CN117680787A - 一种软硬板自动焊接方法及焊接设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种软硬板自动焊接方法及焊接设备，包括以下步骤：S1、装载；S2、上板：将装载产品后的装载治具投送至点胶机内，执行S3；本发明采用点胶机进行锡膏的涂布，有效克服了连锡、拉尖等技术难题，实现了FPCA软板组件和PCBA硬板组件的机械化焊接；将三条点胶线通过平移机汇合成一条回流炉焊接和检测线，只使用一条双轨热风回流炉、一台SPI检查机和一台AOI外观检查机，生产效率与三条点胶机线相等，节省了生产设备的投入和场地空间；实现了产品流水线自动化生产，具有生产效率高，品质好优势，与手工焊接对比，本发明生产出产品的焊点大小均一，焊点表面光滑，焊点强度高，降低了对作业员技能的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接方法，具体为软硬板自动焊接方法，属于电路板焊接加工技术领域。
背景技术
FPC板是柔性印制线路板，简称软板。是通过在一种可曲饶的基材表面利用光成像图形转移和蚀刻工艺方法而制成导体电路图形，双面和多层电路板的表层与内层通过金属化孔实现内外层电气联通，线路图形表面以PI与胶层保护与绝缘。
PCB板是电路板是一种硬质印刷线路板，是电子元器件电气相互连接的载体，是电子工业的重要部件之一，主要由绝缘底板、连接导线和装配焊接电子元件的焊盘组成，具有导电线路和绝缘底板的双重作用。它可以代替复杂的布线，实现电路中各元件之间的电气连接，不仅简化了电子产品的装配、焊接工作，减少传统方式下的接线工作量，大大减轻工人的劳动强度；而且缩小了整机体积，降低产品成本，提高电子设备的质量和可靠性。
为了将FPCA软板组件和PCBA硬板组件焊接在一起，传统的做法是通过手工焊接实现。而手工焊接一次只能完成一个产品的焊接，生产效率低，需要大量的焊接技工才能满足大批量的生产需求；且焊接技工的技能培训周期长，技能参差不齐，对产品的品质及出货需求无法保证。
产品如图5所示，FPCA软板组件和PCBA硬板组件的焊盘宽度只有0.5mm，焊盘间距0.4mm，焊盘的密度大，自动焊接机无法克服连锡、拉尖等技术难题，一直未实现机械化焊接，为此，提出一种软硬板自动焊接方法及焊接设备。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种软硬板自动焊接方法及焊接设备，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供有益的选择。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：一种软硬板自动焊接方法，包括以下步骤：
S1、装载；
S2、上板：将装载产品后的装载治具投送至点胶机内，执行S3；
S3、点锡：利用点胶机将锡膏涂布于产品焊盘上；
S4、平移：对S3处理后的装载治具进行汇集，并投送至SPI检查设备内，执行S5；
S5、SPI检查；
S6、热风回流焊：利用SMT热风回流焊设备以曲线加热的方式，对锡膏熔化，完成软硬板接合部的焊接；
S7、AOI检查；
S8、捡板。
进一步优选的，所述S1中，将若干组FPCA软板组件和PCBA硬板组件分别装入装载治具内，并利用真空吸附的方式辅助固定FPCA软板组件。
进一步优选的，所述S3中，点胶机内设有双Mark图像识别对位系统，用于识别FPCA软板组件的Mark和PCBA硬板组件的Mark；
点胶机内还安装有激光高度探测仪，用于对每个FPCA软板组件和PCBA硬板组件的高度进行测量。
进一步优选的，所述S3中，点胶机的针头口部与FPCA软板组件和PCBA硬板组件之间，保持0.1－0.14mm的距离，线点胶速度为10－16mm/s；
点胶针头到点胶线段开始位置时，提前30－50ms时间开阀，点胶线段结束时，点胶针头往回走1－2mm，回走速度15－25mm/S，回拉高度0.05－0.15mm，回拉速度15－25mm/s。
进一步优选的，所述S3中，点胶机内每个点胶头单独配置一台气压控制器，用于单独调节和控制点胶头的输出气压及时间；
其中，输出气压120－180Kpa，真空4－6Kpa，时间0.17－0.19s。
进一步优选的，所述S5中，利用SPI检查设备对锡膏涂布品质进行检查；
所述S7中，利用AOI外观检查机对焊接完成的软硬板进行外观检查；
所述S8中，将焊接完成的软硬板从装载治具中取出，完成下料。
软硬板自动焊接设备，所述设备包括三个装载台、三个上板机、三个点胶机、平移机、SPI检查机、SMT热风回流焊机、AOI外观检查机和捡板台；
其中，三个所述装载台分别设于三个所述上板机的一侧，三个所述点胶机分别设于三个所述上板机的另一侧，所述平移机设于三个所述点胶机的一侧，所述SPI检查机设于所述平移机的一侧，所述SMT热风回流焊机设于SPI检查机的一侧，所述AOI外观检查机设于所述SMT热风回流焊机的一侧，所述捡板台设于所述AOI外观检查机的一侧；
其中，所述装载台为辅助人工将FPCA软板组件和PCBA硬板组件产品装入装载治具内的平台；
其中，所述上板机用于将装有产品的装载治具投送至点胶机内；
其中，所述点胶机用于将锡膏涂布于产品焊盘上。
进一步优选的，所述平移机用于对三个点胶机处理完成后的装载治具进行汇总，并投送至SPI检查机内；
所述SPI检查机用于对产品上锡膏涂布的品质进行检查；
所述SMT热风回流焊机用于对产品上的锡膏进行加热，实现焊点自动焊接；
所述AOI外观检查机用于对焊接后的产品进行外观检测；
所述捡板台为辅助人工将产品从装载治具内取出进行下料的平台。
进一步优选的，所述装载治具包括真空底座、磁性载台和磁性钢片；
其中，所述磁性载台安装于所述真空底座的上表面，所述磁性钢片设于所述磁性载台的上方；
其中，所述磁性载台顶部设有凹槽和定位柱，所述凹槽用于对FPCA软板组件和PCBA硬板组件进行限位，所述定位柱用于对磁性钢片进行定位；
其中，所述真空底座的一侧安装有通过管道与真空发生器连接的快速接头，所述真空底座的顶面均匀开设有真空吸附小孔，所述真空吸附小孔利用真空负压对FPCA软板组件进行吸附。
进一步优选的，三个所述点胶机内均安装有双Mark图像识别对位系统、激光高度探测仪和若干点胶头；
其中，若干所述点胶头均单独配置有气压控制器。
本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：
一、本发明采用点胶机进行锡膏的涂布，有效克服了连锡、拉尖等技术难题，实现了FPCA软板组件和PCBA硬板组件的机械化焊接。
二、本发明将三条点胶线通过平移机汇合成一条回流炉焊接和检测线，只使用一条双轨热风回流炉、一台SPI检查机和一台AOI外观检查机，生产效率与三条点胶机线相等，实现了点锡、检查、焊接、外观检查全自动化生产，节省了生产设备的投入和场地空间。
三、本发明采用SMT热风回流焊对产品上锡膏进行加热实现焊点自动焊接，由于采用与SMT工艺完全相同的免清洗锡膏，助焊剂残留少，不需要清洗；另外，热风回流焊的温度加热相对平缓，对产品热冲击小，所以焊点表面光滑，焊点内部结晶颗粒小，焊点强度高等优势。
四、本发明实现了产品流水线自动化生产，具有生产效率高，品质好优势，与手工焊接对比，本发明生产出产品的焊点大小均一，焊点表面光滑，焊点强度高，降低了对作业员技能的要求。
上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程图；
图2为本发明装载治具的结构示意图；
图3为本发明点胶针头和良品点锡效果的实物图；
图4为本发明不良点锡效果的实物图；
图5为现有产品的结构示意图。
附图标记：1、真空底座；2、磁性载台；3、PCBA硬板组件；4、FPCA软板组件；5、磁性钢片。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
需要注意的是，术语“第一”、“第二”、“对称”、“阵列”等仅用于区分描述与位置描述目的，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。由此，限定有“第一”、“对称”等特征的可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；同样，对于未以“两个”、“三只”等文字形式对某些特征进行数量限制时，应注意到该特征同样属于明示或者隐含地包括一个或者更多个特征数量。
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例一
如图1和图4所示，本发明实施例提供了一种软硬板自动焊接方法，包括以下步骤：
S1、装载；
S2、上板：将装载产品后的装载治具投送至点胶机内，执行S3；
S3、点锡：利用点胶机将锡膏涂布于产品焊盘上；
S4、平移：对S3处理后的装载治具进行汇集，并投送至SPI检查设备内，执行S5；
S5、SPI检查；
S6、热风回流焊：利用SMT热风回流焊设备以曲线加热的方式，对锡膏熔化，完成软硬板接合部的焊接；
S7、AOI检查；
S8、捡板。
在一个实施例中，S1中，将若干组FPCA软板组件4和PCBA硬板组件3分别装入装载治具内，并利用真空吸附的方式辅助固定FPCA软板组件4。
在一个实施例中，S3中，点胶机内设有双Mark图像识别对位系统，用于识别FPCA软板组件4的Mark和PCBA硬板组件3的Mark；
通过利用双Mark图像识别对位系统对载板Mark和基板Mark进行检测对位，叠加公差要控制在0.1mm内。
点胶机内还安装有激光高度探测仪，用于对每个FPCA软板组件4和PCBA硬板组件3的高度进行测量。
通过激光高度探测仪，对每个基板的高度进行测量，通过点胶机头部上的Z轴微调马达调整点胶针头的下降量，以便对后续针头口部与产品之间的距离进行调控。
在一个实施例中，S3中，点胶机的针头口部与FPCA软板组件4和PCBA硬板组件3之间，保持0.1mm的距离，线点胶速度为10mm/s；
点胶针头到点胶线段开始位置时，提前30ms时间开阀，点胶线段结束时，点胶针头往回走1mm，回走速度15mm/S，回拉高度0.05mm，回拉速度15mm/s。
通过对针头口部与产品之间的距离、线点胶速度、开阀时间内、点胶针头往回走的距离、回走速度、回拉高度和回拉速度等数据进行控制，确保线段末端锡膏形状与线段大小一致，同时改善拉尖问题，具体点锡效果，具体点锡效果如图4所示。
在一个实施例中，S3中，点胶机内每个点胶头单独配置一台气压控制器，用于单独调节和控制点胶头的输出气压及时间；
其中，输出气压120Kpa，真空4Kpa，时间0.17s。
技术人员生产过程中根据锡膏余量对气压、真空和时间进行调整，真空的作用是在没有点锡情况下防止针头内的锡膏溢出。
在一个实施例中，S5中，利用SPI检查设备对锡膏涂布品质进行检查；
S7中，利用AOI外观检查机对焊接完成的软硬板进行外观检查；
S8中，将焊接完成的软硬板从装载治具中取出，完成下料。
实施例二
如图1和3所示，本发明实施例提供了一种软硬板自动焊接方法，包括以下步骤：
S1、装载；
S2、上板：将装载产品后的装载治具投送至点胶机内，执行S3；
S3、点锡：利用点胶机将锡膏涂布于产品焊盘上；
S4、平移：对S3处理后的装载治具进行汇集，并投送至SPI检查设备内，执行S5；
S5、SPI检查；
S6、热风回流焊：利用SMT热风回流焊设备以曲线加热的方式，对锡膏熔化，完成软硬板接合部的焊接；
S7、AOI检查；
S8、捡板。
在一个实施例中，S1中，将若干组FPCA软板组件4和PCBA硬板组件3分别装入装载治具内，并利用真空吸附的方式辅助固定FPCA软板组件4。
在一个实施例中，S3中，点胶机内设有双Mark图像识别对位系统，用于识别FPCA软板组件4的Mark和PCBA硬板组件3的Mark；
通过利用双Mark图像识别对位系统对载板Mark和基板Mark进行检测对位，叠加公差要控制在0.1mm内。
点胶机内还安装有激光高度探测仪，用于对每个FPCA软板组件4和PCBA硬板组件3的高度进行测量。
通过激光高度探测仪，对每个基板的高度进行测量，通过点胶机头部上的Z轴微调马达调整点胶针头的下降量，以便对后续针头口部与产品之间的距离进行调控。
在一个实施例中，S3中，点胶机的针头口部与FPCA软板组件4和PCBA硬板组件3之间，保持0.12mm的距离，线点胶速度为13mm/s；
点胶针头到点胶线段开始位置时，提前40ms时间开阀，点胶线段结束时，点胶针头往回走1.5mm，回走速度20mm/S，回拉高度0.1mm，回拉速度20mm/s。
通过对针头口部与产品之间的距离、线点胶速度、开阀时间内、点胶针头往回走的距离、回走速度、回拉高度和回拉速度等数据进行控制，确保线段末端锡膏形状与线段大小一致，同时改善拉尖问题，具体点锡效果，具体点锡效果如图3所示。
在一个实施例中，S3中，点胶机内每个点胶头单独配置一台气压控制器，用于单独调节和控制点胶头的输出气压及时间；
其中，输出气压160Kpa，真空5Kpa，时间0.18s。
技术人员生产过程中根据锡膏余量对气压、真空和时间进行调整，真空的作用是在没有点锡情况下防止针头内的锡膏溢出。
在一个实施例中，S5中，利用SPI检查设备对锡膏涂布品质进行检查；
S7中，利用AOI外观检查机对焊接完成的软硬板进行外观检查；
S8中，将焊接完成的软硬板从装载治具中取出，完成下料。
如图1和图2所示，本发明实施例还提供了自动焊接设备，设备包括三个装载台、三个上板机、三个点胶机、平移机、SPI检查机、SMT热风回流焊机、AOI外观检查机和捡板台；
其中，三个装载台分别设于三个上板机的一侧，三个点胶机分别设于三个上板机的另一侧，平移机设于三个点胶机的一侧，SPI检查机设于平移机的一侧，SMT热风回流焊机设于SPI检查机的一侧，AOI外观检查机设于SMT热风回流焊机的一侧，捡板台设于AOI外观检查机的一侧；
其中，装载台为辅助人工将FPCA软板组件4和PCBA硬板组件3产品装入装载治具内的平台；
其中，上板机用于将装有产品的装载治具投送至点胶机内；
其中，点胶机用于将锡膏涂布于产品焊盘上。
其中，平移机用于对三个点胶机处理完成后的装载治具进行汇总，并投送至SPI检查机内；
SPI检查机用于对产品上锡膏涂布的品质进行检查；
SMT热风回流焊机用于对产品上的锡膏进行加热，实现焊点自动焊接；
AOI外观检查机用于对焊接后的产品进行外观检测；
捡板台为辅助人工将产品从装载治具内取出进行下料的平台。
在一个实施例中，如图2所示，装载治具包括真空底座1、磁性载台2和磁性钢片5；
其中，磁性载台2安装于真空底座1的上表面，磁性钢片5设于磁性载台2的上方；
其中，磁性载台2顶部设有凹槽和定位柱，凹槽用于对FPCA软板组件4和PCBA硬板组件3进行限位，定位柱用于对磁性钢片5进行定位；通过磁性钢片5与磁性载台2底部埋设的磁铁产生吸力把产品固定在载治上防止载治在移动过程中产品发生移位；
其中，真空底座1的一侧安装有通过管道与真空发生器连接的快速接头，真空底座1的顶面均匀开设有真空吸附小孔，真空吸附小孔利用真空负压对FPCA软板组件4进行吸附。
由于FPCA比较软易变形翘起，脱离凹槽或定位柱易发生偏移问题，因此，利用快速接头将真空底座1与真空发生器连接，以便利用真空发生器对真空底座1进行抽真空，以便真空吸附小孔利用真空负压对FPCA软板组件4进行吸附，解决因FPCA变形翘起导致的偏移问题。
在一个实施例中，三个点胶机内均安装有双Mark图像识别对位系统、激光高度探测仪和若干点胶头；
其中，若干点胶头均单独配置有气压控制器。
通过利用气压控制器，可单独调整、控制每个点胶头的输出气压大小及时间。通过DOE实验数据分析，得出针筒内不同锡膏余量时所需的气压，真空值及时间，技术人员生产过程中根据锡膏余量对气压、真空和时间进行调整。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种软硬板自动焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、装载；
S2、上板：将装载产品后的装载治具投送至点胶机内，执行S3；
S3、点锡：利用点胶机将锡膏涂布于产品焊盘上；
S4、平移：对S3处理后的装载治具进行汇集，并投送至SPI检查设备内，执行S5；
S5、SPI检查；
S6、热风回流焊：利用SMT热风回流焊设备以曲线加热的方式，对锡膏熔化，完成软硬板接合部的焊接；
S7、AOI检查；
S8、捡板。
2.根据权利要求1所述的软硬板自动焊接方法，其特征在于：所述S1中，将若干组FPCA软板组件(4)和PCBA硬板组件(3)分别装入装载治具内，并利用真空吸附的方式辅助固定FPCA软板组件(4)。
3.根据权利要求2所述的软硬板自动焊接方法，其特征在于：所述S3中，点胶机内设有双Mark图像识别对位系统，用于识别FPCA软板组件(4)的Mark和PCBA硬板组件(3)的Mark；
点胶机内还安装有激光高度探测仪，用于对每个FPCA软板组件(4)和PCBA硬板组件(3)的高度进行测量。
4.根据权利要求3所述的软硬板自动焊接方法，其特征在于：所述S3中，点胶机的针头口部与FPCA软板组件(4)和PCBA硬板组件(3)之间，保持0.1－0.14mm的距离，线点胶速度为10－16mm/s；
点胶针头到点胶线段开始位置时，提前30－50ms时间开阀，点胶线段结束时，点胶针头往回走1－2mm，回走速度15－25mm/S，回拉高度0.05－0.15mm，回拉速度15－25mm/s。
5.根据权利要求3所述的软硬板自动焊接方法，其特征在于：所述S3中，点胶机内每个点胶头单独配置一台气压控制器，用于单独调节和控制点胶头的输出气压及时间；
其中，输出气压120－180Kpa，真空4－6Kpa，时间0.17－0.19s。
6.根据权利要求1所述的软硬板自动焊接方法，其特征在于：所述S5中，利用SPI检查设备对锡膏涂布品质进行检查；
所述S7中，利用AOI外观检查机对焊接完成的软硬板进行外观检查；
所述S8中，将焊接完成的软硬板从装载治具中取出，完成下料。
7.根据权利要求1－6任一项所述方法的软硬板自动焊接设备，其特征在于：所述设备包括三个装载台、三个上板机、三个点胶机、平移机、SPI检查机、SMT热风回流焊机、AOI外观检查机和捡板台；
其中，三个所述装载台分别设于三个所述上板机的一侧，三个所述点胶机分别设于三个所述上板机的另一侧，所述平移机设于三个所述点胶机的一侧，所述SPI检查机设于所述平移机的一侧，所述SMT热风回流焊机设于SPI检查机的一侧，所述AOI外观检查机设于所述SMT热风回流焊机的一侧，所述捡板台设于所述AOI外观检查机的一侧；
其中，所述装载台为辅助人工将FPCA软板组件(4)和PCBA硬板组件(3)产品装入装载治具内的平台；
其中，所述上板机用于将装有产品的装载治具投送至点胶机内；
其中，所述点胶机用于将锡膏涂布于产品焊盘上。
8.根据权利要求7所述的软硬板自动焊接设备，其特征在于：所述平移机用于对三个点胶机处理完成后的装载治具进行汇总，并投送至SPI检查机内；
所述SPI检查机用于对产品上锡膏涂布的品质进行检查；
所述SMT热风回流焊机用于对产品上的锡膏进行加热，实现焊点自动焊接；
所述AOI外观检查机用于对焊接后的产品进行外观检测；
所述捡板台为辅助人工将产品从装载治具内取出进行下料的平台。
9.根据权利要求7所述的软硬板自动焊接设备，其特征在于：所述装载治具包括真空底座(1)、磁性载台(2)和磁性钢片(5)；
其中，所述磁性载台(2)安装于所述真空底座(1)的上表面，所述磁性钢片(5)设于所述磁性载台(2)的上方；
其中，所述磁性载台(2)顶部设有凹槽和定位柱，所述凹槽用于对FPCA软板组件(4)和PCBA硬板组件(3)进行限位，所述定位柱用于对磁性钢片(5)进行定位；
其中，所述真空底座(1)的一侧安装有通过管道与真空发生器连接的快速接头，所述真空底座(1)的顶面均匀开设有真空吸附小孔，所述真空吸附小孔利用真空负压对FPCA软板组件(4)进行吸附。
10.根据权利要求7所述的软硬板自动焊接设备，其特征在于：三个所述点胶机内均安装有双Mark图像识别对位系统、激光高度探测仪和若干点胶头；
其中，若干所述点胶头均单独配置有气压控制器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311404791.XA CN117680787A (zh) | 2023-10-26 | 2023-10-26 | 一种软硬板自动焊接方法及焊接设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311404791.XA CN117680787A (zh) | 2023-10-26 | 2023-10-26 | 一种软硬板自动焊接方法及焊接设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117680787A true CN117680787A (zh) | 2024-03-12 |
Family
ID=90130781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311404791.XA Pending CN117680787A (zh) | 2023-10-26 | 2023-10-26 | 一种软硬板自动焊接方法及焊接设备 |
Country Status (1)
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2023
- 2023-10-26 CN CN202311404791.XA patent/CN117680787A/zh active Pending
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