèi)，影響微鉆的切削性能和排屑性能，甚至增大微鉆折斷的幾率；與此同時(shí)，切削熱無法隨切屑及時(shí)排出，反過來又會(huì)增大孔內(nèi)溫度。尤其是當(dāng)孔內(nèi)溫度超過樹脂基體的玻璃化溫度時(shí)，樹脂的強(qiáng)度、彈性模量等力學(xué)性能也會(huì)隨之急劇下降。因此，鉆削溫度對(duì)印刷電路板微孔加工質(zhì)量以及刀具壽命以及整塊印刷電路板的可靠性有著至關(guān)重要的影響。
[0004]目前的測(cè)溫技術(shù)主要有接觸式測(cè)溫技術(shù)和非接觸式測(cè)溫技術(shù)。公開專利(102620833A)紅外測(cè)溫方法和紅外測(cè)溫系統(tǒng)描述，現(xiàn)有紅外測(cè)溫方法存在兩個(gè)方面的問題:第一、輻射率的修正不準(zhǔn)確；第二、不能測(cè)量被遮擋掩蓋物體的溫度。目前微孔鉆削溫度的測(cè)量大多數(shù)采用紅外測(cè)溫技術(shù)。對(duì)于非接觸式測(cè)溫技術(shù)例如紅外測(cè)量技術(shù)，PCB的特定位置和傳感器探頭的位置、PCB復(fù)合材料的特殊性以及PCB微孔鉆削的半封閉狀態(tài)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響很大。例如:鉆孔過程中鉆頭從上往下鉆削PCB板材，孔內(nèi)溫度變化紅外熱像儀的傳感器探頭由于受板材阻擋無法感應(yīng)；PCB材料有金屬材料和非金屬材料復(fù)合而成，沒有標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)射率參數(shù)可設(shè)置。只有接觸式測(cè)溫技術(shù)才能準(zhǔn)確測(cè)量與描述PCB板內(nèi)溫度變化情況。
[0005]接觸式熱電偶測(cè)溫最大的問題在于熱電偶的安裝及定位。由于PCB微孔尺寸且鉆孔速度超快等特殊性，常規(guī)的熱電偶安裝測(cè)溫?zé)o法滿足要求，必須采用超微細(xì)超快速響應(yīng)的微型熱電偶，通過精密的定位安裝才能快速準(zhǔn)確的測(cè)量PCB板內(nèi)溫度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于考慮上述問題而提供一種多層PCB微孔鉆削溫度測(cè)量裝置。本實(shí)用新型可以獲得多層印刷電路板孔內(nèi)溫度場(chǎng)和整個(gè)板溫度場(chǎng)的溫度。監(jiān)測(cè)多層印刷電路板微孔鉆削過程中不同層鉆削溫度以及微孔周圍不同距離的溫度變化。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:本實(shí)用新型的多層PCB微孔鉆削溫度測(cè)量裝置，包括有主軸、鉆頭、蓋板、墊板、微型熱電偶、轉(zhuǎn)換接頭、數(shù)據(jù)采集放大器、數(shù)據(jù)處理裝置，其中鉆頭裝設(shè)在主軸上，墊板固定在機(jī)床工作臺(tái)上，且位于鉆頭的下方，多層PCB板置于墊板上，蓋板置于多層PCB板的頂面，微型熱電偶裝設(shè)能檢測(cè)鉆削溫度的位置上，微型熱電偶通過轉(zhuǎn)換接頭與數(shù)據(jù)采集放大器連接，數(shù)據(jù)采集放大器的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)處理裝置連接。
[0008]本實(shí)用新型的多層PCB微孔鉆削溫度測(cè)量裝置，可以獲得多層印刷電路板孔內(nèi)溫度場(chǎng)和整個(gè)板溫度場(chǎng)的溫度。監(jiān)測(cè)多層印刷電路板微孔鉆削過程中不同層鉆削溫度以及微孔周圍不同距離的溫度變化。本實(shí)用新型是一種設(shè)計(jì)巧妙，性能優(yōu)良，方便實(shí)用的多層PCB微孔鉆削溫度測(cè)量裝置。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是本實(shí)用新型的測(cè)溫方法原理圖；
[0011]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1的微型熱電偶絲的布置示意圖；
[0012]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2的微型熱電偶絲的布置示意圖；
[0013]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例3的微型熱電偶絲的布置示意圖；
[0014]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例4的微型熱電偶絲的布置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1:
[0016]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，本實(shí)用新型的多層PCB微孔鉆削溫度測(cè)量裝置，包括有主軸1、鉆頭2、多層PCB板5、蓋板4、墊板6、微型熱電偶3、轉(zhuǎn)換接頭8、數(shù)據(jù)采集放大器9、數(shù)據(jù)處理裝置10，其中鉆頭2裝設(shè)在主軸I上，墊板6固定在機(jī)床工作臺(tái)7上，且位于鉆頭2的下方，多層PCB板5置于墊板6上，蓋板4置于多層PCB板5的頂面，微型熱電偶3裝設(shè)在鉆頭2的鉆削位置，微型熱電偶3通過轉(zhuǎn)換接頭8與數(shù)據(jù)采集放大器9連接，數(shù)據(jù)采集放大器9的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)處理裝置10連接。本實(shí)施例中，微型熱電偶裝設(shè)在接近鉆削的位置。
[0017]本實(shí)施例中，在已經(jīng)鉆好的孔中插入一個(gè)與鉆削該孔用的印刷電路板鉆頭材質(zhì)一樣、尺寸一致的熱源棒11，上述微型熱電偶3是微型熱電偶絲，將兩根微型熱電偶絲分別安放在熱源棒11的表面和距離粘附表面I mm且同深度處的多層PCB板5中，通過兩根微型熱電偶絲采集的溫度及結(jié)合PCB的材質(zhì)因素，得出溫度在電路板中的傳熱規(guī)律公式。本實(shí)施例中，上述微型熱電偶絲是快速響應(yīng)熱電偶絲，裸絲直徑小于0.08 mm。
[0018]本實(shí)施例中，上述微型熱電偶絲的安裝排布如下:水平位置方向通過在距離被測(cè)位置一定距離的位置鉆削與微型熱電偶絲直徑一致的孔，在孔中布置微型熱電偶絲；豎直方向根據(jù)測(cè)量的需要鉆削一致的深度，再在孔中布置熱電偶絲。需要鉆多少孔和安裝微型熱電偶個(gè)數(shù)可以根據(jù)測(cè)溫需求決定。
[0019]本實(shí)用新型多層PCB微孔鉆削溫度測(cè)量裝置的測(cè)量方法，包括如下步驟:
[0020]I)將多層PCB板5、蓋板4、墊板6固定在機(jī)床工作臺(tái)7上，將微型熱電偶3、轉(zhuǎn)換接頭8、數(shù)據(jù)采集放大器9、數(shù)據(jù)處理裝置10依次連接；
[0021 ] 2)鉆頭2對(duì)多層PCB板5鉆孔；
[0022]3)在已經(jīng)鉆好的孔中插入一個(gè)與鉆削該孔用的印刷電路板鉆頭材質(zhì)一樣、尺寸一致的熱源棒11，將兩根微型熱電偶絲分別安放在熱源棒11的表面和距離粘附表面I mm且同深度處的多層PCB板5中，通過兩根熱電偶采集的溫度結(jié)合PCB的材質(zhì)等因素，得出溫度在電路板中的傳熱規(guī)律公式。
[0023]4)通過公式At=Ci Λ d，At是溫度的變化量，Ad是測(cè)溫距離，α是影響系數(shù)包括熱傳導(dǎo)率、散熱形式等。換算得到鉆削位置的溫度。根據(jù)該公式就可以根據(jù)鉆孔位置與微型熱電偶的的安裝位置之間的關(guān)系，通過微型熱電偶采集的溫度計(jì)算出印刷電路板鉆孔過程中各個(gè)位置的溫度。
[0024]通過在特定距離及特定深度安裝微型熱電偶絲來測(cè)量鉆削印刷電路板不同位置時(shí)的溫度。微型熱電偶安裝的位置越接近鉆孔位置最終通過公式換算出來的溫度就更接近實(shí)際的鉆削溫度。
[0025]本實(shí)施例中，上述微型熱電偶絲的安裝排布如下:水平位置方向通過在距離被測(cè)位置一定距離的位置鉆削與微型熱電偶絲直徑一致的孔，在孔中布置微型熱電偶絲；豎直方向根據(jù)測(cè)量的需要鉆削一致的深度，再在孔中布置熱電偶絲。需要鉆多少孔和安裝微型熱電偶個(gè)數(shù)可以根據(jù)測(cè)溫需求決定。
[0026]實(shí)施例2:
[0027]本實(shí)用新型與實(shí)施例1的不同之處在于微型熱電偶的布置方式不同，微型熱電偶3安裝在相同鉆深且距離鉆削位置水平方向Imm處。如圖3所示。
[0028]實(shí)施例3:
[0029]本實(shí)用新型與實(shí)施例1的不同之處在于微型熱電偶的布置方式不同，微型熱電偶3安裝在多層PCB板5的豎直方向不同位置,水平方向一致。如圖4所不。
[0030]實(shí)施例4:
[0031]本實(shí)用新型與實(shí)施例1的不同之處在于微型熱電偶的布置方式不同，微型熱電偶3安裝在蓋板4的四周，豎直方向及水平方向一致，如圖5所示。
[0032]實(shí)施例5:
[0033]本實(shí)用新型與實(shí)施例1的不同之處在于微型熱電偶的布置方式不同，微型熱電偶絲3安裝在PCB板5中，水平方向一致，豎直方向不同，如圖6所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多層PCB微孔鉆削溫度測(cè)量裝置，其特征在于包括有主軸、鉆頭、蓋板、墊板、微型熱電偶、轉(zhuǎn)換接頭、數(shù)據(jù)采集放大器、數(shù)據(jù)處理裝置，其中鉆頭裝設(shè)在主軸上，墊板固定在機(jī)床工作臺(tái)上，且位于鉆頭的下方，多層PCB板置于墊板上，蓋板置于多層PCB板的頂面，微型熱電偶裝設(shè)能檢測(cè)鉆削溫度的位置上，微型熱電偶通過轉(zhuǎn)換接頭與數(shù)據(jù)采集放大器連接，數(shù)據(jù)采集放大器的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)處理裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層PCB微孔鉆削溫度測(cè)量裝置，其特征在于在已經(jīng)鉆好的孔中插入一個(gè)與鉆削該孔用的印刷電路板鉆頭材質(zhì)一樣、尺寸一致的熱源棒，上述微型熱電偶是微型熱電偶絲，將兩根微型熱電偶絲分別安放在熱源棒的表面且同深度處的多層PCB板中，通過兩根微型熱電偶絲采集的溫度及結(jié)合PCB的材質(zhì)因素，得出溫度在電路板中的傳熱規(guī)律公式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層PCB微孔鉆削溫度測(cè)量裝置，其特征在于上述微型熱電偶絲是快速響應(yīng)熱電偶絲，裸絲直徑小于0.08 mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層PCB微孔鉆削溫度測(cè)量裝置，其特征在于上述微型熱電偶絲的安裝排布如下:水平位置方向通過在距離被測(cè)位置一定距離的位置鉆削與微型熱電偶絲直徑一致的孔，在孔中布置微型熱電偶絲；豎直方向根據(jù)測(cè)量的需要鉆削一致的深度，再在孔中布置熱電偶絲，需要鉆多少孔和安裝微型熱電偶個(gè)數(shù)可以根據(jù)測(cè)溫需求決定。
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種多層PCB微孔鉆削溫度測(cè)量裝置。多層PCB微孔鉆削溫度測(cè)量裝置包括有主軸、鉆頭、蓋板、墊板、微型熱電偶、轉(zhuǎn)換接頭、數(shù)據(jù)采集放大器、數(shù)據(jù)處理裝置，其中鉆頭裝設(shè)在主軸上，墊板固定在機(jī)床工作臺(tái)上，且位于鉆頭的下方，多層PCB板置于墊板上，蓋板置于多層PCB板的頂面，微型熱電偶裝設(shè)能檢測(cè)鉆削溫度的位置上，微型熱電偶通過轉(zhuǎn)換接頭與數(shù)據(jù)采集放大器連接，數(shù)據(jù)采集放大器的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)處理裝置連接。本實(shí)用新型可直接、準(zhǔn)確的測(cè)量多層PCB微孔鉆削溫度。
【IPC分類】G01K7-04
【公開號(hào)】CN204286625
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420863942
【發(fā)明人】王成勇, 鄭李娟, 李?yuàn)? 廖冰淼
【申請(qǐng)人】廣東工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日