一種具有控溫電路的電路板焊接加熱機(jī)臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有控溫電路的電路板焊接加熱機(jī)臺，包括電路板傳輸線、點(diǎn)膠機(jī)、加熱源、轉(zhuǎn)料架、柔性電路板放置架和PLC。電路板的焊墊內(nèi)設(shè)有能被各向異性導(dǎo)電膠埋置且與PLC相連接的溫度傳感器。點(diǎn)膠機(jī)和加熱源高度均能升降，加熱源上設(shè)有距離傳感器。溫度傳感器、距離傳感器和PLC相組合，形成一個(gè)溫控電路。位于點(diǎn)膠機(jī)和加熱源正下方的電路板傳輸線底部設(shè)置有電磁鐵；柔性電路板放置架用于柔性電路板的自動供給；轉(zhuǎn)料架能將柔性電路板放置架上的柔性電路板轉(zhuǎn)移至位于加熱源正下方的電路板上。采用上述結(jié)構(gòu)后，自動化程度高，自動控制焊接加熱溫度，生產(chǎn)效率高且中焊墊不易散去熱能、機(jī)臺加熱方便、節(jié)省生產(chǎn)成本、且能增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
【專利說明】
一種具有控溫電路的電路板焊接加熱機(jī)臺
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電子產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種具有控溫電路的電路板焊接加熱機(jī)臺。
【背景技術(shù)】
[0002]電路板依據(jù)線路層的數(shù)目可分為單層電路板、雙層電路板及多層電路板。其中多層電路板堆棧多層線路層，并以貫穿孔或盲孔電性連接這些線路層。由于多層電路板可將線路層堆棧并濃縮于一小面積的電路板中，因此在追求電子產(chǎn)品輕、薄、短、小的趨勢下，多層電路板的應(yīng)用越來越廣泛。
[0003]在焊接軟性電路板與電路板的過程中，導(dǎo)電膠材必須施加一定的固化溫度以形成固化的焊墊接點(diǎn)。若焊墊溫度不足將造成焊墊接點(diǎn)龜裂(Crack)、孔洞(hole)或剝離等現(xiàn)象。然而在傳統(tǒng)的電路板中，由于電路板的層數(shù)不同，其焊墊的溫度差異甚大。使得焊墊接點(diǎn)龜裂、孔洞或剝離等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，造成以下難以解決的困難點(diǎn):第一、焊墊接點(diǎn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度減弱:一旦焊墊接點(diǎn)發(fā)生龜裂、孔洞或剝離等現(xiàn)象，焊墊接點(diǎn)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大幅地減弱。嚴(yán)重時(shí)，封裝結(jié)構(gòu)或軟性電路板將無法發(fā)揮其電性功能。第二、加熱機(jī)臺操作困難:在電路板的焊接過程中，需要人工手動進(jìn)行制作工藝參數(shù)(如熱源溫度、增溫速度或熱源距離)的調(diào)整，以提高特定焊墊的溫度。然加熱機(jī)臺的調(diào)整過程中，并無法精準(zhǔn)的獲得所需的制作工藝參數(shù)，其效果不佳，且手工調(diào)整效率低下。
[0004]第三、降低制作工藝彈性:因應(yīng)不同電路板具有不同的制作工藝參數(shù)，可針對不同的制作工藝參數(shù)設(shè)置不同的生產(chǎn)線。但每一生產(chǎn)線僅可搭配于特定的電路板，使得生產(chǎn)線的制作工藝彈性相當(dāng)?shù)牡?，將造成生產(chǎn)線閑置的狀況發(fā)生。第四、增加生產(chǎn)工時(shí):在傳統(tǒng)的電路板與封裝結(jié)構(gòu)或軟性電路板焊接過后，均需投入大量人力進(jìn)行人工補(bǔ)焊的重工制作工藝(Reworking Process)，以補(bǔ)強(qiáng)焊墊接點(diǎn)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。人工補(bǔ)焊的工時(shí)冗長，經(jīng)常形成生產(chǎn)線的瓶頸且增加許多生產(chǎn)工時(shí)。第五、增加制造成本:如上所述，傳統(tǒng)的電路板在其焊接制作工藝中，因增加的電路板不良品、機(jī)臺閑置時(shí)間、生產(chǎn)線閑置時(shí)間及重工工時(shí)與重工人力，而造成許多制造成本得浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種具有控溫電路的電路板焊接加熱機(jī)臺，該具有控溫電路的電路板焊接加熱機(jī)臺自動化程度高，自動控制焊接加熱溫度，生產(chǎn)效率高且中焊墊不易散去熱能、機(jī)臺加熱方便、節(jié)省生產(chǎn)成本、且能增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種具有控溫電路的電路板焊接加熱機(jī)臺，用于電路板中焊墊的加熱焊接，包括電路板傳輸線、點(diǎn)膠機(jī)、加熱源、轉(zhuǎn)料架、柔性電路板放置架和PLC。
[0007]所述電路板包括至少兩個(gè)金屬層和設(shè)置在相鄰兩個(gè)金屬層之間的絕緣層。
[0008]其中，位于表層的金屬層上設(shè)置有焊墊，焊墊能通過各向異性導(dǎo)電膠與柔性電路板相連接;焊墊內(nèi)設(shè)置有能被各向異性導(dǎo)電膠埋置且與PLC相連接的溫度傳感器。
[0009]電路板傳輸線用于電路板的自動傳輸。
[0010]點(diǎn)膠機(jī)設(shè)置在電路板傳輸線的正上方，高度能夠升降；能為待加熱焊接電路板的焊墊上裝填各向異性導(dǎo)電膠。
[0011]加熱源設(shè)置在位于點(diǎn)膠機(jī)下游的電路板傳輸線的正上方，且高度能夠升降；加熱源上設(shè)置有與PLC相連接的距離傳感器，該距離傳感器能監(jiān)測加熱源與待加熱焊接電路板兩者之間的距離。
[0012]溫度傳感器、距離傳感器和PLC相組合，形成一個(gè)溫控電路；該溫控電路還包括溫度校準(zhǔn)電路、直流放大器和A/D轉(zhuǎn)換器;溫度傳感器能對待加熱焊接處各向異性導(dǎo)電膠的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并將采集的溫度變化量轉(zhuǎn)化為電流變化量并送入直流放大器;直流放大器用于對溫度傳感器送入的電流信號進(jìn)行直流放大;A/D轉(zhuǎn)換器將直流放大器輸出的模擬電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號送入PLC;同時(shí)，距離傳感器將采集的加熱源與待加熱焊接電路板兩者之間的距離值實(shí)時(shí)傳遞給PLC;PLC根據(jù)設(shè)定加熱溫度，實(shí)時(shí)調(diào)整加熱源與待加熱焊接電路板兩者之間的距離;溫度校準(zhǔn)電路能將環(huán)境溫度實(shí)時(shí)采集并送入PLC，由PLC以實(shí)時(shí)采集的環(huán)境溫度對溫度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)和修正。
[0013]位于點(diǎn)膠機(jī)和加熱源正下方的電路板傳輸線底部設(shè)置有電磁鐵。
[0014]柔性電路板放置架設(shè)置在加熱源的下游，用于柔性電路板的自動供給。
[0015]轉(zhuǎn)料架為固定在電路板傳輸線一側(cè)的機(jī)械臂，該機(jī)械臂的底部設(shè)置有一塊電磁鐵;轉(zhuǎn)料架能將柔性電路板放置架上的柔性電路板轉(zhuǎn)移至位于加熱源正下方的電路板上。
[0016]所述金屬層至少有三層，其中位于底層的金屬層和所有位于中間的金屬層上均設(shè)置有與焊墊位置相對應(yīng)的缺口，每個(gè)缺口內(nèi)均填充有帶有輻射屏蔽性能的氧化硅隔熱層。
[0017]位于底層的金屬層的底部設(shè)置有散熱層，該散熱層為與PLC相連接的半導(dǎo)體散熱芯片。
[0018]所述柔性電路板放置架包括頂升臺和固定設(shè)置在頂升臺四周的圍框。
[0019]還包括設(shè)置在加熱源下游的自動清掃刷。
[0020]還包括設(shè)置在自動清掃刷下游的外觀檢測裝置。
[0021 ]本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后，自動化程度高，自動控制焊接加熱溫度，生產(chǎn)效率高且中焊墊不易散去熱能、機(jī)臺加熱方便、節(jié)省生產(chǎn)成本、且能增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明一種具有控溫電路的電路板焊接加熱機(jī)臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2顯示了焊接加熱完成電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體較佳實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0025]如圖2所示，電路板8包括至少兩個(gè)金屬層81和設(shè)置在相鄰兩個(gè)金屬層之間的絕緣層82。其中，位于表層的金屬層上設(shè)置有焊墊87，焊墊能通過各向異性導(dǎo)電膠83與柔性電路板84相連接;焊墊內(nèi)設(shè)置有能被各向異性導(dǎo)電膠埋置且與PLC相連接的溫度傳感器86。
[0026]上述溫度傳感器埋置在導(dǎo)電膠材中，溫度傳感器與數(shù)據(jù)采集裝置無線或有線連接。這樣設(shè)置的好處是，一方面能夠?qū)附訒r(shí)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，焊接更為準(zhǔn)確，對固化溫度也能進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，便于分析焊接過程中整個(gè)溫度的監(jiān)控，及時(shí)了解焊接狀態(tài)。另一方面，當(dāng)多層電路板安裝在整機(jī)中時(shí)，能在線監(jiān)控多層電路板的發(fā)熱情況，為實(shí)驗(yàn)分析提供有效的參考數(shù)據(jù)。
[0027]上述金屬層優(yōu)選至少有三層，其中位于底層的金屬層和所有位于中間的金屬層上均設(shè)置有與焊墊位置相對應(yīng)的缺口，每個(gè)缺口內(nèi)均填充有帶有輻射屏蔽性能的氧化硅隔熱層85。
[0028]上述缺口以及氧化硅隔熱層的設(shè)置，當(dāng)焊墊焊接時(shí)，能避免溫度從表層金屬層向下垂直延伸，并能防止信號干擾，使焊接溫度升溫速率加快，保溫效果好，焊墊不易散去熱能、機(jī)臺加熱方便、節(jié)省生產(chǎn)成本，進(jìn)而焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高。
[0029]位于底層的金屬層的底部設(shè)置有散熱層，該散熱層為與PLC相連接的半導(dǎo)體散熱芯片。
[0030]所述柔性電路板放置架優(yōu)選包括頂升臺和固定設(shè)置在頂升臺四周的圍框。
[0031]如圖1所示，一種具有控溫電路的電路板焊接加熱機(jī)臺，用于電路板中焊墊的加熱焊接，包括電路板傳輸線1、點(diǎn)膠機(jī)2、加熱源3、轉(zhuǎn)料架4、柔性電路板放置架5、設(shè)置在加熱源下游的自動清掃刷6、設(shè)置在自動清掃刷下游的外觀檢測裝置7和PLC 9。
[0032]電路板傳輸線用于電路板的自動傳輸。
[0033]點(diǎn)膠機(jī)設(shè)置在電路板傳輸線的正上方，高度能夠升降；能為待加熱焊接電路板的焊墊上裝填各向異性導(dǎo)電膠。
[0034]加熱源設(shè)置在位于點(diǎn)膠機(jī)下游的電路板傳輸線的正上方，且高度能夠升降；加熱源上設(shè)置有與PLC相連接的距離傳感器31，該距離傳感器能監(jiān)測加熱源與待加熱焊接電路板兩者之間的距離。
[0035]溫度傳感器、距離傳感器和PLC相組合，形成一個(gè)溫控電路；該溫控電路還包括溫度校準(zhǔn)電路、直流放大器和A/D轉(zhuǎn)換器;溫度傳感器能對待加熱焊接處各向異性導(dǎo)電膠的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并將采集的溫度變化量轉(zhuǎn)化為電流變化量并送入直流放大器;直流放大器用于對溫度傳感器送入的電流信號進(jìn)行直流放大;A/D轉(zhuǎn)換器將直流放大器輸出的模擬電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號送入PLC;同時(shí)，距離傳感器將采集的加熱源與待加熱焊接電路板兩者之間的距離值實(shí)時(shí)傳遞給PLC;PLC根據(jù)設(shè)定加熱溫度，實(shí)時(shí)調(diào)整加熱源與待加熱焊接電路板兩者之間的距離;溫度校準(zhǔn)電路能將環(huán)境溫度實(shí)時(shí)采集并送入PLC，由PLC以實(shí)時(shí)采集的環(huán)境溫度對溫度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)和修正。
[0036]位于點(diǎn)膠機(jī)和加熱源正下方的電路板傳輸線底部設(shè)置有電磁鐵11。
[0037]柔性電路板放置架設(shè)置在加熱源的下游，用于柔性電路板的自動供給。
[0038]轉(zhuǎn)料架為固定在電路板傳輸線一側(cè)的機(jī)械臂，該機(jī)械臂的底部設(shè)置有一塊電磁鐵;轉(zhuǎn)料架能將柔性電路板放置架上的柔性電路板轉(zhuǎn)移至位于加熱源正下方的電路板上。
[0039]—種具有控溫電路的電路板焊接加熱方法，包括如下步驟:
步驟I，電路板焊接加熱機(jī)臺的安裝:將待加熱焊接電路板放置在電路板傳輸線上，電路板的焊墊內(nèi)放置溫度傳感器;點(diǎn)膠機(jī)安裝在電路板傳輸線的正上方，高度能夠升降;加熱源安裝在位于點(diǎn)膠機(jī)下游的電路板傳輸線的正上方，高度能夠升降，加熱源上安裝距離傳感器;位于點(diǎn)膠機(jī)和加熱源正下方的電路板傳輸線底部安裝電磁鐵;柔性電路板放置架安裝在加熱源的下游;轉(zhuǎn)料架固定在電路板傳輸線一側(cè)，轉(zhuǎn)料架為機(jī)械臂，該機(jī)械臂的底部設(shè)置有一塊電磁鐵;將溫度傳感器和距離傳感器均與PLC相連接，并與溫度校準(zhǔn)電路、直流放大器和A/D轉(zhuǎn)換器相組合，形成一個(gè)溫控電路。
[0040]步驟2，點(diǎn)膠:當(dāng)待加熱焊接電路板輸送至點(diǎn)膠機(jī)下方時(shí)，位于點(diǎn)膠機(jī)正下方的電路板傳輸線底部安裝的電磁鐵通電，使待加熱焊接電路板停止向前輸送;同時(shí)，點(diǎn)膠機(jī)下降至待加熱焊接電路板表面，將點(diǎn)膠機(jī)內(nèi)設(shè)定量的各向異性導(dǎo)電膠裝填在待加熱焊接電路板的焊墊內(nèi)，并將溫度傳感器進(jìn)行埋置;然后，點(diǎn)膠機(jī)復(fù)位，位于點(diǎn)膠機(jī)正下方的電磁鐵斷電，點(diǎn)膠完成的電路板向前輸送。
[0041 ]步驟3，加熱與焊接:主要包括如下幾個(gè)步驟。
[0042]第一步，定位:當(dāng)點(diǎn)膠完成的電路板輸送至加熱源正下方時(shí)，位于加熱源正下方的電路板傳輸線底部安裝的電磁鐵通電，將點(diǎn)膠完成的電路板吸附定位，停止向前輸送。
[0043]第二步，設(shè)定間隔距離范圍保持:位于加熱源上的距離傳感器自動檢測加熱源與待加熱焊接電路板兩者之間的距離，并將檢測距離值及時(shí)傳遞給PLC;PLC將該距離值與設(shè)定間隔距離范圍進(jìn)行比較判定，通過調(diào)節(jié)加熱源的高度，使加熱源與待加熱焊接電路板兩者之間的距離保持在設(shè)定間隔距離范圍內(nèi)。
[0044]第三步，加熱及加熱溫度調(diào)整:加熱源工作，溫度傳感器對待加熱焊接處各向異性導(dǎo)電膠的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并將采集的溫度變化量轉(zhuǎn)化為電流變化量并送入直流放大器;直流放大器用于對溫度傳感器送入的電流信號進(jìn)行直流放大;A/D轉(zhuǎn)換器將直流放大器輸出的模擬電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號送入PLC;PLC根據(jù)設(shè)定加熱溫度，實(shí)時(shí)調(diào)整加熱源與待加熱焊接電路板兩者之間的距離;溫度校準(zhǔn)電路能將環(huán)境溫度實(shí)時(shí)采集并送入PLC，由PLC以實(shí)時(shí)采集的環(huán)境溫度對溫度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)和修正。
[0045]第四步，焊接:當(dāng)溫度傳感器檢測到待加熱焊接處各向異性導(dǎo)電膠的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，轉(zhuǎn)料架將柔性電路板放置架上的柔性電路板轉(zhuǎn)移至位于加熱源正下方的電路板上進(jìn)行焊接;焊接完成后，轉(zhuǎn)料架復(fù)位，電磁鐵斷電，焊接完成電路板繼續(xù)向前輸送。
[0046]第五步，對焊接完成電路板進(jìn)行自動清掃的步驟。
[0047]第六步，對自動清掃后的電路板進(jìn)行外觀檢測的步驟。
[0048]步驟4，重復(fù)步驟2和步驟3，進(jìn)行下一個(gè)待加熱焊接電路板的加熱焊接。
[0049]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有控溫電路的電路板焊接加熱機(jī)臺，用于電路板中焊墊的加熱焊接，其特征在于:包括電路板傳輸線、點(diǎn)膠機(jī)、加熱源、轉(zhuǎn)料架、柔性電路板放置架和PLC; 所述電路板包括至少兩個(gè)金屬層和設(shè)置在相鄰兩個(gè)金屬層之間的絕緣層； 其中，位于表層的金屬層上設(shè)置有焊墊，焊墊能通過各向異性導(dǎo)電膠與柔性電路板相連接;焊墊內(nèi)設(shè)置有能被各向異性導(dǎo)電膠埋置且與PLC相連接的溫度傳感器； 電路板傳輸線用于電路板的自動傳輸； 點(diǎn)膠機(jī)設(shè)置在電路板傳輸線的正上方，高度能夠升降；能為待加熱焊接電路板的焊墊上裝填各向異性導(dǎo)電膠； 加熱源設(shè)置在位于點(diǎn)膠機(jī)下游的電路板傳輸線的正上方，且高度能夠升降；加熱源上設(shè)置有與PLC相連接的距離傳感器，該距離傳感器能監(jiān)測加熱源與待加熱焊接電路板兩者之間的距離； 溫度傳感器、距離傳感器和PLC相組合，形成一個(gè)溫控電路；該溫控電路還包括溫度校準(zhǔn)電路、直流放大器和A/D轉(zhuǎn)換器;溫度傳感器能對待加熱焊接處各向異性導(dǎo)電膠的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并將采集的溫度變化量轉(zhuǎn)化為電流變化量并送入直流放大器;直流放大器用于對溫度傳感器送入的電流信號進(jìn)行直流放大;A/D轉(zhuǎn)換器將直流放大器輸出的模擬電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號送入PLC;同時(shí)，距離傳感器將采集的加熱源與待加熱焊接電路板兩者之間的距離值實(shí)時(shí)傳遞給PLC;PLC根據(jù)設(shè)定加熱溫度，實(shí)時(shí)調(diào)整加熱源與待加熱焊接電路板兩者之間的距離;溫度校準(zhǔn)電路能將環(huán)境溫度實(shí)時(shí)采集并送入PLC，由PLC以實(shí)時(shí)采集的環(huán)境溫度對溫度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)和修正； 位于點(diǎn)膠機(jī)和加熱源正下方的電路板傳輸線底部設(shè)置有電磁鐵； 柔性電路板放置架設(shè)置在加熱源的下游，用于柔性電路板的自動供給； 轉(zhuǎn)料架為固定在電路板傳輸線一側(cè)的機(jī)械臂，該機(jī)械臂的底部設(shè)置有一塊電磁鐵;轉(zhuǎn)料架能將柔性電路板放置架上的柔性電路板轉(zhuǎn)移至位于加熱源正下方的電路板上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有控溫電路的電路板焊接加熱機(jī)臺，其特征在于:所述金屬層至少有三層，其中位于底層的金屬層和所有位于中間的金屬層上均設(shè)置有與焊墊位置相對應(yīng)的缺口，每個(gè)缺口內(nèi)均填充有帶有輻射屏蔽性能的氧化硅隔熱層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有控溫電路的電路板焊接加熱機(jī)臺，其特征在于:位于底層的金屬層的底部設(shè)置有散熱層，該散熱層為與PLC相連接的半導(dǎo)體散熱芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有控溫電路的電路板焊接加熱機(jī)臺，其特征在于:所述柔性電路板放置架包括頂升臺和固定設(shè)置在頂升臺四周的圍框。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有控溫電路的電路板焊接加熱機(jī)臺，其特征在于:還包括設(shè)置在加熱源下游的自動清掃刷。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有控溫電路的電路板焊接加熱機(jī)臺，其特征在于:還包括設(shè)置在自動清掃刷下游的外觀檢測裝置。
【文檔編號】H05K3/34GK105828535SQ201610336010
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】吳翠娟, 馮蓉珍
【申請人】蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院