CN108326944A - 一种pcb钻孔后往复式除尘装置及除尘方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PCB钻孔后往复式除尘装置，其包括顺次连接设置的往复式除尘机构、钻孔清洗机构、翻板冷却机构、孔位精度测试机构、自动收板机，除尘机构连接有除尘上料机械手，孔位精度测试机连接有测试上料机械手。其实现了钻孔后自动化除尘、清洁操作，减少了清洁和检测过程中人员手工操作的次数，提高了处理效率、缩短了处理周期，还解决了人工多次搬运过程中板面擦花的问题。往复式除尘机构可对板材多次来回进行除尘处理，清洁效果更为彻底，可将孔内的粉尘有效去除，从而后续孔位精度检测结果精确度更高。还公开了一种除尘方法，该方法是一种连线式自动化除尘方法，除尘效率高、清洁效果好，适用于批量化处理钻孔后板材。

Description

一种PCB钻孔后往复式除尘装置及除尘方法
技术领域
本发明属于印制电路板生产技术领域，涉及一种钻孔后工序，具体地说涉及一种PCB钻孔后往复式除尘装置及除尘方法。
背景技术
印制电路板(PCB)的生产过程包括多个制造环节，钻孔是其中一个关键环节，可直接影响PCB的整体质量，制作PCB的过程中对线路板进行钻孔的目的在于：(1)在线路板上产生一个通道，容许后续工序完成连接线路板的上、下面或中间线路层之间的电性能；(2)确保线路板元件精确和稳定安装。根据孔的作用，一般可分为元件孔、紧固孔、金属化孔等。
目前，PCB钻孔工艺通常包括机械钻孔和激光钻孔，其中激光钻孔在高密度孔、盲埋孔及微孔加工等方面具有优势，但是其设备成本高昂、孔壁质量较低，而且对被加工材料有限制，因此现阶段钻孔工艺仍以机械钻孔为主，机械钻孔是利用钻刀在高转速和落速的条件下，在印制电路板基材钻成所需的孔，在钻孔过程中，由于钻刀在基材上的高速运转，会产生粉尘、杂质等堵塞PCB孔，需对孔内的粉尘、杂物进行清理，否则会影响孔的导通性能。
传统清洁钻孔的工艺为：PCB钻孔后，采用钻孔清洗机去除PCB板面和孔内的粉尘、杂物等，然后用孔位精度机检测PCB孔的品质，其具体流程为：人工将待钻孔板运输至去清洗区-人工上料-钻孔清洗机进行洗板-清洗干净后由收板机收板-人工下料-人工搬运至孔位精度测量区-人工上料-启动孔位精度机进行扫描测试-人工下料-人工运输至测试完成区。上述工艺存在清洗不彻底、孔内易残留粉尘的问题，导致孔位精度检测时PCB孔不能被识别或被误判，另外在清洁操作过程中包括多个人工上下料、搬运板件的步骤，使得清洁工艺作业繁琐、产品加工效率低、加工周期长、人工成本高。
发明内容
为此，本发明正是要解决上述技术问题，从而提出一种清洁效果好、自动化程度高、清洁效率高、时间短的PCB钻孔后往复式除尘装置及除尘方法。
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PCB钻孔后往复式除尘装置，其包括顺次连接设置的往复式除尘机构、钻孔清洗机构、翻板冷却机构、孔位精度测试机构、自动收板机，所述往复式除尘机构连接有除尘上料机械手，所述孔位精度测试机构连接有测试上料机械手。
作为优选，所述往复式除尘机构包括用于输送板件的第一输送行辘和第二输送行辘，所述第一输送行辘与所述第二输送行辘之间设置有风刀，所述风刀的长度方向与所述第一输送行辘、第二输送行辘的输送方向垂直，所述第一输送行辘、第二输送行辘在驱动机构驱动下往复运行输送板材。
作为优选，所述风刀的气体消耗量为3500-4000L/min，所述风刀的吸气量为3-5m3/min。
作为优选，所述风刀为2把，两把风刀平行设置，间距为15mm，每把所述风刀的长度为780mm。
作为优选，所述钻孔清洗机构为超声波清洗机，所述超声波清洗机超声波电流频率为70-80％。
作为优选，还包括控制单元，所述控制单元控制所述往复式除尘机构、钻孔清洗机构、翻板冷却机构、孔位精度测试机构、自动收板机启停以及除尘上料机械手、测试上料机械手抓取、搬运板材。
作为优选，所述往复除尘机构还具有板材检测单元，所述板材检测单元与所述控制单元连接，所述板材检测单元检测无板进入所述往复式除尘机构时，所述控制单元控制所述往复式除尘机构停止吹风、除尘。
作为优选，所述往复式除尘机构与钻孔清洗机构、所述钻孔清洗机构与翻板冷却机构、所述孔位精度测试机构与自动收板机之间通过自动输送单元连接。
本发明还提供一种利用所述PCB钻孔后往复式除尘装置除尘的方法，其包括如下步骤：
S1、除尘上料机械手将待清洁板材抓取、搬运至往复式除尘机构进行除尘处理；
S2、所述往复式除尘机构通过吹风、吸尘将板材表面及孔内粉尘除去；
S3、经步骤S2除尘处理后的板材运输至钻孔清洗机构对孔内进行整孔、清洁；
S4、清洗后的板材运输至翻板冷却机构风干冷却；
S5、测试上料机械手将冷却后的板材搬运至孔位精度测试机构检测孔位精度；
S6、测试后的板材由自动收板机自动回收。
作为优选，所述步骤S3包括超声浸洗、加压水洗和高压水洗，所述超声的清洗时间为8-10min；加压水洗喷淋压力为2-2.5kg/cm2，水洗流量为10-20L/min；高压水洗压力为10-15kg/cm2，水洗流量为15-25L/min。
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PCB钻孔后往复式除尘装置，其包括顺次连接设置的往复式除尘机构、钻孔清洗机构、翻板冷却机构、孔位精度测试机构、自动收板机，所述除尘机构连接有除尘上料机械手，所述孔位精度测试机构连接有测试上料机械手。所述装置实现了钻孔后自动化除尘、清洁操作，减少了清洁和检测过程中操作人员手工操作的次数，提高了处理效率、缩短了处理周期，同时还解决了人工多次搬运过程中板面擦花的问题。所述往复式除尘机构可对板材多次来回进行除尘处理，清洁效果更为彻底，可将孔内的粉尘有效去除，从而后续孔位精度检测结果精确度更高。
(2)本发明所述的利用所述PCB钻孔后往复式除尘装置除尘的方法，上板、收板、除尘、清洗、检测等操作均为自动化操作，是一种连线式自动化除尘方法，解决了现有技术中钻孔后清洗、孔位检测的人工插架和搬运过程效率低、易擦花板面的问题，该方法除尘效率高、清洁效果好，适用于批量化处理钻孔后板材。
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PCB钻孔后往复式除尘装置中往复式除尘机构的示意图。
图中附图标记表示为：1-第一输送行辘；2-第二输送行辘；3-风刀。
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PCB钻孔后往复式除尘装置，所述除尘装置用于自动清洁钻孔后PCB板材板面和孔内的粉尘、杂物，所述除尘装置包括顺次连接的往复式除尘机构、钻孔清洗机构、翻板冷却机构、孔位精度测试机构和自动收板机，所述往复式除尘机构连接有除尘上料机械手，所述孔位精度测试机构连接有测试上料机械手。
往复式除尘机构采用一种气流量大、高气压及快速吸尘的方式，可瞬间将钻孔后PCB板材表面及孔内的粉尘、杂物，具体地，如图1所示，所述往复式除尘机构包括用于运输钻孔后板材的第一输送行辘1和第二输送行辘2，所述第一输送行辘1的运行长度为750mm(入板端至出板端之间的距离)，所述第二输送行辘2的运行长度为790mm(入板端至出板端之间的距离)，所述第一输送行辘1与第二输送行辘2之间留有空隙，所述空隙的宽度为510mm，所述空隙内设置有用于吹风和吸尘的风刀3，所述风刀3的长度方向与所述第一输送行辘1、第二输送行辘2的输送方向垂直设置，所述第一输送行辘1、第二输送行辘2的运行方向可逆，可在驱动电机的驱动作用下向前、向后往复运行、输送板材。本实施例中，所述往复式除尘机构的长度为2050mm，宽度为1080mm，高度为1180mm，所述风刀3为2把，2把风刀3平行设置，间距为15mm，其中一把风刀用于吹风、另一把用于吸尘，每把风刀3的长度为780mm，风刀3的气体消耗量为3500L/min，所述风刀3的吸气量为3m3/min，所述往复式除尘机构可往复多次运送PCB板，多次对PCB板进行除尘，可根据需求，设定往复运送次数以达到良好的除尘效果。所述往复式除尘机构通过除尘上料机械手进行自动上料，除尘上料机械手在控制程序控制下抓取、搬运钻孔后PCB板至往复除尘机构进行除尘处理。
所述钻孔清洗机构为超声波清洗机，其超声波电流频率为70％，所述钻孔清洗机构与所述往复式除尘机构通过自动传输单元连接，本实施例中，所述自动传输单元为传送带，所述翻板冷却机构为传统冷却翻板机。
所述钻孔清洗机构与翻板冷却机构通过自动传输单元连接，所述自动传输单元为传送带。
所述孔位精度测试机构是一种利用钻孔程序与钻孔后PCB对比检测钻孔位置精度的仪器，其连接有测试上料机械手，所述测试上料机械手用于将经翻板冷却机构干燥冷却后PCB板抓取、搬运至孔位测试机构进行孔位精度检测。
所述孔位精度测试机构与自动收板机也由传送带连接，检测后的PCB板经传送带传输至自动收板机进行回收。
进一步地，还包括控制单元，所述控制单元为安装有控制程序的计算机，其与往复式除尘机构、钻孔清洗机构、翻板冷却机构、孔位精度测试机构、自动收板机电连接，以控制各机构启停和工作，同时所述控制单元还控制所述除尘上料机械手、测试上料机械手抓取、搬运板材或其它操作工具，所述机械手起到无缝衔接多个机构的作用。
本实施还提供一种利用所述PCB钻孔后往复式除尘装置除尘的方法，其包括如下步骤：
S1、控制单元控制除尘上料机械手将待清洁PCB板抓取、搬运至往复式除尘机构进行除尘处理。
S2、首先待清洁PCB板置于第一输送行辘1上，第一输送行辘1转动将PCB板向前输送，输送至风刀3处时，风刀3的吹风和吸尘作用对PCB板面及孔内的粉尘起到清洁作用，在风刀3工作的同时，所述第一输送行辘1将PCB板输送至第二输送行辘2处，驱动机构反向驱动第二输送行辘2将PCB板向后输送，再次经风刀3清洁，然后输送至第一输送行辘1，根据需求重复上述步骤，多次对PCB板进行除尘清洁，以达到高效的除尘效果。
S3、将除尘处理后的PCB板材输送至钻孔清洗机构对板材表面尤其是对孔内进行整孔、清洁处理，具体包括超声浸洗、加压水洗和高压水洗三步，其中，超声清洗的时间为8min；加压水洗过程中水洗喷淋压力为2kg/cm2，水洗流量为10L/min；高压水洗过程中水流压力为10kg/cm2，水洗流量为15L/min。
S4、清洗后的PCB板被运输至翻板冷却机构进行风干冷却。
S5、控制单元控制测试上料机械手将冷却后的PCB板材搬运至孔位精度测试机构检测孔位精度。
S6、测试完成后的板材输送至自动收板机进行自动回收。
实施例2
本实施例提供一种PCB钻孔后往复式除尘装置，所述除尘装置用于自动清洁钻孔后PCB板材板面和孔内的粉尘、杂物，所述除尘装置包括顺次连接的往复式除尘机构、钻孔清洗机构、翻板冷却机构、孔位精度测试机构和自动收板机，所述往复式除尘机构连接有除尘上料机械手，所述孔位精度测试机构连接有测试上料机械手。
往复式除尘机构采用一种气流量大、高气压及快速吸尘的方式，可瞬间将钻孔后PCB板材表面及孔内的粉尘、杂物，具体地，如图1所示，所述往复式除尘机构包括用于运输钻孔后板材的第一输送行辘1和第二输送行辘2，所述第一输送行辘1的运行长度为750mm(入板端至出板端之间的距离)，所述第二输送行辘2的运行长度为790mm(入板端至出板端之间的距离)，所述第一输送行辘1与第二输送行辘2之间留有空隙，所述空隙的宽度为510mm，所述空隙内设置有用于吹风和吸尘的风刀3，所述风刀3的长度方向与所述第一输送行辘1、第二输送行辘2的输送方向垂直设置，所述第一输送行辘1、第二输送行辘2的运行方向可逆，可在驱动电机的驱动作用下向前、向后往复运行、输送板材。本实施例中，所述往复式除尘机构的长度为2050mm，宽度为1080mm，高度为1180mm，所述风刀3为2把，2把风刀3平行设置，每把风刀3的长度为780mm，风刀3的气体消耗量为4000L/min，所述风刀3的吸气量为5m3/min，所述往复式除尘机构可往复多次运送PCB板，多次对PCB板进行除尘，可根据需求，设定往复运送次数以达到良好的除尘效果。所述往复式除尘机构通过除尘上料机械手进行自动上料，除尘上料机械手在控制程序控制下抓取、搬运钻孔后PCB板至往复除尘机构进行除尘处理。
所述钻孔清洗机构为超声波清洗机，其超声波电流频率为80％，所述钻孔清洗机构与所述往复式除尘机构通过自动传输单元连接，本实施例中，所述自动传输单元为传送带。
所述钻孔清洗机构与翻板冷却机构通过自动传输单元连接，所述自动传输单元为传送带。
所述孔位精度测试机构是一种利用钻孔程序与钻孔后PCB对比检测钻孔位置精度的仪器，其连接有测试上料机械手，所述测试上料机械手用于将经翻板冷却机构干燥冷却后PCB板抓取、搬运至孔位测试机构进行孔位精度检测。
所述孔位精度测试机构与自动收板机也由传送带连接，检测后的PCB板经传送带传输至自动收板机进行回收。
进一步地，还包括控制单元，所述控制单元为安装有控制程序的计算机，其与往复式除尘机构、钻孔清洗机构、翻板冷却机构、孔位精度测试机构、自动收板机电连接，以控制各机构启停和工作，同时所述控制单元还控制所述除尘上料机械手、测试上料机械手抓取、搬运板材或其它操作工具，所述机械手起到无缝衔接多个机构的作用。
本实施还提供一种利用所述PCB钻孔后往复式除尘装置除尘的方法，其包括如下步骤：
S1、控制单元控制除尘上料机械手将待清洁PCB板抓取、搬运至往复式除尘机构进行除尘处理。
S2、首先待清洁PCB板置于第一输送行辘1上，第一输送行辘1转动将PCB板向前输送，输送至风刀3处时，风刀3的吹风和吸尘作用对PCB板面及孔内的粉尘起到清洁作用，在风刀3工作的同时，所述第一输送行辘1将PCB板输送至第二输送行辘2处，驱动机构反向驱动第二输送行辘2将PCB板向后输送，再次经风刀清洁，然后输送至第一输送行辘1，根据需求重复上述步骤，多次对PCB板进行除尘清洁，以达到高效的除尘效果。
S3、将除尘处理后的PCB板材输送至钻孔清洗机构对板材表面尤其是对孔内进行整孔、清洁处理，具体包括超声浸洗、加压水洗和高压水洗三步，其中，超声清洗的时间为10min；加压水洗过程中水洗喷淋压力为2.5kg/cm2，水洗流量为20L/min；高压水洗过程中水流压力为15kg/cm2，水洗流量为25L/min。
S4、清洗后的PCB板被运输至翻板冷却机构进行风干冷却。
S5、控制单元控制测试上料机械手将冷却后的PCB板材搬运至孔位精度测试机构检测孔位精度。
S6、测试完成后的板材输送至自动收板机进行自动回收。
实施例3
本实施例提供一种PCB钻孔后往复式除尘装置，所述除尘装置用于自动清洁钻孔后PCB板材板面和孔内的粉尘、杂物，所述除尘装置包括顺次连接的往复式除尘机构、钻孔清洗机构、翻板冷却机构、孔位精度测试机构和自动收板机，所述往复式除尘机构连接有除尘上料机械手，所述孔位精度测试机构连接有测试上料机械手。
往复式除尘机构采用一种气流量大、高气压及快速吸尘的方式，可瞬间将钻孔后PCB板材表面及孔内的粉尘、杂物，具体地，如图1所示，所述往复式除尘机构包括用于运输钻孔后板材的第一输送行辘1和第二输送行辘2，所述第一输送行辘1的运行长度为750mm(入板端至出板端之间的距离)，所述第二输送行辘2的运行长度为790mm(入板端至出板端之间的距离)，所述第一输送行辘1与第二输送行辘2之间留有空隙，所述空隙的宽度为510mm，所述空隙内设置有用于吹风和吸尘的风刀3，所述风刀3的长度方向与所述第一输送行辘1、第二输送行辘2的输送方向垂直设置，所述第一输送行辘1、第二输送行辘2的运行方向可逆，可在驱动电机的驱动作用下向前、向后往复运行、输送板材。本实施例中，所述往复式除尘机构的长度为2050mm，宽度为1080mm，高度为1180mm，所述风刀3为2把，2把风刀3平行设置，每把风刀3的长度为780mm，风刀3的气体消耗量为3800L/min，所述风刀3的吸气量为4m3/min，所述往复式除尘机构可往复多次运送PCB板，多次对PCB板进行除尘，可根据需求，设定往复运送次数以达到良好的除尘效果。所述往复式除尘机构通过除尘上料机械手进行自动上料，除尘上料机械手在控制程序控制下抓取、搬运钻孔后PCB板至往复除尘机构进行除尘处理。
所述钻孔清洗机构为超声波清洗机，其超声波电流频率为75％，所述钻孔清洗机构与所述往复式除尘机构通过自动传输单元连接，本实施例中，所述自动传输单元为传送带。
所述钻孔清洗机构与翻板冷却机构通过自动传输单元连接，所述自动传输单元为传送带。
所述孔位精度测试机构是一种利用钻孔程序与钻孔后PCB对比检测钻孔位置精度的仪器，其连接有测试上料机械手，所述测试上料机械手用于将经翻板冷却机构干燥冷却后PCB板抓取、搬运至孔位测试机构进行孔位精度检测。
所述孔位精度测试机构与自动收板机也由传送带连接，检测后的PCB板经传送带传输至自动收板机进行回收。
进一步地，还包括控制单元，所述控制单元为安装有控制程序的计算机，其与往复式除尘机构、钻孔清洗机构、翻板冷却机构、孔位精度测试机构、自动收板机电连接，以控制各机构启停和工作，同时所述控制单元还控制所述除尘上料机械手、测试上料机械手抓取、搬运板材或其它操作工具，所述机械手起到无缝衔接多个机构的作用。
本实施还提供一种利用所述PCB钻孔后往复式除尘装置除尘的方法，其包括如下步骤：
S1、控制单元控制除尘上料机械手将待清洁PCB板抓取、搬运至往复式除尘机构进行除尘处理。
S2、首先待清洁PCB板置于第一输送行辘1上，第一输送行辘1转动将PCB板向前输送，输送至风刀3处时，风刀3的吹风和吸尘作用对PCB板面及孔内的粉尘起到清洁作用，在风刀3工作的同时，所述第一输送行辘1将PCB板输送至第二输送行辘2处，驱动机构反向驱动第二输送行辘2将PCB板向后输送，再次经风刀清洁，然后输送至第一输送行辘1，根据需求重复上述步骤，多次对PCB板进行除尘清洁，以达到高效的除尘效果。
S3、将除尘处理后的PCB板材输送至钻孔清洗机构对板材表面尤其是对孔内进行整孔、清洁处理，具体包括超声浸洗、加压水洗和高压水洗三步，其中，超声清洗的时间为9min；加压水洗过程中水洗喷淋压力为2.2kg/cm2，水洗流量为16L/min；高压水洗过程中水流压力为13kg/cm2，水洗流量为20L/min。
S4、清洗后的PCB板被运输至翻板冷却机构进行风干冷却。
S5、控制单元控制测试上料机械手将冷却后的PCB板材搬运至孔位精度测试机构检测孔位精度。
S6、测试完成后的板材输送至自动收板机进行自动回收。
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PCB钻孔后往复式除尘装置，其特征在于，包括顺次连接设置的往复式除尘机构、钻孔清洗机构、翻板冷却机构、孔位精度测试机构、自动收板机，所述往复式除尘机构连接有除尘上料机械手，所述孔位精度测试机构连接有测试上料机械手。
2.根据权利要求1所述的PCB钻孔后往复式除尘装置，其特征在于，所述往复式除尘机构包括用于输送板件的第一输送行辘和第二输送行辘，所述第一输送行辘与所述第二输送行辘之间设置有风刀，所述风刀的长度方向与所述第一输送行辘、第二输送行辘的输送方向垂直，所述第一输送行辘、第二输送行辘在驱动机构驱动下往复运行输送板材。
3.根据权利要求2所述的PCB钻孔后往复式除尘装置，其特征在于，所述风刀的气体消耗量为3500-4000L/min，所述风刀的吸气量为3-5m3/min。
4.根据权利要求3所述的PCB钻孔后往复式除尘装置，其特征在于，所述风刀为2把，两把风刀平行设置，间距为15mm，每把所述风刀的长度为780mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的PCB钻孔后往复式除尘装置，其特征在于，所述钻孔清洗机构为超声波清洗机，所述超声波清洗机超声波电流频率为70-80％。
6.根据权利要求5所述的PCB钻孔后往复式除尘装置，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元控制所述往复式除尘机构、钻孔清洗机构、翻板冷却机构、孔位精度测试机构、自动收板机启停以及除尘上料机械手、测试上料机械手抓取、搬运板材。
7.根据权利要求6所述的PCB钻孔后往复式除尘装置，其特征在于，所述往复除尘机构还具有板材检测单元，所述板材检测单元与所述控制单元连接，所述板材检测单元检测无板进入所述往复式除尘机构时，所述控制单元控制所述往复式除尘机构停止吹风、除尘。
8.根据权利要求7所述的PCB钻孔后往复式除尘装置，其特征在于，所述往复式除尘机构与钻孔清洗机构、所述钻孔清洗机构与翻板冷却机构、所述孔位精度测试机构与自动收板机之间通过自动输送单元连接。
9.一种利用如权利要求1-8任一项所述PCB钻孔后往复式除尘装置除尘的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、除尘上料机械手将待清洁板材抓取、搬运至往复式除尘机构进行除尘处理；
S2、所述往复式除尘机构通过吹风、吸尘将板材表面及孔内粉尘除去；
S3、经步骤S2除尘处理后的板材运输至钻孔清洗机构对孔内进行整孔、清洁；
S4、清洗后的板材运输至翻板冷却机构风干冷却；
S5、测试上料机械手将冷却后的板材搬运至孔位精度测试机构检测孔位精度；
S6、测试后的板材由自动收板机自动回收。
10.根据权利要求9所述的利用所述PCB钻孔后往复式除尘装置除尘的方法，其特征在于，所述步骤S3包括超声浸洗、加压水洗和高压水洗，所述超声的清洗时间为8-10min；加压水洗喷淋压力为2-2.5kg/cm2，水洗流量为10-20L/min；高压水洗压力为10-15kg/cm2，水洗流量为15-25L/min。
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