CN113199109A - 一种电子移动压焊机 - Google Patents

Abstract

一种电子移动压焊机，包括压焊机，所述压焊机包括锡炉平台以及用于将电子元器件定位并焊接在电路板上的定位装置，锡炉平台与定位装置之间设置有用于输送插装有电子元器件的电路板的导轨，电路板通过载板平台设置在导轨上，锡炉平台与机架相接，机架上分别设置有用于驱动定位装置运动的第一驱动机构和用于驱动载板平台运动的第二驱动机构，定位装置通过第一驱动机构与机架相接。所述第一驱动机构包括与机架相接的第一Z轴，定位装置通过第一Z轴与机架相接；锡炉以及焊锡喷嘴通过位于其下面的第二Z轴设置在锡炉平台上。本发明具有焊接质量好的特点。

Description

一种电子移动压焊机

技术领域

本发明涉及一种电子移动压焊机。

背景技术

中国专利文献号CN202780187U于2013年03月13日公开了一种悬空焊机，包括有机架，机架装设有水平横向布置的基座，基座的上方装设有可水平横向移动的活动夹持组件，活动夹持组件包括有活动安装座，活动安装座设置有第一容置腔，第一容置腔内可相对转动地嵌装有第一夹持机构，基座于活动安装座的左端侧装设有第一气缸，第一气缸的活塞杆的外延端部与活动安装座的左端部连接；基座于活动夹持组件的右端侧装设有固定夹持组件，固定夹持组件包括有固定安装座，固定安装座设置有第二容置腔，第二容置腔内可相对转动克服现有技术中的不足之处。这种焊机的稳定性较低，机架之间的连接强度较弱，因此有待改进。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种焊接质量好的电子移动压焊机，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种电子移动压焊机，包括压焊机，其结构特征是所述压焊机包括锡炉平台以及用于将电子元器件定位并焊接在电路板上的定位装置，锡炉平台与定位装置之间设置有用于输送插装有电子元器件的电路板的导轨，用于承载电路板并进行压焊的载板平台与导轨相接，锡炉平台与机架相接，机架上分别设置有用于驱动定位装置运动的第一驱动机构和用于驱动载板平台运动的第二驱动机构，定位装置通过第一驱动机构与机架相接。

进一步，所述第一驱动机构包括与机架相接的第一Z轴，定位装置通过第一Z轴与机架相接；锡炉以及焊锡喷嘴通过位于其下面的第二Z轴设置在锡炉平台上。

进一步，所述第一驱动机构还包括与机架相接的第一Y轴，第一Z轴设置在第一Y轴上且相对于第一Y轴直线来回运动。

进一步，所述第一驱动机构还包括与机架相接的第一X轴，第一Y轴设置在第一X轴上且相对于第一X轴直线来回运动；其中，第一Y轴位于第一X轴的上方且压接在第一X轴上，或者，第一Y轴位于第一X轴的下方且勾挂在第一X轴上。

进一步，所述定位装置为用于压住电子元器件的风压机构，该风压机构与机架相接。

进一步，所述机架为龙门架，所述龙门架的下部与锡炉平台相接，龙门架的上部位于焊锡喷嘴的上方，风压机构通过第一驱动机构与龙门架的上部相接，第二驱动机构设置在龙门架的中下部，第二驱动机构为二轴驱动机构。

进一步，所述第一驱动机构包括与机架相接的第一Z轴，风压机构通过第一Z轴与机架相接。

进一步，所述机架为龙门架，所述龙门架的下部与锡炉平台相接，龙门架的上部位于焊锡喷嘴的上方，定位装置通过第一驱动机构与龙门架的上部相接，第二驱动机构设置在龙门架的中下部；所述定位装置为用于夹持电子元器件的夹爪、用于吸附电子元器件的吸嘴或用于压接电子元器件的弹性压杆，第二驱动机构为二轴驱动机构。

进一步，所述电子移动压焊机还包括设置在龙门架上或夹爪、吸嘴的旁边的用于检测夹爪或吸嘴所处高度的红外线检测装置，该红外线检测装置通过中控器与第一驱动机构电连接；或者，还包括用于控制夹爪或吸嘴所处高度的中控器，该中控器与第一驱动机构电连接。

进一步，所述定位装置为用于夹持电子元器件的夹爪、用于吸附电子元器件的吸嘴或用于压接电子元器件的弹性压杆。

本发明中的锡炉运动平台上设置有锡炉以及焊锡喷嘴，在进行焊接工作时是采用选择焊，对于电路板上的每一个焊点的焊接参数都可以度身定制，通过工艺调整空间把每个焊点的焊接参数，包括助焊剂的喷涂量、焊接时间、焊接波峰高度等都调至最佳，从而将产品的焊接缺陷率降低至零。

本发明中的压焊机包括锡炉平台以及用于将电子元器件定位并焊接在电路板上的定位装置，锡炉平台与定位装置之间设置有用于输送插装有电子元器件的电路板的导轨，用于承载电路板并进行压焊的载板平台与导轨相接，锡炉平台与机架相接，机架上分别设置有用于驱动定位装置运动的第一驱动机构和用于驱动载板平台运动的第二驱动机构，定位装置通过第一驱动机构与机架相接；本发明工作时，锡炉中的焊料会从焊锡喷嘴中不断涌出，形成一个稳定的动态锡波；位于锡炉运动平台上的氮气保护结构可以有效防止由于锡渣产生而堵塞焊接喷嘴；而定位装置和锡炉运动平台以及龙门架、第一驱动机构、第二驱动机构保证了精确移动以实现逐点焊接。

由于选择焊只是针对所需要焊接的点进行助焊剂的选择性喷涂，电路板的清洁度因此大大提高，同时离子污染量大大降低。助焊剂中的NA+离子和CL-离子如果残留在电路板上，时间一长会与空气中的水分子结合形成盐从而腐蚀电路板和焊点，最终造成焊点开路。因此，传统的生产方式往往需要对焊接完的电路板进行清洗，而选择焊则从根本上解决了这一问题。

选择焊是采用选择性助焊剂喷涂系统，即助焊剂的焊锡喷嘴根据事先编制好的程序指令运行到指定位置后，仅对电路板上需要焊接的区域进行助焊剂喷涂，可进行点喷和线喷，不同区域的喷涂量可根据程序进行调节。由于是选择性喷涂，不仅助焊剂用量比波峰焊有很大的节省，同时也避免了对电路板上非焊接区域的污染。

焊接中的升温和降温过程都会给电路板带来热冲击，其强度在无铅焊接中尤为突出。无铅波峰焊的波峰温度一般为260℃左右，比有铅波峰焊高10～15℃。在焊接时，整块电路板的温度经历了从室温到260℃，再冷却到室温的过程，这一升一降的两个温度变化过程所带来的热冲击会使电路板上不同材质的物体因为热胀冷缩系数不同而形成剪切应力，比如说BGA器件，在承受热冲击时便会在焊球的顶部与底部形成剪切应力，当这个剪切应力大到一定程度时便会使BGA形成分层和微裂缝。这样的缺陷很难检测(即使借助X光机和AOI)，而且焊点在物理连接上仍然导通(也无法通过功能测试检测)，但是当产品在实际使用中该焊点受到震动等外来因素影响时，很容易形成开路。选择焊只是针对特定点的焊接，无论是在点焊和拖焊时都不会对整块电路板造成热冲击，因此也不会在BGA等表面贴装器件上形成明显的剪切应力，从而避免了热冲击所带来的各类缺陷。

本发明由于采用了定位装置直接将电子元器件定位在电路板上，故省略了大量的焊接定位用的治具，并随之消除了装卸这些治具的中间环节，从而极大的提高了工作效率，以及降低了本产品的占地面积。

本发明中的定位装置为风压机构、弹性压杆、夹爪或吸嘴，当其为夹爪或吸嘴时，既可以将电子元器件直接压接定位在电路板表面，也可以将电子元器件悬设定位在电路板上方一定距离的高度，后者可以减少在电子元器件的管脚上安装间隔柱或撑架的中间环节，从而极大的提高了工作效率。

综上所述，本发明具有工作效率高、焊接质量好且稳定的特点。

附图说明

图1为本发明第一实施例的局部剖切结构示意图。

图2为本发明第二实施例的局部剖切结构示意图。

图3为本发明第三实施例的局部剖切结构示意图。

图4为本发明第四实施例的局部剖切结构示意图。

图5为本发明第五实施例的局部剖切结构示意图。

图6为本发明第六实施例的局部剖切结构示意图。

图7为本发明第七实施例的局部剖切结构示意图。

图8为本发明中的载板平台在移动前的俯视局部剖切结构示意图。

图9为本发明中的载板平台在移动后的俯视局部剖切结构示意图。

图中：1为锡炉平台，1.1为第二Z轴，2为锡炉以及焊锡喷嘴，3为龙门架，4为夹爪，5为电路板，6为第一驱动机构，6.1为第一X轴，6.2为第一Y轴，6.3为第一Z轴，6.4为导轨，7为风压机构，8为弹性压杆，9为载板平台，10为第二驱动机构，10.1为第三X轴，10.2为第三Y轴，11为吸嘴，12为电子元器件。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

第一实施例

参见图1，本电子移动压焊机，包括压焊机，所述压焊机包括锡炉平台1以及用于将电子元器件12定位并焊接在电路板5上的定位装置，锡炉平台1与定位装置之间设置有用于输送插装有电子元器件12的电路板5的导轨6.4，用于承载电路板5并进行压焊的载板平台9与导轨6.4相接，锡炉平台1与机架相接，机架上分别设置有用于驱动定位装置运动的第一驱动机构6和用于驱动载板平台9运动的第二驱动机构10，定位装置通过第一驱动机构6与机架相接。

在本实施例中，将电子元器件插装在电路板上或将电子元器件定位并焊接在电路板上时，对于电子元器件的管脚是一定要插入电路板上的插孔中的。

所述第一驱动机构6包括与机架相接的第一Z轴6.3，定位装置通过第一Z轴6.3与机架相接；第二驱动机构10包括与机架相接的第二Z轴1.1，锡炉以及焊锡喷嘴2通过位于其下面的第二Z轴1.1设置在锡炉平台1上。

所述第一驱动机构6还包括与机架相接的第一Y轴6.2，第一Z轴6.3设置在第一Y轴6.2上且相对于第一Y轴6.2直线来回运动。

所述第一驱动机构6还包括与机架相接的第一X轴6.1，第一Y轴6.2设置在第一X轴6.1上且相对于第一X轴6.1直线来回运动；其中，第一Y轴6.2位于第一X轴6.1的上方且压接在第一X轴6.1上，或者，第一Y轴6.2位于第一X轴6.1的下方且勾挂在第一X轴6.1上。

所述定位装置为用于夹持电子元器件12的夹爪4、用于吸附电子元器件12的吸嘴11或用于压接电子元器件12的弹性压杆8。

第二驱动机构10为二轴驱动机构。

在本实施例中，第一Y轴6.2既可以位于第一X轴6.1的下方且通过挂接在第一X轴6.1上实现第一Y轴6.2与第一X轴6.1滑动相接，如图中所示，也可以将第一Y轴6.2设置在轨道第一X轴6.1的上方，此时，第一Y轴6.2滑动的压接在第一X轴6.1上。

当所述机架为龙门架3时，所述龙门架3的下部与锡炉平台1相接，龙门架3的上部位于焊锡喷嘴2的上方，定位装置通过第一驱动机构6与龙门架3的上部相接，第二驱动机构10设置在龙门架3的中下部。

当机架为龙门架时，所述电子移动压焊机还包括设置在龙门架3上或夹爪4、吸嘴11的旁边的用于检测夹爪4或吸嘴11所处高度的红外线检测装置，该红外线检测装置通过中控器与第一驱动机构6电连接；或者，还包括用于控制夹爪4或吸嘴11所处高度的中控器，该中控器与第一驱动机构6电连接。

在本实施例中，所述定位装置为用于夹持电子元器件12的夹爪4。

参见图8-图9，焊接时，首先，插装有电子元器件12的电路板5随着导轨6.4进入载板平台9所在位置，见图7-图8，然后，通过用于驱动载板平台9运动的第二驱动机构10将载板平台9以及插装有电子元器件12的电路板5沿横向的双向箭头朝左运动到焊接位置，也就是说，载板平台9以及插装有电子元器件12的电路板5沿图中横向的双向箭头朝左移动至锡炉运动平台1的上方，见图9，锡炉的电磁泵启动焊锡喷嘴2喷出锡柱,接下来，通过用于驱动锡炉运动平台1的驱动机构和用于驱动载板平台9的第二驱动机构10的共同作用，使得电子元器件12的管脚焊接位置与焊锡喷嘴2的焊接位置位于同一垂直线，锡炉以及焊锡喷嘴2靠近电路板5，见图9。此时，第二驱动机构10包括相接的第三X轴10.1和第三Y轴10.2。其中，第三Y轴10.2可以沿图中的竖向的双向箭头相对于第三X轴10.1上下来回运动。接下来，通过第一Z轴6.3、第一Y轴6.2以及第一X轴6.1移动夹爪4抓取电子元器件12并将其悬空定位在电路板5上的设定高度，此时，夹爪4抓取电子元器件12的夹持位置或夹持位置的中心位与即将焊接的管脚焊接位置位于同一垂直线。

随后，锡炉以及焊锡喷嘴2通过第二Z轴1.1上升并靠近电路板5，从而将管脚与电路板5焊接为一体，最后，锡炉以及焊锡喷嘴2通过第二Z轴1.1下降，夹爪4松开，焊接完毕。

当压焊完成后，载板平台9及焊接有电子元器件的电路板5沿横向的双向箭头朝右移动至导轨6.4所在位置，此时，焊接有电子元器件的电路板5重新进入导轨6.4并顺着单向箭头朝上运动，而载板平台9则停留在原地，等待下一个插装有电子元器件12的电路板5的到来。

当电子元器件12的形状比较简单或比较规则时，仅仅依靠第一Z轴6.3，或者，第一X轴6.1和第一Y轴6.2，也可以实现焊接的目的。

更具体的，所述第二驱动机构10还包括与龙门架3相接的第二Y轴以及第二X轴，载板平台9设置在第二Y轴上。载板平台9通过第二Y轴、第二X轴将插装有电子元器件12的电路板5精确移动到所需位置，从而提高了焊接效率。

当采用深圳市劲拓自动化设备股份公司设计的零缺陷焊接检测制造系统时，其整个系统的总长度为34米左右。深圳市劲拓自动化设备股份公司作为一家上市公司，其股票代码为300400，其提出的技术方案在一定程度上代表了行业的某些发展方向；至于该整个系统的具体设计方案为：1)选择焊采用：一体式选择焊，双缸3模组6缸/电磁泵一台；2)插件机采用：JTV-N600二台/每个机种以插件5颗电子元器件为计算基础；3)线体长度：31M，线体宽度：3.5M，含供料器，单线占地面积：109平方米；4)轨道高度：锡炉前作业高度900±20mm，锡炉后作业高度750±20mm；5)生产节拍：45秒/整板；6)电力：220V/单相/3线，380V/三相/5线，启动功率：35KW/一条线；7)气压：8KGS/cm²。然而，当本发明采用上述的技术方案后，可以缩减整个生产线的长度，能够从原来的34米左右，缩减到10米左右，既减小了对占地面积的需求，还降低了设备的投资。

第二实施例

参见图2，在本实施例中，通过第一驱动机构中的第一Z轴6.3、第一Y轴6.2移动夹爪4抓取电子元器件12并将其悬空定位在电路板5上。更具体的，夹爪4也可以将电子元器件12压接定位在电路板5上。

其余未述部分见第一实施例，不再赘述。

第三实施例

参见图3，在本实施例中，通过第一驱动机构中的第一Z轴6.3、第一Y轴6.2以及第一X轴6.1移动夹爪4抓取电子元器件12并将其悬空定位在电路板上。更具体的，夹爪4也可以将电子元器件12压接定位在电路板5上。

其余未述部分见第一实施例，不再赘述。

第四实施例

参见图4，在本实施例中，所述定位装置为用于吸附电子元器件12的吸嘴11。该吸嘴11直接吸附并将电子元器件12压接定位。更具体的，吸嘴11可以将电子元器件12悬空定位在电路板5上。

其余未述部分见第一实施例，不再赘述。

第五实施例

参见图5，在本实施例中，所述定位装置为用于压接电子元器件12的弹性压杆8，该弹性压杆8通过螺杆或气缸与第一Z轴6.3相接。弹性压杆8将电子元器件12压接定位在电路板5上。

其余未述部分见第一实施例，不再赘述。

第六实施例

参见图6，在本实施例中，所述定位装置为用于压住电子元器件12的风压机构7，该风压机构7与机架相接。

所述机架为龙门架3，所述龙门架3的下部与锡炉平台1相接，龙门架3的上部位于焊锡喷嘴2的上方，风压机构7通过第一驱动机构6与龙门架3的上部相接，第二驱动机构10设置在龙门架3的中下部。

所述第一驱动机构6包括与机架相接的第一Z轴6.3，风压机构7通过第一Z轴6.3与机架相接。

当需要调节风压机构7的出风高度或出风风压时，可以增加上下高度的第一Z轴6.3。此时，风压机构7通过第一Z轴6.3相对于锡炉运动平台1上下来回运动。

也可以将风压机构7固定设置在龙门架3的上部。

焊接时，风压机构7吹出气流并在电子元器件12表面形成风压，致使电子元器件12紧密压接在电路板5的表面。

焊接完毕时，通过中控器关闭风压机构7即可。

其余未述部分见第一实施例，不再赘述。

第七实施例

参见图7，在本实施例中，所述机架为外壳，定位装置通过第一驱动机构6设置在外壳的内顶部，第二驱动机构10设置在外壳的内中上部，锡炉平台1设置在外壳的内底部。通过将机件设置在外壳中，不仅能够更好的保护机件，防止机件被外物撞干扰，而且搬运更方便，体积更小，从而降低了压焊机的搬运成本。用户可以根据需要选择龙门架、外壳或龙门架与外壳的结合从而进行机件的支撑以及连接。

其余未述部分见第一实施例，不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种电子移动压焊机，包括压焊机，其特征是所述压焊机包括锡炉平台(1)以及用于将电子元器件(12)定位并焊接在电路板(5)上的定位装置，锡炉平台(1)与定位装置之间设置有用于输送插装有电子元器件(12)的电路板(5)的导轨(6.4)，用于承载电路板(5)并进行压焊的载板平台(9)与导轨(6.4)相接，锡炉平台(1)与机架相接，机架上分别设置有用于驱动定位装置运动的第一驱动机构(6)和用于驱动载板平台(9)运动的第二驱动机构(10)，定位装置通过第一驱动机构(6)与机架相接。

2.根据权利要求1所述的电子移动压焊机，其特征是所述第一驱动机构(6)包括与机架相接的第一Z轴(6.3)，定位装置通过第一Z轴(6.3)与机架相接；锡炉以及焊锡喷嘴(2)通过位于其下面的第二Z轴(1.1)设置在锡炉平台(1)上。

3.根据权利要求2所述的电子移动压焊机，其特征是所述第一驱动机构(6)还包括与机架相接的第一Y轴(6.2)，第一Z轴(6.3)设置在第一Y轴(6.2)上且相对于第一Y轴(6.2)直线来回运动。

4.根据权利要求3所述的电子移动压焊机，其特征是所述第一驱动机构(6)还包括与机架相接的第一X轴(6.1)，第一Y轴(6.2)设置在第一X轴(6.1)上且相对于第一X轴(6.1)直线来回运动；其中，第一Y轴(6.2)位于第一X轴(6.1)的上方且压接在第一X轴(6.1)上，或者，第一Y轴(6.2)位于第一X轴(6.1)的下方且勾挂在第一X轴(6.1)上。

5.根据权利要求1所述的电子移动压焊机，其特征是所述定位装置为用于压住电子元器件(12)的风压机构(7)，该风压机构(7)与机架相接。

6.根据权利要求5所述的电子移动压焊机，其特征是所述机架为龙门架(3)，所述龙门架(3)的下部与锡炉平台(1)相接，龙门架(3)的上部位于焊锡喷嘴(2)的上方，风压机构(7)通过第一驱动机构(6)与龙门架(3)的上部相接，第二驱动机构(10)设置在龙门架(3)的中下部，第二驱动机构(10)为二轴驱动机构。

7.根据权利要求5或6所述的电子移动压焊机，其特征是所述第一驱动机构(6)包括与机架相接的第一Z轴(6.3)，风压机构(7)通过第一Z轴(6.3)与机架相接。

8.根据权利要求1至4任一所述的电子移动压焊机，其特征是所述机架为龙门架(3)，所述龙门架(3)的下部与锡炉平台(1)相接，龙门架(3)的上部位于焊锡喷嘴(2)的上方，定位装置通过第一驱动机构(6)与龙门架(3)的上部相接，第二驱动机构(10)设置在龙门架(3)的中下部；所述定位装置为用于夹持电子元器件(12)的夹爪(4)、用于吸附电子元器件(12)的吸嘴(11)或用于压接电子元器件(12)的弹性压杆(8)，第二驱动机构(10)为二轴驱动机构。

9.根据权利要求8所述的电子移动压焊机，其特征是还包括设置在龙门架(3)上或夹爪(4)、吸嘴(11)的旁边的用于检测夹爪(4)或吸嘴(11)所处高度的红外线检测装置，该红外线检测装置通过中控器与第一驱动机构(6)电连接；或者，还包括用于控制夹爪(4)或吸嘴(11)所处高度的中控器，该中控器与第一驱动机构(6)电连接。

10.根据权利要求1至4任一所述的电子移动压焊机，其特征是所述定位装置为用于夹持电子元器件(12)的夹爪(4)、用于吸附电子元器件(12)的吸嘴(11)或用于压接电子元器件(12)的弹性压杆(8)。

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