CN111367261A - 一种智能模块及基于该智能模块的多功能电机控制器生产工艺 - Google Patents

一种智能模块及基于该智能模块的多功能电机控制器生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能模块及基于该智能模块的多功能电机控制器生产工艺。该智能模块包括以下步骤：A、印刷锡膏；B、检测；C、贴片：D、焊接；E、光学检测；F、经过测试后入库。该多功能电机控制器生产工艺，包括以下步骤：A、对引脚整形后焊接，检查焊接情况，涂布散热胶以及结合胶，组装散热铝板并固化；B、安装、焊接智能模块并灌封保护胶后固化；C、对弹簧及碳刷进行组装；D、帽打环氧胶并组装帽和支架后固化帽和支架，最后对产品测试；E、测试完成后入库。优点是：大幅提升了生产效率和良品率，实现生产自动化、信息化、智能化，而且实现了工艺的一致性，有力保证了产品质量，并且保证生产工艺步骤集约化，信息化可以可追溯性。

Description

一种智能模块及基于该智能模块的多功能电机控制器生产 工艺
技术领域
本发明涉及一种智能控制器的生产工艺，具体地说是一种智能模块及基于该智能模块的多功能电机控制器生产工艺。
背景技术
汽车发电机控制器主要作为车用电源管理部件管理电源（发电机、蓄电池、外接充电口）及车辆用电系统（起动机、灯光、仪器仪表、音响等等），车用发电机控制器是由周边器件和主芯片（或单片机）组成，周边器件是一些功能器件，如执行、采样等，它们是电阻、传感器、桥式开关电路，以及辅助单片机或专用集成电路完成控制过程的器件；汽车电源控制器的设计品质、特性、所采用的微处理器的功能、功率开关器件电路及周边器件布局等，直接关系到整车的性能和运行状态，也影响控制器本身性能和效率；不同品质的控制器，用在同一辆车上，配用同一组相同充放电状态的电池，有时也会在续驶能力上显示出较大差别。
对于车用发电机控制器生产工艺来说，属于整车电力电子系统的核心器件，位于整车上环境最为恶劣的发动机舱室内，主要负责与整车进行通讯，其性能的好坏至关重要，以往的手动的工艺流程只能生产低端的单功能车用发电机控制器产品，而单功能车用发电机控制器实时通讯难度大、电源稳定管理算法单一、双发发电机并联输出不均衡是制约汽车电源系统发展的关键因素，单功能发电机控制器无法达到的和汽车的ECU实时的通讯，不断的将整车电力系统的状态信息反馈给整车，并解读整车ECU的指令，控制发发电机的工作在最佳状态，控制整车系统的用能消耗，保证车辆动力，提升驾乘的操控性和舒适度；另外，以往的手动工艺流程中焊接、贴片采用手动模式，检测、检验也是人工经验检测检查，人为因素影响要大，不可控因素太多，造成良品率很难达到95%以上，再者，传统的手动的生产工艺流程存在不合理之处，也制约了生产效率的提高，因此，如何对多功能、智能化车用发电机控制器进行生产是一个难以解决的技术难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够减少人为因素，提高产品良品率且全自动化、智能化程度高的智能模块及基于该智能模块的多功能电机控制器生产工艺。
为了解决上述技术问题，本发明的智能模块生产工艺，包括以下步骤：
A、印刷锡膏：锡膏经过搅拌机进行搅拌，然后通过锡膏粘度测试仪测试搅拌后的锡膏的粘度并将测试合格的锡膏在自动回温机保持锡膏温度，为贴片焊接做准备；
B、检测：采用影像检测仪链接到检测机检测来料和印刷情况，来料、印刷情况在影像检测仪上显示；
C、贴片：采用贴片机在智能模块上进行智能芯片安装；
D、焊接：采用回流焊把智能芯片焊接到智能模块上，
E、光学检测：采用影像仪链接光学检测机，影像仪显示检测机检测智能芯片位置和焊接3D效果情况；
F、对产品性能、外观指标经过测试后入库。
所述步骤D采用真空回流焊进行焊接，所述步骤E采用光学自动检测机进行检测。
所述步骤A之前在智能模块上进行激光打码。
所述步骤E和步骤F之间依次经过插件、波峰焊、分板工艺。
所述插件是采用插针自动化设备链接到ABB 四轴机器人，通过ABB 四轴机器人的每个轴控制插针自动化设备的四个插针板，同时完成十六个智能芯片或二极管、三极管电子元器件的插件；采用自动波峰焊对智能芯片或二极管、三极管进行焊接；通过采用自动分板机对智能模块进行分选。
所述步骤E和步骤F之间经过防电、防水、防磁喷涂作业并进行固化后采用分板机分选智能模块。
一种基于智能模块的多功能电机控制器生产工艺，包括以下步骤：
A、对引脚整形后焊接智能芯片和电子元器件，同时检查焊接智能芯片和电子元器件的情况，然后涂布散热胶以及结合胶并对对散热胶和结合胶涂布情况进行检验，最后组装散热铝板并对散热铝板、散热胶和结合胶进行固化作业；
B、安装并焊接智能模块、检查安装、焊接智能模块情况并对智能模块灌封保护胶后进行固化；
C、对弹簧及碳刷进行组装，并焊接电刷的引线后检查焊接电刷的引线情况；
D、帽打环氧胶并组装帽和支架后用环氧胶固化帽和支架，最后对产品进行测试；
E、测试完成后进行激光打码以及对产品进行外观检查后进行入库。
采用自动作业方式点焊焊接智能芯片和电子元器件并进行焊点检验、涂散热胶、涂结合胶、涂胶检验以及组装散热铝板。
采用自动作业方式安装智能模块并焊接、检验焊点及灌封保护胶并采用自动化作业点焊碳刷引线及检验焊点。
所述步骤B中是在同一台工位上完成，将八轴机器人安装在三共/六工位分割器上，八轴机器人装有十六个陶瓷焊接机械手移载机，每个机械手臂都安装一台陶瓷焊接设备，机械手臂抓取电子模块用陶瓷焊接方式焊接在流水线上的电子线路板上，初步制做出智能模块，装有成像仪的检测设备能够三维显示焊接效果，机器手臂再把智能模块放入保护壳内，灌入保护胶，温度40-50℃融化保护胶，风冷固化。
本发明的优点在于：
1、智能控制模块工艺流程的贴片工艺中，采用贴片设备自动贴片，改变以前手动贴片的人为效率低，良品率低的效果，自动贴片可以在高洁净度环境下，一次贴片16电子元器件，大幅提升了生产效率和良品率。
2、智能控制模块工艺流程的特有的自动插件工艺中，把智能芯片或二极管、三极管焊接产品上，根据智能芯片或二极管、三极管特征设计自动插件工艺进行插件，可以根据产品直接一次性完成全部芯片或二极管、三极管自动插件，改变了以前人工一个个电子元器件进行插件，而且产品出现问题不可追溯，改变了低效率、不可追溯生产技术难题，实现生产自动化、信息化、智能化。
3、车用发电机智能控制器产品工艺中，自动点焊IC及电子元器件并且自动点焊检测，完成一次全部焊接，一次全部检测完毕的效果，生产效率非常高。
4、工艺步骤中自动安装智能模块并焊接、自动检查安装、焊接智能模块情况、自动封装智能模块用的保护胶是形成组合工艺技术与传统上人工安装PCBA完毕以后，焊接灌胶，不同的人，不同的设备差异化很大，可以同时完成16组，而且实现了工艺的一致性。
5、采用全新的生产工艺加之自动化的生产流程，实现了生产的自动化、智能化、信息化，大幅提升了生产效率、保证了均一的生产因素，提高产品良品率达到99.98%以上，有力保证了产品质量，并且保证生产工艺步骤集约化，信息化可以可追溯性。
附图说明
图1为本发明智能模块生产工艺流程图；
图2为本发明基于智能模块的多功能电机控制器生产工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明的智能模块及基于该智能模块的多功能电机控制器生产工艺作进一步详细说明。
本实施例的智能模块生产工艺，采用如下三种工艺实现：
工艺一：
A、激光标识：在智能模块上进行激光打码；
B、印刷锡膏：其印刷采用自动印刷机进行，设备型号：MPM100，印刷之前锡膏经过搅拌机（型号FS-60）进行搅拌，然后通过锡膏粘度测试仪（型号PM-2A）测试搅拌后的锡膏的粘度并将测试合格的锡膏在自动回温机（型号FSHW-10）保持锡膏温度，然后进行锡膏锡膏为贴片焊接做准备；
C、自动检测：采用CCD影像检测仪（型号A3A04MG10）链接到自动检测机（SPI），设备型号为KY8030-3检测来料、打码和印刷情况，来料、印刷情况在CCD影像检测仪上显示；
D、自动贴片：采用自动贴片机（型号NPM-W2）在智能模块上进行智能芯片安装；
E、焊接：采用真空回流焊把芯片焊接到智能模块上；
F、光学自动检测：采用CCD影像仪链接设备光学自动检测机（AOI），光学自动检测机的型号为3D AOI，CCD影像仪能够显示自动检测机检测智能（IC）芯片位置和焊接3D效果情况；
G、在线测试（ICT）并入库：对产品性能、外观等指标经过测试后入库。
工艺二：
A、激光标识：在智能模块上进行激光打码，激光打码是为了跟踪产品信息实现信息化；
B、印刷锡膏：其印刷采用自动印刷机进行，设备型号：MPM100，印刷之前锡膏经过搅拌机（型号FS-60）进行搅拌，然后通过锡膏粘度测试仪（型号PM-2A）测试搅拌后的锡膏的粘度并将测试合格的锡膏在自动回温机（型号FSHW-10）保持锡膏温度，然后进行锡膏锡膏为贴片焊接做准备；
C、自动检测：采用CCD影像检测仪链接到自动检测机（SPI），设备型号KY8030-3检测来料、打码和印刷情况，来料、印刷情况在CCD影像检测仪上显示；
D、自动贴片：采用自动贴片机（型号NPM-W2）在智能模块上进行智能芯片安装；
E、焊接：采用真空回流焊把芯片焊接到智能模块上，
F、光学自动检测：采用CCD影像仪链接设备光学自动检测机（AOI），CCD影像仪能够显示自动检测机检测芯片位置和焊接3D效果情况；
D、自动贴片（NPM-W2）：采用自动贴片机进行智能芯片安装，自动贴片（NPM-W2）可以在高洁净度环境下，一次贴片16电子元器件，大幅提升生产效率和良品率；
G、自动插件：插件是采用插针设备链接到ABB 四轴机器人，根据芯片或二极管、三极管特征通过ABB 四轴机器人（型号M-710IC/70）的每个轴控制四个插针板，一共可以控制16个插件控制插针板，同时完成十六个智能芯片或二极管、三极管等电子元器件的插件，为智能模块焊接其他智能芯片或二极管、三极管做准备；
H、自动波峰焊：波峰焊将智能芯片或二极管、三极管等自动焊接在智能模块上；
I、自动分板：通过全自动在线自动分板机（型号GAM320AT）分板对智能模块进行分选；
J、在线测试（ICT）并入库：对产品性能、外观指标经过测试后入库。
工艺三：
A、激光标识：在智能模块上进行激光打码，激光打码是为了跟踪产品信息实现信息化；
B、印刷锡膏：锡膏经过搅拌机进行搅拌，然后通过锡膏粘度测试仪测试搅拌后的锡膏的粘度并将测试合格的锡膏在自动回温机保持锡膏温度，为贴片焊接做准备；
C、自动检测：采用CCD影像检测仪链接到专用设备自动检测机（SPI），设备型号KY8030-3检测来料、打码和印刷情况，来料、印刷情况在CCD影像检测仪上显示；
D、自动贴片：采用自动贴片机（型号NPM-W2）在智能模块上进行智能芯片安装；
E、焊接：采用真空回流焊把智能芯片焊接到智能模块上；
F、光学自动检测：采用CCD影像仪链接设备光学自动检测机（AOI），光学自动检测机（AOI）检测智能芯片位置和焊接情况，CCD影像仪能够显示自动检测机检测芯片位置和焊接3D效果情况；
G、三防喷涂：三防喷涂是进行防水、防磁喷涂作业；
H、固化：对喷涂材料进行固化；
I、自动分板：采用全自动在线自动分板机（型号GAM320AT）分选多功能模块；
J、在线测试（ICT）并入库：对产品性能、外观指标经过测试后入库。
本实施例的基于智能模块的多功能电机控制器生产工艺，包括以下步骤：
A、先对引脚进行整形为焊接智能芯片（IC）和电子元器件做准备，然后对引脚整形后采用自动作业方式焊接智能芯片（IC）和电子元器件，同时自动检查焊接IC和电子元器件的情况(焊点检验)，再然后自动涂布散热胶以及结合胶并对散热胶和结合胶涂布情况进行自动化检验(涂胶检验)，最后采用自动化作业组装散热铝板并对散热铝板散热胶和结合胶进行固化作业；
B、在同一台工位上采用自动作业安装并焊接实施例一工艺制造的智能模块（PCBA），自动检查安装、焊接智能模块（PCBA）情况（检验焊点）、采用自动作业方式对智能模块（PCBA）灌封保护胶形成封装结构后并固化封装智能模块（PCBA）用的保护胶。
C、对弹簧及碳刷与经过步骤B的智能模块进行组装，并采用自动化作业焊接（点焊）电刷的引线后自动检查焊接电刷的引线情况（检验焊点），
D、帽打环氧胶并组装帽和支架后用环氧胶固化帽和支架，最后对产品（多功能电机控制器）进行测试，其中帽打环氧胶是打环氧胶起到三防作用（防水、放电、防磁干扰）。
E、测试完成后进行激光打码以及对产品（多功能电机控制器）进行外观检查后进行入库。
其中，对于步骤B来说，在同一台工位完成采用自动作业，具体作业时，在雅马哈8轴机器人型号安装在三共/六工位分割器型号11AD-06277R-SR3VW1/X上，雅马哈8轴机器人装有十六个陶瓷焊接机械手移载机，每个机械手臂都安装一台陶瓷焊接设备，机械手臂抓取电子模块（二极管、三极管、芯片等）用陶瓷焊接方式焊接在流水线上的电子线路板（二极管、三极管和芯片的pcb板）上，初步制作出智能模块（PCBA），装有CCD成像仪的检测设备（型号3D AOI）可以三维显示焊接效果（自动检查安装），机械手臂再把智能模块（PCBA）放入保护壳内，灌入保护胶，控制温度40-50℃融化保护胶，风冷固化。
通过上述工艺制成的多功能电机控制器，各个器件制造精密，实现自激转速、熄灯转速、负载响应控制（LRC）时间及截止转速等多功能模块集成后，通过OTP配置参数满足200多种车型需求，满足智能控制芯片在宽温度范围与快速高低温冲击等恶劣工况下使用，提高车用发电机智能控制器可靠性以及稳定性，并且其全新的可靠的制造工艺，保证了均一的生产因素，在具有集成实时通讯、数据实时传输、自诊断控制策略，实现多模块集成控制芯片与汽车ECU双向实时通讯的基础上，达到发电机最佳工作状态智能控制，大幅提升生产效率，提高汽车动力系统节能减排效果。

Claims (10)

1.一种智能模块生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、印刷锡膏：印刷锡膏之前，锡膏经过搅拌机进行搅拌，然后通过锡膏粘度测试仪测试搅拌后的锡膏的粘度并将测试合格的锡膏在自动回温机保持锡膏温度；
B、检测：采用影像检测仪链接到自动检测机检测来料和印刷情况，来料、印刷情况在影像检测仪上显示；
C、贴片：采用自动贴片机在智能模块上进行智能芯片安装；
D、焊接：采用回流焊把智能芯片焊接到智能模块上；
E、光学检测：采用影像仪链接光学检测机，影像仪显示检测机检测智能芯片位置和焊接3D效果情况；
F、对产品性能、外观指标经过测试后入库。
2.按照权利要求1所述的智能模块生产工艺，其特征在于：所述步骤D中采用真空回流焊进行焊接，所述步骤E中采用光学自动检测机进行检测。
3.按照权利要求1或2所述的智能模块生产工艺，其特征在于：所述步骤A之前在智能模块上进行激光打码。
4.按照权利要求3所述的智能模块生产工艺，其特征在于：所述步骤E和步骤F之间依次经过插件、波峰焊、分板工艺。
5.按照权利要求4所述的智能模块生产工艺，其特征在于：所述插件是采用插针自动化设备链接到ABB 四轴机器人，通过ABB 四轴机器人的每个轴控制插针自动化设备的四个插针板，同时完成十六个智能芯片或二极管、三极管电子元器件的插件；采用自动波峰焊对智能芯片或二极管、三极管进行焊接；通过采用自动分板机对智能模块进行分选。
6.按照权利要求3所述的智能模块生产工艺，其特征在于：所述步骤E和步骤F之间经过防电、防水、防磁喷涂作业并进行固化后采用分板机分选智能模块。
7.一种基于智能模块的多功能电机控制器生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、对引脚整形后焊接智能芯片和电子元器件，同时检查焊接智能芯片和电子元器件的情况，然后涂布散热胶以及结合胶并对对散热胶和结合胶涂布情况进行检验，最后组装散热铝板并对散热铝板、散热胶和结合胶进行固化作业；
B、安装并焊接智能模块、检查安装、焊接智能模块情况并对智能模块灌封保护胶后进行固化；
C、对弹簧及碳刷进行组装，并焊接电刷的引线后检查焊接电刷的引线情况；
D、帽打环氧胶并组装帽和支架后用环氧胶固化帽和支架，最后对产品进行测试；
E、测试完成后进行激光打码以及对产品进行外观检查后进行入库。
8.按照权利要求7所述的基于智能模块的多功能电机控制器生产工艺，其特征在于：采用自动作业方式点焊焊接智能芯片和电子元器件并进行焊点检验、涂散热胶、涂结合胶、涂胶检验以及组装散热铝板。
9.按照权利要求7或8所述的基于智能模块的多功能电机控制器生产工艺，其特征在于：采用自动作业方式安装智能模块并焊接、检验焊点及灌封保护胶并采用自动化作业点焊碳刷引线及检验焊点。
10.按照权利要求9所述的基于智能模块的多功能电机控制器生产工艺，其特征在于：所述步骤B中的工艺是在同一台工位上完成，作业时，将八轴机器人安装在分割器上，八轴机器人装有十六个陶瓷焊接机械手移载机，每个机械手臂都安装一台陶瓷焊接设备，通过机械手臂的陶瓷焊接设备，初步制作出智能模块，装有成像仪的检测设备能够三维显示焊接效果，机械手臂再把智能模块放入保护壳内，灌入保护胶，温度40-50℃融化保护胶，风冷固化。
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