CN107665869B - 一种鸥翼型封装体引线自动化搪锡装置及其搪锡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种鸥翼型封装体引线自动化搪锡装置及其搪锡方法，搪锡装置包括基座、安装在基座上表面的锡炉、锡锅、安装在基座上表面的封装体收集装置、安装在基座上表面的助焊剂供应装置、安装在基座上表面的封装体移动装置，一种鸥翼型封装体引线自动化搪锡装置还包括上料装置、激光对射传感器、紧挨着上料装置的第一CCD相机。搪锡方法包括：封装拾取、外形尺寸检测、引线浸助焊剂、封装预热、引线搪锡、搪锡质量检测、封装放回。本发明的一种鸥翼型封装体引线自动化搪锡装置及其搪锡方法，其具有搪锡效率高、引线浸锡时间控制精度高、搪锡位置精度高、引线不易桥连、引线偏斜缺陷可检测、搪锡质量可检测等优点。
Description
技术领域
本发明涉及鸥翼型封装引线搪锡技术，尤指一种鸥翼型封装体引线自动化搪锡装置及其搪锡方法。
背景技术
随着高密度表面贴装器件的广泛应用，表面贴装技术(SMT)逐步成为航天电子装联技术的主流。由于金脆对焊接质量的影响，无铅和有铅混合焊接的风险，锡须的风险，氧化对焊接质量的影响，国内外航天标准都要求元器件焊接前必须进行搪锡处理。
搪锡处理能实现去金、将无铅镀层转化为有铅镀层、去除氧化层提高可焊性。目前对细间距高密度器件在回流焊前进行搪锡处理，通常是采用手工烙铁搪锡、手工锡炉搪锡的方法。主要有以下缺点：
1、手工烙铁搪锡的方式，烙铁接触器件引脚，通常表贴器件的引脚材质较软，受力后易发生共面性差、引线形变等缺陷，影响焊接可靠性；手工搪锡无法保证锡层厚度的一致性，造成贴片机视觉系统识别困难，通常手工搪锡后的器件只能采用手工贴片，大大降低了生产效率；由于大规模表贴集成电路的大量使用，器件引脚数量大，手工烙铁搪锡的效率较低。
2、手工锡锅搪锡的方式，器件引线进入锡锅的角度、时间和速度难以控制，对于细间距的QFP器件，容易发生桥连缺陷，目前的处理方法是通过手工烙铁搪锡去除桥连，易再次发生引线共面性和形变的问题；搪锡高度难以精确控制在焊接有效部位，焊锡爬升过高对引线应力释放造成影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种鸥翼型封装体引线自动化搪锡装置及其搪锡方法，其具有搪锡效率高、引线浸锡时间控制精度高、搪锡位置精度高、引线不易桥连、引线偏斜缺陷可检测、搪锡质量可检测等优点。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种鸥翼型封装体引线自动化搪锡装置，包括基座、安装在所述基座上表面的锡炉、锡锅、安装在所述基座上表面的封装体收集装置、安装在所述基座上表面的助焊剂供应装置、安装在所述基座上表面的封装体移动装置，所述一种鸥翼型封装体引线自动化搪锡装置还包括上料装置、紧挨着所述上料装置的第一CCD相机、激光对射传感器；所述封装体收集装置包括紧挨着所述上料装置的下料装置、紧挨着所述下料装置、所述第一CCD相机的不良品收集装置；所述封装体移动装置包括六轴机械手、安装在所述六轴机械手前部的第二CCD相机、安装在所述六轴机械手前部的吸嘴组件、安装在所述六轴机械手前部的激光测距传感器；封装体包括封装本体、封装引线、引线末端、第一引线末端。
本发明涉及的一种使用所述的鸥翼型封装引线自动化搪锡装置进行搪锡的方法，包括以下步骤：
S1：封装体拾取，所述六轴机械手移动到所述上料装置的上方，通过第二CCD相机获取所述封装体在所述上料装置中的位置图像，分析得到所述封装体的坐标位置，所述六轴机械手到相应坐标位置拾取所述封装体；
S2：引线末端坐标测量，所述六轴机械手移动到所述激光对射传感器的上方，所述六轴机械手旋转所述封装本体，使所述封装引线的末端引线末端垂直向下移动，采用所述激光对射传感器测量所述引线末端的坐标。获取所述引线末端的坐标信息后，所述六轴机械手向上提升所述封装本体并旋转恢复水平；
S3：引线浸助焊剂，所述六轴机械手水平移动所述封装体到所述助焊剂供应装置的上方，倾斜所述封装体，使所述封装引线以竖直状态浸入助焊剂中，所述封装本体不接触助焊剂；
S4：封装体预热，所述六轴机械手向上抬高所述封装体，旋转所述封装体角度恢复到水平位置，移动所述封装体到所述锡炉的上方，停留在所述锡炉的上方直至所述封装引线上的助焊剂活性开始发挥作用，去除所述封装引线表面的氧化物，此时，所述助焊剂温度达到140℃左右；
S5：锡锅液面位置测量，所述六轴机械手移动到所述锡锅液面的上方，所述激光测距传感器测量所述锡锅液面的位置坐标或者采用探针测量所述锡锅液面的位置坐标，根据所述锡锅液面的位置坐标和所述引线末端的坐标，计算得出所述引线末端浸入锡液的深度；
S6：引线搪锡，所述六轴机械手旋转所述封装体，使所述封装引线以60°-70°的角度浸入锡液，浸入深度为S5中计算得到的值，在锡液中停留3s后，所述六轴机械手以所述封装引线的第一引线末端为原点旋转所述封装本体，同时所述六轴机械手沿着与锡液面垂直的方向，朝远离锡液面平移，使所述封装体的引线逐个脱离所述锡液；
S7：所述封装体旋转90度，重复步骤S3至步骤S6直至完成所有引线的搪锡；
S8：封装体放回，所述六轴机械手将所述封装体放置到所述下料装置中。
在本发明一实施例中，在步骤S1和S2之间还包括：
外形尺寸检测：所述六轴机械手拾取所述封装体后水平移动到所述第一CCD相机的上方，通过所述第一CCD相机获取器件引线图像，分析得到引线偏移情况，判定是否超过可接受范围，对于合格品进行后续步骤操作，对于不合格品暂停后续操作，将所述封装体放置到所述不良品收集装置，返回步骤S1重新拾取所述封装体。
在本发明一实施例中，在步骤S7和S8之间还包括：
搪锡质量检测：所述六轴机械手移动到所述第一CCD相机的上方，通过所述第一CCD相机获取器件引线图像，分析得到引线搪锡情况，判定是否存在桥连缺陷，对于合格品进行后续步骤操作，对于不合格品暂停后续操作，将所述封装体放置到所述不良品收集装置，返回步骤S1重新拾取所述封装体。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
所述封装体移动装置包括六轴机械手，使用六轴机械手可以实现鸥翼型引线封装X、Y、Z方向移动、旋转和倾斜角度，其运动速度可控，浸锡时间控制精度高，工作效率高。
使用CCD相机可以精确测量封装外形尺寸，能够准确获取器件引线图像，分析得到引线搪锡情况，判定是否存在桥连缺陷，提高了引线偏斜缺陷检测、搪锡质量检测的准确度和检测效率。
使用激光传感器能够精确测量封装体引线末端坐标、锡锅液面位置，结合六轴机械手，搪锡位置精度高。
在引线脱离锡液时，封装本体边旋转边后退，使引线逐个脱离锡液，引线不易桥连。
附图说明
图1是本发明一实施例的鸥翼型封装引线自动化搪锡装置的结构示意图。
图2是本发明一实施例的鸥翼型封装器件结构示意图。
1-六轴机械手
2-锡炉
3-助焊剂供应装置
4-第一CCD相机
5-第二CCD相机
6-吸嘴组件
7-激光测距传感器
8-激光对射式传感器
9-上料装置
10-下料装置
11-不良品收集装置
12-基座
13-锡锅
14-封装本体
15-封装引线
16-引线末端
17-第一引线末端
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种鸥翼型封装体引线自动化搪锡装置及其搪锡方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
参看图1，一种鸥翼型封装体引线自动化搪锡装置，包括基座12、安装在基座12上表面的锡炉2、锡锅13、安装在基座12上表面的封装体收集装置、安装在基座12上表面的助焊剂供应装置3、安装在基座12上表面的封装体移动装置，一种鸥翼型封装体引线自动化搪锡装置还包括上料装置9、紧挨着上料装置9的第一CCD相机4、激光对射传感器8；封装体收集装置包括紧挨着上料装置9的下料装置10、紧挨着下料装置10、第一CCD相机4的不良品收集装置11；封装体移动装置包括六轴机械手1、安装在六轴机械手1前部的第二CCD相机5、安装在六轴机械手1前部的吸嘴组件6、安装在六轴机械手1前部的激光测距传感器7；
参看图2，封装体包括封装本体14、封装引线15、引线末端16、第一引线末端17。
封装体移动装置包括六轴机械手，使用六轴机械手可以实现鸥翼型引线封装X、Y、Z方向移动、旋转和倾斜角度，其运动速度可控，浸锡时间控制精度高，工作效率高。
一种使用的鸥翼型封装引线自动化搪锡装置进行搪锡的方法，包括以下步骤：
S1：封装体拾取，六轴机械手1移动到上料装置9的上方，通过第二CCD相机5获取封装体在上料装置9中的位置图像，分析得到封装体的坐标位置，六轴机械手1到相应坐标位置拾取封装体；
S2：引线末端坐标测量，六轴机械手1移动到激光对射传感器8的上方，六轴机械手1旋转封装本体14，使封装引线15的末端引线末端16垂直向下移动，采用激光对射传感器8测量引线末端16的坐标。获取引线末端16的坐标信息后，六轴机械手1向上提升封装本体14并旋转恢复水平；使用激光对射传感器能够精确测量封装体引线末端坐标。
S3：引线浸助焊剂，六轴机械手1水平移动封装体到助焊剂供应装置3的上方，倾斜封装体，使封装引线15以竖直状态浸入助焊剂中，封装本体14不接触助焊剂；
S4：封装体预热，六轴机械手1向上抬高封装体，旋转封装体角度恢复到水平位置，移动封装体到锡炉2的上方，停留在锡炉2的上方直至封装引线15上的助焊剂活性开始发挥作用，去除封装引线15表面的氧化物，此时，助焊剂温度达到140℃左右；
S5：锡锅液面位置测量，六轴机械手1移动到锡锅13液面的上方，激光测距传感器7测量锡锅13液面的位置坐标，根据锡锅13液面的位置坐标和引线末端16的坐标，计算得出引线末端16浸入锡液的深度；
S6：引线搪锡，六轴机械手1旋转封装体，使封装引线15以60°-70°的角度浸入锡液，浸入深度为S5中计算得到的值，在锡液中停留3s后，六轴机械手1以封装引线15的第一引线末端17为原点旋转封装本体14，同时六轴机械手1沿着与锡液面垂直的方向，朝远离锡液面平移，使封装体的引线逐个脱离锡液；在引线脱离锡液时，封装本体边旋转边后退，使引线逐个脱离锡液，引线不易桥连。
S7：封装体旋转90度，重复步骤S3至步骤S6直至完成所有引线的搪锡；
S8：封装体放回，六轴机械手1将封装体放置到下料装置10中。
在一具体实施例中，在步骤S1和S2之间还包括：
外形尺寸检测：六轴机械手1拾取封装体后水平移动到第一CCD相机4的上方，通过第一CCD相机4获取器件引线图像，分析得到引线偏移情况，判定是否超过可接受范围，对于合格品进行后续步骤操作，对于不合格品暂停后续操作，将封装体放置到不良品收集装置11，返回步骤S1重新拾取封装体。
在一具体实施例中，在步骤S7和S8之间还包括：
搪锡质量检测：六轴机械手1移动到第一CCD相机4的上方，通过第一CCD相机4获取器件引线图像，分析得到引线搪锡情况，判定是否存在桥连缺陷，对于合格品进行后续步骤操作，对于不合格品暂停后续操作，将封装体放置到不良品收集装置11，返回步骤S1重新拾取封装体。
使用CCD相机可以精确测量封装外形尺寸，能够准确获取器件引线图像，分析得到引线搪锡情况，判定是否存在桥连缺陷，提高了引线偏斜缺陷检测、搪锡质量检测的准确度和检测效率。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。
Claims (4)
1.一种鸥翼型封装体引线自动化搪锡装置，包括基座(12)、安装在所述基座(12)上表面的锡炉(2)、锡锅(13)、安装在所述基座(12)上表面的封装体收集装置、安装在所述基座(12)上表面的助焊剂供应装置(3)、安装在所述基座(12)上表面的封装体移动装置，其特征在于，所述一种鸥翼型封装体引线自动化搪锡装置还包括激光对射传感器(8)、上料装置(9)、紧挨着所述上料装置(9)的第一CCD相机(4)；所述封装体收集装置包括紧挨着所述上料装置(9)的下料装置(10)、紧挨着所述下料装置(10)和所述第一CCD相机(4)的不良品收集装置(11)；所述封装体移动装置包括六轴机械手(1)、安装在所述六轴机械手(1)前部的第二CCD相机(5)、安装在所述六轴机械手(1)前部的吸嘴组件(6)、安装在所述六轴机械手(1)前部的激光测距传感器(7)；封装体包括封装本体(14)、封装引线(15)、引线末端(16)、第一引线末端(17)。
2.一种使用权利要求1所述的鸥翼型封装体引线自动化搪锡装置进行搪锡的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：封装体拾取，所述六轴机械手(1)移动到所述上料装置(9)的上方，通过第二CCD相机(5)获取所述封装体在所述上料装置(9)中的位置图像，分析得到所述封装体的坐标位置，所述六轴机械手(1)到相应坐标位置拾取所述封装体；
S2：引线末端坐标测量，所述六轴机械手(1)移动到所述激光对射传感器(8)的上方，所述六轴机械手(1)旋转所述封装本体(14)，使所述封装引线(15)的末端引线末端(16)垂直向下移动，采用所述激光对射传感器(8)测量所述引线末端(16)的坐标，获取所述引线末端(16)的坐标信息后，所述六轴机械手(1)向上提升所述封装本体(14)并旋转恢复水平；
S3：引线浸助焊剂，所述六轴机械手(1)水平移动所述封装体到所述助焊剂供应装置(3)的上方，倾斜所述封装体，使所述封装引线(15)以竖直状态浸入助焊剂中，所述封装本体(14)不接触助焊剂；
S4：封装体预热，所述六轴机械手(1)向上抬高所述封装体，旋转所述封装体角度恢复到水平位置，移动所述封装体到所述锡炉(2)的上方，停留在所述锡炉(2)的上方直至所述封装引线(15)上的助焊剂活性开始发挥作用，去除所述封装引线(15)表面的氧化物；
S5：锡锅液面位置测量，所述六轴机械手(1)移动到所述锡锅(13)液面的上方，所述激光测距传感器(7)测量所述锡锅(13)液面的位置坐标或者采用探针测量所述锡锅(13)液面的位置坐标，根据所述锡锅(13)液面的位置坐标和所述引线末端(16)的坐标，计算得出所述引线末端(16)浸入锡液的深度；
S6：引线搪锡，所述六轴机械手(1)旋转所述封装体，使所述封装引线(15)以60°-70°的角度浸入锡液，浸入深度为步骤S5中计算得到的值，在锡液中停留3s后，所述六轴机械手(1)以所述封装引线(15)的第一引线末端(17)为原点旋转所述封装本体(14)，同时所述六轴机械手(1)沿着与锡液面垂直的方向，朝远离锡液面平移，使所述封装体的引线逐个脱离所述锡液；
S7：所述封装体旋转90度，重复步骤S3至步骤S6直至完成所有引线的搪锡；
S8：封装体放回，所述六轴机械手(1)将所述封装体放置到所述下料装置(10)中。
3.根据权利要求2所述的进行搪锡的方法，其特征在于，在步骤S1和S2之间还包括：
外形尺寸检测：所述六轴机械手(1)拾取所述封装体后水平移动到所述第一CCD相机(4)的上方，通过所述第一CCD相机(4)获取器件引线图像，分析得到引线偏移情况，判定是否超过可接受范围，对于合格品进行后续步骤操作，对于不合格品暂停后续操作，将所述封装体放置到所述不良品收集装置(11)，返回步骤S1重新拾取所述封装体。
4.根据权利要求2所述的进行搪锡的方法，其特征在于，在步骤S7和S8之间还包括：
搪锡质量检测：所述六轴机械手(1)移动到所述第一CCD相机(4)的上方，通过所述第一CCD相机(4)获取器件引线图像，分析得到引线搪锡情况，判定是否存在桥连缺陷，对于合格品进行后续步骤操作，对于不合格品暂停后续操作，将所述封装体放置到所述不良品收集装置(11)，返回步骤S1重新拾取所述封装体。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 201109 No. 1777 Chunchun Road, Minhang District, Shanghai Applicant after: Shanghai Aerospace Measurement Control Communication Institute Address before: No. 881 Tianbao Road, Xingang Street, Hongkou District, Shanghai 200080 Applicant before: Shanghai Aerospace Measurement Control Communication Institute |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |