CN2788510Y - 自动擦板机 - Google Patents

Abstract

本实用新型自动擦板机系一种利用计算机程序控制一带有电动刷头与真空吸头的悬臂头，利用伺服马达的带动，针对电路板焊垫及连接芯片(Chip－On－Board)的底座，从事选择性擦拭清洁工作的自动化设备，使用在电路板加工前或选择性焊接过程中，透过电动刷头随着程序的设计，精准地移动于每一个待擦拭的电路板焊垫间，以旋转或左右或前后摆动的方式，擦拭每一个电路板焊垫。除了可以确实地清除焊垫上氧化物质、灰尘、杂质等，由真空吸头将其吸出之外，更可以适当地增加焊垫表面的粗糙，增加焊锡的接合力，提高电路板品质。更重要的是节省擦拭人工成本，减少环境公害。

Description

自动擦板机

技术领域

本实用新型系一种有关电路板制造和加工过程中，焊垫及连接芯片(Chip-On-Board)的底座清洁擦拭的装置。

背景技术

已知电路板加工主要插件流程可区分为：表面粘着技术(SMT)、自动插件(A/I)、手插件、测试及烧机测试(Burn-In)等。所谓表面粘着技术，是先将印刷电路板(PCB)上一层锡膏，再将组件放上，送进回焊炉内加热熔解PC板上的锡膏，使组件紧密地粘着于印刷电路板上。而自动插件则是将组件穿透PC板，组件脚会扣住IC板，然后进锡炉加热，使组件固定在板上，因此以插立式零件为主，至于无法用表面粘着技术及自动插件机器处理的零组件则以人工手插件方式组装。

由于制作过程中前置制作过程的焊点容易遇热熔解成液状，导致电路板正反两面常常留有锡渣，对于没有零件组装的一面，或者还可以常见的电路板清洁机利用胶带或钢刷轮作初步的清洁，但是对于使用表面粘着技术(SMT)、自动插件(A/I)、手插件各种不同高度、尺寸、形状的插件面，一直以来都只能以人工方式，利用橡皮擦或玻璃纤维棒擦拭后，再以压缩空气将杂物吹净的免洗制作过程，或者利用氯化碳氟化合物(CFC)清洗，但是自从蒙特娄议定书规定禁产CFC之后，电子组装业者受到相当大的影响，因为使用CFC清洗锡膏时，可以在锡膏内加入较多焊剂，表面绝缘阻抗高电性好；后检改用水洗后，水洗锡膏的焊剂活性很强，清洗非常不容易，如果有一点点清洗不干净，绝缘阻抗势必降低，且极易腐蚀零件。

另外对于一些已经完成大部份装配后再需要补充焊接一些穿孔插装零组件的电路板，或需要配合各种不同的插件作业的电路板，电路板焊垫可能产生的氧化、变色、杂质的沾粘，格外成为电路板加工一个严重的问题，除非以手工，用橡皮擦一个焊垫、一个焊垫地擦拭，才能避免大量的焊接不良，但是人为疏失的问题仍时常发生，尤其对于使用板上连接式芯片(Chip-On-Board)的加工，几乎都只有以人工的方式，用橡皮擦清拭处理，却又产生橡皮擦屑残留的问题，都使得电路板加工技术并没有因为高科技的表面粘着技术、自动插件技术得到全面性的改善。

有鉴于此，本发明人即针对解决加工中或加工后的电路板的清洁问题，并经多次的实验测试，终于完成本自动擦板机的发明创造。

发明内容

本实用新型最主要目的在于利用计算机程序设计，搭配变频驱动器可加载特定控制程序码完成伺服马达控制系统，控制设置于被处理的电路板上方的伸缩电动刷头及真空吸头，瞄准程序中欲擦拭的每一个焊垫进行擦拭，又将擦拭下来的锡渣或异物由真空吸头吸出，达到清洁焊垫的目的。

本实用新型一个次要目的在于运用程序设计的技巧，可以确实而均匀地清除电路板每一个待焊接的焊垫，没有人为上的限制与疏失。特别是当各种插件工艺混合在一起的时候，表面粘着技术(SMT)、自动插件(A/I)、手插件无法在一个时间内完成的时候，或者将芯片(Chip-On-Board)直接粘贴在电路板的加工模式，焊垫擦拭的自动化与正确性就显得格外重要。

本实用新型另一个目的在于解决水洗锡渣不容易完全清洗干净的问题，使任何状态下的电路板焊垫都可以由本实用新型进行自动化标准化的作业，达到完全，而没有公害。

本实用新型最后一个目的在于降低电路板加工的不良率，在程序设计的控制下，每一个必须擦拭的焊垫都可以得到完全一致的擦拭，并且随时有真空吸头将任何毛絮吸走，使电路板维持干净，又没有人工可能碰触到其它已组装的零件，或水洗导致零件受损的问题，这是本实用新型最重要的目的。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种自动擦板机，用于对电路板焊垫及连接芯片的底座，进行选择性擦拭清洁，其技术关键在于：该自动擦板机包括：

(1)电路板放置平台，

(2)可移动悬臂式桥架，与X、Y、Z伺服马达位置控制系统连接，由所述X、Y、Z伺服马达位置控制系统控制进行位移，所述桥架的支柱悬臂上有由一组或一组以上的可伸缩的擦拭用电动刷头，电动刷头一侧为真空吸头，

(3)伺服马达驱动控制系统，与可编程的控制计算机连接。

本实用新型主要包含四个部份，一可编程的控制计算机，一X、Y、Z伺服马达位置控制系统，一前端设有伸缩电动刷头及真空吸头的传动系统，和一放置电路板的加工平台。加工平台的上方架设有一可前后与上下呈X与Z方向整体移动的悬臂，悬臂上又设有一Y向移动式转接头，转接头设有一个可以Z方向伸缩电动刷头及一接到一真空密封泵的真空吸头，由一组X、Y、Z伺服马达控制系统所控制。当伸缩电动刷头对准欲擦拭的焊垫从事程序撰写时，计算机同时将每一个焊点的X、Y、Z坐标输入计算机程序里面，因此，当计算机依程序运算时，X、Y、Z伺服马达控制系统即可按计算机指示，控制X、Y、Z轴的传动系统，先定位X、Y轴的部份，接着伸缩电动刷头与真空吸头同时工作，由计算机控制伸缩电动刷头的压力、转速和加工的时间，完成后再进入下一个焊垫进行擦拭。

本实用新型的最大的特点在于定点定压的擦拭，可使防焊漆保持在最佳状态，又可以使每一个焊垫维持一定的清洁度，提高品质又节省人工，维持电路板加工生产线的稳定。没有人为的疏失，没有水洗的污染和不易清洁的问题，没有单纯吸尘、胶贴的无效加工与刷轮造成防焊漆受到刮伤，产生脱层、白化的危险。

附图说明

图1为本实用新型自动擦板机的整体构造示意图。

图2为本实用新型的电动刷头、真空吸管与电路板关系示意图。

图3为本实用新型的电动刷头的示意图。

图4为本实用新型的真空吸头的示意图。

附图标记说明：

10是一个待清洁电路板放置平台

11及12是可以依电路板的宽度适度位移的轨道及轨条

111是对象夹头

13是固定电路板位置的固定钮

20是设置在滑轨上一个由伺服马达驱动的桥架支柱

30是设置在支柱上的悬臂

40是伸缩电动刷头

50是真空吸头

60是手动微调杆

70是计算机屏幕

80是可编程的控制计算机

具体实施方式

附图标记10是一个待清洁电路板放置平台，依伸缩电动刷头的数量可以设有相同数量的轨道11，轨道的两侧设有轨条12，可以依电路板的宽度适度位移，轨条上方设有数个固定钮13固定电路板位置。电路板放置平台10的单侧或相对的两侧设有滑轨，滑轨上设有一由伺服马达驱动的桥架支柱20，对应平台作前后X轴向的移动，支柱上设有一悬臂30可由伺服马达驱动作上下位移，悬臂上设有一组或一组以上可由伺服马达驱动而位移的伸缩电动刷头40和一真空吸头50组合的工作头端，连接一真空泵。每一组的伸缩电动刷头之间维持同一水平与二电路板相同的间距，使同一悬臂上的各组工作头端可以同一工作时间针对相同的二片或二片以上的电路板同一位置的焊垫从事擦拭工作。

每一块电路板擦拭的开始，必须先调整好各轨道的间距，电路板固定位置，一方面作好定位的工作，一方面避免松动产生位移，如果待擦拭的电路板量多，还可以同时预备多头同时进行多片加工。

首先利用可编程测量软件先对准每一个焊垫X、Y、Z轴位置和焊垫形状与大小、擦拭流程记忆，并进行程序撰写，再存入连接在X、Y、Z伺服马达控制系统后端的计算机系统，直接运转，推动桥架支柱作前后的位移，悬臂作上下的位移，伸缩电动刷头固定座作左右的位移，刷头和真空吸头作接触焊垫的位移，当刷头在欲擦拭的焊垫上作旋转或震动时，氧化的铜锈或杂物被移除，并迅速地被真空吸头吸除。所有擦拭工作系经计算机程序设计，每一个焊垫的擦拭动作和时间都可以依电路板实际状况的过程中差异而设计，或旋转或震动，只要经过计算机程序设计，同一批的电路板必能维持同一的品质。

当然，单一悬臂单一伸缩电动刷头必然是可行的设计，桥架也可以改为悬臂方式。

由于焊垫有长方形、正方形、圆形等各种不同的类型，焊垫产生异常的种类也不尽相同，因此伸缩电动刷头的材质、粗细，作用力的方式不尽相同，钢刷只能说是普遍而耐用的一种，其它如玻璃材质的刷头不易使焊垫产生变化，皆可作为伸缩电动刷头材料。

Claims (5)

1.一种自动擦板机，用于对电路板焊垫及连接芯片的底座，进行选择性擦拭清洁，其特征在于：该自动擦板机包括：

(1)电路板放置平台，

(2)可移动悬臂式桥架，与X、Y、Z伺服马达位置控制系统连接，由所述X、Y、Z伺服马达位置控制系统控制进行位移，所述桥架的支柱悬臂上有由一组或一组以上的可伸缩的擦拭用电动刷头，电动刷头一侧为真空吸头，

(3)伺服马达驱动控制系统，与可编程的控制计算机连接。

2.如权利要求1所述的自动擦板机，其特征在于：所述桥架为悬臂式的单支柱型。

3.如权利要求1所述的自动擦板机，其特征在于：所述电动刷头的刷头材质是钢材或玻璃材质。

4.如权利要求1所述的自动擦板机，其特征在于：所述电动刷头的运动方式为垂直震动，或以旋转或前后左右移动方式震动。

5.如权利要求1所述的自动擦板机，其特征在于：所述真空吸头与真空泵连接。

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