CN113021105A - 一种用于线路板预处理的研磨装置及其研磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及线路板生产领域，且公开了一种用于线路板预处理的研磨装置及其研磨方法，包括机座，所述机座上设有机台，所述机台上放置有线路板，所述机台的两端转动安装有传送辊，所述机座上安装有操作器，所述机台的上方设有旋转装置箱，所述旋转装置箱的顶部转动连接有上旋转电机，所述旋转装置箱的内部设置有自转驱动箱体。发明通过将传统的刷头分割栽植在刷杆上，摒弃传统整体式的刷头结构，使得刷头可以通过上旋转电机的驱动而实现传统的整体“自转”研磨功能，同时可以通过自转驱动永磁铁与刷头上方的自转驱动磁铁的驱动而促使刷头实现自转，从而使得刷头在整体式研磨过程又进行自转研磨，有效提高了研磨的效率。

Description

一种用于线路板预处理的研磨装置及其研磨方法

技术领域

本发明涉及线路板生产技术领域，具体为一种用于线路板预处理的研磨装置及其研磨方法。

背景技术

21世纪人类进入了高度信息化社会，在信息产业中，印刷线路板（PCB）是一个不可缺少的重要支柱产品。信息化促使电子工业领域掀起了技术革命和产业结构的变化，同时也给印刷线路板制造业到来了新的挑战。顺应技术革命的潮流，PCB产品也向着高密度、小型化和轻量化的方向发展。其中，高密度指的是提高PCB单位面积上的器件装载量和布线密度，采用的方法是线路精细化，微小孔径化和多层化，这就对线路板制造过程中的研磨工艺及技术提出了更高的要求。

在PCB板的生产过程中，经过切割工序后的PCB板边缘通常存在毛边、毛刺等不良问题，当需要后续加工时，要将这些毛边或毛刺打磨掉，需要使用磨板机器对板的侧缘进行加工磨边。现有技术中大多使用尼龙刷对线路板的表面进行研磨，但是由于尼龙刷一般是整体结构，使得其对线路板只具有整体研磨的作用，因此其研磨的效率很低；另外由于线路板上存在其他的组件，使得线路板的表面并非十分平整，而传统的研磨装置只具有整体调整研磨压力的功能，因此在线路板凸起的位置研磨压力相对较大，容易造成线路板损坏，而在线路板凹陷的位置研磨压力较小，研磨的效果降低，导致线路板的研磨十分不均匀；并且由于线路板上往往钻设有元件安装用的钻孔，尼龙刷以及研磨残渣往往会堵塞钻孔，虽然现有技术中存在用水冲洗钻孔而达到疏堵钻孔的目的，但是由于水流与线路板的摩擦力较低，对于线路板上的顽固残渣往往清除的不够彻底，导致研磨的质量达不到标准。

发明内容

针对背景技术中提出的现有线路板预处理的研磨装置在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种用于线路板预处理的研磨装置及其研磨方法，具备研磨效率高、研磨效果好以及能够防止研磨压力过大的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种用于线路板预处理的研磨装置及其研磨方法，包括机座，所述机座上设有机台，所述机台上放置有线路板，所述机台的两端转动安装有传送辊，所述机座上安装有操作器，所述机台的上方设有旋转装置箱，所述旋转装置箱的顶部转动连接有上旋转电机，所述旋转装置箱的内部设置有自转驱动箱体，所述自转驱动箱体转动连接在旋转装置箱的内壁上，所述自转驱动箱体的中部开设有旋转腔，所述旋转腔的内壁上设有自转驱动永磁铁，所述旋转装置箱的内壁上设有磨刷体结构，所述磨刷体结构的上下两端分别延伸至旋转腔的内部和旋转装置箱的外侧，所述自转驱动箱体内壁的顶部设有压力电磁线圈，所述机台上设置有压力传感器。

优选的，所述磨刷体结构包括旋转套，所述旋转套的内部滑动套接有刷杆，所述刷杆贯穿旋转装置箱的底面并延伸至旋转装置箱的下方，所述刷杆位于旋转装置箱下方的一端设有刷头，所述旋转套转动套接在旋转装置箱的内壁上，所述旋转套和刷杆平键连接，所述旋转套的顶部滑动套接有滑动内杆，所述滑动内杆贯穿旋转套的顶部，所述滑动内杆的上端固定连接有自转驱动磁铁，所述刷杆与滑动内杆之间固定连接有传动弹簧。

优选的，所述滑动内杆与旋转套平键连接且与旋转套和刷杆的键齿距相同，所述滑动内杆与刷杆之间固定连接有传动弹簧。

优选的，所述自转驱动永磁铁倾斜设置，所述自转驱动永磁铁绕自转驱动箱体的中心均匀分布，所述自转驱动永磁铁位于旋转腔的外周，相邻所述自转驱动永磁铁靠近自转驱动箱体中心的磁极相异。

优选的，所述压力电磁线圈位于旋转腔的中部且位于磨刷体结构的上方，所述自转驱动永磁铁的高度值与自转驱动磁铁的移动距离值相同。

优选的，所述机台上设有位于线路板下方的气囊刷，所述气囊刷的下端固定连接有硬质旋转板，所述硬质旋转板的中部转动连接有下驱动电机，所述气囊刷上连接有气泵的进气口。

优选的，一种用于线路板预处理的研磨装置的研磨方法，包括以下步骤：

S1：调整研磨压力：操作器给压力电磁线圈通入电流并使压力电磁线圈的产生的磁场与自转驱动磁铁相互排斥，自转驱动磁铁、滑动内杆、传动弹簧、刷杆和刷头均下移，刷头下压线路板，压力传感器测量压力值并传输给操作器，操作器根据压力传感器的压力值控制压力电磁线圈内的电流值；

S2:公转研磨：所述上旋转电机驱动所述旋转装置箱旋转，所述旋转装置箱带动所述磨刷体结构旋转，所述刷头摩擦所述线路板的表面；

S3：自转研磨：此步骤与S步骤同时进行，所述旋转装置箱与磨刷体结构相对所述自转驱动箱体旋转，所述自转驱动磁铁受到自转驱动永磁铁的磁力的作用绕自身中心轴旋转，并通过旋转套将旋转的扭矩传递至刷杆，所述刷杆带动刷头自转；

S4：气囊研磨：将线路板经过磨刷体结构研磨后的一面向下放置在机台上，气泵向气囊刷中充入气体，气囊刷膨胀并与线路板的表面相贴；下旋转电机启动并带动气泵旋转。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过将传统的刷头分割栽植在刷杆上，摒弃传统整体式的刷头结构，使得刷头可以通过上旋转电机的驱动而实现传统的整体“自转”研磨功能，同时可以通过自转驱动永磁铁与刷头上方的自转驱动磁铁的驱动而促使刷头实现自转，从而使得刷头在整体式研磨过程又进行自转研磨，有效提高了研磨的效率。

2、本发明通过在刷杆和滑动内杆之间设置的传动弹簧，利用传动弹簧自身的弹性力实现刷头对线路板的压力在一定范围内进行自动调整，从而避免刷头在线路板的凹凸位置压力过低过着过大的问题，提高了刷头对线路板研磨压力的均匀性，在保证研磨效果的作用下可防止线路板所受压力过大而损坏，达到保护线路板的目的。

3、本发明通过气囊刷对线路板的柔性研磨作用，可有效解决刷头刷齿之间间隙过大导致的残屑无法清除的问题，同时利用气流的流动性以及气囊刷与线路板之间的摩擦力，提高对线路板上钻孔内壁处的研磨、残屑清除以及疏孔的作用，防止残屑堵塞线路板上的钻孔，进一步提高了对线路板的研磨质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明磨刷体结构的结构示意图；

图3为本发明自转驱动箱体的仰视图；

图4为本发明旋转装置箱上刷杆的位置示意图。

图中：1、机座；2、机台；3、线路板；4、传送辊；5、操作器；6、旋转装置箱；7、自转驱动箱体；701、旋转腔；8、自转驱动永磁铁；9、磨刷体结构；901、刷头；902、刷杆；903、旋转套；904、传动弹簧；905、自转驱动磁铁；906、滑动内杆；10、压力电磁线圈；11、压力传感器；12、气囊刷；13、气泵；14、硬质旋转板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4种用于线路板预处理的研磨装置，包括机座1，机座1上设有机台2，机台2上放置有线路板3，机台2的两端转动安装有传送辊4，传送辊4用于传动线路板3，机座1上安装有操作器5，机台2的上方设有旋转装置箱6，旋转装置箱6的顶部转动连接有上旋转电机，旋转装置箱6的内部设置有自转驱动箱体7，自转驱动箱体7转动连接在旋转装置箱6的内壁上，自转驱动箱体7的中部开设有旋转腔701，旋转腔701的内壁上设有自转驱动永磁铁8，旋转装置箱6的上端在自转驱动永磁铁8的高度值范围内上下移动，旋转装置箱6的内壁上设有磨刷体结构9，上旋转电机带动旋转装置箱6旋转，继而带动磨刷体结构9旋转，实现对线路板3表面的研磨作用，磨刷体结构9的上下两端分别延伸至旋转腔701的内部和旋转装置箱6的外侧，旋转腔701为一个大的圆形空腔，旋转装置箱6不与旋转腔701的表面相接触，自转驱动箱体7内壁的顶部设有压力电磁线圈10，机台2上设置有压力传感器11。

磨刷体结构9包括旋转套903，旋转套903的内部滑动套接有刷杆902，刷杆902贯穿旋转装置箱6的底面并延伸至旋转装置箱6的下方，刷杆902位于旋转装置箱6下方的一端设有刷头901，旋转套903转动套接在旋转装置箱6的内壁上，旋转套903和刷杆902平键连接，当旋转套903旋转时，可带动刷杆902旋转，且刷杆902可在旋转套903的内部自由上下移动，旋转套903的顶部滑动套接有滑动内杆906，滑动内杆906贯穿旋转套903的顶部，滑动内杆906的上端固定连接有自转驱动磁铁905，当给压力电磁线圈10通入电流并使得压力电磁线圈10的感应磁场的方向与操作器5磁场的方向相反时，操作器5在磁场排斥力的作用下向下移动，继而促使刷头901挤压线路板3，达到设定的研磨压力的目的，刷杆902与滑动内杆906之间固定连接有传动弹簧904，传动弹簧904起到传递压力电磁线圈10对自转驱动磁铁905的挤压力至刷头901上，同时在研磨的过程中，当刷头901遇到线路板3表面凸起或者凹陷的部位，即可通过传动弹簧904自身的弹性力达到微小的调整，避免在线路板3的凹陷部位刷头901对线路板3的研磨压力不足，在线路板3的凸起部位刷头901对线路板3的研磨压力过大的问题，从而达到提高研磨效果以及保护线路板3的作用。

滑动内杆906与旋转套903平键连接且与旋转套903和刷杆902的键齿距相同，滑动内杆906与刷杆902之间固定连接有传动弹簧904，即保证滑动内杆906能够将旋转的扭矩通过平键传递至旋转套903，再由刷杆902和旋转套903之间的平键传递至刷杆902上，保证刷头901的自转功能，同时刷杆902又能接收到滑动内杆906通过传动弹簧904传递的向下的压力，保证刷头901对线路板3的研磨压力，本申请中刷头901的压力调整与其研磨是两个互相不影响的过程。

由于自转驱动箱体7与旋转装置箱6转动连接，且自转驱动箱体7具有一定的重量，使得自转驱动箱体7能够克服与旋转装置箱6之间的摩擦力，当旋转装置箱6带动磨刷体结构9绕旋转装置箱6的中心轴转动的同时，自转驱动磁铁905不断经过均匀分布的压力电磁线圈10，压力电磁线圈10的磁场力的作用下，使得自转驱动磁铁905受到磁场力而旋转，从而使得刷头901达到自转的效果，刷头901在公转的同时自转，显著提高对线路板3的研磨效率，且该自转驱动的力采用自转驱动永磁铁8和自转驱动磁铁905之间的电磁力，不额外使用电力等能源，降低了电能的消耗，自转驱动永磁铁8倾斜设置，自转驱动永磁铁8绕自转驱动箱体7的中心均匀分布，自转驱动永磁铁8位于旋转腔701的外周，相邻自转驱动永磁铁8靠近自转驱动箱体7中心的磁极相异，当自转驱动磁铁905旋转经过自转驱动永磁铁8时，受到相近自转驱动永磁铁8的排斥以及相邻自转驱动永磁铁8的吸引，提高自转驱动磁铁905的扭矩，有利于促使自转驱动磁铁905旋转。

压力电磁线圈10位于旋转腔701的中部且位于磨刷体结构9的上方，自转驱动永磁铁8位于压力电磁线圈10的侧面，由于压力电磁线圈10的正下方为磁场较大的区域，因此将自转驱动永磁铁8设置在压力电磁线圈10的侧面，可降低压力电磁线圈10磁场对自转驱动永磁铁8的影响，从而延长自转驱动永磁铁8消磁所需的时间，达到延长自转驱动永磁铁8使用寿命的目的，自转驱动永磁铁8的高度值与自转驱动磁铁905的移动距离值相同，即该自转驱动永磁铁8采用厚度较大的圆柱形磁铁或者条形磁铁均可，保证自转驱动磁铁905处于自转驱动永磁铁8磁场线密度较大的区域，从而使得自转驱动磁铁905受到较大的磁场力的作用。

机台2上设有位于线路板3下方的气囊刷12，气囊刷12的下端固定连接有硬质旋转板14，硬质旋转板14的中部转动连接有下驱动电机，气囊刷12上连接有气泵13的进气口，当给气囊刷12充入气体时，由于气体的流动性较强，在线路板3的钻孔部位，气流会带动气囊刷12移动进钻孔力，从而对钻孔内通过刷头901无法清除的残屑进行清除，且气囊刷12为一个整体，进入钻孔内不会像刷头901一样折断，从而对钻孔起到疏通的作用，且配合硬质旋转板14带动气囊刷12的旋转，使得线路板3的表面进一步被柔和地再次进行研磨。

一种线路板预处理的研磨装置的研磨方法，包括以下步骤：

S1：调整研磨压力：操作器5给压力电磁线圈10通入电流并使压力电磁线圈10的产生的磁场与自转驱动磁铁905相互排斥，自转驱动磁铁905、滑动内杆906、传动弹簧904、刷杆902和刷头901均下移，刷头901下压线路板3，压力传感器11测量压力值并传输给操作器5，操作器5根据压力传感器11的压力值控制压力电磁线圈10内的电流值；

S2:公转研磨：上旋转电机驱动旋转装置箱6旋转，旋转装置箱6带动磨刷体结构9旋转，刷头901摩擦线路板3的表面；

S3：自转研磨：此步骤与S2步骤同时进行，旋转装置箱6与磨刷体结构9相对自转驱动箱体7旋转，自转驱动磁铁905受到自转驱动永磁铁8的磁力的作用绕自身中心轴旋转，并通过旋转套903将旋转的扭矩传递至刷杆902，刷杆902带动刷头901自转；

S4：气囊研磨：将线路板3经过磨刷体结构9研磨后的一面向下放置在机台2上，气泵13向气囊刷12中充入气体，气囊刷12膨胀并与线路板3的表面相贴；下旋转电机启动并带动气泵13旋转。

在本申请中，刷头901与刷杆902的粘合可通过以下方式：在一块板上钻上孔，并在孔中套接刷杆902，本申请中可参考旋转装置箱6的底面，使得刷杆902与旋转装置箱6的底面相齐平，然后进行正常的刷头901的“种植”，并且，由于旋转装置箱6是旋转的，因此只需要保证在旋转装置箱6的径向不出现刷头901空隙即可保证旋转装置箱6的旋转过程中，线路板3的表面均能够被研磨到，具体可参考附图3所示。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于线路板预处理的研磨装置，包括机座（1），其特征在于：所述机座（1）上设有机台（2），所述机台（2）上放置有线路板（3），所述机台（2）的两端转动安装有传送辊（4），所述机座（1）上安装有操作器（5），所述机台（2）的上方设有旋转装置箱（6），所述旋转装置箱（6）的顶部转动连接有上旋转电机，所述旋转装置箱（6）的内部设置有自转驱动箱体（7），所述自转驱动箱体（7）转动连接在旋转装置箱（6）的内壁上，所述自转驱动箱体（7）的中部开设有旋转腔（701），所述旋转腔（701）的内壁上设有自转驱动永磁铁（8），所述旋转装置箱（6）的内壁上设有磨刷体结构（9），所述磨刷体结构（9）的上下两端分别延伸至旋转腔（701）的内部和旋转装置箱（6）的外侧，所述自转驱动箱体（7）内壁的顶部设有压力电磁线圈（10），所述机台（2）上设置有压力传感器（11）。

2.根据权利要求1所述的一种用于线路板预处理的研磨装置，其特征在于：所述磨刷体结构（9）包括旋转套（903），所述旋转套（903）的内部滑动套接有刷杆（902），所述刷杆（902）贯穿旋转装置箱（6）的底面并延伸至旋转装置箱（6）的下方，所述刷杆（902）位于旋转装置箱（6）下方的一端设有刷头（901），所述旋转套（903）转动套接在旋转装置箱（6）的内壁上，所述旋转套（903）和刷杆（902）平键连接，所述旋转套（903）的顶部滑动套接有滑动内杆（906），所述滑动内杆（906）贯穿旋转套（903）的顶部，所述滑动内杆（906）的上端固定连接有自转驱动磁铁（905），所述刷杆（902）与滑动内杆（906）之间固定连接有传动弹簧（904）。

3.根据权利要求2所述的一种用于线路板预处理的研磨装置，其特征在于：所述滑动内杆（906）与旋转套（903）平键连接且与旋转套（903）和刷杆（902）的键齿距相同，所述滑动内杆（906）与刷杆（902）之间固定连接有传动弹簧（904）。

4.根据权利要求1所述的一种用于线路板预处理的研磨装置，其特征在于：所述自转驱动永磁铁（8）倾斜设置，所述自转驱动永磁铁（8）绕自转驱动箱体（7）的中心均匀分布，所述自转驱动永磁铁（8）位于旋转腔（701）的外周，相邻所述自转驱动永磁铁（8）靠近自转驱动箱体（7）中心的磁极相异。

5.根据权利要求2所述的一种用于线路板预处理的研磨装置，其特征在于：所述压力电磁线圈（10）位于旋转腔（701）的中部且位于磨刷体结构（9）的上方，所述自转驱动永磁铁（8）的高度值与自转驱动磁铁（905）的移动距离值相同。

6.根据权利要求1所述的一种用于线路板预处理的研磨装置，其特征在于：所述机台（2）上设有位于线路板（3）下方的气囊刷（12），所述气囊刷（12）的下端固定连接有硬质旋转板（14），所述硬质旋转板（14）的中部转动连接有下驱动电机，所述气囊刷（12）上连接有气泵（13）的进气口。

7.一种用于线路板预处理的研磨装置的研磨方法，包括以下步骤：

S1：调整研磨压力：操作器（5）给压力电磁线圈（10）通入电流并使压力电磁线圈（10）的产生的磁场与自转驱动磁铁（905）相互排斥，自转驱动磁铁（905）、滑动内杆（906）、传动弹簧（904）、刷杆（902）和刷头（901）均下移，刷头（901）下压线路板（3），压力传感器（11）测量压力值并传输给操作器（5），操作器（5）根据压力传感器（11）的压力值控制压力电磁线圈（10）内的电流值；

S2:公转研磨：所述上旋转电机驱动所述旋转装置箱（6）旋转，所述旋转装置箱（6）带动所述磨刷体结构（9）旋转，所述刷头（901）摩擦所述线路板（3）的表面；

S3：自转研磨：此步骤与S2步骤同时进行，所述旋转装置箱（6）与磨刷体结构（9）相对所述自转驱动箱体（7）旋转，所述自转驱动磁铁（905）受到自转驱动永磁铁（8）的磁力的作用绕自身中心轴旋转，并通过旋转套（903）将旋转的扭矩传递至刷杆（902），所述刷杆（902）带动刷头（901）自转；

S4：气囊研磨：将线路板（3）经过磨刷体结构（9）研磨后的一面向下放置在机台（2）上，气泵（13）向气囊刷（12）中充入气体，气囊刷（12）膨胀并与线路板（3）的表面相贴；下旋转电机启动并带动气泵（13）旋转。

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