CN104668239B - Pcba超声波清洗夹具、装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种PCBA超声波清洗夹具、装置及方法，该PCBA超声波清洗夹具包括框状第一卡持部，第一卡持部的四周设置有多根支撑杆，支撑杆上连接有框状第二卡持部，且第一卡持部与第二卡持部上下对应；第二卡持部的四周固设有多个定位套筒，定位套筒与支撑杆套接；第一卡持部包括第一方框，以及间隔设置于第一方框上的多根槽状第一卡条；第二卡持部包括第二方框，以及间隔设置于第二方框上的多根槽状第二卡条，且第二卡条与第一卡条的开口一一对应。本发明提供的PCBA超声波清洗夹具能够同时夹持多块PCBA板，解决传统技术中夹具上可放置的PCBA板数量较少的问题；同时使夹具尺寸形状可调节，可放置不同形状尺寸的PCBA板，能满足产品的多样化需求。

Description

PCBA超声波清洗夹具、装置及方法

技术领域

本发明涉及电路板清洗技术领域，特别涉及一种PCBA超声波清洗夹具、装置及方法。

背景技术

PCBA是Printed Circuit Board+Assembly的简称，是指PCB空板经过SMT上件，再经过DIP插件的整个制程，即将各种电子器件通过表面封装工艺组装在PCB空板上。组装好的PCB板上会残留助焊剂、锡珠和锡渣，行业上普遍采用超声波清洗清洁PCBA板，但是清洗后IC类引脚间还会有白色粉末存在，成为行业内的技术难题；另外，随着产品的多样化，传统的清洗技术中需要更多特定的清洗夹具，而且使用传统的清洗夹具还使得PCBA清洗时间长，夹具上可放置清洗PCBA板的数量少等困难，导致传统的清洗夹具影响了生产效率。

发明内容

基于此，为解决上述的问题，本发明提出一种PCBA超声波清洗夹具，能够同时夹持多块PCBA板，解决传统技术中夹具上可放置的PCBA板数量较少的问题；同时使夹具尺寸形状可调节，可放置不同形状尺寸的PCBA板，能满足产品的多样化需求。

其技术方案如下：

一种PCBA超声波清洗夹具，包括框状第一卡持部，所述第一卡持部的四周设置有多根支撑杆，所述支撑杆上连接有框状第二卡持部，且所述第一卡持部与第二卡持部上下对应；所述第二卡持部的四周固设有多个定位套筒，所述定位套筒与支撑杆套接；所述第一卡持部包括第一方框，以及间隔设置于所述第一方框上的多根槽状第一卡条；所述第二卡持部包括第二方框，以及间隔设置于所述第二方框上的多根槽状第二卡条，且所述第二卡条与第一卡条的开口一一对应。

第一卡持部、支撑杆及第二卡持部构成一个立体方框状的PCBA超声波清洗夹具，并且在第一卡持部上设置有多根第一卡条，在第二卡持部上对应设置有多根第二卡条，通过第一卡条和第二卡条可将PCBA板夹持在第一卡持部和第二卡持部之间，并且使各块PCBA板相互间隔开，在清洗过程中互不影响，即可在夹具上放置多块PCBA板，解决以往单次放置PCBA板数量较少的问题。另外，将第二卡持部通过定位套筒活动套接于支撑杆上，可沿支撑杆上下移动第二卡持部的安装位置，以调节第一卡持部与第二卡持部之间的距离，从而适应不同尺寸高度的PCBA板，即可用于夹持不同外形尺寸的PCBA板，满足产品的多样化需求。

下面对其进一步技术方案进行说明：

进一步地，所述第一卡条与第二卡条均设置为V型槽形状。

进一步地，所述PCBA超声波清洗夹具采用不锈钢材料制作。

进一步地，所述支撑杆分别设置于所述第一卡持部的四角，且所述支撑杆的端部连接有把手。

此外，本发明还提出一种PCBA超声波清洗装置，通过上述的PCBA超声波清洗夹具夹持PCBA板，使同时能清洗的PCBA板数量增多，并且使PCBA板按照较佳的清洗角度放置，清洗效果更好清洗速度更快，提供了生产效率。

其技术方案如下：

一种PCBA超声波清洗装置，包括依次设置的超声波清洗槽、喷淋槽、漂洗槽及干燥槽，以及放置于所述超声波清洗槽或/和喷淋槽或/和漂洗槽或/和干燥槽中的如上所述的PCBA超声波清洗夹具，所述PCBA超声波清洗夹具上夹持有至少一块PCBA板；还包括与所述超声波清洗槽、喷淋槽、漂洗槽及干燥槽电连接的控制面板。

进一步地，所述干燥槽还包括依次设置的吹干槽和烘干槽，且所述吹干槽与所述漂洗槽连接。

进一步地，所述超声波清洗槽中设置有循环泵，以及与所述循环泵电连接的继电器。

此外，本发明还提出一种PCBA超声波清洗方法，通过上述的PCBA超声波清洗夹具夹持PCBA板，并使用上述的PCBA超声波清洗装置，使同时能清洗的PCBA板数量增多，并且使PCBA板按照较佳的清洗角度放置，清洗效果更好清洗速度更快，提供了生产效率。

其技术方案如下：

一种PCBA超声波清洗方法，包括如下步骤：

将至少一块PCBA板卡夹于PCBA超声波清洗夹具上，并使PCBA板器件安装面倾斜向下；

将至少一个安装有PCBA板的PCBA超声波清洗夹具放置到超声波清洗槽中，对PCBA板进行超声波清洗；

将超声波清洗过的安装有PCBA板的PCBA超声波清洗夹具放置到喷淋槽中，对PCBA板进行喷淋清洗；

将喷淋过的安装有PCBA板的PCBA超声波清洗夹具放置到漂洗槽中，对PCBA板进行漂洗；

将漂洗过的安装有PCBA板的PCBA超声波清洗夹具放置到干燥槽中，对PCBA板进行吹干和烘干。

进一步地，在对PCBA板进行超声波清洗时，可使PCBA板与水平方向保持60°±15°的夹角；在对PCBA板进行喷淋清洗时，使PCBA板的器件安装面正对喷头位置。

进一步地，在对PCBA板进行超声波清洗时，关闭循环泵；未对PCBA板进行超声波清洗时，开启循环泵。

本发明具有如下有益效果：通过全新的夹具设计，以及特定的放置角度和过程控制，实现PCBA板全方位清洗，可有效清洗掉IC类引脚间残留的白色粉末，最终达到清洗夹具通用、清洗时间缩短，清洗效果稳定的目的。

附图说明

图1是本发明实施例中所述PCBA超声波清洗夹具的三维状态一时的结构示意图；

图2是本发明实施例中所述PCBA超声波清洗夹具的三维状态二时的结构示意图；

图3是图2的主视结构示意图；

图4是图2的左视结构示意图；

图5是图2的俯视结构示意图；

图6是本发明实施例中所述PCBA超声波清洗装置的结构示意框图；

图7是本发明实施例中所述PCBA超声波清洗方法的步骤示意框图。

附图标记说明：

10-超声波清洗槽，20-喷淋槽，30-漂洗槽，40-吹干槽，50-烘干槽，60-控制面板，100-第一卡持部，110-第一方框，120-第一卡条，200-支撑杆，300-第二卡持部，310-第二方框，320-第二卡条，330-第二固定杆，340-定位套筒，400-把手，500-加强杆，600-PCBA板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1至图3所示，本发明提出一种PCBA超声波清洗夹具，包括框状第一卡持部100，该第一卡持部100上设置有多根槽状第一卡条120。该第一卡持部100的四周设置有多根支撑杆200，并且在支撑杆200上连接有框状第二卡持部300，且该第二卡持部300与第一卡持部100上下对应。该第二卡持部300上设置有多根槽状第二卡条320，且该第二卡条320与第一卡条120的开口一一对应。该第二卡持部300的四周固设有多个定位套筒340，该定位套筒340与支撑杆200套接，从而将第二卡持部320活动连接于支撑杆200上。

第一卡持部100、支撑杆200及第二卡持部300构成一个立体方框状的PCBA超声波清洗夹具，而在第一卡持部100上设置有多个第一卡条120，在第二卡持部300上对应设置有多个第二卡条320，通过第一卡条120和第二卡条320可将PCBA板600夹持在第一卡持部100和第二卡持部300之间，并且使各块PCBA板600相互间隔开，在清洗过程中互不影响，即可在夹具上放置多块PCBA板，解决以往单次放置PCBA板600数量较少的问题。另外，将第二卡持部300通过定位套筒340活动套接于支撑杆200上，可沿支撑杆200上下移动第二卡持部300的安装位置，以调节第一卡持部100与第二卡持部300之间的距离，从而适应不同尺寸高度的PCBA板600，即可用于夹持不同外形尺寸的PCBA板600，满足产品的多样化需求。

具体地，如图3至图5所示，上述的第一卡持部100设置为方形，其包括由四根圆柱杆(或管)连接(可焊接)组成的第一方框110，以及间隔设置于该第一方框110上的多根槽状第一卡条120，即可在第一方框110内沿横向或纵向摆设多根相互平行的第一卡条120，并将第一卡条120的两端连接(可焊接)于第一方框110的两侧上，且该第一卡条120安设于第一方框120的上表面处。而且，在第一卡条120上开设有槽口，并使该槽口开口向上。

另外，如图1至图2所示，上述的支撑杆200具有四根，分别固定设置于第一卡持部100的四角，并与第一卡持部100保持垂直。并且，在支撑杆200上还连接设置有三根加强杆500，还通过该加强杆500将四根支撑杆200从三面连接起来，用于对支撑杆200进行强化支撑，避免支撑杆200受压倾斜而使夹持于夹具上的PCB板600干涉。但是，在支撑杆200围成的四个面中还保留有一个空挡面，便于将PCBA板600从该空挡面处进行插装或卸载。而且，在支撑杆200的端部连接有U形把手400，即将两根支撑杆200的端部与一个把手400的两端连接，从而在夹具的两侧设置两个把手400，方便将夹具拎起来而将其放置到清洗装置内部或从清洗装置中取出。而且，该把手400的端部与支撑杆200端部铰接，可方便地将把手400打开或者叠合，方便拿取也不占地方，还能利用把手400将夹具卡挂住，方便清洗。

此外，上述的第二卡持部300也包括由四根圆柱杆(或管)连接形成的第二方框310，该第二方框310与第一方框110上下对应，在第二方框310上也间隔设置有多根槽状第二卡条320，即可在第二方框310内沿横向或纵向摆设多根相互平行的第二卡条320，并将第二卡条320的两端连接(可焊接)于第二方框310的两侧，且该第二卡条320安设于第二方框310的下表面处。并且，在该第二方框310的上表面上横向或纵向固设有至少一根第二固定杆330，用于对第二方框310上的所有第二卡条320进行加固，避免第二卡条320从第二方框310下方脱离。而且，在第二卡条320上开设有槽口，并使该槽口开口向下，从而使第二卡条320上槽口的开口方向与第一卡条120的槽口方向相互对应，便于将PCBA板600卡夹于第一卡条120和第二卡条320之间。

而且，在第二卡持部300的四角分别固设有一个定位套筒340，通过该定位套筒340可将第二卡持部300连接于支撑杆200上，并且通过定位套筒340可以沿着支撑杆200上下移动第二卡持部300，以调整第一卡持部100与第二卡持部300的间距，满足不同尺寸形状的PCBA板600卡夹需求，可以达到夹具通用的效果。而且，可以通过在定位套筒340上开设螺钉孔，并在螺钉孔上安装定位螺钉可将定位套筒340固定住。

进一步地，可将上述第一卡条120与第二卡条320上开设的槽口均设置为V型，或者直接将第一卡条120与第二卡条320均设置为V型槽形状，这种结构简单而且能够满足PCBA板600不同角度的装载要求，即可使夹持的PCBA板600具有较大的角度调整范围，方便直接面对PCBA板600上的器件进行清洗，可满足PCBA板600采用不同角度进行清洗的要求。此外，槽口也可开设为U型，或者梯形等形状，方便从PCBA板600的侧边进行卡夹并能灵活地调整卡夹的倾斜角度。

另外，上述的PCBA超声波清洗夹具采用不锈钢材料制作，因为不锈钢材料吸波较小，能够更加充分的利用超声波，使超声波清洗效果更佳。

此外，如图6至图7所示，本发明还提出一种PCBA超声波清洗装置及方法，通过上述的PCBA超声波清洗夹具夹持PCBA板600，使同时能清洗的PCBA板600数量增多，并且使PCBA板600按照较佳的清洗角度放置，清洗效果更好清洗速度更快，提供了生产效率。

如图6所示，一种PCBA超声波清洗装置，包括依次设置的超声波清洗槽10、喷淋槽20、漂洗槽30及干燥槽，以及放置于超声波清洗槽10或/和喷淋槽20或/和漂洗槽30或/和干燥槽中的至少一个上述的PCBA超声波清洗夹具，且每个PCBA超声波清洗夹具上夹持有至少一块PCBA板600。可以依次对PCBA板600进行超声波清洗、喷淋、漂洗以及干燥，从而清除干净PCBA板600上的残留物，使其看起来更美观，而且长期放置也不会腐蚀电路板，不会降低电路板的绝缘性能造成线路间的短路。

具体地，上述的超声波清洗槽10底部设置有超声波发生装置(图中未示意出)，以及充设于槽中的清洗药水，并在清洗药水中浸泡装载有PCBA板600的PCBA超声波清洗夹具。此外，超声波清洗槽10中还设置有循环泵，可对超声波清洗槽10中的清洗药水进行循环，以便把清洗出来的脏污过滤处理，同时还能避免脏污在超声波清洗槽中再次污染PCBA板600。另外，还使循环泵在进行PCBA板600超声波清洗时不工作，而使循环泵在未进行PCBA板超声波清洗时工作。因为循环泵在对清洗药水进行循环的过程中，会使清洗药水产生流动，而清洗药水的流动会减弱超声波的清洗作用，从而影响超声波清洗的稳定性。一般情况下，PCBA板上残留的脏污不多，短时间内不对超声波清洗槽中的清洗药水进行循环过滤并不会影响清洗的效果，而在清洗的过程中停止循环泵的循环作业即可避免因清洗药水流动而减弱超声波的清洗作用，从而提高了超声波清洗的稳定性。为了便于操作，在超声波清洗槽10上增设一个与循环泵连接的继电器，使循环泵在启动超声波发生装置时自动停止作业，而在停止超声波发生装置时自动打开循环泵对清洗药水进行过滤。

另外，上述的喷淋槽20内两侧均匀安装有多排喷水管(图中未示意出)，喷水管上设置有多个喷头，还可对喷头的喷水方向进行调节。另外，装载有PCBA板600的PCBA超声波清洗夹具安装在两侧喷水管的中间，而且喷头与PCBA板600上的器件安装面正对。而且，喷淋槽20中还设置有悬空的挂篮，可将PCBA超声波清洗夹具挂设于喷淋槽20中，在喷淋过程中使PCBA板不至于浸入清洗后的污水中。

而且，上述的干燥槽还包括依次设置的吹干槽40和烘干槽50，且吹干槽40还与漂洗槽30连接。另外，该PCBA超声波清洗装置还包括与超声波清洗槽10、喷淋槽20、漂洗槽30及干燥槽电连接的控制面板60，方便对清洗的整个过程进行控制。而且，上述的超声波清洗槽10、喷淋槽20、漂洗槽30及干燥槽并排布置，结构紧凑，清洗操作过程连贯，可提高清洗效率。

此外，如图7所示，本发明还提供一种PCBA超声波清洗方法，包括如下步骤：

S110，将至少一块PCBA板600卡夹于PCBA超声波清洗夹具上，并使PCBA板器件安装面倾斜向下。具体可使PCBA板600与水平方向保持60°±15°的夹角，便于后续的清洗，同时可将多块PCBA板600错位(如相邻两块PCBA板之间错位1-3格)夹持在PCBA超声波清洗夹具上，尽量使PCBA板600之间的间隔大，更便于清洗；

S120，将至少一个安装有PCBA板600的PCBA超声波清洗夹具放置到超声波清洗槽10中，对PCBA板进行超声波清洗。将前述安装好PCBA板600的PCBA超声波清洗夹具放置到超声波清洗槽10中，并浸没于清洗药水中，使PCBA板600的器件安装面朝向超声波清洗槽10的底部，从而使超声波发射方向面对PCBA板的器件安装方向，超声波在清洗药水传播过程中产生大量微小空气泡，利用“空穴效应”则可以有效的把不溶性污垢从PCBA板上剥除，使清洗更直接有效。同时，在对PCBA板进行超声波清洗时，关闭循环泵使槽中的清洗药水尽量保持静止；而未对PCBA板进行超声波清洗时，开启循环泵对清洗药水进行循环过滤，去除清洗药水中的赃污；

S130，将超声波清洗过的安装有PCBA板的PCBA超声波清洗夹具放置到喷淋槽20中，对PCBA板进行喷淋清洗。可调整PCBA板的倾斜角度，使PCBA板的器件安装面面对设置在喷淋槽20两侧的喷头，喷头直接将纯水或等离子水均匀地喷洒在器件安装面上，提高喷淋的效率。在喷淋时，还可调整喷头的喷水方向对准PCBA板600的器件安装面，更容易淋洗掉器件附近被超声波震动松脱的残留物，使喷淋清洗更加有效；

S140，将喷淋过的安装有PCBA板的PCBA超声波清洗夹具放置到漂洗槽30中，对PCBA板600进行漂洗。对超声波清洗过后的PCBA板600进一步进行漂洗，进一步对PCBA板600进行清洗；

S150，将漂洗过的安装有PCBA板600的PCBA超声波清洗夹具放置到干燥槽中，对PCBA板进行吹干和烘干。先将PCBA板放置到风干槽40中，用风机吹干水洗过的PCBA板表面的水分；再将PCBA板放置到烘干槽50中，加热烘干PCBA板600残留于表面或内面的水分，使PCBA板达到充分的干燥要求，以保证PCBA板在长期使用过程中不会产生腐蚀。

本发明提供的PCBA超声波清洗夹具设计可以达到夹具通用的效果，在此基础上提出的PCBA超声波清洗装置及方法，再通过清洗角度的调节和清洗过程控制来提高超声波和喷淋的效率，从而提高了PCBA清洗的清洁度，稳定了清洗的效果，同时缩短了清洗的时间，每个槽的作用时间由之前8分钟缩短为5分钟(如下表1所示)。本发明最终实现了清洗夹具通用、清洗时间缩短，清洗效果稳定的目的。

表1超声波清洗参数对照表

槽位	槽名称	温度	时间	备注
					1槽	超声波清洗槽	50℃	5分钟	功率1±0.1KW
2槽	喷淋槽	50℃	5分钟
					3槽	漂洗槽	50℃	5分钟	气压0.3±0.1MPa
4槽	吹干槽	\	\
					5槽	烘干槽	100℃	15分钟

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种PCBA超声波清洗夹具，其特征在于，包括框状第一卡持部，所述第一卡持部的四周设置有多根支撑杆，所述支撑杆上连接有框状第二卡持部，且所述第一卡持部与第二卡持部上下对应；所述第二卡持部的四周固设有多个定位套筒，所述定位套筒与支撑杆套接；

所述第一卡持部包括第一方框，以及间隔设置于所述第一方框上的多根槽状第一卡条；所述第二卡持部包括第二方框，以及间隔设置于所述第二方框上的多根槽状第二卡条，且所述第二卡条与第一卡条的开口一一对应。

2.根据权利要求1所述的PCBA超声波清洗夹具，其特征在于，所述第一卡条与第二卡条均设置为V型槽形状。

3.根据权利要求1所述的PCBA超声波清洗夹具，其特征在于，所述PCBA超声波清洗夹具采用不锈钢材料制作。

4.根据权利要求1所述的PCBA超声波清洗夹具，其特征在于，所述支撑杆分别设置于所述第一卡持部的四角，且所述支撑杆的端部连接有把手。

5.一种PCBA超声波清洗装置，其特征在于，包括依次连接设置的超声波清洗槽、喷淋槽、漂洗槽及干燥槽，以及放置于所述超声波清洗槽或/和喷淋槽或/和漂洗槽或/和干燥槽中的如权利要求1-4任意一项所述的PCBA超声波清洗夹具，所述PCBA超声波清洗夹具上夹持有至少一块PCBA板；还包括与所述超声波清洗槽、喷淋槽、漂洗槽及干燥槽电连接的控制面板。

6.根据权利要求5所述的PCBA超声波清洗装置，其特征在于，所述干燥槽还包括依次连接设置的吹干槽和烘干槽，且所述吹干槽与所述漂洗槽连接。

7.根据权利要求5所述的PCBA超声波清洗装置，其特征在于，所述超声波清洗槽中设置有循环泵，以及与所述循环泵电连接的继电器。

8.一种如权利要求5-7任意一项所述的PCBA超声波清洗装置的PCBA超声波清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：

将至少一块PCBA板卡夹于PCBA超声波清洗夹具上，并使PCBA板的器件安装面倾斜向下；

将至少一个安装有PCBA板的PCBA超声波清洗夹具放置到超声波清洗槽中，对PCBA板进行超声波清洗；

将超声波清洗过的安装有PCBA板的PCBA超声波清洗夹具放置到喷淋槽中，对PCBA板进行喷淋清洗；

将喷淋过的安装有PCBA板的PCBA超声波清洗夹具放置到漂洗槽中，对PCBA板进行漂洗；

将漂洗过的安装有PCBA板的PCBA超声波清洗夹具放置到干燥槽中，对PCBA板进行吹干和烘干。

9.根据权利要求8所述的PCBA超声波清洗方法，其特征在于，在对PCBA板进行超声波清洗时，可使PCBA板与水平方向保持60°±15°的夹角；在对PCBA板进行喷淋清洗时，使PCBA板的器件安装面正对喷头位置。

10.根据权利要求8所述的PCBA超声波清洗方法，其特征在于，在对PCBA板进行超声波清洗时，关闭循环泵；未对PCBA板进行超声波清洗时，开启循环泵。