柔性电路板的补强贴合装置
技术领域
本发明涉及贴装补强片的技术,具体涉及柔性电路板的补强贴合装置。
背景技术
柔性电路板(FPC,Flexible Printed Circuit board)一般用补强片来增加柔性电路板的基板的强度,补强片与基板的电气连接用高温加热方法实现贴合,并用热压以确保可靠性。
目前,有用于补强片自动贴装在柔性电路板上的贴合机,其可完成补强片的输送、补强片的吸附及对位和补强片压合在柔性电路板的动作,该过程虽然是全自动完成,但是这个贴合过程存在以下缺陷:(1)补强片需要另外冲裁加工后再输入贴装机内,增加了中转劳动力,且用于补强片的冲裁的机器效率低;(2)贴合机依赖于一个吸头来吸附补强片,通过移动吸头来分步实现补强片的吸起、对位、贴合的动作,动作缓慢,难以满足高速生产;(3)吸头的自由度不够,难以调整吸头来带动调整补强片的相对位置,导致后续的贴合精度较低,而且,柔性电路板自身没有得到准确对位,也导致贴合精度不高;(4)一般采用PI(聚酰亚胺)板作为补强板本体,其底面设有粘着剂,用于在与柔性电路板的基板贴装时增加粘着力。在贴装前,其底面会预先贴合有离型纸(或称剥离纸、淋膜纸、隔离纸、防粘纸、硅油纸),组合形成补强板,用于保护粘着剂。因此,补强板在冲裁后形成的一块块的补强片,这些补强片需要对离型纸进行剥离,现有技术采用的一般是另外设置对每个补强片剥离的机器手或者人工剥离,然后输送至待抓取位抓取再进行后续的贴装工序,其效率低,成本高,而且,剥离后的纸片分散,不利于存储收纳,易散落而破坏工作环境。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供柔性电路板的补强贴合装置,能高效率地对柔性电路板贴合补强片。
本发明的目的采用如下技术方案实现:
柔性电路板的补强贴合装置,包括机台、均固定于机台台面的用于制作补强片的补强片制作机构、用于吸附并移动补强片的补强片吸附机构和用于定位柔性电路板的定位组件,所述补强片吸附机构包括旋转驱动装置、由旋转驱动装置驱动旋转的旋转架以及至少三个用于吸附补强片的吸附组件,所述旋转架安装于旋转驱动装置的输出端,该旋转架具有与吸附组件数量相等的端部,各端部以旋转架的旋转中心线轴对称分布;每一个所述吸附组件与对应的一个所述端部沿竖向可伸缩地滑动配合;所述机台的台面还固定有第一CCD相机,该第一CCD相机位于各吸附组件的下方,其中一个吸附组件竖向正对于该第一CCD相机时,有另两个吸附组件分别位于补强片制作机构的补强片输出端正上方以及定位组件的正上方。
优选地,所述定位组件包括第二CCD相机、支架和用于放置柔性电路板的恒温加热平台,所述恒温加热平台与机台的台面沿横向和纵向滑动配合,所述支架包括立杆和垂直连接于立杆顶端的悬臂,所述第二CCD相机悬挂于悬臂,该第二CCD相机的拍摄端正对恒温加热平台;所述恒温加热平台的上表面开有多个用于真空吸气的通孔。
优选地,所述恒温加热平台呈矩形,该恒温加热平台的至少一对相邻边均插装有挡板,各挡板与恒温加热平台沿竖向可伸缩地滑动配合。
优选地,所述吸附组件包括固定架、第一电机和吸头,固定架与所述端部沿竖向可伸缩地滑动配合,第一电机固定于固定架顶端,且第一电机的输出轴竖向朝下伸入固定架内;吸头位于固定架下方,且与第一电机的输出轴传动连接。
优选地,所述吸头的底面分布有多个小孔,吸头的顶面开有与各小孔连通的大孔;所述第一电机的输出轴与吸头之间连接有竖向的传动筒,该传动筒的筒底与第一电机的输出轴固连,传动筒的筒口与大孔连通,传动筒的筒壁开有与筒内连通的第一吸气口。
优选地,所述传动筒间隔地套有两个轴承,所述第一吸气口位于两个轴承之间,两轴承的内圈与传动筒的外壁固定,两轴承的外圈均固定于一轴承座内,轴承座固定在所述固定架上;两轴承的端面、传动筒的外壁和轴承座的内壁围成气腔,轴承座上开有与该气腔连通的第二吸气口。
优选地,所述旋转驱动装置为第二电机,第二电机的输出轴为所述旋转驱动装置的输出端,且该输出轴竖向朝上,该输出轴安装有一转圈;所述旋转架包括与吸附组件数量相等的支杆,支杆的一端与转圈固定,支杆的另一端为所述端部,各支杆由转圈的中心向四周呈发散状发布;各所述支杆水平设置,各支杆的一端嵌装在转圈上,各支杆的另一端设有用于固定吸附组件的固定壁。
优选地,所述补强片制作机构包括支座、固定于该支座上的用于将补强板冲压成补强片的蚀刻刀模以及均枢装在该支座上的收卷有补强板的补强板收卷辊、用于收卷离型纸的离型纸收卷辊、用于收卷补强板的余料的余料收卷辊,所述蚀刻刀模具有补强板输入口和补强板输出口,补强板输出口一侧的支座上固定有第一承台和用作所述补强片输出端的第二承台,第一承台和第二承台之间相隔形成供离型纸穿过的缝隙;补强板收卷辊、离型纸收卷辊和余料收卷辊相互平行;补强板收卷辊上的离型纸依次经补强板输入口、补强板输出口、缝隙后卷绕于离型纸收卷辊;补强板收卷辊上的补强板本体依次经补强板输入口、补强板输出口后绕过第二承台的外侧端而收卷于余料收卷辊。
优选地,所述补强片制作机构还包括压板,该压板由第一承台的上方延伸至第二承台的上方,该压板固定于第一承台的上表面和/或第二承台的上表面;该压板上设有供补强板本体露出的缺口,该缺口位于靠近第二承台外侧端的压板一侧,该缺口所在的第二承台的位置作为所述补强片输出端。
优选地,所述支座包括底板、侧板和多个支柱,所述侧板沿横向延伸,且侧板固定于底板,所述第一承台和第二承台分别经支柱承托于底板上方;所述补强片制作机构还包括滑块以及与滑块滑动配合的滑轨,滑轨固定于机台并与侧板垂直,滑块固定于底板的底面并与滑轨滑动配合;所述侧板上固定有两个第三电机,两电机的输出轴分别驱动连接离型纸收卷辊和余料收卷辊。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:
(1)本发明可连贯完成补强片的制作、补强片的吸起、在第一CCD相机的作用下对位、将补强片放下贴合在放置有柔性电路板的恒温加热平台上,其效率高,降低了补强片的中转时间,而且,通过旋转架来带动吸附组件旋转,由于吸附组件位于各个不同位置的端部,则各吸附组件可同时工作,且分别进行补强片的吸起、对位和贴合过程,因此,同一时间内同时完成了补强片的上述过程,可大大缩短时间,进一步提高效率;具体地,由于吸附组件与端部是沿竖向可伸缩地滑动配合,利于进行补强片的上移吸起动作和补强片的下移贴合动作;
(2)本发明的吸头还可通过第一电机驱动旋转,可调整吸头吸起的补强片的旋转角度位置,提升了吸头的自由度,用于调整吸头的旋转角度来提高后续贴合补强片的贴合精度;同时,吸头是通过传动筒传输旋转动力,而该传动筒内可供气体流动,结合第一吸气口、气腔和第二吸气口可对吸头形成吸头的真空吸附作用,巧妙地实现通气和传动功能,同时保持补强片吸附的稳定性;
(3)本发明在第二CCD相机定位作用下,可调整恒温加热平台在机台上纵横移动位置,利于放置在恒温加热平台上的柔性电路板与吸附组件上的补强片高精度对位调节,其中,挡板的设置,也利于人工放置柔性电路板时的柔性电路板自身定位;
(4)本发明通过缝隙的作用,将补强板的补强板本体和离型纸进行高效剥离结合蚀刻刀模的冲压作用快速实现补强片的制作,同时,被冲压形成的补强片可在第二承台中被吸附组件吸起,冲压后的离型纸被离型纸收卷辊收卷,余料被余料收卷辊收卷,利于收纳存储,防止余料或离型纸散落而污染工作环境;
(5)本发明的压板可有效保持被冲压形成补强片不会在缝隙的作用下剥离时被向上弹起,保持补强片在补强板本体中的稳定位置,利于后续补强片被吸附组件精确吸起。
(6)本发明的支座可通过滑块和滑轨的作用下产生滑移,从而可适配一次冲裁多列冲压片的情况,通过移动支座的位置来调节已被冲压后的补强片的位置,即调节补强片输出端的位置,来保证补强片被吸附组件精确吸起。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明柔性电路板的补强贴合装置的结构示意图;
图2为本发明补强片吸附机构的立体结构示意图;
图3为本发明端部与吸附组件安装配合的示意图;
图4为图3中拆去轴承座后的示意图;
图5为本发明吸头的其中一个视角下的结构示意图;
图6为本发明吸头的另一个视角下的结构示意图;
图7为本发明传动筒的结构示意图;
图8为本发明补强片制作机构的立体结构示意图;
图9为本发明补强片制作机构的俯视示意图。
图中:1、支座;101、底板;102、侧板;103、支柱;2、旋转架;201、端部;21、支杆;211、固定壁;3、吸附组件;31、固定架;311、上板;312、下板;313、边板;32、第一电机;33、吸头;331、小孔;332、大孔;34、传动筒;341、第一吸气口;342、连接底座;35、轴承;36、轴承座;361、第二吸气口;37、气腔;100、补强片制作机构;200、补强片吸附机构;300、定位组件;4、蚀刻刀模;41、补强板输入口;42、补强板输出口;5、补强板收卷辊;6、离型纸;7、离型纸收卷辊;8、余料;9、余料收卷辊;10、第一承台;11、第二承台;12、缝隙;13、压板;131、缺口;14、第一导向柱;15、第二导向柱;16、第三导向柱;17、第四导向柱;18、机台;19、滑块;20、滑轨;22、补强板;23、补强片;24、第一CCD相机;25、第二CCD相机;26、支架;261、立杆;262、悬臂;27、恒温加热平台;271、通孔;28、挡板;40、滑台气缸;401、缸体;402、滑台;500、转圈;600、第二电机;700、第三电机。
具体实施方式
如图1~2、图8所示的柔性电路板的补强贴合装置,包括机台18、均固定于机台18台面的用于制作补强片23的补强片制作机构100、用于吸附并移动补强片23的补强片吸附机构200和用于定位柔性电路板的定位组件300,补强片吸附机构200包括旋转驱动装置、由旋转驱动装置驱动旋转的旋转架2以及至少三个用于吸附补强片23的吸附组件3,旋转架2安装于旋转驱动装置的输出端,该旋转架2具有与吸附组件3数量相等的端部201,各端部201以旋转架2的旋转中心线轴对称分布;每一个吸附组件3与对应的一个端部201沿竖向可伸缩地滑动配合;机台18的台面还固定有第一CCD相机24,该第一CCD相机24位于各吸附组件3的下方,其中一个吸附组件3竖向正对于该第一CCD相机24时,有另两个吸附组件3分别位于补强片制作机构100的补强片输出端正上方以及定位组件300的正上方。
先用补强板本体底部贴装有离型纸6的补强板22放入补强片制作机构100中,则经补强片输出端输出补强片23,在旋转驱动装置的带动下,旋转架2可进行旋转动作,则端部201可带动各吸附组件3在不同位置间旋转切换,预设定旋转驱动装置的输出方式,使旋转架2每转动一次,都保持其中一个吸附组件3竖向正对于该第一CCD相机24时,有另两个吸附组件3分别位于补强片制作机构100的补强片输出端正上方以及定位组件300的正上方。由于吸附组件3可相对端部201沿竖向伸缩,则各吸附组件3可同时进行在补强片输出端的吸起补强片23动作、在第一CCD相机24位置的对位补强片23动作、在定位组件300位置的贴合补强片23的动作,效率高。
为对柔性电路板自身进行定位,如图1所示,定位组件300包括第二CCD相机25、支架26和用于放置柔性电路板的恒温加热平台27,恒温加热平台27与机台18的台面沿横向和纵向滑动配合,支架26包括立杆261和垂直连接于立杆261顶端的悬臂262,第二CCD相机25悬挂于悬臂262,该第二CCD相机25的拍摄端正对恒温加热平台27;恒温加热平台27的上表面开有多个用于真空吸气的通孔271,接入外部真空气源则可稳固吸住柔性电路板。恒温加热平台27可在贴合补强片23时进行加热,利于提高贴合的稳定性,而且由多个通孔271来吸附柔性电路板,保持柔性电路板放置的稳定性,用于保持补强片23贴合精度。在第二CCD相机25对柔性电路板拍照后,可得到反馈信号来调整恒温加热平台27的纵横移动位置,该过程对应配置导轨滑块组件及电机则可完成。
如图1所示,本例所述的竖向为H向,横向为W向,纵向为D向。
本例的恒温加热平台27呈矩形,该恒温加热平台27的至少一对相邻边均插装有挡板28,各挡板28与恒温加热平台27沿竖向可伸缩地滑动配合。挡板28的伸缩动作可用气缸来实现。人工放置柔性电路板前,挡板28在恒温加热平台27上伸出,则柔性电路板得到各挡板28的粗定位,粗定位完成后,挡板28缩回,由第二CCD相机25进行精定位。
如图3~4所示,吸附组件3包括固定架31、第一电机32和吸头33,固定架31与端部201沿竖向可伸缩地滑动配合,第一电机32固定于固定架31顶端,且第一电机32的输出轴竖向朝下伸入固定架31内;吸头33位于固定架31下方,且与第一电机32的输出轴传动连接。在第一电机32的带动下,吸头33可自转,带动补强片旋转,调整其相对位置,利于提高后续贴合的精度。
为在保持结构稳定性、结构简化的基础上使吸头33吸附的补强片更加稳固,如图5~6所示,吸头33的底面分布有多个小孔331,吸头33的顶面开有与各小孔331连通的大孔332;第一电机32的输出轴与吸头33之间连接有竖向的传动筒34,该传动筒34的筒底与第一电机32的输出轴固连,传动筒34的筒口与大孔332连通,如图7所示,传动筒34的筒壁开有与筒内连通的第一吸气口341。
为进一步保证传动筒34转动的稳定性,以提升吸头33的转动精度,进而保证补强片的转动精度,如图3~4所示,传动筒34间隔地套有两个轴承35,第一吸气口341位于两个轴承35之间,两轴承35的内圈与传动筒34的外壁固定,两轴承35的外圈均固定于一轴承座36内,轴承座36固定在固定架31上;两轴承35的端面、传动筒34的外壁和轴承座36的内壁围成气腔37,轴承座36上开有与该气腔37连通的第二吸气口361。传动筒34和轴承35、轴承座36的结合既起到稳定传动的目的,又使所形成的气腔37提供了为吸头33的小孔331提供的真空负压通道。
为增大吸头33的吸附面积,以及适配补强片,如图5~6所示,本例的吸头33呈扁平的多边形块状,如图7所示,传动筒34连接有一连接底座342,传动筒34的筒口位于该连接底座342上;连接底座342与吸头33的形状大小相适配,且与吸头33固定。
为实现吸附组件3与端部201的可伸缩地滑动配合,本例的固定架31和位置对应的端部201之间设有滑台气缸40,滑台气缸40具有缸体401和沿竖向可伸缩地滑动安装在该缸体401上的滑台402,缸体401与端部201固连,滑台402与固定架31固连,固定架31通过滑台气缸40与端部201沿竖向可伸缩地滑动配合。
固定架31包括上板311、下板312和连接上板311和下板312的边板313,第一电机32固定于上板311,第一电机32的输出轴伸至上板311和下板312之间,吸头33位于下板312下方,边板313与滑台402固连。
如图2所示,本例的旋转驱动装置为第二电机600,第二电机600的输出轴为旋转驱动装置的输出端,且该输出轴竖向朝上,该输出轴安装有一转圈500;旋转架2包括与吸附组件3数量相等的支杆21,支杆21的一端与转圈500固定,支杆21的另一端为端部201,各支杆21由转圈500的中心向四周呈发散状发布。第二电机600的输出轴带动转圈500旋转,进而带动各支杆21旋转。各支杆21水平设置,各支杆21的一端嵌装在转圈500上,各支杆21的另一端设有用于固定吸附组件3的固定壁211。本例的支杆21为四个,相邻的支杆21相互垂直,工作时,将有一个支杆21上安装的吸附组件3处于待工作状态。
可以理解的是,支杆21的数量也可根据需要来任意设置,对应预设第二电机600每次旋转的角度即可。旋转架2也可以设置为其它任意的形状,其包括有至少三个用于安装吸附组件3的端部201,且各端部201轴对称分布。
如图8所示,本例的补强片制作机构100包括支座1、固定于该支座1上的用于将补强板22冲压成补强片23的蚀刻刀模4以及均枢装在该支座1上的收卷有补强板22的补强板收卷辊5、用于收卷离型纸6的离型纸收卷辊7、用于收卷补强板的余料8的余料收卷辊9,蚀刻刀模4具有补强板输入口41和补强板输出口42,补强板输出口42一侧的支座1上固定有第一承台10和用作所述补强片输出端的第二承台11,第一承台10和第二承台11之间相隔形成供离型纸6穿过的缝隙12;补强板收卷辊5、离型纸收卷辊7和余料收卷辊9相互平行;补强板收卷辊5上的离型纸6依次经补强板输入口41、补强板输出口42、缝隙12后卷绕于离型纸收卷辊7;补强板收卷辊5上的补强板本体依次经补强板输入口41、补强板输出口42后绕过第二承台11的外侧端而收卷于余料收卷辊9。
补强板收卷辊5上的补强板本体和离型纸6一同经补强板输入口41进入蚀刻刀模4(或称蚀刻模、蚀刻模具)内,此时补强板本体被冲压成片状,形成补强片23,可一次冲压形成一列多个补强片23,经补强板输出口42输出,并被第一承台10和第二承台11承台。多个补强片23的长度方向平行于补强板输入口41和补强板输出口42的连线。补强片23底部的离型纸6未被冲压,保持离型纸6的连续带状,一方面,离型纸6经缝隙12的作用,与补强片23脱离,实现剥离,离型纸6同时在离型纸收卷辊7的转动作用下收卷,另一方面,补强片23在第二承台11上方被吸附组件3吸起后,剩余的余料8也呈连续的带状,在第二承台11外侧端的弯绕作用下被余料收卷辊9收卷。其中,余料收卷辊9和离型纸收卷辊7提供旋转动力则可带动补强板收卷辊5旋转,实现补强板22的输送、剥离。余料收卷辊9和离型纸收卷辊7的转动,可以是外部旋转驱动机构带动旋转,也可以是人工手动带动旋转。
为防止补强片23在剥离时产生作用力而被弹起,本补强片制作机构100还包括压板13,该压板13由第一承台10的上方延伸至第二承台11的上方,该压板13固定于第一承台10的上表面和/或第二承台11的上表面。本例是压板13的一端固定在第一承台10的上表面。压板13可将补强片23保持在补强板本体内,以保持补强片23的位置,利于后续精确吸起补强片23。
为提供补强片23吸起空间而又不妨碍压板13的作用,压板13上设有供补强板本体露出的缺口131,该缺口131位于靠近第二承台11外侧端的压板13一侧。该缺口131所在的第二承台11的位置作为所述补强片输出端。
本例的支座1包括底板101、侧板102和多个支柱103,侧板102沿横向延伸,且侧板102固定于底板101,第一承台10和第二承台11分别经支柱103承托于底板101上方。
为充分利用支座1的空间,补强片制作机构100还包括均固定在侧板102上的、相互平行的第一导向柱14、第二导向柱15、第三导向柱16和第四导向柱17,补强板输入口41的一侧依次设置第一导向柱14和补强板收卷辊5,第二导向柱15位于补强板输出口42的下方,第三导向柱16位于缝隙12的下方,余料收卷辊9位于蚀刻刀模4下方,第四导向柱17位于第一导向柱14下方,离型纸收卷辊7位于补强板收卷辊5下方;补强板收卷辊5上的离型纸6绕过第一导向柱14后依次穿过补强板输入口41、补强板输出口42、缝隙12,再依次绕过第二导向柱15、第四导向柱17后卷绕于离型纸收卷辊7;补强板收卷辊5上的补强板本体绕过第一导向柱14后依次穿过补强板输入口41、补强板输出口42后,再绕过第二承台11的外侧端、第三导向柱16后收卷于余料收卷辊9。各导向柱为补强板22的传输轨迹提供导向作用,同时可压紧冲压前的补强板22、冲压及剥离后的补强板本体和离型纸6,利于蚀刻刀模4的准确冲压,也利于吸附组件3的精确吸起补强片23。
为增加蚀刻刀模4一次冲压补强片23的数量,提升效率,冲压后的补强片23可形成两列甚至更多列的多个补强片23,各补强片23在剥离离型纸6后在缺口131处等待吸附组件3吸起。此时,需要调节两列补强片23的位置,来适配吸附组件的位置,利于精确吸起补强片23,因此,本补强片制作机构100还包括滑块19以及与滑块19滑动配合的滑轨20,滑轨20固定于机台18并与侧板102垂直,滑块19固定于底板101的底面并与滑轨20滑动配合。驱动底板101在滑轨20上滑动后,则支座1、蚀刻刀模4、第一承台10、第二承台11也同向移动,进而实现两列补强片23相对于吸附组件3的位置的切换。
而为了实现自动化,进一步提升效率,如图9所示,侧板102上固定有两个第三电机700,两第三电机700的输出轴分别驱动连接离型纸收卷辊7和余料收卷辊9。预设两第三电机700的转速,则可实现自动化剥离。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。