CN103945649A - 一种用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备，其包括：机架，包括一矩形框架，由第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边围成，第一侧边与第二侧边相对，第三侧边与第四侧边相对；柔性电路板输送装置，固定在所述机架的第一侧边和第二侧边上，沿第一方向输送柔性电路板；柔性电路板载具，固定于所述柔性电路板输送装置的移动件上；胶片喂料装置，固定在所述机架的第四侧边上；胶片移动装置，固定在所述机架的第一侧边和第二侧边上，沿第一方向和与第一方向垂直的第二方向输送胶片；胶片取放贴敷装置，固定在所述胶片移动装置的移动件上。本发明设备在胶片贴敷过程中无需人工操作,贴敷效率更高、降低了胶片贴敷工人的劳动强度。

Description

一种用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备

技术领域

本发明属于电路板制造技术领域，特别是涉及一种用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备。

背景技术

柔性电路板(Flexible Printed Circuit，简称FPC，柔板)，是一种具有高度可靠性、绝佳可挠性的印刷电路板，具有配线密度高、重量轻、厚度薄的特点。目前在手机、笔记本电脑、平板电脑、PDA、数码相机等产品中应用的非常广泛。在柔板行业，PSA（Pressure SensitiveAdhesive压敏胶粘剂）特指单面涂敷了压敏胶的胶片，通常用于定位柔板或局部电气、机械保护。在柔板制造工艺中有许多贴敷PSA的工作，如电气检查前需要对有绝缘要求的区域进行PSA贴敷，部件下线后要对需要保护触摸和磕碰的区域进行PSA贴敷等。

目前，PSA贴敷自动化程度极低，几乎完全依赖手工作业，一种方法如下：首先是人工将FPC放置于FPC真空吸附载台上定位固定好，打开真空，把不同的PSA胶片从各自的衬纸上剥离下来，借助镊子将多个PSA胶片可靠、精确地贴敷在FPC板的一面，当需要另一面时再通过镊子翻转过来，重新上述操作。

另一种方法是通过治具的方式，如下操作：将相应的PSA放置于特制的带有定位作用的PSA真空吸附载台上，打开真空后，撕去PSA的衬纸，手动控制翻转机构翻转PSA真空吸附载台，使PSA真空吸附载台与FPC真空吸附载台贴合，当需要正反两面贴敷PSA时，单面贴敷完成后将FPC翻转180度进行反面贴敷，最后在贴敷完成后，对PSA贴装的位置进行热压合，以保证贴敷稳固牢靠。

显而易见，现有技术两种方法的整个过程中均需要人工进行操作，PSA的取放较慢，贴敷过程中易造成PSA受损，且定位可靠性和精度不高，贴敷效率较低，未能有效满足正反面贴敷的需求。且由于PSA具有粘性不易剥离以及FPC轻薄柔软的特性，开发能够自动帖敷PSA的设备需要解决的困难较多，尚未有自动设备完成以上工艺。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备，以解决现有胶片贴敷过程中需要人工操作,帖敷效率低、工作重复性强劳动强度大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

根据本发明的第一方面，提供一种用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备，其包括：

机架，包括一矩形框架，其上部由第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边围成，第一侧边与第二侧边相对，第三侧边与第四侧边相对；

柔性电路板输送装置，固定在所述机架的第一侧边和第二侧边上，沿第一方向输送柔性电路板；

柔性电路板载具，固定于所述柔性电路板输送装置的移动件上；

胶片喂料装置，固定在所述机架的第四侧边上；

胶片移动装置，固定在所述机架的第一侧边和第二侧边中间，沿第一方向和与第一方向垂直的第二方向输送胶片；

胶片取放帖敷装置，固定在所述胶片移动装置的移动件上。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述柔性电路板输送装置为线性滑轨，包括滑块、滑轨和驱动电机,滑轨固定安装于第一侧边和第二侧边的中部，供滑块滑动；或者所述柔性电路板输送装置为皮带输送装置。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述柔性电路板载具固定于线性滑轨的滑块上；所述柔性电路板载具采用真空吸的方式，包括，真空发生器、真空压力表、定位销、载具本体，真空发生器产生真空吸附固定柔性电路板，真空压力表确定是否有柔性电路板吸附成功，定位销用于达到精确定位柔性电路板的目的；或者，所述柔性电路板载具用带胶硬质板进行固定，硬质板可为铝材或者钢板，上面涂有一定量的能重复使用的胶体，柔性电路板放置于上面即可固定；或者，所述柔性电路板载具采用夹具进行固定，包括载板和抓手，当有柔性电路板放置于载板后，抓手伸出，夹紧柔性电路板。

结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述胶片移动装置采用滚珠丝杠的移动方式，包括平行设置的一对纵向移动模组，纵向移动模组的安装座用螺栓固定于机架的第一侧边和第二侧边的底座安装板上；横向移动模组的两端分别垂直固定在纵向移动模组的滑块上；电机选用大功率伺服电机确保在X、Y方向的高速高精度运动；或者，采用SCARA机器人、六坐标机器人或并联机器手完成胶片的横向和纵向移动。

结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，胶片喂料装置包括：胶片喂料装置架体，由卷料安装盘和矩形突出块连接组成；胶片料带安装在卷料安装盘上；第一夹送轮和第二夹送轮，二者相邻安装在矩形突出块上，第一夹送轮通过齿轮与电机传动连接；接料架，设置在矩形突出块的端头；矩形突出块上设有进料孔，与接料架位置相配合，使剥离的胶片落在接料架上。

结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，胶片取放帖敷装置通过中间连接件安装于胶片移动装置的横向移动模组上，所述胶片取放帖敷装置包括吸头、接至真空发生器的真空吸管、旋转电机、升降电机、滚珠丝杠、直线滑轨、中间连接件；与真空吸管连接的吸头安装在旋转电机的转轴端头，旋转电机安装在直线滑轨上，直线滑轨套设在滚珠丝杠上，滚珠丝杠的一端与升降电机的转轴固定连接。

结合第一方面或第第一方面的第一至第五中可能的任意一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述柔性电路板翻转装置设置于柔性电路板输送装置的中间位置，柔性电路板翻转装置包括第一翻转台和第二翻转台，第一翻转台和第二翻转台相邻安装在柔性电路板输送装置的中间位置；均由电机、电机安装架、同步带、第一带轮、第二带轮、吸盘、吸盘底板、底座组成。第二带轮与电机传动连接，第二带轮与第一带轮通过同步带连接，吸盘底板通过轴铰接在底座上，该铰接轴与第一带轮固定连接，吸盘安装在吸盘底板上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

机架用于安装其他部件，并有效消减来自地面和设备的振动。柔性电路板输送装置，固定在所述机架的第一侧边和第二侧边上，沿第一方向带动柔性电路板载具移动，进而带动固定在柔性电路板载具上的柔性电路板移动，使其移动到标注帖敷位置等待帖敷胶片。胶片喂料装置，固定在所述机架的第四侧边上，将胶片剥离至接料架，等待胶片取放帖敷装置吸取。胶片移动装置，固定在所述机架的第一侧边和第二侧边上，沿第一方向和与第一方向垂直的第二方向输送胶片；胶片取放帖敷装置，固定在所述胶片移动装置的移动件上。上述设备在胶片贴敷过程中无需人工操作,帖敷效率更高、降低了胶片帖敷工人的劳动强度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1a为本发明一种实施例用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备的整体示意图；

图1b为图1的主视图；

图1c为图1的俯视图；

图2为本发明一种实施例的胶片移动装置示意图；

图3为本发明一种实施例的胶片喂料装置示意图；

图4为本发明一种实施例的胶片取放帖敷装置示意图；

图5为本发明一种实施例的柔性电路板翻转装置示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、机架，2、柔性电路板载具，3、胶片移动装置，31、横向移动模组，32、纵向移动模组，33、电机，34、安装座，4、胶片喂料装置，41、第一夹送轮，42、第二夹送轮，43、接料架，44、喂料电机，45、卷料安装盘，46、胶片料带，47、矩形突出块，5、胶片取放帖敷装置，51、吸头，52、真空吸管，53、旋转电机，54、升降电机，55、滚珠丝杠，56、直线滑轨，57、中间连接件，6、机器视觉定位装置，7、柔性电路板输送装置，8、柔性电路板翻转装置，81、第一翻转台，82、第二翻转台，83、第一带轮，84、同步带，85、第二带轮，86、电机安装架，87、底座，88、吸盘底板，89、吸盘。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

本发明实施例提供一种用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备，以解决现有胶片贴敷过程中需要人工操作,帖敷效率低、工作重复性强劳动强度大的问题。

本发明实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：提供一种用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备，如图1s、图1b和图1c所示，包括：机架1，包括一矩形框架，由第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边围成，第一侧边与第二侧边相对，第三侧边与第四侧边相对；柔性电路板输送装置7，固定在所述机架1的第一侧边和第二侧边之间，沿第一方向输送柔性电路板；柔性电路板载具2，固定于所述柔性电路板输送装置7的移动件上；胶片喂料装置4，固定在所述机架1的第四侧边上；胶片移动装置3，固定在所述机架1的第一侧边和第二侧边上，沿第一方向和与第一方向垂直的第二方向输送胶片；胶片取放帖敷装置5，固定在所述胶片移动装置的移动件上。

在具体实施过程中，如图1a所示，机架1为长方体框架。组成机架上部的四个侧边分别为第一侧边、第二侧边、第三侧边、第四侧边，其中第一侧边和第二侧边相对；第三侧边和第四侧边相对。机架1用于安装其他部件，并有效消减来自地面和设备的振动。在具体实施过程中，机架可以采用重量较轻的铝合金材料，也可以采用强度更大的不锈钢材料制成，本申请不作具体限定。

在具体实施过程中，在一种实施方式中,柔性电路板输送装置7采用单轴线性滑轨移动柔性电路板，包括滑块、滑轨和驱动电机,滑轨固定安装于第一侧边和第二侧边的中部，供滑块滑动,达到有效输送柔性电路板的目的。

在具体实施过程中，柔性电路板载具2固定于单轴线性滑轨的滑块（所述滑块即柔性电路板输送装置的移动件）上，用于固定柔性电路板。在一种具体实施方式中，采用真空吸附柔性电路板的方式，柔性电路板载具2包括，真空发生器、真空压力表、定位销、载具本体，真空发生器产生真空吸附固定柔性电路板，真空压力表确定是否有柔性电路板吸附成功，载具本体根据不同的柔性电路板进行设计，能快速更换以适应不同型号的柔性电路板，定位销用于达到精确定位柔性电路板的目的。在另一种具体实施方式中，利用带胶硬质板进行固定，硬质板可为铝材或者钢板等，上面涂有一定量的能重复使用的胶体，柔性电路板放置于上面即可固定。在另一种具体实施方式中，采用夹具进行固定，包括载板和抓手，当有柔性电路板放置于载板后，抓手伸出，夹紧柔性电路板。

在具体实施过程中，如图2所示，胶片移动装置3实现胶片在X、Y方向的高速高精度运动。在一种具体实施方式中，采用滚珠丝杠的移动方式。如图4所示，胶片移动装置3包括平行设置的一对纵向移动模组32，纵向移动模组32的安装座34用螺栓固定于机架的第一侧边和第二侧边的底座安装板上；横向移动模组31的两端分别垂直固定在纵向移动模组的滑块上；电机33选用大功率伺服电机确保在X、Y方向的高速高精度运动。在另一种具体实施方式中，采用典型机器人的方式，如SCARA机器人、六坐标机器人或并联机器手，将其固定于机架上，完成胶片的横向和纵向移动。

在具体实施过程中，如图3所示，胶片喂料装置4固定在机架的第四侧边上，是将胶片从料卷上逐个剥离下来的独立模块。如图3所示，其包括：胶片喂料装置架体，由卷料安装盘45和矩形突出块47连接组成；胶片料带46安装在卷料安装盘45上；第一夹送轮41和第二夹送轮42，二者相邻安装在矩形突出块47上，第一夹送轮41通过齿轮与喂料电机44传动连接；接料架43，设置在矩形突出块47的端头；矩形突出块上设有进料孔，与接料架43位置相配合，使剥离的胶片落在接料架上。

工作过程，胶片料带46按照图3路线穿好后，电机通过齿轮传动带动第一夹送轮41，第一夹送轮41通过摩擦力拉动料带（离型纸）向前输送，由于进料孔与第一夹送轮41和第二夹送轮42之间的夹缝不在同一直线，处于进料孔出的离型纸发生弯折产生剥离力，使胶片从离型纸上剥离并落到接料架上，此时胶片便被剥离到了设定的位置。

在具体实施过程中，如图4所示，胶片取放帖敷装置5通过中间连接件57安装于胶片移动装置的横向移动模组31（胶片移动装置的移动件）上，主要完成胶片的取放和纠偏功能，能够根据胶片种类灵活更换。如图4所示，包括吸头51、真空吸管52（接至真空发生器）、旋转电机53、升降电机54、滚珠丝杠55、直线滑轨56、中间连接件57；与真空吸管连接52的吸头51安装在旋转电机的转轴端头，旋转电机53安装在直线滑轨56上，直线滑轨56套设在滚珠丝杠55上，滚珠丝杠55的一端与升降电机54的转轴固定连接。

为了解决上述实施例装置不能双面帖敷胶片的问题，对上述实施例进一步进行改进，用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备还包括：柔性电路板翻转装置8。如图5所示，柔性电路板翻转装置8设置于柔性电路板输送装置7的中部位置，能够快速带动柔性电路板翻转，避免损坏柔性电路板，满足了正反面贴敷胶片的需求。如图5所示，柔性电路板翻转装置包括第一翻转台81和第二翻转台82，第一翻转台81和第二翻转台82相邻安装在柔性电路板输送装置7的中间位置。均由电机、电机安装架86、同步带84、第一带轮83、第二带轮85、吸盘89、吸盘底板88、底座87组成。第二带轮85与电机传动连接（如通过齿轮或皮带），第二带轮85与第一带轮83通过同步带84连接，吸盘底板88通过轴铰接在底座87上，该铰接轴与第一带轮固定连接，吸盘89安装在吸盘底板88上。

第一翻转台81的吸盘底板88翻转位置与第二翻转台82的吸盘底板88初始位置相配合，如第一翻转台81的吸盘底板88翻转位置与第二翻转台82的吸盘底板88初始位置完全重叠或部分重叠，以满足柔性电路板翻转过程中的递送。

柔性电路板输送装置将柔性电路板载具传动到柔性电路板翻转装置8位置后，柔性电路板落入第一翻转台81的吸盘上，吸盘建立真空将柔性电路板吸附在吸盘上，第一翻转台81处于初始位，电机带动第一翻转台81翻转，处于翻转位置时，破真空，柔性电路板掉落至第二翻转台82的吸盘上，吸盘建立真空将柔性电路板吸附，同时翻转台1电机回转，翻转台1回到初始位置，即完成了柔性电路板的翻转。

用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备的工作过程如下：外部设备或人工将柔性电路板放置于柔性电路板载具上，载具真空打开，吸附住柔性电路板后，将柔性电路板输送装置移至贴敷标准位置；同时，胶片喂料装置将胶片由卷料剥离至接料架，胶片移动装置到接料架位置打开真空进行吸取，随后胶片移动装置到达贴敷标准位置后，吸头下降，破真空，胶片成功贴敷于柔性电路板的第一表面。若需反面贴敷再利用柔性电路板翻转装置将胶片翻转，然后进行相同操作，之后将贴敷完成的柔性电路板输送至外部。

在具体实施过程中，用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备还包括：机器视觉系统6。机器视觉系统6安装于机架上，用于检测胶片取放帖敷装置5吸取后胶片的位置信息。其包括高分辨率CCD相机、远心镜头、高亮度同轴光、PC机、高速触发卡、光源支架和相机支架。CCD相机配合远心镜头和同轴光用于减少镜头畸变，提高定位精度；高速触发卡可以准确获知运动位置，在高速情况下进行准确曝光采集图像。光源支架主要固定高亮度同轴光，有助于解决在高速运行拍照曝光不足的问题和凸出不同材料胶片（如透明胶片）的特征，相机支架用于固定相机，并可以根据现场情况进行微调相机位置，保证较好的图像采集效果。机器视觉系统6对移至远心镜头上方的胶片取放装置5吸取的胶片进行图像成像和处理，获得与帖敷标准位置的偏差量后进行纠偏。由于机器视觉系统6的存在，可以进一步提高胶片帖敷的精度和准确性。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备，其特征在于，包括：

机架（1），包括一矩形框架，其上部由第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边围成，第一侧边与第二侧边相对，第三侧边与第四侧边相对；

柔性电路板输送装置（7），固定在所述机架（1）的第一侧边和第二侧边中间，沿第一方向输送柔性电路板；

柔性电路板载具（2），固定于所述柔性电路板输送装置（7）的移动件上；

胶片喂料装置（4），固定在所述机架（1）的第四侧边上；

胶片移动装置（3），固定在所述机架（1）的第一侧边和第二侧边上，沿第一方向和与第一方向垂直的第二方向输送胶片；

胶片取放帖敷装置（5），固定在所述胶片移动装置的移动件上。

2.根据权利要求1所述的用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备，其特征在于，所述柔性电路板输送装置（7）为线性滑轨，包括滑块、滑轨和驱动电机,滑轨固定安装于第一侧边和第二侧边的中部，供滑块滑动；或者所述柔性电路板输送装置为皮带输送装置。

3.根据权利要求2所述的用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备，其特征在于，所述柔性电路板载具（2）固定于线性滑轨的滑块上；所述柔性电路板载具（2）采用真空吸的方式，包括，真空发生器、真空压力表、定位销、载具本体，真空发生器产生真空吸附固定柔性电路板，真空压力表确定是否有柔性电路板吸附成功，定位销用于达到精确定位柔性电路板的目的；或者，所述柔性电路板载具（2）用带胶硬质板进行固定，硬质板可为铝材或者钢板，上面涂有一定量的能重复使用的胶体，柔性电路板放置于上面即可固定；或者，所述柔性电路板载具（2）采用夹具进行固定，包括载板和抓手，当有柔性电路板放置于载板后，抓手伸出，夹紧柔性电路板。

4.根据权利要求1所述的用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备，其特征在于，所述胶片移动装置采用滚珠丝杠的移动方式，包括平行设置的一对纵向移动模组（32），纵向移动模组（32）的安装座（34）用螺栓固定于机架的第一侧边和第二侧边的底座安装板上；横向移动模组（31）的两端分别垂直固定在纵向移动模组的滑块上；电机（33）选用大功率伺服电机确保在X、Y方向的高速高精度运动；或者，采用SCARA机器人、六坐标机器人或并联机器手完成胶片的横向和纵向移动。

5.根据权利要求1所述的用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备，其特征在于，胶片喂料装置（4）包括：胶片喂料装置架体，由卷料安装盘（45）和矩形突出块（47）连接组成；胶片料带（46）安装在卷料安装盘（45）上；第一夹送轮（41）和第二夹送轮（42），二者相邻安装在矩形突出块（47）上，第一夹送轮（41）通过齿轮与喂料电机（44）传动连接；接料架（43），设置在矩形突出块（47）的端头；矩形突出块上设有进料孔，与接料架（43）位置相配合，使剥离的胶片落在接料架上。

6.根据权利要求1所述的用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备，其特征在于，胶片取放帖敷装置（5）通过中间连接件（57）安装于胶片移动装置的横向移动模组（31）上，所述胶片取放帖敷装置（5）包括吸头（51）、接至真空发生器的真空吸管（52）、旋转电机（53）、升降电机（54）、滚珠丝杠（55）、直线滑轨（56）、中间连接件（57）；与真空吸管连接（52）的吸头（51）安装在旋转电机的转轴端头，旋转电机（53）安装在直线滑轨（56）上，直线滑轨（56）套设在滚珠丝杠（55）上，滚珠丝杠（55）的一端与升降电机（54）的转轴固定连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的用于柔性电路板的胶片自动贴敷设备，其特征在于，所述柔性电路板翻转装置（8）设置于柔性电路板输送装置（7）的中间位置，柔性电路板翻转装置包括第一翻转台（81）和第二翻转台（82），第一翻转台（81）和第二翻转台（82）相邻安装在柔性电路板输送装置（7）的中间位置；均由电机、电机安装架（86）、同步带（84）、第一带轮（83）、第二带轮（85）、吸盘（89）、吸盘底板（88）、底座（87）组成。第二带轮（85）与电机传动连接，第二带轮（85）与第一带轮（83）通过同步带（84）连接，吸盘底板（88）通过轴铰接在底座（87）上，该铰接轴与第一带轮固定连接，吸盘（89）安装在吸盘底板（88）上。