CN104228316A - 实现多种材质基板同时印刷贴片的加工工艺及其治具结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现多种材质基板同时印刷贴片的加工工艺及其治具结构，包括承载治具、真空治具及印刷丝网，所述承载治具包括本体，该本体上设有若干种基板定位槽，每一种基板定位槽的个数与产品需求对应基板个数的比例相匹配；所述真空治具位于所述承载治具的下方，包括与所述基板定位槽个数的支撑柱，每一支撑柱上设有若干个真空孔；所述印刷丝网包括丝网本体，该丝网本体上对应每一所述基板定位槽处设有与该处产品上锡设计相应的网孔；各类基板放置于承载治具上同时印刷、贴片，然后组装、回流、清洗，简化了生产工艺，有效提高生产效率，解决材料平衡问题，减少浪费，降低了成本投入。

Description

实现多种材质基板同时印刷贴片的加工工艺及其治具结构

技术领域

本发明涉及一种基板印刷工艺，尤其涉及一种实现多种材质基板同时印刷贴片的加工工艺及其治具结构。

背景技术

传统SMT行业锡膏印刷往往是同一种材质的基板（如PCB）上做印刷，然而随着电子产品的高度集成化的演变，出现了一些器件中需要用到两种以上不同材质及基板，如DBC基板（Dircet Bonding Copper），直接覆铜基板，是不同于PCB基板的另一种基板材质，具有优良的电绝缘性和导热特性，常用于功率模块硅芯片的承载体。

以智能功率模块为例，部分模块中集成了DBC板及PCB板，加工工艺中需要在这两种基板上做印刷及贴片，目前采用的生产工艺是，两者分别印刷、贴片后组装，具体流程为：①基板1印刷→基板1贴片→基板1回流→基板1清洗→基板1暂存；②基板2印刷→基板2贴片→基板1+基板2组装→组装后回流→清洗。

从上述的工艺流程可以看出，两种基板需要分别加工，不可同时，因此生产中要么需要配置较多的设备资源，部分设备用于DBC加工，另外一部分用于PCB加工，这样效率可以相应提高，但设备的投入成本较大，要么设备需要频繁转换，时而生产DBC，时而转换成生产PCB，生产效率低下，同时还会出现各种基板的个数难以匹配，主要是因为需要有一个材料先生产，作为备料使用，而因为生产中的一些不确定因素，备料与之后生产的材料很难确保一致，因此在两种材料的生产安排上面有较多的不便,容易造成生产材料的浪费。

发明内容

本发明目的是提供一种多种材质基板同时印刷工艺及其治具结构，通过工艺及治具的配合使用，简化了生产工艺，提高了生产效率，减少浪费。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种实现多种材质基板同时印刷工艺的治具结构，包括承载治具、真空治具及印刷丝网，其中：

所述承载治具包括本体，该本体上设有若干种基板定位槽，每种基板定位槽的个数与产品需求对应基板个数的比例相匹配，所述基板定位槽底部开设有通孔；

所述真空治具用于与所述承载治具配合使用，其包括与每个所述基板定位槽对应的支撑柱，每个支撑柱上设有若干个真空孔；

所述印刷丝网用于与所述承载治具配合使用，其上对应每一所述基板定位槽处设有与该处产品上锡设计相应的若干个网孔。

在其中一实施例中，所述真空治具经升降机构安装于印刷设备上，每一所述支撑柱的外形与对应位置的所述基板定位槽相适应，其顶端穿过所述基板定槽与基板接触。

进一步地，每一所述支撑柱上设有至少两个并行排列的真空孔。

在其中一实施例中，每一所述基板定位槽四周向外突出，形成机械手冗余位。

在其中一实施例中，所述承载治具上设有若干个定位孔，所述印刷丝网上设有相应的基准孔，所述定位孔与所述基准孔位置相重合。

为达到上述目的，本发明采用的印刷方法技术方案是：一种多种材质基板同时印刷工艺，其加工步骤为：

将产品中各类基板加载至承载治具中，并置于印刷设备导轨上；

当导轨将承载治具传送至待印刷位置时，打开真空使真空治具吸住各个基板；

加盖印刷丝网后，印刷设备开始印刷；

印刷完成后，撤除印刷丝网并真空关闭，导轨将承载治具送至贴片机，开始下一制程。

在其中一实施例中，所述各类基板根据产品需求个数成比例加载至承载治具中；所述真空治具经升降机构安装于印刷设备上，当所述步骤⑵中承载治具传送至待印刷位置时，真空治具经升降机构上升，支撑柱顶端与基板底面接触，真空打开，吸住基板；当待印刷完成后，所述步骤⑷中，真空关闭，真空治具经升降机构下降至初始位置。

为达到上述目的，本发明采用的方法技术方案是：一种多种材质基板同时印刷贴片工艺，其加工步骤为：

将产品中各类基板加载至承载治具中，并置于印刷设备导轨上；

当导轨将承载治具传送至待印刷位置时，打开真空使真空治具吸住各个基板；

加盖印刷丝网后，印刷设备开始印刷；

印刷完成后，撤除印刷丝网并关闭真空，导轨将承载治具送至贴片机，开始下一制程；

对每一基板贴片；

根据产品设计对各个基板进行组装；

组装完成后回流焊；

清洗，完成。

在其中一实施例中，所述各类基板根据产品需求个数成比例加载至承载治具中；所述真空治具经升降机构安装于印刷设备上，当所述步骤⑵中承载治具传送至待印刷位置时，真空治具经升降机构上升，支撑柱顶端与基板底面接触，真空打开，吸住基板；当待印刷完成后，所述步骤⑷中，真空关闭，真空治具经升降机构下降至初始位置。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1．本发明通过承载治具、真空治具及印刷丝网之间的配合使用，使不同材质的基板可一并进入印刷设备进行同时印刷，各类基板一次印刷的个数与产品所需要的各类基板个数成比例，如此一方面提高了生产效率，减少设备的投入，另一方面有效平衡各类基板的加工量，避免资源的浪费，降低生产成本；

2．本发明中，不同材质的基板放置于承载治具上一并被印刷后送入贴片机，最后根据产品对各类基板的需求组装成品，与以往各类基板分别印刷、贴片再组装的工艺相比，生产工艺更为简单化，也无需频繁转换设备，大大提高了生产效率，减少投入，节约了成本；

3．采用真空治具，为各个基板在印刷时提供定位，同时当印刷结束脱模时，可避免粘连，保证基板的印刷品质，也为下一贴片制程做好准备，避免因移位而造成的贴片错误情形发生，有助于产品的成品率。

附图说明

图1是本发明实施例一中带有部分基板的承载治具结构示意图；

图2是本发明实施例一中真空治具的结构示意图（升降机构未画出）；

图3是本发明实施例一中印刷丝网结构示意图；

图4是本发明实施例二中带有部分基板的承载治具结构示意图。

其中：10、本体；12、支撑柱；13、真空孔；15、网孔；16、基板定位槽；17、机械手冗余位；18、定位孔；19、基准孔；20、PCB基板；21、DBC基板；30、PCB基板；31、DBC基板；32、基板定位槽。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见图1～3所示，一种实现多种材质基板同时印刷贴片工艺的治具结构，包括承载治具、真空治具及印刷丝网，其中：

所述承载治具包括本体10，该本体10上设有若干种基板定位槽16，每种基板定位槽16的个数与产品需求对应基板个数的比例相匹配，所述基板定位槽16底部开设有通孔；

所述真空治具用于与所述承载治具配合使用，其包括与每个所述基板定位槽16对应的支撑柱12，每个支撑柱12上设有若干个真空孔13；

所述印刷丝网用于与所述承载治具配合使用，其上对应每一所述基板定位槽16处设有与该处产品上锡设计相应的若干个网孔15。

在本实施例中，产品中包含一个DBC基板21和一个PCB基板20，因此，如图1所示，承载治具的本体上有8+8个基板定位槽16，上两排为4+4的PCB基板定位槽，下两排为4+4的DBC基板定位槽，DBC基板21与PCB基板20的个数成1：1，一次印刷可满足八个产品组装需要。为便于机械手加载基板，每一所述基板定位槽16四周向外突出的圆弧形槽，形成机械手冗余位17。

所述承载治具靠近边沿处，以中心对称方式设置有至少一对定位孔18，在图1中可见，一对定位孔18设置于一组对角上，所述印刷丝网上设有与该定位孔18相对应的基准孔19（如图3所示），通过视觉光学器件进行扫描，使定位孔18与基准孔19对准，确保印刷的准确性。

所述真空治具经升降机构安装于印刷设备上，每个所述支撑柱12的外形与对应位置的所述基板定位槽16相适应，其顶端穿过所述基板定槽16底部的通孔与基板接触，如图2所示，对应8+8个基板定位槽16处，分别设置支撑柱12，每个支撑柱12上并行排列三个真空孔13，当印刷时，支撑柱12通过升降机构上升，到达基板背面，打开真空使真空治具吸住基板，印刷结束后，关闭真空，升降机构带动支撑柱12下降至初始位置，待命。所述升降机构可以是由电机或是气缸作为驱动源，带动支撑柱12上、下运动。

利用上述治具结构实现的多种材质基板同时印刷工艺，其加工步骤为：

根据产品中各类基板需要个数，成比例加载至承载治具中，并置于印刷设备导轨上；

当导轨将承载治具传送至待印刷位置时，真空治具经升降机构上升，支撑柱12顶端与基板底面接触，打开真空使真空治具吸住各个基板；

加盖印刷丝网后，印刷设备开始印刷；

印刷完成后，撤除印刷丝网并真空关闭，真空治具经升降机构下降至初始位置，导轨将承载治具送至贴片机，开始下一制程。

通过上述印刷后的基板，经导轨送入贴片机后的加工步骤为：

对每一基板贴片；

根据产品设计选择每一种类基板的相应个数进行组装；

组装完成后回流焊；

清洗，完成。

在本实施例中，在承载治具上放置八个PCB基板20和八个DBC基板21，由导轨送入全自动钢网模板锡膏印刷机内，到达印刷位置后，真空治具上升到位，并打开真空（该处真空可由空气压缩机生成）使真空治具吸住基板，加盖印刷丝网（钢网），开始印刷，由印刷丝网过滤多余的锡膏，印刷完成，印刷丝网上抬并关闭真空，真空治具下降至初始位置，导轨继续传送承载治具，进入贴片机，为每一基板进行贴片，完成后，组装产品，PCB及DBC基板各选一个，组装完成八个半产品，经回流焊、清洗后成品。

整个过程为：PCB基板20和DBC基板21印刷→PCB基板20和DBC基板21贴片→PCB基板20和DBC基板21组装→组装后回流→清洗。整个过程将两种基板同时印刷、贴片，省去了分别印刷、贴片的麻烦，工序简化了，提高了生产效率，同时解决了各类基板生产数量、准备材料上的平衡问题，减少浪费，降低成本。

实施例二：参见图4所示，一种多种材质基板同时印刷贴片工艺及其治具结构，在本实施例中，其治具结构及工艺与实施例一相类似，不同点在于：产品所需PCB基板30两个，DBC基板31一个，两者所需个数成2：1，因此承载治具上设置有10+5个基板定位槽32，上两排为5+5的PCB基板定位槽，下一排为五个DBC基板定位槽，同样的，真空治具上的支撑柱及印刷丝网上的网孔位置均与承载治具上的基板定位槽相配合，实现同时印刷。

综上所述实施例仅表达了本发明的集中实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是对于本领域的普通技术人员来说，在不拖累本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都是属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以权利要求为准。

Claims (9)

1.一种实现多种材质基板同时印刷贴片工艺的治具结构，其特征在于：包括承载治具、真空治具及印刷丝网，其中：

所述承载治具包括本体，该本体上设有若干种基板定位槽，每种基板定位槽的个数与产品需求对应基板个数的比例相匹配，所述基板定位槽底部开设有通孔；

所述真空治具用于与所述承载治具配合使用，其包括与每个所述基板定位槽对应的支撑柱，每个支撑柱上设有若干个真空孔；

所述印刷丝网用于与所述承载治具配合使用，其上对应每一所述基板定位槽处设有与该处产品上锡设计相应的若干个网孔。

2.根据权利要求1所述的实现多种材质基板同时印刷贴片工艺的治具结构，其特征在于：所述真空治具经升降机构安装于印刷设备上，每一所述支撑柱的外形与对应位置的所述基板定位槽相适应，其顶端经所述通孔穿过所述基板定槽与基板接触。

3.根据权利要求1或2所述的实现多种材质基板同时印刷贴片工艺的治具结构，其特征在于：每一所述支撑柱上设有至少两个并行排列的真空孔。

4.根据权利要求1所述的实现多种材质基板同时印刷贴片工艺的治具结构，其特征在于：每一所述基板定位槽四周向外突出，形成机械手冗余位。

5.根据权利要求1或4所述的实现多种材质基板同时印刷贴片工艺的治具结构，其特征在于：所述承载治具上设有若干个定位孔，所述印刷丝网上设有相应的基准孔，所述定位孔与所述基准孔位置相重合。

6.一种实现多种材质基板同时印刷的加工工艺，其特征在于，其加工步骤为：

将产品中各类基板加载至承载治具中，并置于印刷设备导轨上；

当导轨将承载治具传送至待印刷位置时，打开真空使真空治具吸住各个基板；

加盖印刷丝网后，印刷设备开始印刷；

印刷完成后，撤除印刷丝网并真空关闭，导轨将承载治具送至贴片机，开始下一制程。

7.根据权利要求6所述的实现多种材质基板同时印刷贴片工艺，其特征在于：所述各类基板根据产品需求个数成比例加载至承载治具中；所述真空治具经升降机构安装于印刷设备上，当所述承载治具传送至待印刷位置时，真空治具经升降机构上升，支撑柱顶端与基板底面接触，真空打开，吸住基板；当待印刷完成后，真空关闭，真空治具经升降机构下降至初始位置。

8.一种实现多种材质基板同时印刷贴片的加工工艺，其特征在于，其加工步骤为：

将产品中各类基板加载至承载治具中，并置于印刷设备导轨上；

当导轨将承载治具传送至待印刷位置时，打开真空使真空治具吸住各个基板；

加盖印刷丝网后，印刷设备开始印刷；

印刷完成后，撤除印刷丝网并关闭真空，导轨将承载治具送至贴片机，开始下一制程；

对每一基板贴片；

根据产品设计对各个基板进行组装；

组装完成后回流焊；

清洗，完成。

9.根据权利要求8所述的实现多种材质基板同时印刷贴片工艺，其特征在于：所述各类基板根据产品需求个数成比例加载至承载治具中；所述真空治具经升降机构安装于印刷设备上，当所述承载治具传送至待印刷位置时，真空治具经升降机构上升，支撑柱顶端与基板底面接触，真空打开，吸住基板；当待印刷完成后，真空关闭，真空治具经升降机构下降至初始位置。