CN115942649A - 一种用于PCB板生产的Plasma智能连线设备自动化控制工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种用于PCB板生产的Plasma智能连线设备自动化控制工艺，包括以下步骤：PCB板的自动输入和空置载具输出；多层夹板框架自动输入，并一一承接水平段收板工位转移过来的PCB板；在物料转移工位，将多个PCB板转移至夹板框架交换工位处的每个夹板框架上；在夹板框架交换工位，将装夹后的PCB板自动输送至等离子清洗刻蚀设备；多个PCB板同步进行清洗及除胶渣后自动下料至夹板框架交换工位；再次下放至输送线上，依次经过观察工位、化学镀铜工位，进行化学镀铜加工直接下料，实现从等离子清洗上板到沉铜线上板的全自动化，取消沉铜线的除胶渣段，简化生产工艺和流程，有效降低生产成本和提高生产效率。
Description
【技术领域】
本发明涉及PCB板加工技术，尤其涉及一种用于PCB板生产的Plasma智能连线设备自动化控制工艺。
【背景技术】
PCB电路板是电子工业中最重要的元器件，随着电子产业的迅速发展，对其功能和要求不断提高，现有技术中，PCB板的一般工艺流程包括：开料--钻孔--沉铜--图形转移--图形电镀--蚀刻--阻焊--字符--表面处理--外形啤锣--终检--包装出货。在印制电路板制造技术中，沉铜工序是比较关键的一道工序，如果工艺参数控制不好就会产生孔壁空洞等诸多功能性的问题。
其中，沉铜是化学镀铜(EletcrolessPlating Copper)的简称，也叫做镀通孔(Plated ThroughHole)，简写为PTH，是指在已钻孔的不导电的孔壁基材上，用化学的方法沉积上一层薄薄的化学铜，以作为后面电镀铜的基底。具体的流程分解：碱性除油→二或三级逆流漂洗→粗化(微蚀)→二级逆流漂洗→预浸→活化→二级逆流漂洗→解胶→二级逆流漂洗→沉铜→二级逆流漂洗→浸酸；以上工艺的复杂，要求在进行化学镀铜前，对多层PCB板上的钻孔进行除胶渣(Desmear)处理，以有效保证后续的沉铜加工。
但是，随着技术的发展，现有的多层PCB电路板结构寻求高的纵横比和更小的孔径，钻孔和孔中采用传统的除胶渣(Desmear)清洗方法受到很大的限制，特别是由于待清洗的PCB板具有规格不一的特点，PCB板在清洗过程中不易固定，且依次单独清洗的方式操作十分繁琐，清洗效率较低。
现有常常利用PCB等离子清洗刻蚀设备的等离子除胶、表面粗化/清洗、活化来对PCB板的表面进行物理冲击和化学反应，使PCB板上被清洗的表面材料变成颗粒和气态物质并被释放出来，再通过抽真空来达到表面处理的目的。如何将PCB等离子清洗刻蚀设备与现有PCB板加工过程中的镀通孔(PTH)生产线进行有效结合，简化或省去现有化学镀铜中的除胶渣(Desmear)清洗方式，有效利用等离子清洗(PLASMA)的运行成本低，生产过程中无药水、废水排放，以及节能环保和降低生产成本，达到改变现有镀通孔(PTH)生产线采用人工上下板的流程，进一步优化生产效率，是目前PCB板的镀通孔(PTH)加工中迫切需要解决的技术问题。
【发明内容】
本发明提供一种用于PCB板生产的Plasma智能连线设备自动化控制工艺，采用子母双腔联动的控制模式，便于同批次大量的加工PCB板，有效的提高生产效率和减少物料转运。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明的第一方面，一种用于PCB板生产的Plasma智能连线设备自动化控制工艺，用于PCB板的自动化水平沉铜电镀生产，包括以下步骤：
步骤S1、在水平段收板工位，将上一工序预处理后通过载具多个层状叠放PCB板的自动输入和空置载具输出；
步骤S2、在夹板框架交换工位，通过夹板交换机构对空置叠放的多层夹板框架自动输入，并一一承接水平段收板工位转移过来的PCB板；
步骤S3、在水平段收板工位与夹板框架交换工位之间设置物料转移工位，通过自动上下板机构，将水平段收板工位处载具上的多个PCB板，一一转移至夹板框架交换工位处的每个夹板框架上；
步骤S4、在夹板框架交换工位，对夹装有PCB板、且多层放置的夹板框架，通过传送机构或多个AGV小车自动输送至侧旁的具有至少一个腔体的等离子清洗刻蚀设备；
步骤S5、在等离子清洗工位，夹板框架上同一批次的多个PCB板，自动上料至等离子清洗刻蚀设备的一个腔体或多个腔体中，同步进行清洗及除胶渣后自动下料，再通过传送机构或多个AGV小车自动输送至夹板框架交换工位；
步骤S6、在夹板框架交换工位，再次通过自动上下板机构，将夹板框架上清洗后的PCB板下放至输送线上，同时对空置夹板框进行上料，依次输出待送至清洗蚀刻；
步骤S7、输送线上清洗后的PCB板，依次通过物料转移工位处的夹板框架过渡段、水平段收板工位，进入下一工位；
步骤S8、观察工位，对输送线上清洗后PCB板的供给情况进行检测和控制；
步骤S9、化学镀铜工位，将输送线上清洗后PCB板，直接输送至水平的沉铜段进行化学镀铜加工；
步骤S10、下料工位，通过自动收板机构将化学镀铜工位处化学镀铜后的PCB板，自动下料收板。
进一步地，所述步骤S7中还包括：所述水平段收板工位处还设置有缓存工位，根据化学镀铜工位处水平沉铜段的PCB板加工进度，通过自动缓存机构将清洗后的PCB板进行预存储，用于化学镀铜工位有序进给加工。
进一步地，所述步骤S7中还包括：所述缓存工位与观察工位之间还设有DUMY板料工位，用于将不需要等离子清洗的DUMY板料直接输入后续的生产工艺中。
进一步地，所述步骤S9中还包括：在观察工位与化学镀铜工位之间，还增加设置有对等离子清洗后PCB板进行二次除胶渣处理的Desmear段。
本发明的第二方面，一种用于PCB板生产的Plasma智能连线设备控制工艺，用于PCB板的水平沉铜电镀生产，包括以下步骤：
步骤S1、在水平段收板工位，将上一工序预处理后通过载具多个层状叠放PCB板的输入和空置载具输出；
步骤S2、在物料转移工位，将水平段收板工位处载具上的多个PCB板，转移至夹板框架上；
步骤S3、对夹装有PCB板、且多层放置的夹板框架，输送至侧旁的具有至少一个腔体的等离子清洗刻蚀设备；
步骤S4、在等离子清洗工位，夹板框架上同一批次的多个PCB板，上料至等离子清洗刻蚀设备的一个腔体或多个腔体中，同步进行清洗及除胶渣后下料；
步骤S5、输送线上清洗后的PCB板，依次通过物料转移工位、水平段收板工位，进入下一工位；
步骤S6、观察工位，对输送线上清洗后PCB板的供给情况进行检测和控制；
步骤S7、化学镀铜工位，将输送线上清洗后PCB板，直接输送至水平的沉铜段进行化学镀铜加工；
步骤S8、下料工位，通过自动收板机构将化学镀铜工位处化学镀铜后的PCB板，自动下料收板。
上述技术方案的有益效果是：
相比现有PCB板加工过程中，在等离子清洗处，需要人工来上料上一工序的来板、等离子清洗时人工插架上板、等离子清洗时人工推入挂架、等离子清洗时人工拉出挂架、等离子清洗时人工下板、人工小车搬运，以及PCB板化学沉铜(PTH)时人工放板。
本发明改进工艺设计，通过设置水平段收板工位、物料转移工位和夹板框架交换工位，以及通过夹板交换机构、自动上下板机构、清洗输送线或多个AGV小车，实现从等离子清洗上板到沉铜线上板的全自动化，大部分的PCB板加工可完全取消镀通孔(PTH)线的除胶渣(Desmear)段，简化生产工艺和流程，有效减少PCB板物料转运，大幅降低传统除胶渣(Desmear)和镀通孔(PTH)线的设备成本，实现化学沉铜前的除胶渣废水零排放和用水零消耗，减少环境污染，有效降低生产成本和提高生产效率。
同时，也可以对现有PCB板加工中，简化高TG板、HDI板、PTFE板等工艺流程，将传统依次进行的等离子清洗(Plasma)、除胶渣(Desmear)和镀通孔(PTH)流程简化为等离子清洗(Plasma)和镀通孔(PTH)流程，实现镀通孔(PTH)流程前除胶渣的废水零排放和用水零消耗，取消除胶渣(Desmear)工艺中各类药水和气体的消耗，有效减少人工和生产成本，实现生产线的自动优化配合。
【附图说明】
图1是本发明实施例一中生产线的俯视结构示意图；
图2是本发明实施例一中生产线的主视结构示意图；
图3是本发明实施例一中生产线具有DUMY板料框直接进出的俯视结构示意图；
图4是本发明实施例二中生产线的俯视结构示意图；
图5是本发明实施例二中生产线的主视结构示意图；
附图标记：
1、控制箱；2、第一控制单元；3、第二控制单元；4、真空工作箱；5、电极板；6、门板；7、盖门升降部；70、直线升降滑轨组件；71、螺杆驱动机构；72、支撑板；8、盖门密封部；80、动力驱动气缸；81、前后进给滑轨组件；9、动力控制箱。
【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。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
现结合附图对本发明实施例进行说明。
实施例一
一种用于PCB板生产的Plasma智能连线设备自动化控制工艺，如图1和图2所示，用于PCB板的自动化水平沉铜电镀生产，包括以下步骤：
步骤S1、在水平段收板工位1，将上一工序预处理后通过载具多个层状叠放PCB板的自动输入和空置载具输出；
步骤S2、在夹板框架交换工位2，通过夹板交换机构3对空置叠放的多层夹板框架自动输入，并一一承接水平段收板工位1转移过来的PCB板；
步骤S3、在水平段收板工位1与夹板框架交换工位2之间设置物料转移工位4，通过自动上下板机构5，将水平段收板工位1处载具上的多个PCB板，一一转移至夹板框架交换工位2处的每个夹板框架上；
步骤S4、在夹板框架交换工位2，对夹装有PCB板、且多层放置的夹板框架，通过两个AGV小车6自动输送至侧旁的具有两个腔体的等离子清洗刻蚀设备7；
步骤S5、在等离子清洗工位8，夹板框架上同一批次的多个PCB板，自动上料至等离子清洗刻蚀设备7的两个腔体中，同步进行清洗及除胶渣后自动下料，再通过两个AGV小车6自动输送至夹板框架交换工位2；
步骤S6、在夹板框架交换工位2，再次通过自动上下板机构5，将夹板框架上清洗后的PCB板下放至输送线上，同时对空置夹板框进行上料，依次输出待送至清洗蚀刻；
步骤S7、输送线上清洗后的PCB板，依次通过物料转移工位4处的夹板框架过渡段9、水平段收板工位1，进入下一工位；其中，在水平段收板工位1处还设置有缓存工位10，根据后续步骤S9中化学镀铜工位14处水平沉铜段11的PCB板加工进度，通过自动缓存机构12将清洗后的PCB板进行预存储，用于化学镀铜工位14有序进给加工；
步骤S8、观察工位13，对输送线上清洗后PCB板的供给情况进行检测和控制；
步骤S9、化学镀铜工位14，将输送线上清洗后PCB板，直接输送至水平的沉铜段进行化学镀铜加工；
步骤S10、下料工位15，通过自动收板机构16将化学镀铜工位14处化学镀铜后的PCB板，自动下料收板。
另外，如图3所示，在步骤S7中，在缓存工位10与观察工位13之间还设有DUMY板料工位19，用于将不需要等离子清洗的DUMY板料直接输入后续的生产工艺中。
实施例二
一种用于PCB板生产的Plasma智能连线设备自动化控制工艺，如图4和图5所示，用于PCB板的自动化水平沉铜电镀生产，包括以下步骤：
步骤S1、在水平段收板工位1，将上一工序预处理后通过载具多个层状叠放PCB板的自动输入和空置载具输出；
步骤S2、在夹板框架交换工位2，通过夹板交换机构3对空置叠放的多层夹板框架自动输入，并一一承接水平段收板工位1转移过来的PCB板；
步骤S3、在水平段收板工位1与夹板框架交换工位2之间设置物料转移工位4，通过自动上下板机构5，将水平段收板工位1处载具上的多个PCB板，一一转移至夹板框架交换工位2处的每个夹板框架上；
步骤S4、在夹板框架交换工位2，对夹装有PCB板、且多层放置的夹板框架，通过清洗输送线或多个AGV小车6自动输送至侧旁的具有两个腔体的等离子清洗刻蚀设备7；
步骤S5、在等离子清洗工位8，夹板框架上同一批次的多个PCB板，自动上料至等离子清洗刻蚀设备7的两个腔体中，同步进行清洗及除胶渣后自动下料，再通过清洗输送线或多个AGV小车6自动输送至夹板框架交换工位2；
步骤S6、在夹板框架交换工位2，再次通过自动上下板机构5，将夹板框架上清洗后的PCB板下放至输送线上，同时对空置夹板框进行上料，依次输出待送至清洗蚀刻；
步骤S7、输送线上清洗后的PCB板，依次通过物料转移工位4处的夹板框架过渡段9、水平段收板工位1，进入下一工位；其中，在水平段收板工位1处还设置有缓存工位10，根据后续步骤S9中化学镀铜工位14处水平沉铜段11的PCB板加工进度，通过自动缓存机构12将清洗后的PCB板进行预存储，用于化学镀铜工位14有序进给加工；
步骤S8、观察工位13，对输送线上清洗后PCB板的供给情况进行检测和控制；
步骤S9、化学镀铜工位14，将输送线上清洗后PCB板，直接输送至水平的沉铜段进行化学镀铜加工；其中，在观察工位13与化学镀铜工位14之间，还增加设置有对等离子清洗后PCB板进行二次除胶渣处理的Desmear段17，有效实现PCB板的二次除胶渣清洗处理，更好的保证产品质量。同时Desmear段17与化学镀铜工位14之间再次设有对生产进度及各项情况进行观测的观察工位18。
步骤S10、下料工位15，通过自动收板机构16将化学镀铜工位14处化学镀铜后的PCB板，自动下料收板。
实施例三
一种用于PCB板生产的Plasma智能连线设备控制工艺，用于PCB板的水平沉铜电镀生产，该实施例与实施例一的不同之处在于，等离子清洗刻蚀设备与沉铜段之间的物料转运采用人工方式，具体包括以下步骤：
步骤S1、在水平段收板工位1，将上一工序预处理后通过载具多个层状叠放PCB板的输入和空置载具输出；
步骤S2、在物料转移工位4，将水平段收板工位1处载具上的多个PCB板，通过人工直接转移至夹板框架上；
步骤S3、对夹装有PCB板、且多层放置的夹板框架，采用人工输送至侧旁的具有两个腔体的等离子清洗刻蚀设备7；
步骤S4、在等离子清洗工位8，夹板框架上同一批次的多个PCB板，上料至等离子清洗刻蚀设备的两个腔体中，同步进行清洗及除胶渣后自动下料；
步骤S5、输送线上清洗后的PCB板，依次通过物料转移工位4、水平段收板工位1，进入下一工位；
步骤S6、观察工位13，对输送线上清洗后PCB板的供给情况进行检测和控制；
步骤S7、化学镀铜工位14，将输送线上清洗后PCB板，直接输送至水平的沉铜段进行化学镀铜加工；
步骤S8、下料工位15，通过自动收板机构16将化学镀铜工位处化学镀铜后的PCB板，自动下料收板。
以上两个实施例中，等离子清洗刻蚀设备7采用两个工作腔体，可以有效保证同一批次的多个PCB板同步加工，防止物料串货，提高物料传送效率；其中，AGV小车6采用2套同步运作，1套搬运生产板，1套待机充电，有效保证PCB板的转运顺畅。
现该控制工艺从等离子清洗上板到沉铜线上板的全自动化，PCB板加工可完全取消镀通孔(PTH)线的除胶渣(Desmear｝段，简化生产工艺和流程，有效减少PCB板物料转运，大幅降低传统除胶渣(Desmear)和镀通孔(PTH)线的设备成本，实现化学沉铜前的除胶渣废水零排放和用水零消耗，减少环境污染，有效降低生产成本和提高生产效率。
以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种用于PCB板生产的Plasma智能连线设备自动化控制工艺，用于PCB板的自动化水平沉铜电镀生产，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、在水平段收板工位，将上一工序预处理后通过载具多个层状叠放PCB板的自动输入和空置载具输出；
步骤S2、在夹板框架交换工位，通过夹板交换机构对空置叠放的多层夹板框架自动输入，并一一承接水平段收板工位转移过来的PCB板；
步骤S3、在水平段收板工位与夹板框架交换工位之间设置物料转移工位，通过自动上下板机构，将水平段收板工位处载具上的多个PCB板，一一转移至夹板框架交换工位处的每个夹板框架上；
步骤S4、在夹板框架交换工位，对夹装有PCB板、且多层放置的夹板框架，通过传送机构或多个AGV小车自动输送至侧旁的具有至少一个腔体的等离子清洗刻蚀设备；
步骤S5、在等离子清洗工位，夹板框架上同一批次的多个PCB板，自动上料至等离子清洗刻蚀设备的一个腔体或多个腔体中，同步进行清洗及除胶渣后自动下料，再通过传送机构或多个AGV小车自动输送至夹板框架交换工位；
步骤S6、在夹板框架交换工位，再次通过自动上下板机构，将夹板框架上清洗后的PCB板下放至输送线上，同时对空置夹板框进行上料，依次输出待送至清洗蚀刻；
步骤S7、输送线上清洗后的PCB板，依次通过物料转移工位处的夹板框架过渡段、水平段收板工位，进入下一工位；
步骤S8、观察工位，对输送线上清洗后PCB板的供给情况进行检测和控制；
步骤S9、化学镀铜工位，将输送线上清洗后PCB板，直接输送至水平的沉铜段进行化学镀铜加工；
步骤S10、下料工位，通过自动收板机构将化学镀铜工位处化学镀铜后的PCB板，自动下料收板。
2.根据权利要求1所述的一种用于PCB板生产的Plasma智能连线设备自动化控制工艺，其特征在于：所述步骤S7中还包括：所述水平段收板工位处还设置有缓存工位，根据化学镀铜工位处水平沉铜段的PCB板加工进度，通过自动缓存机构将清洗后的PCB板进行预存储，用于化学镀铜工位有序进给加工。
3.根据权利要求2所述的一种用于PCB板生产的Plasma智能连线设备自动化控制工艺，其特征在于：所述步骤S7中还包括：所述缓存工位与观察工位之间还设有DUMY板料工位，用于将不需要等离子清洗的DUMY板料直接输入后续的生产工艺中。
4.根据权利要求1所述的一种用于PCB板生产的Plasma智能连线设备自动化控制工艺，其特征在于：所述步骤S9中还包括：在观察工位与化学镀铜工位之间，还增加设置有对等离子清洗后PCB板进行二次除胶渣处理的Desmear段。
5.一种用于PCB板生产的Plasma智能连线设备控制工艺，用于PCB板的水平沉铜电镀生产，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、在水平段收板工位，将上一工序预处理后通过载具多个层状叠放PCB板的输入和空置载具输出；
步骤S2、在物料转移工位，将水平段收板工位处载具上的多个PCB板，转移至夹板框架上；
步骤S3、对夹装有PCB板、且多层放置的夹板框架，输送至侧旁的具有至少一个腔体的等离子清洗刻蚀设备；
步骤S4、在等离子清洗工位，夹板框架上同一批次的多个PCB板，上料至等离子清洗刻蚀设备的一个腔体或多个腔体中，同步进行清洗及除胶渣后下料；
步骤S5、输送线上清洗后的PCB板，依次通过物料转移工位、水平段收板工位，进入下一工位；
步骤S6、观察工位，对输送线上清洗后PCB板的供给情况进行检测和控制；
步骤S7、化学镀铜工位，将输送线上清洗后PCB板，直接输送至水平的沉铜段进行化学镀铜加工；
步骤S8、下料工位，通过自动收板机构将化学镀铜工位处化学镀铜后的PCB板，自动下料收板。
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2022
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