CN106427192A - 钢网漏印工艺的超声波脱模方法 - Google Patents

钢网漏印工艺的超声波脱模方法 Download PDF

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朱小刚
徐登
吴延琼
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Abstract

钢网漏印工艺的超声波脱模方法，属于钢网脱模技术领域。本发明是为了解决钢网板在将焊膏向印制板上印刷时，焊膏脱板会发生与钢网板粘连的现象，造成焊膏脱模质量差的问题。它在钢网板上设置两个超声波振子和超声波传感器，在单片机中设定超声波的频率和功率，然后由单片机发送超声波信号给高频功率放大器使超声波信号的能量放大，再将能量放大后的超声波信号发送给两个超声波振子，使超声波振子产生高频机械振动，超声波振子与钢网板之间通过连接件产生同频谐振，谐振耦合到钢网板的工作面，带动钢网板高频振动，从而破坏焊膏与钢网板的粘附力，使焊膏与钢网板脱模分离。本发明用于焊膏与钢网板的脱模。

Description

钢网漏印工艺的超声波脱模方法
技术领域
本发明涉及钢网漏印工艺的超声波脱模方法，属于钢网脱模技术领域。
背景技术
在电路板表面贴装技术的快速发展及生产过程中，焊膏印刷是其中面贴装的关键技术之一，通常是将制好的钢网板与印刷机的刮刀直接接触，使焊膏在钢网板上均匀流动，由掩模图形注入网孔。当钢网板离开PCB板时，焊膏从钢网板的网孔脱落到PCB印制板相应的焊盘图形上，从而完成焊膏在印制板上的印刷。由于电子元器件尺寸越来越小，印刷的速度越来越快，脱板时会发生焊膏与钢网板粘连等现象，造成焊膏脱模不佳，影响焊膏印刷的质量和连续性。
发明内容
本发明目的是为了解决钢网板在将焊膏向印制板上印刷时，焊膏脱板会发生与钢网板粘连的现象，造成焊膏脱模质量差的问题，提供了一种钢网漏印工艺的超声波脱模方法。
本发明所述钢网漏印工艺的超声波脱模方法，
在钢网板上设置两个超声波振子，该两个超声波振子在钢网板上的漏孔两端呈镜像对称设置，钢网板上还设置有超声波传感器；
根据漏孔的尺寸，确定两个超声波振子的振动频率和功率；
在单片机中设定超声波的频率和功率，然后由单片机发送超声波信号给高频功率放大器使超声波信号的能量放大，再将能量放大后的超声波信号发送给两个超声波振子，使超声波振子产生高频机械振动，超声波振子与钢网板之间通过连接件产生同频谐振，谐振耦合到钢网板的工作面，带动钢网板高频振动，从而破坏焊膏与钢网板的粘附力，使焊膏与钢网板脱模分离；
同时采用超声波传感器检测钢网板上的超声波信号，并反馈给单片机，经单片机处理后，与单片机发送的超声波信号相比较后，对高频功率放大器做出反馈控制。
所述超声波振子产生高频机械振动的时间范围为0.5秒至1秒。
所述两个超声波振子的高频机械振动频率相同或采用组合振动频率。
所述单片机为STC15F2K60S2单片机。
所述超声波振子采用的压电陶瓷圆盘换能器采用厚度方向极化的PZT-5压电材料制成。
本发明的优点：本发明方法将焊膏印制的脱模过程中应用了超声波技术，有利于促进电子产品的自动化生产。它利用超声波振子的超声波振动技术，对钢网板施加一定功率、特定频率的超声波，以增加焊膏的活性，破坏焊膏与钢网板的粘附力，使焊膏与钢网板可靠脱模分离，避免拉尖、残留现象，提高了PCB印刷的效率和质量，适于现代电子产品生产线的的工艺改进和升级。
本发明能提高焊膏印刷的速度和质量，并减少搽拭、清洗钢网板的次数。它在具体实施过程中，可以根据待焊不同尺寸的电子元件焊盘大小，进行振子的不同频率的组合。
本发明的实施可在已有电子产品自动化生产线上直接进行，有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明所述钢网漏印工艺的超声波脱模方法的原理示意图；
图2是所述超声波振子的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述钢网漏印工艺的超声波脱模方法，
在钢网板1上设置两个超声波振子2，该两个超声波振子2在钢网板1上的漏孔1-1两端呈镜像对称设置，钢网板1上还设置有超声波传感器3；
根据漏孔1-1的尺寸，确定两个超声波振子2的振动频率和功率；
在单片机4中设定超声波的频率和功率，然后由单片机4发送超声波信号给高频功率放大器5使超声波信号的能量放大，再将能量放大后的超声波信号发送给两个超声波振子2，使超声波振子2产生高频机械振动，超声波振子2与钢网板1之间通过连接件产生同频谐振，谐振耦合到钢网板1的工作面，带动钢网板1高频振动，从而破坏焊膏与钢网板1的粘附力，使焊膏与钢网板1脱模分离；
同时采用超声波传感器3检测钢网板1上的超声波信号，并反馈给单片机4，经单片机4处理后，与单片机4发送的超声波信号相比较后，对高频功率放大器5做出反馈控制。
所述超声波振子2产生高频机械振动的时间范围为0.5秒至1秒。
所述两个超声波振子2的高频机械振动频率相同或采用组合振动频率。
所述单片机4为STC15F2K60S2单片机。
所述超声波振子2采用的压电陶瓷圆盘换能器采用厚度方向极化的PZT-5压电材料制成。
工作原理：超声波在液体或固液相间的物体中传播时，利用超声波在物体中每秒两万次以上的压缩力和减压力，通过交互性的高频变换方式向物体进行透射、空化作用，使分子与分子分散、乳化、剥离，从而使物体与物体的结合面，或者物体密度的分割面产生有效的分离与分割。
根据物理学基础，声波的波长λ等于声波传播速度c除以声波的频率f，即λ＝c/f；当一定功率的超声波通过超声波振子2施加到钢网板1和焊膏上时，在钢网漏孔1-1里的焊膏发生共振，焊膏微粒间的粘力被破坏，焊膏与钢网板剥离；使钢网板抬起时，焊膏与钢网板可靠脱模分离，无残留现象，能够提高印刷的效率和质量。
本发明在电子产品自动化生产线应用时，等刮刀刮拭完毕后，启动超声波振子脱模0.5～1秒，然后抬起钢网板，即完成印刷焊膏的过程。
超声波传感器3用以检测钢网板上的超声波信号的功率和频率。
根据理论计算和实际测试，超声波的频率与电子元件的引脚的尺寸基本符合下表的数据：
表
元件名称 焊盘引脚尺寸(mm) 超声波f1(KHz) 超声波f2(KHz)
01005 0.18*0.14 40 36
0201 0.35*0.3 36 32
0402 0.55*0.48 32 28
0603 0.83*0.8 28 25
0805 1.4*1.2 25 25
QFP100(0.5mm) 0.5*0.75 32 28
在具体实施时，钢网板上的两个高频超声波振子可以采用组合频率，以适应钢网漏孔的不同的尺寸。
本发明超声波的产生原理：本发明超声波的传递过程中主要用到了STC15F2K60S2单片机、超声波传感器、高频功率放大器和超声波振子。STC15F2K60S2单片机的一块芯片上集成了定时器/计数器、I/O接口、A/D、PWM等单元，具有速度快，功能强、效率高、体积小，性能可靠、抗干扰能力强等优点。本发明中的单片机主要用作数据采集和运算处理、超声波信号的产生、超声波频率和功率的设定、系统状态监控和故障自我诊断等。高频功率放大器5由MOSFET功率模块构成，其功率的调节由单片机的PWM端口加以控制。超声波传感器检测到的超声波信号送到单片机后，经过软件计算出超声波功率和频率，如频率或功率与发送信号有偏差，单片机能快速做出反馈控制，使脱模控制精准、快速。可配合应用键盘和液晶显示屏用于设定和显示超声波的频率与功率。
图2所示为超声波振子的示意图，其中2-1为紧固栓，2-2为引脚，2-3为前盖板，2-4为后盖板，2-5为压电陶瓷。超声波振子的功能是将输入的电功率转换成机械功率，即超声波，再传递出去，而且转换效率极高。超声波振子的前盖板和后盖板作为它的匹配层，其压电陶瓷圆盘换能器一般由2-4个压电陶瓷和橡胶垫圈组成。
压电陶瓷接收到高频功率放大器5送来的高功率超声波能量信号，利用极化后逆压电体的压电效应来实现高频机械振动，振动波通过匹配层及紧固栓产生同频谐振，谐振耦合到振子的工作面部分，从而使超声波能量传递到工作面部分，带动钢网板高频振动。

Claims (5)

1.一种钢网漏印工艺的超声波脱模方法，其特征在于，
在钢网板(1)上设置两个超声波振子(2)，该两个超声波振子(2)在钢网板(1)上的漏孔(1-1)两端呈镜像对称设置，钢网板(1)上还设置有超声波传感器(3)；
根据漏孔(1-1)的尺寸，确定两个超声波振子(2)的振动频率和功率；
在单片机(4)中设定超声波的频率和功率，然后由单片机(4)发送超声波信号给高频功率放大器(5)使超声波信号的能量放大，再将能量放大后的超声波信号发送给两个超声波振子(2)，使超声波振子(2)产生高频机械振动，超声波振子(2)与钢网板(1)之间通过连接件产生同频谐振，谐振耦合到钢网板(1)的工作面，带动钢网板(1)高频振动，从而破坏焊膏与钢网板(1)的粘附力，使焊膏与钢网板(1)脱模分离；
同时采用超声波传感器(3)检测钢网板(1)上的超声波信号，并反馈给单片机(4)，经单片机(4)处理后，与单片机(4)发送的超声波信号相比较后，对高频功率放大器(5)做出反馈控制。
2.根据权利要求1所述的钢网漏印工艺的超声波脱模方法，其特征在于，所述超声波振子(2)产生高频机械振动的时间范围为0.5秒至1秒。
3.根据权利要求1所述的钢网漏印工艺的超声波脱模方法，其特征在于，所述两个超声波振子(2)的高频机械振动频率相同或采用组合振动频率。
4.根据权利要求1所述的钢网漏印工艺的超声波脱模方法，其特征在于，所述单片机(4)为STC15F2K60S2单片机。
5.根据权利要求1所述的钢网漏印工艺的超声波脱模方法，其特征在于，所述超声波振子(2)采用的压电陶瓷圆盘换能器采用厚度方向极化的PZT-5压电材料制成。
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