CN103100529B - 一种离线pcba清洗机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离线PCBA清洗机，包括机体，所述机体中设置有清洗室、配液过滤室、储液室和烘干室，所述清洗室中安装有喷淋装置和清洗篮摆动装置，所述配液过滤室中安装有自动配比装置、过滤装置、水泵和气动隔膜泵。本发明通过自动配比清洗液，利用气动隔膜泵将配比好的清洗液输送到清洗室中，经过水泵增压后输入喷淋装置，控制温度和压力，对清洗篮中的PCBA板进行清洗，同时控制清洗篮摆动装置摆动，以使PCBA板清洗更加充分，清洗后的液体由气动隔膜泵收集进入到过滤装置，经过滤后，回到稀释液箱，再次用于清洗PCBA板。与现有技术相比，本发明可将PCBA表面的助焊剂残留、焊膏、锡球、杂质、灰尘、油渍等有害污染清除干净；消除了腐蚀、静电的损害；提高产品的使用寿命；更好地满足客户不断提出的高质量和高可靠性的要求。

Description

一种离线PCBA清洗机

技术领域：

本发明涉及PCBA清洗技术，具体涉及的是一种离线PCBA清洗机。

背景技术：

PCBA(Printed Circuit Board Assembly)是PCB板经过SMT上件，再经过DIP插件和后续回流焊接等多个制程，经过上述制程的PCB板称为PCBA。在对PCB板表面进行焊接制程时，需要使用助焊剂，以去除氧化物和降低被焊接材质表面的张力，但是在这个过程中，会有一些助焊剂残留在板上，在后续过程中这些残留助焊剂容易吸附油污、灰尘以及空气中的水分子等，对PCBA板的工作稳定性造成威胁，以至于影响到整个系统运行的稳定。

为保证PCBA板的品质稳定性，避免残留助焊剂吸附油污和灰尘，通常需要对PCBA进行清洗或在SMT过程中采用免洗型助焊剂，但是随着电子产品的小型化和功能的多样化，I/O数量不断提高，元器件间距越来越微小，产品的应用领域和使用的自然环境不断延伸拓展，免清洗助焊剂的相对可靠性受到前所未有的挑战，许多产品的免清洗制程中，助焊剂没有经过使其能产生聚合反应的高温而表现为合成树脂的特性，在潮湿的环境呈现酸性的本质，会对元器件和PCB的焊点产生腐蚀作用；而且免清洗产品在放置一段时间后其连接器PIN针或者PCB金手指或定位螺丝孔上常常看到铜绿的现象；尤其是免清洗助焊剂的残留物在潮湿的环境下，表面离子残留物会形成树枝状结晶体，而树枝状结晶体会引起电气迁移造成短路；另外免清洗助焊剂中包裹有从锡膏中游离出来的锡球，这些锡球一般不经过清洗很难去除，对于越来越小的元件间距是个隐患，所以对PCBA清洗是一种必然的结果。

通过对PCBA进行清洗，可以将PCBA表面上的助焊剂残留、焊膏、锡球、杂质、灰尘、油渍等有害污染清除，能够消除腐蚀和静电损害，提高产品的使用寿命。

但是对于倒装芯片﹑QFN﹑Micro BGA和小型片式阻容元器件，其下面的助焊剂残留去除起来非常困难，无铅化的制程使助焊剂要求有更高的树脂或松香含量，这样会使得助焊剂在小空间堆积现象更为严重，使得清洗剂渗透更加困难；再者就是更高的无铅温度和多次回流过程使得助焊剂残留清洗起来更加困难。

综上所述，电子组装产品的清洗越来越不容易，这就要求有更好的清洁效果的清洗工艺来解决这些清洗难题。

发明内容：

为此，本发明的目的在于提供一种离线PCBA清洗机，以解决目前电子组装产品助焊剂残留清洗不易，清洗效果差的问题。

为实现上述目的，本发明主要采用以下技术方案：

一种离线PCBA清洗机，包括机体，所述机体1中设置有清洗室2、配液过滤室3、储液室4和烘干室5，所述清洗室2中安装有喷淋装置和清洗篮摆动装置202，所述清洗篮摆动装置202位于喷淋装置正下方，且清洗篮摆动装置202中固定有清洗篮204；所述配液过滤室3中安装有自动配比装置301、过滤装置303、水泵304和气动隔膜泵306，所述自动配比装置301通过输液软管302与储液室4中的浓缩液箱400连通，稀释液箱401通过导管305与清洗室2及过滤装置303连接，所述清洗室2通过管道307与水泵304连接；自动配比装置301对清洗液进行配比，并将配比后的清洗液排入到稀释液箱401中存储，稀释液箱401通过气动隔膜泵306将清洗液通过导管305抽取到清洗室，经过水泵304增压后由喷淋装置喷出，同时清洗篮摆动装置202控制清洗篮204摆动，使清洗篮204中的PCBA板2041充分清洗，清洗后的清洗液则通过启动气动隔膜泵306进入到过滤装置303进行过滤，过滤后则输入到稀释液箱401中存储，并再次输出到喷淋装置重复清洗。

其中所述喷淋装置包括喷淋杆203、喷嘴2031、喷水孔2032、封盖2033、旋转轴2034、旋转套2035和中间连接轴2036，所述喷淋杆203内部中孔，且喷淋杆203上设置有喷水孔2032和多个喷嘴2031，喷淋杆203通过中间连接轴2036、封盖2033、旋转轴2034和旋转套2035与导管305连接。

其中所述清洗室2中还安装有一风量调节装置201，该风量调节装置201包括挡片2011、外壁2012、蝶形锁紧螺母2013和丝杆2014，所述挡片2011安装在外壁2012的通风口处，并可通过蝶形锁紧螺母2013和丝杆2014调节使挡片2011打开或封闭。

其中所述过滤装置303包括过滤器支架3031、液体出口3032、过滤芯固定支撑杆3033、液体入口3034、铁氟龙密封圈3035和壳体3036，所述壳体3036一端通过铁氟龙密封圈3035密封在壳体3036上，且两侧分别设置有液体出口3032和液体入口3034，过滤芯固定支撑杆3033固定安装在壳体3036中。

其中所述清洗篮摆动装置202包括推动杆2021、直线轴承2022、万向轴承2023、旋转凸轮2024、固定支架2025和马达2026，所述马达2026安装在固定支架2025上，旋转凸轮2024套在马达2026的转动轴上，由马达带动旋转；万向轴承2023一头连接旋转凸轮2024，另一头连接推动杆2021，将旋转凸轮2024的圆周运动转化为推动杆2021的直线往复运动。

其中所述自动配比装置301包括稀释液出口3011、比例调节阀3012、DI水入口3013和浓缩液入口3014，调节比例调节阀3012使浓缩液经过浓缩液入口3014进入自动配比装置301，DI水由DI水入口3013进入到自动配比装置301与浓缩液进行配比，配比后的清洗液从稀释液出口3011输出。

其中所述水泵304包括电机座3041、电机3042、泵体3043、进出口3044和泵底座3045，所述泵体3043安装在泵底座3045上，电机3042通过电机座3041与泵体3043连接，且所述进出口3044设置于泵体3043底部。

其中所述气动隔膜泵306包括出料口3061、气动马达3062、螺丝孔3063、隔膜3064、进料口3065和固定座3066，所述进料口3065与稀释液箱401连接；所述出料口3061与清洗室2及过滤装置303连接。

其中所述烘干室5中安装有烘干装置501，该烘干装置501包括陶瓷发热丝5011、隔热棉5012和鼓风机5013、所述陶瓷发热丝5011安装在隔热棉5012内。

其中所述机体1上还设置有一旋转把手6，通过该旋转把手6控制清洗室2门的开合。

本发明通过自动配比清洗液，利用气动隔膜泵将配比好的清洗液输送到清洗室，控制温度和压力，再有水泵增压后对清洗篮中的PCBA板进行清洗，同时控制清洗篮摆动装置摆动，以使PCBA板清洗更加充分，清洗后的液体由气动隔膜泵收集进入到过滤装置，经过滤后，再次用于清洗PCBA板。与现有技术相比，本发明可将PCBA表面的助焊剂残留、焊膏、锡球、杂质、灰尘、油渍等有害污染清除干净；消除了腐蚀、静电的损害；提高产品的使用寿命；更好地满足客户不断提出的高质量和高可靠性的要求。

附图说明：

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的后视图。

图3为本发明清洗室的外部示意图。

图4为本发明风量调节装置结构示意图。

图5为本发明清洗篮摆动装置结构示意图。

图6为本发明喷淋杆结构示意图。

图7为本发明清洗篮结构示意图。

图8为本发明自动配比装置结构示意图。

图9为本发明过滤装置结构示意图。

图10为本发明水泵结构示意图。

图11为本发明气动隔膜泵结构示意图。

图12为本发明烘干装置结构示意图。

图中标识说明：机体1、清洗室2、风量调节装置201、挡片2011、外壁2012、蝶形锁紧螺母2013、丝杆2014、清洗篮摆动装置202、推动杆2021、直线轴承2022、万向轴承2023、旋转凸轮2024、固定支架2025、马达2026、喷淋杆203、喷嘴2031、喷水孔2032、封盖2033、旋转轴2034、旋转套2035、中间连接轴2036、清洗篮204、PCBA板2041、篮筐2042、支撑柱2043、滚轮2044、百叶窗进风口205、百叶窗出风口206、配液过滤室3、自动配比装置301、稀释液出口3011、比例调节阀3012、DI水入口3013、浓缩液入口3014、输液软管302、管道307、过滤装置303、过滤器支架3031、液体出口3032、过滤芯固定支撑杆3033、液体入口3034、铁氟龙密封圈3035、壳体3036、水泵304、电机座3041、电机3042、泵体3043、进出口3044、泵底座3045、导管305、气动隔膜泵306、出料口3061、气动马达3062、螺丝孔3063、隔膜3064、进料口3065、固定座3066、管道307、储液室4、浓缩液箱400、稀释液箱401、烘干室5、烘干装置501、陶瓷发热丝5011、隔热棉5012、鼓风机5013、旋转把手6。

具体实施方式：

为阐述本发明的思想及目的，下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

请参见图1、图2所示，图1为本发明的主视图；图2为本发明的后视图。本发明提供的是一种离线PCBA清洗机，主要用于解决目前电子组装产品助焊剂残留清洗不易，清洗效果差的问题。

其中该离线PCBA清洗机主要包括有机体1，所述机体1中设置有清洗室2、配液过滤室3、储液室4和烘干室5四个部分，其中清洗室2和烘干室5位于机体1的上部两侧，配液过滤室3和储液室4位于机体1的下部两侧，且清洗室2位于配液过滤室3的正上方。

清洗室2包括有一仓门，该仓门上安装有百叶窗进风口205和百叶窗出风口206(见图3所示)，在对PCBA板清洗时上述百叶窗处于闭合状态，以防止气体外泄污染环境；而对PCBA烘干时，可将百叶窗打开，使热风从百叶窗进入，将蒸汽从出风口带出。

另外，在机体1上还设置有一个旋转把手6，通过该旋转把手6可控制仓门的开关。

清洗室2中安装有喷淋装置、清洗篮摆动装置202和风量调节装置201，所述喷淋装置包括喷淋杆203、喷嘴2031、喷水孔2032、封盖2033、旋转轴2034、旋转套2035和中间连接轴2036，所述喷淋杆203内部中空，且喷淋杆203上设置有喷水孔2032和多个喷嘴2031，所述喷水孔2032位于喷淋杆203的两侧，喷水孔2032和喷嘴2031与上述喷淋杆203连通，喷淋杆203中心位置通过中间连接轴2036、封盖2033、旋转轴2034和旋转套2035与导管305连接(见图6)。

喷淋杆两侧各有一个Φ1.5喷水孔2032，封盖2033、喷嘴2031、旋转套2035、喷淋杆203和旋转轴2034依次连接在一条中心线上，当外部流体从中间连接轴进入喷淋杆203后，流体从Φ1.5喷水孔2032喷出，从而产生压力反向推动喷淋杆203旋转运动，喷淋杆203旋转的同时部分流体从喷嘴2031喷出，以达到360°旋转式清洗和干燥。

喷嘴2031采用交错互补设计，喷嘴2031和中心线成15°，可避免喷出的水幕互相重叠影响清洗效果；每个喷嘴2031旋转180°后正好处于对面两个喷嘴中心点的位置。

清洗篮摆动装置202包括推动杆2021、直线轴承2022、万向轴承2023、旋转凸轮2024、固定支架2025和马达2026，所述马达2026安装在固定支架2025上，旋转凸轮2024套在马达2026的转动轴上，由马达带动旋转；万向轴承2023一头连接旋转凸轮2024，另一头连接推动杆2021，将旋转凸轮2024的圆周运动转化为推动杆2021的直线往复运动；直线轴承2022和推动杆2021同心安装，用以导向和减少推动杆之间的摩擦力(见图5)。

清洗篮204安装清洗篮摆动装置202下方，其包括有篮筐2042、支撑柱2043和滚轮2044，篮筐2042上设置有多个卡槽，用于放置PCBA板2041、篮筐2042通过支撑柱2043支撑，底部设置有滚轮2044(见图7)。

清洗室2的出风口安装有风量调节装置201，该风量调节装置201包括挡片2011、外壁2012、蝶形锁紧螺母2013和丝杆2014，所述挡片2011安装在外壁2012的通风口处，并可通过蝶形锁紧螺母2013和丝杆2014调节使挡片2011打开或封闭；挡片2011和丝杆2014连接在一起，扭转丝杆2014使挡片2011转动到所需的位置后，再用蝶形锁紧螺母2013固定住，以此调节排风量的大小，满足不同客户需要(见图4)。

配液过滤室3中安装有自动配比装置301、过滤装置303、水泵304和气动隔膜泵306、管道307。

自动配比装置301包括稀释液出口3011、比例调节阀3012、DI水入口3013和浓缩液入口3014，调节比例调节阀3012使浓缩液经过浓缩液入口3014进入自动配比装置301，DI水由DI水入口3013进入到自动配比装置301与浓缩液进行配比，配比后的清洗液从稀释液出口3011输出(见图8)。

该自动配比装置301主要用于配比清洗液，直接安装在工艺水管线内，由管路中水流的动能驱动比例加药泵工作。其唯一的动力就是水压，在带压水流的驱动下，按比例定量将浓药剂吸入，然后再与作为动力的水结合。在水压的作用下，充分混合后的水及药剂随后被输送到下游，吸入(投加)的药剂始终同进入比例加药泵的体积直接成比例，而同管路中水压及水量的变化无关，从而实现直接流量比例混合及投加。

过滤装置303包括过滤器支架3031、液体出口3032、过滤芯固定支撑杆3033、液体入口3034、铁氟龙密封圈3035和壳体3036，所述壳体3036一端通过铁氟龙密封圈3035密封在壳体3036上，且两侧分别设置有液体出口3032和液体入口3034，过滤芯3033固定安装在壳体3036中(见图9)。

过滤装置303包含有两个过滤器，内置1μm过滤芯，分别对清洗液和漂洗液进行过滤，因此，无论是液体的回收还是排放都经过过滤器过滤，从而达到排放要求，将对环境的危害降至最低；而液体的循环回收利用也更能降低生产成本。

水泵304包括电机座3041、电机3042、泵体3043、进出口3044和泵底座3045，所述泵体3043安装在泵底座3045上，电机3042通过电机座3041与泵体3043连接，且所述进出口3044设置于泵体3043的底部(见图10)。

气动隔膜泵306包括出料口3061、气动马达3062、螺丝孔3063、隔膜3064、进料口3065和固定座3066，所述进料口3065与储液箱401连接；所述自动配比装置301通过输液软管302与储液室4中的浓缩液箱400连通，所述出料口3061与清洗室2及过滤装置303连接(见图11)。

本发明中的气动隔膜泵306采用压缩空气为动力，是一种由膜片往复变形造成容积变化的容积泵，其工作原理近似于柱塞泵，由于气动隔膜泵工作原理的特点，因此气动隔膜泵在排气时是一个膨胀吸热的过程，气动泵工作时温度是降低的，无有害气体排出；不用电力作动力，接地后可防止静电火花；容积式工作且进口为球阀，不容易被堵；工作时是怎么吸进怎么吐出，对物料的搅动最小，适用于不稳定物质的输送；流量可调节，可以在物料出口处加装节流阀来调节流量。

烘干室5中安装有烘干装置501，该烘干装置501包括陶瓷发热丝5011、隔热棉5012和鼓风机5013，所述陶瓷发热丝5011安装在隔热棉5012内(见图12)该烘干装置501采用夹层设计，防止热量散失和保护操作人员，内置的陶瓷发热丝，可以保证短时间内温度达到需求。

本发明自动配比装置301通过输液软管302与储液室4中的浓缩液箱400连通，稀释液箱401通过气动隔膜泵306及导管305与清洗室连2连接，所述清洗室2通过管道307与水泵304连接；自动配比装置301对清洗液进行配比，并将配比后的清洗液排入到稀释液箱401中存储，稀释液箱401通过气动隔膜泵306将清洗液通过导管305抽取到清洗室2，经过水泵304增压后由喷淋装置喷出，同时清洗篮摆动装置202控制清洗篮204摆动，使清洗篮204中的PCBA板2041充分清洗，清洗后的清洗液则通过气动隔膜泵306进入到过滤装置303进行过滤，过滤后则输入到稀释液箱401中存储，并再次输出到喷淋装置重复清洗。

以上是对本发明所提供的一种离线PCBA清洗机进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种离线PCBA清洗机，包括机体(1)，其特征在于所述机体(1)中设置有清洗室(2)、配液过滤室(3)、储液室(4)和烘干室(5)，所述清洗室(2)中安装有喷淋装置和清洗篮摆动装置(202)，所述清洗篮摆动装置(202)位于喷淋装置正下方，且清洗篮摆动装置(202)中固定有清洗篮(204)；所述配液过滤室(3)中安装有自动配比装置(301)、过滤装置(303)、水泵(304)和气动隔膜泵(306)，所述自动配比装置(301)通过输液软管(302)与储液室(4)中的浓缩液箱(400)连通，稀释液箱(401)通过气动隔膜泵(306)及导管(305)与清洗室(2)及过滤装置(303)连接，所述清洗室(2)通过管道(307)与水泵(304)连接；自动配比装置(301)对清洗液进行配比，并将配比后的清洗液排入到稀释液箱(401)中存储，稀释液箱(401)通过气动隔膜泵(306)将清洗液通过导管(305)抽取到清洗室，经过水泵(304)增压后由喷淋装置喷出，同时清洗篮摆动装置(202)控制清洗篮(204)摆动，使清洗篮(204)中的PCBA板(2041)充分清洗，清洗后的清洗液则通过启动气动隔膜泵(306)进入到过滤装置(303)进行过滤，过滤后则输入到稀释液箱(401)中存储，并再次输出到喷淋装置重复清洗。

2.根据权利要求1所述的离线PCBA清洗机，其特征在于所述喷淋装置包括喷淋杆(203)、喷嘴(2031)、喷水孔(2032)、封盖(2033)、旋转轴(2034)、旋转套(2035)和中间连接轴(2036)，所述喷淋杆(203)内部中空，且喷淋杆(203)上设置有喷水孔(2032)和多个喷嘴(2031)，喷淋杆(203)通过中间连接轴(2036)、封盖(2033)、旋转轴(2034)和旋转套(2035)与导管(305)连接。

3.根据权利要求1所述的离线PCBA清洗机，其特征在于所述清洗室(2)中还安装有一风量调节装置(201)，该风量调节装置(201)包括挡片(2011)、外壁(2012)、蝶形锁紧螺母(2013)和丝杆(2014)，所述挡片(2011)安装在外壁(2012)的通风口处，并可通过蝶形锁紧螺母(2013)和丝杆(2014)调节使挡片(2011)打开或封闭。

4.根据权利要求1所述的离线PCBA清洗机，其特征在于所述过滤装置(303)包括过滤器支架(3031)、液体出口(3032)、过滤芯固定支撑杆(3033)、液体入口(3034)、铁氟龙密封圈(3035)和壳体(3036)，所述壳体(3036)一端通过铁氟龙密封圈(3035)密封在壳体(3036)上，且两侧分别设置有液体出口(3032)和液体入口(3034)，过滤芯固定支撑杆(3033)固定安装在壳体(3036)中。

5.根据权利要求1所述的离线PCBA清洗机，其特征在于所述清洗篮摆动装置(202)包括推动杆(2021)、直线轴承(2022)、万向轴承(2023)、旋转凸轮(2024)、固定支架(2025)和马达(2026)，所述马达(2026)安装在固定支架(2025)上，旋转凸轮(2024)套在马达(2026)的转动轴上，由马达(2026)带动旋转；万向轴承(2023)一头连接旋转凸轮(2024)，另一头连接推动杆(2021)，将旋转凸轮(2024)的圆周运动转化为推动杆(2021)的直线往复运动。

6.根据权利要求1所述的离线PCBA清洗机，其特征在于所述自动配比装置(301)包括稀释液出口(3011)、比例调节阀(3012)、DI水入口(3013)和浓缩液入口(3014)，调节比例调节阀(3012)使浓缩液经过浓缩液入口(3014)进入自动配比装置(301)，DI水由DI水入口(3013)进入到自动配比装置(301)与浓缩液进行配比，配比后的清洗液从稀释液出口(3011)输出。

7.根据权利要求1所述的离线PCBA清洗机，其特征在于所述水泵(304)包括电机座(3041)、电机(3042)、泵体(3043)、进出口(3044)和泵底座(3045)，所述泵体(3043)安装在泵底座(3045)上，电机(3042)通过电机座(3041)与泵体(3043)连接，且所述进出口(3044)设置于泵体(3043)底部。

8.根据权利要求1所述的离线PCBA清洗机，其特征在于所述气动隔膜泵(306)包括出料口(3061)、气动马达(3062)、螺丝孔(3063)、隔膜(3064)、进料口(3065)和固定座(3066)，所述进料口(3065)与稀释液箱(401)连接；所述出料口(3061)与清洗室(2)及过滤装置(303)相连。

9.根据权利要求1所述的离线PCBA清洗机，其特征在于所述烘干室(5)中安装有烘干装置(501)，该烘干装置(501)包括陶瓷发热丝(5011)、隔热棉(5012)和鼓风机(5013)，所述陶瓷发热丝(5011)安装在隔热棉(5012)内。

10.根据权利要求1所述的离线PCBA清洗机，其特征在于所述机体(1)上还设置有一旋转把手(6)，通过该旋转把手(6)控制清洗室(2)门的开合。