CN103002659A

CN103002659A - 印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法

Info

Publication number: CN103002659A
Application number: CN 201110265898
Authority: CN
Inventors: 何其俊; 吴贵常
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-08
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2013-03-27

Abstract

本发明是提供一种印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法，其母片及子片间利用凹凸平台式嵌合，且于嵌合处预留容纳胶水的空间，于点胶后嵌植子片再垂直下压，让胶水溢流填充于预留的嵌交空间中，以增加其黏合性。本发明的特征在于移植修复过程中除于线头及线中由人工批次投料母片及子片外，其余作业均由可视化设备自动完成，不需人工逐片置放母子片，不需贴、撕胶带，不需因电路板线路模块不同而制作不同制具等优点。

Description

印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法

技术领域

本发明一种印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法，尤其是指一种母片及子片间利用凹凸平台式嵌合，且于嵌合处预留容纳胶水的空间，于点胶后嵌植子片再垂直下压，让胶水溢流填充于预留的嵌交空间中，以增加其黏合性的自动化电路板移植修复流水线制程方法。

背景技术

在电子产品讲求轻薄为时尚要求之下，承载电子元件的印刷电路板也变小变薄，因此，在现有技术中，亦常见一片印刷电路板母片可切割成数十片子片的情形。然若其中一片子片故障，将导致整片母片被丢弃，造成无谓的浪费，因此，也出现了印刷电路板的移植修复方法的相关技术，以求物尽其用降低浪费。

在已公开的相关技术中，例如已公开的中国CN1691875A发明专利申请案「印刷电路板不良区域的移植修复方法」，揭露一种印刷电路板不良区域的移植修复方法，其方法中包括：胶带粘合碾压；点胶固化；以及胶带撕除等步骤。但上述的工序除造成程序复杂增加制造成本外，多余工序也会增加不良品的机会。

又例如已公开的中国CN1997266A发明专利申请案「不良多联片印刷电路板重置方法及其系统」，揭露一种不良多联片印刷电路板重置方法及其系统，该方法接合仍采用对接方式需人工黏贴胶带方能注胶；母子片用插固定梢来固定，即需人工逐片置放；计算机主机控制子片载台对位及校正水平。但母子片的上方于黏贴胶带后如何自动注胶以及溢胶后又如何清胶，均为实际施作上的难处。

再例如已公开的中国CN1767724A发明专利申请案「联结PCB基板的方法」，揭露一种联结PCB基板的方法，该方法中的母子片接合虽采用台阶式点胶接合，但施作上仍采用人工单片置放及固定钉固定母子板。

综观上述三个已公开专利前案具有下列缺陷：1)、接合方式如采用切断对接方式，则脱不开必须在接合处底部人工黏贴耐热胶带承接注于隙缝的接着胶，热固后又需人工撕除胶带并清除溢胶；2)、采用固定梢方式固定母子片，则必然人工置放母子片且其移植后的累进公差人工极难控制；3)、又PCB设计孔位几乎没有两片是相同的，因此各料号PCB皆须制作适当的插固定梢孔位的多孔板制具。

因此，有必要设计一种印刷电路板的自动化电路板移植修复流水线制程方法，以克服上述缺陷并提升作业效率及成品精度质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动化电路板移植修复流水线制程方法，其母片及子片接合采用凹凸平台式嵌合以符合可自动化植片的条件，且于嵌合处预留容纳胶水的空间，于点胶后嵌植子片再垂直下压，让稠性接着剂受压后平流填充于预留的嵌交空间中，增加其黏合性，且不致溢胶。

本发明的另一目的在于提供一种自动化电路板移植修复流水线制程方法，其于移植修复过程中不需人工逐片置放母子片，不需贴、撕胶带，不需逐片清除溢胶及不需为每一PCB制作孔板、固定梢制具，从而提升成品质量、节省工序并降低成本。

本发明的另一目的在于提供一种自动化电路板移植修复流水线制程方法，其可进行该母片的胀缩计算以求取该PCB母片于原制造时产生的偏移量，以确保移植精度。

本发明的另一目的在于提供一种自动化电路板移植修复流水线制程方法，其可自动编程供该印刷电路板切铣机及该点胶植片机使用，如此，即不需人工依据不同印刷电路板编写不同切铣及点胶植片程序。

本发明的另一目的在于提供一种自动化电路板移植修复流水线制程方法，其于载板的正面涂布止滑胶可防止该母板于载板输送轨装置或点胶植片工作定位上滑动或晃动，因此，本案的母片10及子片20间即不需固定钉或固定梢进行固定，如此，可加速其作业流程，且不需任何制具，因此，可以降低生产成本。

为了达到上述目的，本发明的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法，是使用于一印刷电路板量测机、一计算机数值控制(CNC)印刷电路板切铣机及一点胶植片机中，其中该印刷电路板量测机具有一全景相机及一近距相机，该CNC印刷电路板切铣机具有一全景相机及一近距相机、一真空吸盘台面及一母片自动上下料储料装置，该点胶植片机具有一母片定位相机、一点胶针头、一点胶相机、一子片自动上料及储料装置、一子片双相机及一载板输送轨装置，其包括下列步骤：(a)由该印刷电路板量测机扫描一完整母片及一子片的影像；(b)分别圈选该母片及子片上的至少二光学点或特征点及设定嵌合平台位置的切铣及点胶路径起迄位置，并由该印刷电路板量测机计算该母片及子片的特征点及切铣点胶位置的X、Y、Z轴及Θ夹角参数；(c)自动编程供该印刷电路板切铣机及该点胶植片机使用；(d)将自动编程的切铣数据读入该印刷电路板切铣机的计算机中并自动解译工作程序；(e)将待切铣母片批量置于该印刷电路板切铣机的该母片自动上料储料装置中，自动送料至该真空吸盘台面；(f)自动辨识坏子片数量及位置，自动计算并视觉定位至坏子片位置进行切铣，直至所有坏子片全部切铣完毕；(g)进行切铣并以该全景相机或近距相机进行自动光学检测全检或定量抽检，自动下料同时上料直至全部完成；(h)将自动编程的点胶植片数据读入该点胶植片机的计算机中并自动解译工作程序，并设定客户允收值；(i)以人工方式将待植的母子片批量各置于该母片自动上料储料装置及该子片自动上料储料装置中；(j)将已涂布止滑胶的一载板送上该载板输送轨装置，并将该母片自动搬移至该载板上，送至该点胶植片机的工作定位；(k)以该母片定位相机对该母片进行视觉定位并自动辨识待植子片数量及位置；(l)该点胶机的点胶针头自动定位于待植子片嵌合平台进行全部嵌合位置点胶；(m)将该良好子片吸取经由该子片相机读取及计算该母子片的嵌合坐标及Θ夹角校正后放置于待植位置上Z轴控制后压合；(n)待植子片位置全部移植完全后进行移植自动光学检测全检或定量抽检；(o)送出至一红外线(IR)隧道炉烘烤；以及(p)在该母片载板送出离开工作定位后，等待中的母片载板即自动送入该点胶植片机的工作定位，直至所有待修母片皆完成为止。

其中，步骤(a)～(c)可被归纳为一量测自动编程段，步骤(d)～(g)可被归纳为一切铣段，步骤(h)～(p)可被归纳为一点胶植片段。

于该量测自动编程段中，需配置印刷电路板量测机一台，除基本配备外需具备全景相机及近距相机各一台、操作双显示屏，该印刷电路板量测机除基本印刷电路板实体量测外增加与工程图面自动比对、胀缩计算、切铣及点胶路径设定、Z轴设定、全景及近距坐标套合及θ角计算、自动编程功能。

于该切铣段中，需配置CNC印刷电路板切铣机一台，除基本配备外需具备全景相机及近距相机各一台、真空吸盘台面、操作双显示屏及自动上下料含储料装置，该CNC印刷电路板切铣机除基本印刷电路板切铣功能外增加自动上下料功能、读取解译编程、坏子片自动识别、胀缩计算及切铣视觉定位、切铣自动光学检测(Automatic Optical Inspection，AOI)功能。

于该点胶植片段，需配置含载板自动上下料及储料装置、母片自动上下料及储料装置、点胶植片机、热固IR隧道炉；其中点胶植片机另需包含：控制计算机、操作计算机、操作双显示屏、母片定位相机、点胶相机、子片自动上料及储料装置、子片双相机、载板输送轨装置；其中IR隧道炉需分段温控，该点胶植片机可读取解译编程、母片坐标定位、待植空位及数量识别、点胶植片Z轴计算控制、点胶面积计算胶量控制、子母片植片θ角计算、移植AOI功能、流水线自动输送控制。

附图说明

图1为一示意图，其绘示本发明一较佳实施例的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法的流程示意图。

图2为一示意图，其绘示本发明的待修复母片及良好子片于修复前的示意图。

图3为一示意图，其绘示本发明的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法进行点胶的局部放大示意图。

图4为一示意图，其绘示本发明的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法中子片与母片进行接合的局部放大示意图。

图5为一示意图，其绘示本发明的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法中子片与母片进行压合的局部放大示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，兹附以图式及较佳具体实施例的详细说明如后。

请一并参阅图1～图2，其中图1绘示本发明一较佳实施例的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法的流程示意图；图2绘示本发明的待修复母片及良好子片于修复前的示意图。

本发明的目的是进行印刷电路板的移植修复。于修复前须先通过一CNC印刷电路板切铣机(图未示)将至少一不良子片20从一待修复母片10切除的前置作业，使该待修复母片10上的良好子片20可保留下来继续使用；其中，该CNC印刷电路板切铣机是以铣刀鑚头对该母片10边框以预设尺寸、路径及形状进行铣除，以预留嵌合处与另一良好子片20接合。

此外，该良好子片20的反面亦预设尺寸、路径及形状并以该CNC印刷电路板切铣机进行铣除，使该母片10及子片20的嵌合处相契合；其中，该母片10及子片20的铣切处例如但不限于呈凹凸平台方式互相嵌合，以使胶水可溢流填充于预留的嵌交空间中，以增加其黏合性。于将不良子片20从该待修复母片10切除后即可进行后述的移植及修复。

如图所示，本发明的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法，是使用于一印刷电路板量测机(图未示)、一CNC印刷电路板切铣机(图未示)及一点胶植片机(图未示)中，其中该印刷电路板量测机具有一全景相机及一近距相机，该CNC印刷电路板切铣机具有一全景相机及一近距相机、一真空吸盘台面及一母片自动上下料储料装置，该点胶植片机具有一母片定位相机、一点胶针头、一点胶相机、一子片自动上料及储料装置、一子片双相机及一载板输送轨装置，其包括下列步骤：(a)由该印刷电路板量测机扫描一完整母片10及一子片20的影像；(b)分别圈选该母片10及子片20上的至少二光学点或特征点及设定嵌合平台位置的切铣及点胶路径起迄位置，并由该印刷电路板量测机计算该母片10及子片20的特征点及切铣点胶位置的X、Y、Z轴及Θ夹角参数；(c)自动编程供该印刷电路板切铣机及该点胶植片机使用；(d)将自动编程的切铣数据读入该印刷电路板切铣机的计算机中并自动解译工作程序；(e)将待切铣母片10批量置于该印刷电路板切铣机的该母片自动上料储料装置中，自动送料至该真空吸盘台面；(f)自动辨识坏子片20数量及位置，自动计算并视觉定位至坏子片20位置进行切铣，直至所有坏子片20全部切铣完毕；(g)进行切铣并以该全景相机或近距相机进行自动光学检测全检或定量抽检，自动下料同时上料直至全部完成；(h)将自动编程的点胶植片数据读入该点胶植片机的计算机中并自动解译工作程序，并设定客户允收值；(i)以人工方式将待植的母子片批量各置于该母片自动上料储料装置及该子片自动上料储料装置中；(j)将已涂布止滑胶的一载板送上该载板输送轨装置，并将该母片自动搬移至该载板上，送至该点胶植片机的工作定位；(k)以该母片定位相机对该母片10进行视觉定位并自动辨识待植子片20数量及位置；(l)该点胶机的点胶针头自动定位于待植子片20嵌合平台进行全部嵌合位置点胶；(m)将该良好子片20吸取经由该子片相机读取及计算该母子片的嵌合坐标及Θ夹角校正后放置于待植位置上Z轴控制后压合；(n)待植子片20位置全部移植完全后进行移植自动光学检测全检或定量抽检；(o)送出至一红外线隧道炉烘烤；以及(p)在该母片载板送出离开工作定位后，等待中的母片载板即自动送入该点胶植片机的工作定位，直至所有待修母片皆完成为止。

于该步骤(a)中，由该印刷电路板量测机扫描一完整母片10及一子片20的影像；其中，该印刷电路板量测机具有一全景相机及一近距相机(皆图未示)用于该完整母片10及子片20的视觉扫描及记忆，其可置于母片载台的上方。

于该步骤(b)中，分别圈选该母片10及子片20上的至少二光学点或特征点及设定嵌合平台位置的切铣及点胶路径起迄位置，并由该印刷电路板量测机计算该母片及子片的特征点及切铣点胶位置的X、Y、Z轴及Θ夹角参数；其中，该母片10及子片20的至少二特征点12、13及22、23例如但不限于为光学点、插件孔或贯孔，且该特征点12、13及22、23愈小，以及两特征点12、13及22、23间的距离愈远则愈精确。

于该步骤(c)中，自动编程供该印刷电路板切铣机及该点胶植片机使用，如此，即不需人工依据不同印刷电路板编写不同切铣及点胶植片程序。

于该步骤(d)中，将自动编程的切铣数据读入该印刷电路板切铣机的计算机中并自动解译工作程序。

于该步骤(e)中，将待切铣母片10批量置于该印刷电路板切铣机的该母片自动上料储料装置中，自动送料至该真空吸盘台面。

于该步骤(f)中，自动辨识坏子片20数量及位置，自动计算并视觉定位至坏子片20位置进行切铣，直至所有坏子片20全部切铣完毕；其中，该CNC印刷电路板切铣机具有一全景相机及一近距相机、一真空吸盘台面及一母片自动上下料储料装置(皆图未示)用于自动辨识坏子片20数量及位置，自动计算并视觉定位至坏子片20位置进行切铣，直至所有坏子片20全部切铣完毕。

于该步骤(g)中，进行切铣并以该全景相机或近距相机进行自动光学检测全检或定量抽检，自动下料同时上料直至全部完成；其中，该CNC印刷电路板切铣机可于视觉定位完成后进行坏子片20的切铣，并以该全景相机或近距相机进行自动光学检测全检或定量抽检，自动下料同时上料直至全部完成。

于该步骤(h)中，将自动编程的点胶植片数据读入该点胶植片机的计算机中并自动解译工作程序，并设定客户允收值。

于该步骤(i)中，以人工方式将待植的母片10及子片20批量各置于该母片自动上料储料装置及该子片自动上料储料装置中；其中，该母片自动上料储料装置可批量存放母片10(例如200片)及该子片自动上料储料装置可批量存放子片20(例如300片)，以达到生产线中自动化的目的，如此，即可改善现有技术需以人工方式放置母片10及子片20的缺点。

于该步骤(j)中，将已涂布止滑胶的一载板送上该载板输送轨装置，并将该母片10自动搬移至该载板上，送至该点胶植片机的工作定位；其中，于该载板的正面涂布止滑胶可防止该母板于该载板输送轨装置上或点胶植片工作定位上滑动或晃动，因此，本案的母片10及子片20间即不需固定钉或固定梢进行固定，如此，可加速其作业流程，且不需任何制具，因此，可以降低生产成本。

于该步骤(k)中，以该母片定位相机对该母片10进行视觉定位并自动辨识待植子片20数量及位置；其中，该点胶植片机具有一母片定位相机可对该母片10进行视觉定位并自动辨识待植子片20数量及位置。

于该步骤(l)中，该点胶机的点胶针头自动定位于待植子片嵌合平台进行全部嵌合位置点胶；其中，该点胶植片机具有一点胶针头可自动定位于待植子片20嵌合平台进行全部嵌合位置点胶；其中，该胶为例如但不限于为快干胶或热固型环氧树脂(epoxy)。

于该步骤(m)中，将该良好子片20吸取经由该子片相机读取及计算该母子片的嵌合坐标及Θ夹角校正后放置于待植位置上Z轴控制后压合；其中，该点胶植片机可经由该子片相机读取及计算该母子片的嵌合坐标及Θ夹角校正后放置于待植位置上Z轴控制后压合。且于该步骤(m)中，进一步可进行该母片的胀缩计算，以求取该PCB母片10于原制造时产生的偏移量，以确保移植精度。

于该步骤(n)中，待植子片20位置全部移植完全后进行移植自动光学检测全检或定量抽检；其中，该点胶植片机可于全部移植完全后通过其母片定位相机进行移植自动光学检测全检或定量抽检。

于该步骤(o)中，送出至一红外线(IR)隧道炉(图未示)烘烤；其中，该红外线隧道炉需分至少四段温控，包括升温、增温、恒温及降温段，视印刷电路板板料结构设定，其烘烤时间例如但不限于为2～10分钟，且该红外线(IR)隧道炉中的温度例如但不限于为300℃，该胶的胀缩值＜100PPM。

于该步骤(p)中，在该母片载板送出离开工作定位后，等待中的母片载板即自动送入该点胶植片机的工作定位，直至所有母片皆完成为止。

因此，经由上述的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法，其较的现有印刷电路板的自动化移植修复方法具有下列优点：1.于移植修复过程中除于生产线头及生产线中需由人工批次投料母片及子片于自动上料及储料装置中外，其余作业均由可视化设备自动完成，不需人工逐片置放母子片；2.不需贴、撕胶带；3.不需因电路板线路模块不同而制作不同制具；4.不需制作万孔板插放固定梢来固定线路板；5.不需点胶后又清除溢胶；6.可节省工序；7.可增加成品精度质量(仅有机械公差而无人为疏失的不良)；以及可提高产能及降低成本等。因此，本案的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法确实较现有的印刷电路板的自动化移植修复方法具有进步性。

请参阅图3，其绘示本发明的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法进行点胶的局部放大示意图。经过上述的将至少一不良子片20从该母片10切除步骤后该母片10的边缘即会呈现如图2所示的锯齿状嵌合处14，并于精确对位后该点胶设备可将胶水注入该嵌合处14。

请参阅图4，其绘示本发明的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法中子片与母片进行接合的局部放大示意图。经过上述图2的点胶后，该步骤(m)将该良好子片20吸取经由该子片相机读取及计算该母子片的嵌合坐标及Θ夹角校正后放置于待植位置上Z轴控制后压合，该子片20同样亦具有一嵌合处24。

请参阅图5，其绘示本发明的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法中子片与母片进行压合的局部放大示意图。经过上述图4的接合后，该步骤(m)进一步可将点胶及接合后的该良好子片20及母片10压合，使胶水可溢流填充于预留的嵌交空间中，以增加其黏合性。

所以，经由本发明的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法的实施，其母片及子片间利用凹凸平台式嵌合，且于嵌合处预留容纳胶水的空间，于点胶后嵌植子片再垂直下压，让胶水溢流填充于预留的嵌交空间中，以增加其黏合性；此外本发明的于移植修复过程中不需贴胶带及撕胶带，不需因电路板线路模块不同而制作不同制具；不需制作万孔板插放固定梢来固定线路板等程序，确可节省工序而降低成本等优点，因此，确可改善现有印刷电路板的自动化移植修复方法的缺点。

本案所揭示的，乃较佳实施例的一种，举凡局部的变更或修饰而源于本案的技术思想而为熟悉该项技艺的人所易于推知的，俱不脱本案的专利权范畴。

Claims

1.一种印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法，是使用于一印刷电路板量测机、一CNC印刷电路板切铣机及一点胶植片机中，其中该印刷电路板量测机具有一全景相机及一近距相机，该CNC印刷电路板切铣机具有一全景相机及一近距相机、一真空吸盘台面及一母片自动上下料储料装置，该点胶植片机具有一母片定位相机、一点胶针头、一点胶相机、一子片自动上料及储料装置、一子片双相机及一载板输送轨装置，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

(a)由该印刷电路板量测机扫描一完整母片及一子片的影像；

(b)分别圈选该母片及子片上的至少二光学点或特征点及设定嵌合平台位置的切铣及点胶路径起迄位置，并由该印刷电路板量测机计算该母片及子片的特征点及切铣点胶位置的X、Y、Z轴及Θ夹角参数；

(c)自动编程供该印刷电路板切铣机及该点胶植片机使用；

(d)将自动编程的切铣数据读入该印刷电路板切铣机的计算机中并自动解译工作程序；

(e)将待切铣母片批量置于该印刷电路板切铣机的该母片自动上料储料装置中，自动送料至该真空吸盘台面；

(f)自动辨识坏子片数量及位置，自动计算并视觉定位至坏子片位置进行切铣，直至所有坏子片全部切铣完毕；

(g)进行切铣并以该全景相机或近距相机进行自动光学检测全检或定量抽检，自动下料同时上料直至全部完成；

(h)将自动编程的点胶植片数据读入该点胶植片机的计算机中并自动解译工作程序，并设定客户允收值；

(i)以人工方式将待植的母子片批量各置于该母片自动上料储料装置及该子片自动上料储料装置中；

(j)将已涂布止滑胶的一载板送上该载板输送轨装置，并将该母片自动搬移至该载板上，送至该点胶植片机的工作定位；

(k)以该母片定位相机对该母片进行视觉定位并自动辨识待植子片数量及位置；

(l)该点胶机的点胶针头自动定位于待植子片嵌合平台进行全部嵌合位置点胶；

(m)将该良好子片吸取经由该子片相机读取及计算该母子片的嵌合坐标及Θ夹角校正后放置于待植位置上Z轴控制后压合；

(n)待植子片位置全部移植完全后进行移植自动光学检测全检或定量抽检；

(o)送出至一红外线隧道炉烘烤；以及

(p)在该母片载板送出离开工作定位后，等待中的母片载板即自动送入该点胶植片机的工作定位，直至所有待修母片皆完成为止。

2.如权利要求1所述的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法，其特征在于，该步骤(o)中，该红外线隧道炉需分至少四段温控，包括升温、增温、恒温及降温段，视印刷电路板板料结构设定，其烘烤时间约2～10分钟。

3.如权利要求1所述的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法，其特征在于，该步骤(o)中，该红外线隧道炉的烘烤温度为300℃，该移植胶的胀缩值＜100PPM。

4.如权利要求1所述的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法，其特征在于，该母片及子片的嵌合处呈凹凸平台方式互相嵌合。

5.如权利要求1所述的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法，其特征在于，该步骤(c)中，该自动编程能供该印刷电路板切铣机及该点胶植片机使用，如此，即不需人工依据不同印刷电路板编写不同切铣及点胶植片程序。

6.如权利要求1所述的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法，其特征在于，该步骤(m)中，其进一步能进行该母片的胀缩计算，以求取该母片于原制造时产生的偏移量，以确保移植精度。

7.如权利要求1所述的印刷电路板的自动化移植修复的流水线制程方法，其特征在于，该步骤(j)中，于该载板的正面涂布止滑胶能防止该母板于载板输送轨装置或点胶植片的工作定位上滑动或晃动，如此，即可不需任何制具而固定该母子片，以降低生产成本。