CN104303608B - 一种排板装置及排板方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及PCB生产制备技术领域，具体为一种排板装置及排板方法。排板装置包括底盘、排板台、红外感应器、固定夹和定位线生成件，排板台设于底盘上，固定夹设于排板台的边沿，定位线生成件设于排板台上方，定位线生成件发出的光线在排板台上形成定位线框，底盘与排板台之间设有一驱动排板台上下移动的升降机构。排板时，每叠放一层板层即下调一次排板台的高度。本发明通过设置升降机构使排板台上顶层板层的板面可下降至初始高度，从而可避免同一板盘内各板层位置出现偏移的现象，提高PCB压合品质。由投影仪投射有刻度的定位线框于排板台上，可准确定位板盘的叠放中心，从而可使不同板盘相互层叠时各叠放中心在同一直线上，进一步提高PCB压合品质。

Description

一种排板装置及排板方法

技术领域

本发明涉及PCB生产制备技术领域，尤其涉及一种用于各内层电路板排板叠合的排板装置及排板方法。

背景技术

印制电路板是电子元器件的支撑体，为电子元器件提供电气连接。印制电路板的生产工艺流程一般为：开料→内层图形转移→内层蚀刻→层压→钻孔→沉铜→整板电镀→外层图形转移→图形电镀→蚀刻→阻焊→表面处理→成型加工等。层压是指通过黏结片(半固化片，PP)把各层线路粘结在一起，从而使离散的多层板压制成所需层数和厚度的一体化多层板。层压工序主要是包括排板和对排好的板进行压合两个步骤。其中，排板即按层叠要求将钢板、铜箔、半固化片和内层板叠放于排板台上，组成一板盘，为层压作准备。目前，排板中使用的排板装置包括底盘、排板台和设于排板台上方的多个一字线激光器，通过激光器在排板台上形成多根交叉光带，由光带形成用于限位排板的定位线框，如图1和图2所示。排板时，将板叠放于定位线框内。并且，排板员可根据线路板的尺寸和定位线框来确定每一层的排板数；而对于不同尺寸的板则可通过调整激光器来改变定位线框的大小。由于现有的排板装置的底盘及排板台的高度是固定的，无法上下调节，台面会随叠放板层的增加而上升，每一板盘中各层板的位置会存在一定的偏移，如图3所示。假设激光角度为30°，排板厚度为35mm，板盘中最上层板与最下层板之间将会出现20mm的偏移。排放不同尺寸的板时需要调整激光器的角度和位置，以保证板叠放在定位线框内。由于激光器的位置和角度是手动调节的，难以将各板盘的叠放中心准确定位在同一点上，当不同板盘层叠到一起时各板盘的中心不在同一直线上，如图4所示。板盘中各层板位置的偏移及各板盘的中心不在同一直线上，会使压合时极易出现滑板、白边、起皱等现象，影响压合的品质。

发明内容

本发明针对现有排板装置会导致同一板盘内各层板间出现位置偏移，以及各板盘的叠放中心不在同一直线上而影响压合品质的问题，提供一种可使同一板盘中各层板的位置不偏移，且各板盘的叠放中心可准确定位的排板装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，

一种排板装置，包括底盘、排板台、固定夹和定位线生成件，所述排板台设于底盘上，固定夹设于排板台的边沿，定位线生成件设于排板台上方，定位线生成件发出的光线在排板台上形成定位线框，所述底盘与排板台之间设有一驱动排板台上下移动的升降机构。

进一步说，所述的升降机构为丝杆升降机。

进一步说，所述的定位线生成件为一投影仪。

进一步说，所述定位线框由一矩形线框及设于矩形线框内的x轴刻度线和y轴刻度线组成。

进一步说，所述的投影仪设于排板台中间的上方。

进一步说，所述的排板台与投影机的距离为1800mm。

应用以上所述排板装置进行排板的方法，包括以下步骤：

S1、由定位线生成件发射光线并照射到排板台上形成定位线框，且排板台的高度设为初始高度。优选的，定位线生成件为投影仪，投影仪将定位线框投射到排板台上；所述的定位线框由一矩形线框及设于矩形线框内的x轴刻度线和y轴刻度线组成。更优选的，在排板台上形成四个定位线框，且四个定位线框呈两行两列设置。

S2、将间隔板放置于排板台上，然后下调排板台的高度，使间隔板的板面下降至初始高度处。优选的，所述的间隔板为钢板。

S3、在间隔板上依次叠放各板层，且每叠放一板层后均下调排板台的高度，使排板台上顶层的板层的板面下降至初始高度处。具体的，所述依次叠放的各板层为下铜箔层、内层板层和上铜箔层，且内层板层与下铜箔层及上铜箔层间均设有半固化片层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在底盘与排板台之间设置升降机构，每叠放一板层即通过升降机构调整一次排板台的高度，使排板台上顶层的板层的板面可下降至初始高度处，从而可避免同一板盘内各板层位置出现偏移的现象，提高PCB压合品质。通过在排板台的上方设置投影仪，由投影仪投射有刻度的定位线框于排板台上，通过有刻度的定位线框可准确定位板盘的叠放中心，从而可使不同板盘相互层叠时各叠放中心在同一直线上，进一步提高PCB压合品质。在定位线框中设置x轴刻度线并在定位线框的中间设置y轴刻度线，且四个定位线框呈两行两列设置，可便于在排板台上进行多种排板方式的叠放。

附图说明

图1为现有排板装置的侧视示意图；

图2为现有排板装置的俯视示意图；

图3为现有排板装置的排板台台面升高时产生的位置偏移的示意图；

图4为使用现有排板装置排板组成的板盘叠放在一起的示意图；

图5为本发明排板装置的结构示意图；

图6为本发明排板装置的侧视图；

图7为本发明排板装置的俯视图；

图8为本发明排板装置的排板台上四个定位线框的排列示意图；

图9为实施例1的半固化片层中半固化片的摆放方式的示意图；

图10为实施例1中叠好的板盘的截面视图；

图11为实施例2的半固化片层中半固化片的摆放方式的示意图；

图12为实施例3的半固化片层中半固化片的摆放方式的示意图；

图13为实施例4的半固化片层中半固化片的摆放方式的示意图。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。

实施例1

本实施例提供的一种排板装置，参照图5-8，包括一底盘40、一呈矩形的排板台20、丝杆升降机30、红外感应器、八个固定夹50和一定位线生成件10。在底盘40上设置丝杆升降机30，在丝杆升降机30上安设一排板台20，通过丝杆升降机30可调节排板台20的高度。在排板台20的每条边上分别设置两个固定夹50，当按要求将各板层叠于排板台20后，用固定夹50将排板台上已叠好的板层夹紧固定，形成一板盘。在排板台20的旁边并于排板台20台面的初始高度处设置一红外感应器，用于感应排板台20的高度，排板装置则根据红外感应器的信号控制丝杆升降机30运行，每次调整均使排板台20上顶层的板层的板面回落至初始高度。当排板台20上板层的高度高于初始高度而需下调排板台20的高度时，启动丝杆升降机30，使排板台20下降。当红外感应器感应到排板台20上顶层的板层的板面回落至初始高度时，由排板装置控制丝杆升降机30停止运行。在排板台20中间的上方设置一定位线生成件10，所述的定位线生成件为投影仪，投影仪与排板台20的垂直距离为1800mm。投影仪将光线投射到排板台20上，在排板台20上形成四个呈两行两列排列的定位线框，且每个定位线框上均设有一x轴刻度线和一y轴刻度线。所述的定位线框呈长方形，在靠近长方形的一长边处设置x轴刻度线，在定位线框的中间设置y轴刻度线，如图8所示。X轴刻度线和y轴刻度线的最小刻度为9mm。

在其它实施方案中，还可使用丝杆升降机30以外的其它升降机构，只需能准确调节排板台20的高度即可。

生产PCB的层压工序中，使用本实施例的排板装置进行排板。

生产PCB(6层板)的层压工序中，排板的步骤如下，并参照图9-10：

(1)将投影仪打开，并通过投影仪将设有四个定位线框模型的幻灯片投影到排板台上，四个定位线框在排板台上呈两行两列排列，从而构成一总定位线框。

(2)在排板台上先叠放20张牛皮纸，然后在牛皮纸上叠放钢板并使钢板摆放在总定位线框内，并通过总定位线框上的刻度线将钢板放于总定位线框的中部。然后通过丝杆升降机与红外感应器的配合，将排板台上钢板的高度下调至初始高度(即下调的高度为钢板和牛皮纸的总厚度)。所述的钢板即间隔板。

(3)在钢板上按叠放要求叠放铜箔、内层板、钢板和半固化片，且每叠放一板层均下调一次排板台的高度，使排板台上顶层的板层的板面回落到初始高度处。所述的内层板为制作有内层线路的芯板与半固化片按叠构预排后铆合或熔合在一起的板。具体的叠板动作为：

3-1：在钢板62上叠放一张铜箔，形成下铜箔层63；通过总定位线框上的刻度线将下铜箔层63放于总定位线框的中部，如图9所示。然后通过丝杆升降机与红外感应器的配合，下调排板台61的高度，使下铜箔层63的板面下降至初始高度处。

3-2：在下铜箔层63上叠放半固化片，形成第一半固化片层64；通过总定位线框上的刻度线将第一半固化片层64放于总定位线框的中部。然后通过丝杆升降机与红外感应器的配合，下调排板台61的高度，使第一半固化片层64的板面下降至初始高度处。

3-3：在第一半固化片层64上叠放一张内层板，形成内层板层65；通过总定位线框上的刻度线将内层板层65放于总定位线框的中部。然后通过丝杆升降机与红外感应器的配合，下调排板台61的高度，使内层板层65的板面下降至初始高度处。

3-4：在内层板层65上叠放半固化片，形成第二半固化片层66；通过总定位线框上的刻度线将第二半固化片层66放于总定位线框的中部。然后通过丝杆升降机与红外感应器的配合，下调排板台61的高度，使第二半固化片层66的板面下降至初始高度处。

3-5：在第二半固化片层66上叠放一张铜箔，形成上铜箔层67；通过总定位线框上的刻度线将上铜箔层67放于总定位线框的中部。然后通过丝杆升降机与红外感应器的配合，下调排板台61的高度，使上铜箔层67的板面下降至初始高度处。

3-6：在上铜箔层67上叠放钢板68，使钢板68摆放在总定位线框内，并通过总定位线框上的刻度线将钢板68放于总定位线框的中部。然后通过丝杆升降机与红外感应器的配合，将排板台61上钢板68的高度下调至初始高度。

(4)重复步骤3，直至排版台上的板层总厚度达到设计要求。

(5)用排板台四周的八个固定夹将排板台上叠放好的各板层夹紧固定，形成一板盘，如图10所示。

使用上述的排板装置和排板方法制作多个板盘，然后将板盘移至压炉并根据现有的热压工艺进行压合，制得多层板并记为d1。热压过程中，温度和压力随时间逐渐变化的情况如下表所示，总时长为280min：

温度	140	165	185	210	195	195	195	175	140	140
											压力	50	250	250	400	400	400	200	200	100	100
时间	8	7	9	40	15	70	30	20	18	1

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：在排板过程的步骤(3)的3-2中，在下铜箔层上的两边对称叠放半固化片，形成第一半固化片层；并通过总定位线框上的刻度线将第一半固化片层放于总定位线框的中部，如图11所示。然后参照实施例1的3-3至3-6的步骤及步骤(4)、(5)，分别在第一半固化片层上依次叠放内层板层、第二半固化片层和上铜箔层，从而使所形成的内层板层设有两块对称放置的内层板。

使用实施例1的排板装置和及本实施例的排板方法制作多个板盘，然后将板盘移至压炉并采用与实施例1相同的热压工艺进行压合，制得多层板，记为d2。

实施例3

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：在排板过程的步骤(3)的3-2中，在下铜箔层上等距平行放置三份半固化片，形成第一半固化片层；并通过总定位线框上的刻度线将第一半固化片层放于总定位线框的中部，如图12所示。然后参照实施例1的3-3至3-6的步骤及步骤(4)、(5)，分别在第一半固化片层上依次叠放内层板层、第二半固化片层和上铜箔层，从而使所形成的内层板层设有三块等距平行放置的内层板。

使用实施例1的排板装置和及本实施例的排板方法制作多个板盘，然后将板盘移至压炉并采用与实施例1相同的热压工艺进行压合，制得多层板，记为d3。

实施例4

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：在排板过程的步骤(3)的3-2中，在下铜箔层上呈“田”字形放置四份半固化片，形成第一半固化片层；并通过总定位线框上的刻度线将第一半固化片层放于总定位线框的中部，如图13所示。然后参照实施例1的3-3至3-6的步骤及步骤(4)、(5)，分别在第一半固化片层上依次叠放内层板层、第二半固化片层和上铜箔层，从而使所形成的内层板层设有四块呈“田”字形放置的内层板。

使用实施例1的排板装置和及本实施例的排板方法制作多个板盘，然后将板盘移至压炉并采用与实施例1相同的热压工艺进行压合，制得多层板，记为d4。

比较例

采用如背景技术中所述的现有的排板装置(如图1和图2所示)进行排板制作多个板盘，然采用实施例1所述的热压工艺进行压合，制得多层板，记为d5(6层板)。

由实施例1-4和比较例制得的多层板d1-d5的压合效果如下表所示。

	d1	d2	d3	d4	d5
						白边	0.10％	0.11％	0.12％	0.12％	0.21％
起皱	0.13％	0.14％	0.16％	0.16％	0.23％
						滑板	0.08％	0.09％	0.09％	0.10％	0.12％

本发明用投影仪取代六个激光器，可降低排板装置的成本，成本可降低72％。并且设有定位线框模型的幻灯片是固定的，使用同一幻灯片就可适应多种叠放方式的排板需求，不需手动调整定位线框，从而可显著减少位置偏差并提高生产效率。

以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。

Claims (4)

1.一种排板方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、由定位线生成件发射光线并照射到排板台上形成定位线框，且排板台的高度设为初始高度；

S2、将间隔板放置于排板台上，然后下调排板台的高度，使间隔板的板面下降至初始高度处；

S3、在间隔板上依次叠放各板层，且每叠放一板层后均下调排板台的高度，使排板台上顶层的板层的板面下降至初始高度处。

2.根据权利要求1所述一种排板方法，其特征在于，步骤S3中，所述依次叠放的各板层为下铜箔层、内层板层和上铜箔层，且内层板层与下铜箔层及上铜箔层间均设有半固化片层。

3.根据权利要求2所述一种排板方法，其特征在于，所述定位线框由一矩形线框及设于矩形线框内的x轴刻度线和y轴刻度线组成。

4.根据权利要求3所述一种排板方法，其特征在于，所述步骤S1中，排板台上形成四个定位线框，四个定位线框呈两行两列设置。