CN113573569B - 一种可视门铃pcba板封装设备及封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可视门铃PCBA板封装设备，包括箱体、箱盖、置物台、红外灯、电源，箱体上端安装活动连接的箱盖，置物台设置在箱体内部底面，红外灯设置在箱体内侧壁或者箱盖内顶面，电源设置在箱体侧面，电源与红外灯电连接，封装设备还包括均匀布光结构，均匀布光结构接收红外灯光线而均匀照射到置物台上。均匀布光结构为一块玻璃板或者若干悬浮于箱体内的布光粉末。布光粉末表面为白色或银色，置物台与电源电连接，置物台上带有电荷，布光粉末上带有与置物台相同电性的电荷。

Description

一种可视门铃PCBA板封装设备及封装方法

技术领域

本发明涉及PCBA板封装技术领域，具体为一种可视门铃PCBA板封装设备及封装方法。

背景技术

PCBA板封装，即将电路板所需要的一些器件引脚焊接到电路板上，传统的电路板焊接多由人工或者焊接机械手完成，但是，随着电路板的小型化，电子元器件的小型化，传统的焊接封装工艺已经不能满足使用了。

SMT贴片工艺是一种日趋陈述的贴片封装手段，主要的工艺过程是将片状电容、电感、二极管等部件贴附到电路板待焊接位置，在贴附前，使用丝网打印的方式在待焊接位置挤上一定量的焊膏，焊膏内有焊锡粉、助焊剂等组分，焊膏具有一定的粘度，粘附住电路板与元器件，然后将电路板放入回流焊机内进行加热焊接，主要的加热手段是热风、热传导和红外热辐射加热。

现有技术中，热传导存在加热不均匀的情况，已经基本被淘汰，而热风的加热工艺，虽然加热均匀，但是，一定程度的热风流动会对尚未完全焊接在电路板上的器件位置造成一定的干扰，尤其在焊膏融化而尚未形成焊点的时间内，如果器件位置发生移动，这是电路板封装所不能允许的，元器件在由镊子夹取而置入到焊膏上时已经存在位置误差，如果受到热风吹动而发生轻微移动，则误差累积而产生不可预期的废品产出，红外热辐射的加热方式，尽管是非接触的加热，不会引起元器件位置移动，但是，红外线多由红外发射器、红外灯所发射，光束集中，不能均匀的加热电路板所有位置，移动的加热点造成加热不均匀，温升不一致的情况，对于焊接质量不好保证。

贴片元器件的焊接质量影响电路板的使用性能，制约贴片封装工艺的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可视门铃PCBA板封装设备及封装方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种可视门铃PCBA板封装设备，包括箱体、箱盖、置物台、红外灯、电源，箱体上端安装活动连接的箱盖，置物台设置在箱体内部底面，红外灯设置在箱体内侧壁或者箱盖内顶面，电源设置在箱体侧面，电源与红外灯电连接，封装设备还包括均匀布光结构，均匀布光结构接收红外灯光线而均匀照射到置物台上。置物台放置待回流焊的电路板，电路板上焊膏已经涂抹于特定位置处，并且，电容、电感、小型芯片等部件引脚已经抵压在焊膏上，只待加热之后，焊膏微熔，内部气体溢出，然后冷却形成锡焊点，使用时，打开箱盖，待焊接的电路板手持放入到置物台上，合上箱盖并通过电源启动红外灯，红外灯均匀布光到工件表面，利用红外热效应加热焊膏使其融化，均匀布光结构消除红外线照射不均匀的情况，所有焊点一同加热与冷却，保证焊接质量。

均匀布光结构为一块玻璃板，玻璃板设置在箱盖内顶面，玻璃板位于置物台正上方，玻璃板背离置物台的一面设置反光层，玻璃板水平上的一侧面为光面，玻璃板其余面均为毛面，红外灯照射玻璃板光面。红外线照射进玻璃板内，在玻璃板内多次反射后，从下表面的毛面均匀向下照射到电路板上，对电路板进行红外加热。

进一步的，均匀布光结构为若干悬浮于箱体内的布光粉末。布光粉末悬浮于箱体内，从侧面照射过来的红外线在布光粉末群落中不断进行漫反射，经历若干次反射的光线最终在布光粉末团的下部射出而照射到电路板上，电路板接收均匀的红外线而受热进行焊接过程，布光粉末的悬浮可以是通过上升气流，也可以是通过电磁等方式进行的平衡重力的悬浮。

进一步的，布光粉末表面为白色或银色。白色或银色的表面减小红外线的吸收，增加更多的反射比例。

进一步的，置物台与电源电连接，置物台上带有电荷，布光粉末上带有与置物台相同电性的电荷。置物台由于同性相斥而排斥布光粉末，为布光粉末提供托举力，电荷排斥作用下的布光粉末可以较为稳定的悬浮于空中，相互之间也由于电荷排斥而保持较为均匀的间距。布光粉末的电荷可以通过置物板来加载，初始时布光粉末不带电荷，与带电荷的置物板接触后，就会带上电荷，带上电荷后即受到排斥力而悬浮起来。

进一步的，封装设备还包括电荷板，电荷板安装在箱盖内的顶面，电荷板与电源电连接。当仅有置物板带电荷来提供布光粉末托举力时，布光粉末在置物台上方的悬浮密度是不均匀的，单粒布光粉末受到电荷排斥而悬浮停留的位置为平衡面，布光粉末群的最高密度位置就在平衡面处，布光粉末相互之间的排斥力会将粉末相互推开而从平衡面处向上下两侧延伸，但粉末粒相互之间的排斥力要小于置物板的托举力和重力，所以，粉末平衡面越远，受到多出来的向上电荷力或者向下的重力都会让粉末重新往平衡面聚拢，最终的结果就是平衡面密度最大并向两侧延伸，布光粉末的分布不均匀而影响均匀漫反射的效果，所以，需要设置一定的结构来改善布光粉末的分布情况，本申请加入电荷板，电荷板具有异型电荷并且电荷量相等，具体可以以置物板、布光粉末带正电荷，电荷板带负电荷为例进行说明：电荷板与置物台在箱体内的空间构成一个从下往上的平行电场，带正电荷的布光粉末，只要处于平行电场内，那么，不管在什么高度处，受到的电场作用力都是相等的，可以设定的是，电场给到布光粉末的作用力等于粉末自身重力，这样，布光粉末就不存在电场力与重力的平衡面位置了，可以悬浮于任一高度处，当然，粉末自身相互之间的排斥力使其相互远离，从而让粉末均匀分布。

进一步的，置物台接电源内一直流电压的正极，置物台还通过一电阻接地，与置物台相连接的直流电压的负极也接地，电阻设置在置物台一旁，电阻表面涂覆透明漆包层，电阻自身为黑色。置物台上接正极，自身具有一正电势，根据电阻的大小，置物台的电势也发生变化，当电阻无限大时，则置物台的电势即为直流电压的电压量，当电阻为零时，置物台接地，电势为零，置物台电势越大，自身电荷越多，电阻的变化影响置物台上正电荷量，电阻阻值越大，则置物台电荷量越多，电阻在置物台一旁接受红外线照射，电阻一同被加热，电阻越热则阻值越大，当布光粉末密集分布在较为靠近置物台上表面时，红外效应显著，此时，电阻过热，电阻较大，置物台积累较多电荷，提升对于布光粉末的排斥作用，让其多朝向电荷板运动，分布在较高的位置，减少置物台处的热效应，应当注意的是，置物台上电荷量在正常状态下是和电荷板上电荷量相等的，从而形成均匀的平行电场，在所有高度上都提供等量的向上的向上电荷力，一旦置物台和电荷板上电荷量不相等，则布光粉末在不同高度位置处受到向上电荷力不等，也就会影响布光粉末在不同高度上的分布密度，但是，就算是高度上不均匀的粉末密度，其不均匀程度也远低于只有置物板一个部件提供向上电荷力情况下粉末的分布均匀度。

进一步的，封装设备还包括收集框，收集框安装在箱盖内表顶部，收集框包括第一板体和第二板体，第一板体和第二板体均板面水平的安装在箱盖内顶面，第一板体和第二板体中的至少一个与箱盖是水平滑动安装，第一板体和第二板体上均设置过流孔，滑动安装的第一板体或第二板体与电源进行电连接，电荷板表面贴有绝缘膜。

电荷板表面贴有绝缘膜，从而只对带电的布光粉末产生吸引或排斥，不交换电荷，电源在装置内作为控制中心，不单单提供直流电压、电流等，还承担各个用电部件的通电控制逻辑等，收集框用于收放布光粉末，在回流焊接完毕后，第一板体和第二板体上的过流孔对其，增大电荷板的电荷量，将所有的布光粉末都吸引到电荷板表面，然后，第一板体或者第二板体进行水平移动，第一板体与第二板体上的过流孔不再对其重合，之后，电源将电荷板、置物台、收集框接地，卸除掉所有电荷，而布光粉末则全部落在收集框内，等待下次使用，下次使用时，先通过收集框对布光粉末带上电荷，然后在电荷板带上相异电荷吸引所有布光粉末，然后水平移动第一板体或第二板体，卸除收集框电荷，置物台带上电荷，然后调小电荷板的电荷量，让布光粉末在重力的作用下而缓慢下降至需要位置处，在需要的高度上形成粉末云。

进一步的，箱体侧面设置热风孔。热风孔从外部引入高温热风，辅助加热待焊接的电路板。

一种使用前文可视门铃PCBA封装设备的板封装方法，包括如下步骤：

步骤一：打开箱盖，放入待回流焊接电路板至置物台上，合上箱盖；

步骤二：通过收集框对布光粉末带上电荷；

步骤三：电荷板带上与布光粉末性质相异的电荷，置物台带上与布光粉末性质相同的电荷；

步骤四：驱动第一板体或第二板体移动，释放布光粉末，调整电荷板电荷量控制布光粉末升降到预期高度并悬浮；

步骤五：打开红外灯实施加热焊接；

步骤六：关闭红外灯并倒置实施步骤二至四；

步骤七：等待电路板冷却并取出焊接完毕的电路板。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过毛玻璃板或者布光粉末来均匀发散红外线，使其均匀照射到电路板上，同步焊接电路板上的所有待焊接引脚，布光粉末通过电荷力来平衡重力，置物台与电荷板均带电荷而形成竖直方向的电场，布光粉末在不同高度上受到近似相等的电场力来平衡重力，改善布光粉末的分布，电阻检测红外热效应强度，自身阻值产生变化而影响置物台的电势大小，调整置物台上的电荷量，影响布光粉末的分布高度，使其在置物台上方调整远近位置与稀疏程度，从而自适应的调整红外效应位置，改善焊接热功率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明置物台通过电阻的接地结构示意图；

图3是图1中的视图A；

图4是本发明的外形示意图；

图中：11-箱体、12-箱盖、2-置物台、3-电荷板、4-布光粉末、5-红外灯、6-电源、7-收集框、71-第一板体、72-第二板体、73-过流孔、8-电阻、9-热风孔。

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，本发明提供技术方案：

一种可视门铃PCBA板封装设备，包括箱体11、箱盖12、置物台2、红外灯5、电源6，箱体11上端安装活动连接的箱盖12，置物台2设置在箱体11内部底面，红外灯5设置在箱体11内侧壁或者箱盖12内顶面，电源6设置在箱体11侧面，电源6与红外灯5电连接，封装设备还包括均匀布光结构，均匀布光结构接收红外灯5光线而均匀照射到置物台2上。如图1所示，置物台2放置待回流焊的电路板，电路板上焊膏已经涂抹于特定位置处，并且，电容、电感、小型芯片等部件引脚已经抵压在焊膏上，只待加热之后，焊膏微熔，内部气体溢出，然后冷却形成锡焊点，使用时，打开箱盖，待焊接的电路板手持放入到置物台上，合上箱盖12并通过电源6启动红外灯5，红外灯5均匀布光到工件表面，利用红外热效应加热焊膏使其融化，均匀布光结构消除红外线照射不均匀的情况，所有焊点一同加热与冷却，保证焊接质量。

均匀布光结构为一块玻璃板，玻璃板设置在箱盖12内顶面，玻璃板位于置物台2正上方，玻璃板背离置物台2的一面设置反光层，玻璃板水平上的一侧面为光面，玻璃板其余面均为毛面，红外灯5照射玻璃板光面。红外线照射进玻璃板内，在玻璃板内多次反射后，从下表面的毛面均匀向下照射到电路板上，对电路板进行红外加热。

均匀布光结构为若干悬浮于箱体11内的布光粉末4。如图1所示，布光粉末4悬浮于箱体11内，从侧面照射过来的红外线在布光粉末4群落中不断进行漫反射，经历若干次反射的光线最终在布光粉末4团的下部射出而照射到电路板上，电路板接收均匀的红外线而受热进行焊接过程，布光粉末4的悬浮可以是通过上升气流，也可以是通过电磁等方式进行的平衡重力的悬浮。

布光粉末4表面为白色或银色。白色或银色的表面减小红外线的吸收，增加更多的反射比例。

置物台2与电源6电连接，置物台2上带有电荷，布光粉末4上带有与置物台2相同电性的电荷。置物台2由于同性相斥而排斥布光粉末4，为布光粉末4提供托举力，电荷排斥作用下的布光粉末4可以较为稳定的悬浮于空中，相互之间也由于电荷排斥而保持较为均匀的间距。布光粉末4的电荷可以通过置物板4来加载，初始时布光粉末4不带电荷，与带电荷的置物板2接触后，就会带上电荷，带上电荷后即受到排斥力而悬浮起来。

封装设备还包括电荷板3，电荷板3安装在箱盖12内的顶面，电荷板3与电源6电连接。当仅有置物板2带电荷来提供布光粉末4托举力时，布光粉末4在置物台2上方的悬浮密度是不均匀的，单粒布光粉末4受到电荷排斥而悬浮停留的位置为平衡面，布光粉末4群的最高密度位置就在平衡面处，布光粉末4相互之间的排斥力会将粉末相互推开而从平衡面处向上下两侧延伸，但粉末粒相互之间的排斥力要小于置物板2的托举力和重力，所以，粉末平衡面越远，受到多出来的向上电荷力或者向下的重力都会让粉末重新往平衡面聚拢，最终的结果就是平衡面密度最大并向两侧延伸，布光粉末4的分布不均匀而影响均匀漫反射的效果，所以，需要设置一定的结构来改善布光粉末4的分布情况，本申请加入电荷板3，电荷板3具有异型电荷并且电荷量相等，具体可以以置物板2、布光粉末4带正电荷，电荷板3带负电荷为例进行说明：电荷板3与置物台2在箱体11内的空间构成一个从下往上的平行电场，带正电荷的布光粉末4，只要处于平行电场内，那么，不管在什么高度处，受到的电场作用力都是相等的，可以设定的是，电场给到布光粉末4的作用力等于粉末自身重力，这样，布光粉末4就不存在电场力与重力的平衡面位置了，可以悬浮于任一高度处，当然，粉末自身相互之间的排斥力使其相互远离，从而让粉末均匀分布。

置物台2接电源6内一直流电压的正极，置物台2还通过一电阻8接地，与置物台2相连接的直流电压的负极也接地，电阻8设置在置物台2一旁，电阻8表面涂覆透明漆包层，电阻8自身为黑色。如图1、2所示，置物台2上接正极，自身具有一正电势，根据电阻8的大小，置物台2的电势也发生变化，当电阻8无限大时，则置物台的电势即为直流电压的电压量，当电阻8为零时，置物台2接地，电势为零，置物台2电势越大，自身电荷越多，电阻8的变化影响置物台2上正电荷量，电阻8阻值越大，则置物台2电荷量越多，电阻8在置物台2一旁接受红外线照射，电阻8一同被加热，电阻越热则阻值越大，当布光粉末4密集分布在较为靠近置物台2上表面时，红外效应显著，此时，电阻8过热，电阻较大，置物台2积累较多电荷，提升对于布光粉末4的排斥作用，让其多朝向电荷板3运动，分布在较高的位置，减少置物台2处的热效应，应当注意的是，置物台2上电荷量在正常状态下是和电荷板3上电荷量相等的，从而形成均匀的平行电场，在所有高度上都提供等量的向上的向上电荷力，一旦置物台2和电荷板3上电荷量不相等，则布光粉末4在不同高度位置处受到向上电荷力不等，也就会影响布光粉末4在不同高度上的分布密度，但是，就算是高度上不均匀的粉末密度，其不均匀程度也远低于只有置物板2一个部件提供向上电荷力情况下粉末的分布均匀度。

如图1、3所示，封装设备还包括收集框7，收集框7安装在箱盖12内表顶部，收集框7包括第一板体71和第二板体72，第一板体71和第二板体72均板面水平的安装在箱盖12内顶面，第一板体71和第二板体72中的至少一个与箱盖12是水平滑动安装，第一板体71和第二板体72上均设置过流孔73，滑动安装的第一板体71或第二板体72与电源6进行电连接，电荷板3表面贴有绝缘膜。

电荷板3表面贴有绝缘膜，从而只对带电的布光粉末4产生吸引或排斥，不交换电荷，电源6在装置内作为控制中心，不单单提供直流电压、电流等，还承担各个用电部件的通电控制逻辑等，收集框7用于收放布光粉末4，在回流焊接完毕后，第一板体71和第二板体72上的过流孔73对其，增大电荷板3的电荷量，将所有的布光粉末4都吸引到电荷板3表面，然后，第一板体71或者第二板体72进行水平移动，第一板体71与第二板体72上的过流孔73不再对其重合，之后，电源6将电荷板3、置物台2、收集框7接地，卸除掉所有电荷，而布光粉末4则全部落在收集框7内，等待下次使用，下次使用时，先通过收集框7对布光粉末4带上电荷，然后在电荷板3带上相异电荷吸引所有布光粉末4，然后水平移动第一板体71或第二板体72，卸除收集框7电荷，置物台2带上电荷，然后调小电荷板3的电荷量，让布光粉末4在重力的作用下而缓慢下降至需要位置处，在需要的高度上形成粉末云。

如图1、4所示，箱体11侧面设置热风孔9。热风孔9从外部引入高温热风，辅助加热待焊接的电路板。

一种使用前文可视门铃PCBA封装设备的板封装方法，包括如下步骤：

步骤一：打开箱盖，放入待回流焊接电路板至置物台上，合上箱盖；

步骤二：通过收集框对布光粉末带上电荷；

步骤三：电荷板带上与布光粉末性质相异的电荷，置物台带上与布光粉末性质相同的电荷；

步骤四：驱动第一板体或第二板体移动，释放布光粉末，调整电荷板电荷量控制布光粉末升降到预期高度并悬浮；

步骤五：打开红外灯实施加热焊接；

步骤六：关闭红外灯并倒置实施步骤二至四；

步骤七：等待电路板冷却并取出焊接完毕的电路板。

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。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可视门铃PCBA板封装设备，其特征在于：所述封装设备包括箱体(11)、箱盖(12)、置物台(2)、红外灯(5)、电源(6)，所述箱体(11)上端安装活动连接的箱盖(12)，所述置物台(2)设置在箱体(11)内部底面，所述红外灯(5)设置在箱体(11)内侧壁或者箱盖(12)内顶面，所述电源(6)设置在箱体(11)侧面，电源(6)与红外灯(5)电连接，所述封装设备还包括均匀布光结构，所述均匀布光结构接收红外灯(5)光线而均匀照射到置物台(2)上；

所述均匀布光结构为若干悬浮于箱体(11)内的布光粉末(4)；

所述置物台(2)与电源(6)电连接，置物台(2)上带有电荷，所述布光粉末(4)上带有与置物台(2)相同电性的电荷；

所述封装设备还包括电荷板(3)，所述电荷板(3)安装在箱盖(12)内的顶面，电荷板(3)与电源(6)电连接，电荷板(3)上电荷电性与布光粉末(4)的电荷电性相反。

2.根据权利要求1所述的一种可视门铃PCBA板封装设备，其特征在于：所述布光粉末(4)表面为白色或银色。

3.根据权利要求1所述的一种可视门铃PCBA板封装设备，其特征在于：所述置物台(2)接电源(6)内一直流电压的正极，置物台(2)还通过一电阻(8)接地，与置物台(2)相连接的直流电压的负极也接地，所述电阻(8)设置在置物台(2)一旁，电阻(8)表面涂覆透明漆包层，电阻(8)自身为黑色。

4.根据权利要求1所述的一种可视门铃PCBA板封装设备，其特征在于：所述封装设备还包括收集框(7)，所述收集框(7)安装在箱盖(12)内表顶部，所述收集框(7)包括第一板体(71)和第二板体(72)，所述第一板体(71)和第二板体(72)均板面水平的安装在箱盖(12)内顶面，第一板体(71)和第二板体(72)中的至少一个与箱盖(12)是水平滑动安装，第一板体(71)和第二板体(72)上均设置过流孔(73)，滑动安装的第一板体(71)或第二板体(72)与电源(6)进行电连接，电荷板(3)表面贴有绝缘膜。

5.根据权利要求1所述的一种可视门铃PCBA板封装设备，其特征在于：所述箱体(11)侧面设置热风孔(9)。

6.一种使用权利要求4所述的一种可视门铃PCBA板封装设备的封装方法，其特征在于：所述封装方法包括如下步骤：

步骤一：打开箱盖，放入待回流焊接电路板至置物台上，合上箱盖；

步骤二：通过收集框对布光粉末带上电荷；

步骤三：电荷板带上与布光粉末性质相异的电荷，置物台带上与布光粉末性质相同的电荷；

步骤四：驱动第一板体或第二板体移动，释放布光粉末，调整电荷板电荷量控制布光粉末升降到预期高度并悬浮；

步骤五：打开红外灯实施加热焊接；

步骤六：关闭红外灯并倒置实施步骤二至四；

步骤七：等待电路板冷却并取出焊接完毕的电路板。

Images