CN106793579A - 一种防止铜箔起皱的叠板装置及叠板方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防止铜箔起皱的叠板装置,其包括机架，装设于机架两端底部用于夹持物料的一组机械手，机架两端底部还设置有一组夹持机构，夹持机构与机械手平行设置。还提供了一种防止铜箔起皱的叠板方法，所述装置和方法中，机械手用于夹持铜箔‑钢板‑铜箔复合结构的顶部和底部，所述夹持机构用于夹持上两层物料即顶部的铜箔和钢板，不夹持底部的铜箔，放料时首先松开机械手，一段时间间隔后松开夹持机构，解决了机械手放开后钢板在重力作用下对下方铜箔施加压力，产生褶皱，在机械手放开一段时间后松开夹持机构可以起到进一步压平底部铜箔的作用，有效避免了底层铜箔产生褶皱，从而防止了压合后的PCB板导通性不良或外观不良。

Description

一种防止铜箔起皱的叠板装置及叠板方法

技术领域

本发明属于印制电路板技术领域，涉及一种印制电路板压合排板工艺，具体地说涉及一种防止铜箔起皱的叠板装置及叠板方法。

背景技术

PCB(印制电路板，Printed Circuit Board)行业的发展作为信息化产业发展的重要基础，其从简单的单面板发展到现在的多层板，高密度互联板(High density board，简称HDI)，软板，经历了60多年，其可通过在一个很小的覆铜箔板上做出线路，再贴装一些电路元器件即可做成拥有强大电路导通、连接性能及其他电子性能的电子产品。几乎每种电子产品，小到电子手表、计算器，大到计算机、通信设备，只要存在电子元器件，它们之间的电气互连就要依靠印制电路板。

常规印制电路板的生产工艺流程包括如下步骤：(1)开料，从整张芯板、铜箔上裁切出便于加工的尺寸；(2)压合，利用高温高压使半固化片受热融化，并使其流动，再转变为固化片，从而将一块或多块内层芯板以及铜箔粘合成多层板；(3)钻孔，在板上按照钻孔资料钻出导通孔或插件孔；(4)沉铜，在钻出的孔内沉积一层铜层，将不导电的基材通过化学方法沉铜，便于后续电镀导通形成线路；(5)全板电镀，加厚铜层，防止铜层在空气中氧化，造成孔内无铜的缺陷；(6)图形转移，经过曝光、显影工序在板面制作线路图形；(7)图形电镀，在制作好的线路图形表面进行线路加厚镀铜，使孔内和线路铜厚达到一定厚度，可以负载一定电流；(8)蚀刻，褪掉图形油墨、蚀刻掉多余的铜箔得到导电线路图形；(9)丝印阻焊，在板上印刷阻焊层，防止在焊接时线路间短路；(10)沉金或喷锡，在板上需焊接的部分沉金或镀锡，便于焊接，防止该处铜面氧化。

上述工序中，压合是一道极为重要的工序，其关系到板件的阻抗、线条的完整性，半固化片的固化程度还会影响后续钻孔去除钻污等加工，对于多层板的压合工艺来说，除了包括高温高压层压的步骤，还包括半固化片、铜箔的切割、压合前预排板和分隔钢板的使用与维护等周边工序。其中，铜箔是一种阴质性电解材料，沉淀于电路板基底层上的一层薄的、连续的金属箔，它作为PCB的导电体，容易粘合于绝缘层，接受印刷保护层，腐蚀后形成电路图样。

目前，PCB压合排板过程中使用的铜箔均开料切割成小片，由于铜箔材质柔软，人工叠板时转移难度大易导致铜箔褶皱问题，同时人工叠板方式操作人员劳动强度大、工作效率低、人工成本高。为此近些年逐渐研制出自动叠板装置，对于多层板可以将铜箔、钢板、铜箔顺次叠合，形成类似“三明治”的结构，然后将此结构用机械手放置于PCB板半成品上，节省了人工，提高了叠板效率。

但是上述方法存在如下问题：机械手的夹子夹取上述“三明治”结构并放置于PCB板半成品表面时，同时将三张板材、片材放下，钢板对底部的铜箔产生压力容易使下方的铜箔皱起，压合后皱起部位会形成褶皱，层压后铜箔表面会存在条状的沟状条纹，蚀刻表面铜箔后会看到固化后的内层半固化片也存在条状褶皱，在有铜区域外层图形贴膜时由于压力辊无法贴合，造成显影后蚀刻液会进入导致缺口开路的不良，对于非线路区和无铜区域，阻焊油墨覆盖后由于此处油墨积存较多，颜色比较深，影响产品外观。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有自动叠板装置在夹取铜箔使容易造成铜箔起皱，造成导通性不良或外观不良，从而提出一种防止铜箔起皱的叠板装置及叠板方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明提供一种防止铜箔起皱的叠板装置,其包括机架，与所述机架连接的用于驱动所述机架运动的第一驱动装置，装设于所述机架两端底部用于夹持物料的一组机械手，所述机架两端底部还设置有一组夹持机构，所述夹持机构与所述机械手平行设置，还包括驱动所述机械手取放物料的第二驱动装置、驱动所述夹持机构取放物料的第三驱动装置。

作为优选，所述夹持机构底部高于所述机械手底部，所述夹持机构包括连接于所述机架的连接部，可活动夹取物料的夹持部，所述夹持部与所述第三驱动装置电连接。

作为优选，所述机架底部还连接有真空吸取机构，所述真空吸取机构设置于所述机架中部、机架两端的所述机械手之间；所述机架下方设置有上料台。

作为优选，所述机架顶部连接有X向移动滑轨，所述机架通过一移动滑块连接于所述X向移动滑轨。

作为优选，所述移动滑块上设置有Y向移动滑轨，所述机架可滑动地连接于所述Y向移动滑轨。

作为优选，所述机架通过升降机构连接于所述Y向移动滑轨。

作为优选，所述机械手包括机械臂、与所述机械臂连接的机械手指、用于驱动所述机械手指张合的第二驱动装置。

作为优选，所述第一驱动装置包括伺服马达和减速机，所述第二驱动装置和第三驱动装置为夹紧气缸。

作为优选，所述升降机构包括升降气缸和升降轴，所述升降气缸驱动所述升降轴上下运动，所述升降轴一端连接于所述机架，另一端连接于所述Y向移动滑轨。

本发明还提供一种防止铜箔起皱的叠板方法，其包括如下步骤：

S1、提供一铜箔-钢板-铜箔三层复合结构，并将所述复合结构运送至机架下方；

S2、控制机械手夹取所述复合结构顶部和底部、控制夹持机构夹持于复合结构中顶层铜箔的顶部和钢板底部；

S3、将机架运送至PCB板半成品上方，松开机械手；

S4、在松开机械手后0.5-1s后松开所述夹持机构，使所述复合机构叠合于所述PCB板半成品顶部。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

(1)本发明所述的防止铜箔起皱的叠板装置,其包括机架，与所述机架连接的用于驱动所述机架运动的第一驱动装置，装设于所述机架两端底部用于夹持物料的一组机械手，所述机架两端底部还设置有一组夹持机构，所述夹持机构与所述机械手平行设置，还包括驱动所述机械手取放物料的第二驱动装置、驱动所述夹持机构取放物料的第三驱动装置。所述机架可在第一驱动装置的驱动下在X、Y、Z轴方向运动，实现精确对位并抓取铜箔-钢板-铜箔三层复合结构物料，所述机械手用于夹持复合结构的顶部和底部，所述夹持机构用于夹持上两层物料即顶部的铜箔和钢板，不夹持底部的铜箔，在放料时，首先松开机械手，然后一段时间间隔后松开夹持机构，这样的结构解决了机械手放开后钢板在重力作用下对下方铜箔施加压力，产生褶皱，在机械手放开一段时间后松开夹持机构可以在底部铜箔处于平整的状态时使其上方的钢板对其施加压力，起到进一步压平底部铜箔的作用，有效避免了底层铜箔产生褶皱，从而防止了压合后的PCB板导通性不良或外观不良。

(2)本发明所述的防止铜箔起皱的叠板方法，其包括如下步骤：S1、提供一铜箔-钢板-铜箔三层复合结构，并将所述复合结构运送至机架下方；S2、控制机械手夹取所述复合结构顶部和底部、控制夹持机构夹持于顶层铜箔的顶部和钢板底部；S3、将机架运送至PCB板半成品上方，松开机械手；S4、在松开机械手后0.5-1s后松开所述夹持机构，使所述复合机构叠合于所述PCB板半成品顶部。首先以机械手将复合结构全部夹起，同时，以夹持机构夹持复合结构的上部两层，将该复合结构移至PCB半成品上方时，首先打开机械手，使复合机构中底层铜箔首先铺于PCB半成品上方，然后在0.5-1s后打开夹持机构，在重力的作用下，钢板和顶层铜箔落在底层铜箔上方，有效防止了同时放下复合结构这种方法中底层铜箔易被钢板挤压产生褶皱，导致压合后的PCB板导通性不良或产品外观不良，同时在时间差前后分别放下底层铜箔和顶层的铜箔与钢板，钢板的重力可以进一步起到压平底部铜箔的作用。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明实施例1所述的防止铜箔起皱的叠板装置的结构示意图；

图2是本发明实施例2所述的防止铜箔起皱的叠板装置的结构示意图；

图3是本发明实施例3所述的防止铜箔起皱的叠板方法的流程图。

图中附图标记表示为：1-机架；2-第一驱动装置；3-机械手；4-夹持机构；5-铜箔；6-钢板；7-真空吸取机构。

本发明可以以多种不同的形式实施，不应该理解为限于在此阐述的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开是彻底和完整的，并将本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大各装置的尺寸和相对尺寸。本发明说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种防止铜箔起皱的叠板装置,如图1所示，所述装置包括机架1，与所述机架1连接的用于驱动所述机架1运动的第一驱动装置2，所述第一驱动装置2连接于所述机架1的顶部，其包括常规伺服马达和减速机，所述第一驱动装置2起到驱动所述机架1在X、Y、Z轴方向上运动，所述机架1下方设置有一上料台，所述上料台上放置有待取放物料。所述机架1上装设有一组机械手3，所述机械手3设置于所述机架1两端的底部，用于夹取铜箔-钢板-铜箔三层复合结构，该结构形成类似“三明治”的形状，所述机架1两端底部还设置有一组夹持机构4，所述夹持机构4与所述机械手3平行设置，均设置于所述机架1的底部两端，所述夹持机构4起到夹持三层复合结构顶部两层的作用，为驱动所述机械手3和夹持机构4取放物料，还包括驱动所述机械手3取放物料的第二驱动装置、驱动所述夹持机构4取放物料的第三驱动装置，其中，所述第二驱动装置和第三驱动装置均为夹紧气缸。

所述机械手3用于夹持复合结构的顶部和底部，所述夹持机构4用于夹持上两层物料即顶部的铜箔和钢板，不夹持底部的铜箔，在放料时，首先松开机械手3，然后一段时间间隔后松开夹持机构4，这样的结构解决了机械手3放开后钢板在重力作用下对下方铜箔施加压力，产生褶皱，在机械手3放开一段时间后松开夹持机构4可以在底部铜箔处于平整的状态时使其上方的钢板对其施加压力，起到进一步压平底部铜箔的作用，有效避免了底层铜箔产生褶皱，从而防止了压合后的PCB板导通性不良或外观不良。

具体地，由于夹持机构4用于夹持顶部两层的铜箔和钢板，而机械手3用于夹持整个“三明治”状复合结构，因此所述夹持机构4的底部高于所述机械手3的底部。具体地，所述夹持机构4包括连接于所述机架的连接部，所述连接部为一连接杆，还包括可夹取物料的夹持部，所述夹持部为开口在水平面的夹子，所述夹持部与所述第三驱动装置电连接，在第三驱动装置的驱动下打开或夹紧，可取放所述复合结构。所述机械手3包括机械臂，所述机械臂顶部连接于所述机架1底部，还包括与所述机械臂3连接的机械手指，所述机械手指设置于所述机械臂底部，且其开口朝向水平方向，用于从水平方向夹取“三明治”状复合结构并使其保持水平状态，所述机械手指由第二驱动装置驱动开合。

为实现机架1的三轴运动，所述机架1顶部连接有一X向移动滑轨，所述第一驱动装置2驱动所述机架1沿所述X向移动滑轨作水平运动，所述X向移动滑轨上连接有可沿X轴移动滑轨滑动的移动滑块，所述机架1连接于所述移动滑块。

更进一步地，所述移动滑块上还设置有Y向移动滑轨，所述机架1可滑动地连接于所述Y向移动滑轨，具体地，所述机架1通过一升降机构连接于所述Y向移动滑轨，所述升降机构包括升降气缸和升降轴，所述升降轴设置于所述机架顶部的四角，所述升降轴底部的一端连接于所述机架1顶部，顶部的一端连接于所述Y向移动滑轨，且可沿所述Y向移动滑轨作水平运动。

实施例2

本实施例提供一种防止铜箔起皱的叠板装置,如图1所示，所述装置包括机架1，与所述机架1连接的用于驱动所述机架1运动的第一驱动装置2，所述第一驱动装置2连接于所述机架1的顶部，其包括常规伺服马达和减速机，所述第一驱动装置2起到驱动所述机架1在X、Y、Z轴方向上运动。所述机架1上装设有一组机械手3，所述机械手3设置于所述机架1两端的底部，用于夹取铜箔-钢板-铜箔三层复合结构，该结构形成类似“三明治”的形状，所述机架1两端底部还设置有一组夹持机构4，所述夹持机构4与所述机械手3平行设置，均设置于所述机架1的底部两端，所述夹持机构4起到夹持三层复合结构顶部两层的作用，为驱动所述机械手3和夹持机构4取放物料，还包括驱动所述机械手3取放物料的第二驱动装置、驱动所述夹持机构4取放物料的第三驱动装置，其中，所述第二驱动装置和第三驱动装置均为夹紧气缸。

所述机械手3用于夹持复合结构的顶部和底部，所述夹持机构4用于夹持上两层物料即顶部的铜箔和钢板，不夹持底部的铜箔，在放料时，首先松开机械手3，然后一段时间间隔后松开夹持机构4，这样的结构解决了机械手3放开后钢板在重力作用下对下方铜箔施加压力，产生褶皱，在机械手3放开一段时间后松开夹持机构4可以在底部铜箔处于平整的状态时使其上方的钢板对其施加压力，起到进一步压平底部铜箔的作用，有效避免了底层铜箔产生褶皱，从而防止了压合后的PCB板导通性不良或外观不良。

具体地，由于夹持机构4用于夹持顶部两层的铜箔和钢板，而机械手3用于夹持整个“三明治”状复合结构，因此所述夹持机构4的底部高于所述机械手3的底部。具体地，所述夹持机构4包括连接于所述机架的连接部，所述连接部为一连接杆，还包括可夹取物料的夹持部，所述夹持部为开口在水平面的夹子，所述夹持部与所述第三驱动装置电连接，在第三驱动装置的驱动下打开或夹紧，可取放所述复合结构。所述机械手3包括机械臂，所述机械臂顶部连接于所述机架1底部，还包括与所述机械臂3连接的机械手指，所述机械手指设置于所述机械臂底部，且其开口朝向水平方向，用于从水平方向夹取“三明治”状复合结构并使其保持水平状态，所述机械手指由第二驱动装置驱动开合。

为实现机架1的三轴运动，所述机架1顶部连接有一X向移动滑轨，所述第一驱动装置2驱动所述机架1沿所述X向移动滑轨作水平运动，所述X向移动滑轨上连接有可沿X轴移动滑轨滑动的移动滑块，所述机架1连接于所述移动滑块。

更进一步地，所述移动滑块上还设置有Y向移动滑轨，所述机架1可滑动地连接于所述Y向移动滑轨，具体地，所述机架1通过一升降机构连接于所述Y向移动滑轨，所述升降机构包括升降气缸和升降轴，所述升降轴设置于所述机架顶部的四角，所述升降轴底部的一端连接于所述机架1顶部，顶部的一端连接于所述Y向移动滑轨，且可沿所述Y向移动滑轨作水平运动。

为了在抓取复合结构时物料不易脱落，所述机架1底部还连接有一真空吸取机构5，所述真空吸取机构5包括连接于机架顶部的连接架、连接于所述连接架底部的一组吸嘴，所述吸嘴连通于一常规抽真空装置，在取物料时开启抽真空装置，放下物料时关闭抽真空。

实施例3

本实施例提供一种防止铜箔起皱的叠板方法，其包括如下步骤：

S1、提供一铜箔-钢板-铜箔三层“三明治状”复合结构，并将所述复合结构运送至机架1下方的上料台上；

S2、控制机械手3夹取所述复合结构顶部和底部，将复合结构全部抓取，同时控制夹持机构4夹持于复合结构中顶层铜箔的顶部和钢板的底部，还控制真空吸取机构吸附复合结构的顶部；

S3、利用驱动机构控制机架1在X、Y、Z轴三个方向运动，将机架1运送至PCB板半成品上方，松开机械手；

S4、在松开机械手后0.5-1s后松开所述夹持机构，使所述复合机构叠合于所述PCB板半成品顶部。

本工艺首先以机械手3将复合结构全部夹起，同时，以夹持机构4夹持复合结构的上部两层，将该复合结构移至PCB半成品上方时，首先打开机械手3，使复合机构中底层铜箔首先铺于PCB半成品上方，然后在0.5-1s后打开夹持机构，在重力的作用下，钢板和顶层铜箔落在底层铜箔上方，有效防止了同时放下复合结构这种方法中底层铜箔易被钢板挤压产生褶皱，导致压合后的PCB板导通性不良或产品外观不良，同时在时间差前后分别放下底层铜箔和顶层的铜箔与钢板，钢板的重力可以进一步起到压平底部铜箔的作用。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种防止铜箔起皱的叠板装置,其特征在于，包括机架，与所述机架连接的用于驱动所述机架运动的第一驱动装置，装设于所述机架两端底部用于夹持物料的一组机械手，所述机架两端底部还设置有一组夹持机构，所述夹持机构与所述机械手平行设置，还包括驱动所述机械手取放物料的第二驱动装置、驱动所述夹持机构取放物料的第三驱动装置。

2.根据权利要求1所述的防止铜箔起皱的叠板装置,其特征在于，所述夹持机构底部高于所述机械手底部，所述夹持机构包括连接于所述机架的连接部，可活动夹取物料的夹持部，所述夹持部与所述第三驱动装置电连接。

3.根据权利要求2所述的防止铜箔起皱的叠板装置,其特征在于，所述机架底部还连接有真空吸取机构，所述真空吸取机构设置于所述机架中部、机架两端的所述机械手之间；所述机架下方设置有上料台，所述上料台包括上料架和驱动所述上料架运动的驱动机构。

4.根据权利要求3所述的防止铜箔起皱的叠板装置,其特征在于，所述机架顶部连接有X向移动滑轨，所述机架通过一移动滑块连接于所述X向移动滑轨。

5.根据权利要求4所述的防止铜箔起皱的叠板装置,其特征在于，所述移动滑块上设置有Y向移动滑轨，所述机架可滑动地连接于所述Y向移动滑轨。

6.根据权利要求5所述的防止铜箔起皱的叠板装置,其特征在于，所述机架通过升降机构连接于所述Y向移动滑轨。

7.根据权利要求6所述的防止铜箔起皱的叠板装置,其特征在于，所述机械手包括机械臂、与所述机械臂连接的机械手指、用于驱动所述机械手指张合的第二驱动装置。

8.根据权利要求7所述的防止铜箔起皱的叠板装置,其特征在于，所述第一驱动装置包括伺服马达和减速机，所述第二驱动装置和第三驱动装置为夹紧气缸。

9.根据权利要求8所述的防止铜箔起皱的叠板装置,其特征在于，所述升降机构包括升降气缸和升降轴，所述升降气缸驱动所述升降轴上下运动，所述升降轴一端连接于所述机架，另一端连接于所述Y向移动滑轨。

10.一种防止铜箔起皱的叠板方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、提供一铜箔-钢板-铜箔三层复合结构，并将所述复合结构运送至机架下方；

S2、控制机械手夹取所述复合结构顶部和底部、控制夹持机构夹持于顶层铜箔的顶部和钢板底部；

S3、将机架运送至PCB板半成品上方，松开机械手；

S4、在松开机械手后0.5-1s后松开所述夹持机构，使所述复合机构叠合于所述PCB板半成品顶部。