TWI721875B

TWI721875B - 錫波高度測量系統及其方法

Info

Publication number: TWI721875B
Application number: TW109114081A
Authority: TW
Inventors: 元哲璋; 韓雪山; 李中華
Original assignee: 英業達股份有限公司
Priority date: 2020-04-27
Filing date: 2020-04-27
Publication date: 2021-03-11
Also published as: TW202141059A

Abstract

一種錫波高度測量系統及其方法，其係透過配置底座於波峰焊設備的傳輸機構所設置的承托鏈爪上，使底座的部分底面緊貼承托鏈爪的底部承托面，設置於底座的第一金屬接觸單元接觸錫爐中的錫液；當量測控制器接收到量測指令時，控制電動滑台，使固接電動滑台的固定桿其終端所設置的第二金屬接觸單元自預設位置往錫爐的方向移動，直至接觸到錫爐中錫波的峰頂，以接收到導通信號，進而依據第二金屬接觸單元自預設位置移動至接觸到錫波的峰頂的距離取得錫波的高度值；以及顯示裝置顯示錫波的高度值。因此，可實現對錫波高度的量化精准測量。

Description

錫波高度測量系統及其方法

本發明涉及一種高度測量系統及其方法，特別是錫波高度測量系統及其方法。

當前欲利用波峰焊設備將電子元件焊接於電路板時，波峰焊設備會夾制並輸送承載有電路板的載盤，使露出焊接面的電路板通過錫波的表面，完成焊接面上電子元件引腳的焊接。波峰焊設備內包括兩種錫波：平流波與擾流波，這兩種錫波的高度是一個非常重要的參數，它會因為接觸焊接面的大小和持續時間而影響電路板焊接的品質。不合適的錫波高度，會造成電子元件引腳的連焊或者漏焊，因此，波峰焊設備的操作人員需要經常檢測錫波高度，以確保良好與穩定的生產品質。

然而，由於當前沒有專用的錫波高度測量設備可用，所以波峰焊設備的操作人員通常採用簡單的設備，例如：鋼尺，以目視觀察讀數的方式進行測量，但這樣的測量方式易受人為因素影響，例如：不同的操作人員其操作手法會有差異使測量結果不同、觀察角度不同會得到不同的結果、目視讀數誤差大，使測量結果不夠精準，誤差範圍可能有1毫米至3毫米，不符合一般設備要求的精度（即0.1毫米），使得客戶對生產設備與工藝進行稽核時，常常會造成稽核失分，嚴重時甚至可能影響客戶下訂單的決心，影響巨大。

綜上所述，可知先前技術中存在對錫波高度的量化不夠精準的問題，因此實有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。

本發明揭露一種錫波高度測量系統及其方法。

首先，本發明揭露一種錫波高度測量系統，應用於波峰焊設備，波峰焊設備包括傳輸機構，傳輸機構上設置有承托鏈爪。錫波高度測量系統包括：底座、電動滑台、量測控制器與顯示裝置，其中，底座選擇性配置於承托鏈爪上並設置有第一金屬接觸單元，用以當配置於承托鏈爪時，其部分底面緊貼承托鏈爪的底部承托面，第一金屬接觸單元接觸錫爐中的錫液；電動滑台設置於底座上且裝設有固定桿，固定桿的終端設置有第二金屬接觸單元；量測控制器電性連接第一金屬接觸單元與第二金屬接觸單元，用以當接收到量測指令時，控制電動滑台，使第二金屬接觸單元自預設位置錫爐的方向移動，直至接觸到錫爐中的錫波的峰頂，以接收到導通信號，進而依據第二金屬接觸單元自預設位置移動至接觸到錫波的峰頂的距離取得錫波的高度值；以及顯示裝置連接量測控制器，用以顯示量測控制器所取得的錫波的高度值。

此外，本發明揭露一種錫波高度測量方法，應用於波峰焊設備，波峰焊設備包括傳輸機構，傳輸機構上設置有承托鏈爪。錫波高度測量方法包括以下步驟：提供錫波高度測量系統，其中，錫波高度測量系統包括底座、電動滑台、量測控制器與顯示裝置，底座設置有第一金屬接觸單元，電動滑台設置於底座上且裝設有固定桿，固定桿的終端設置有第二金屬接觸單元，量測控制器電性連接第一金屬接觸單元與第二金屬接觸單元，顯示裝置連接量測控制器；配置底座於承托鏈爪上，使底座的部分底面緊貼承托鏈爪的底部承托面，第一金屬接觸單元接觸錫爐中的錫液；當量測控制器接收到量測指令時，控制電動滑台，使第二金屬接觸單元自預設位置往錫爐的方向移動，直至接觸到錫爐中的錫波的峰頂，以接收到導通信號，進而依據第二金屬接觸單元自預設位置移動至接觸到錫波的峰頂的距離取得錫波的高度值；以及顯示裝置顯示量測控制器所取得的錫波的高度值。

本發明所揭露之系統與方法如上，與先前技術的差異在於本發明是透過配置底座於波峰焊設備的傳輸機構所設置的承托鏈爪上，使底座的部分底面緊貼承托鏈爪的底部承托面，設置於底座的第一金屬接觸單元接觸錫爐中的錫液；當量測控制器接收到量測指令時，控制電動滑台，使第二金屬接觸單元自預設位置往錫爐的方向移動，直至接觸到錫爐中錫波的峰頂，以接收到導通信號，進而依據第二金屬接觸單元自預設位置移動至接觸到錫波的峰頂的距離取得錫波的高度值；以及顯示裝置顯示量測控制器所取得的錫波的高度值。

透過上述的技術手段，本發明可利用錫波焊錫導電的特性，採用可計量程的高精度電動滑台，輔以特定設計的底座與量測控制器，實現對錫波高度的量化精準測量，避免了人工測量讀數的模糊性，也避免了不同操作人員操作時所造成的測量差異。

在說明本發明所揭露之錫波高度測量系統及其方法之前，先對本發明所自行定義的名詞作說明，本發明所述的錫波高度測量系統所包括的量測控制器、顯示裝置主要可利用硬體方式來實現，同時可與軟體或韌體協同運作。其中，在實施中所使用的軟體或韌體可以被儲存在機器可讀儲存媒體上，例如：唯讀記憶體（ROM）、隨機存取記憶體（RAM）、磁盤儲存媒體、光儲存媒體、快閃記憶體裝置等等，並且可以由一個或多個通用或專用的可程式化微處理器執行。本發明所述的電動滑台與量測控制器之間以及顯示裝置與量測控制器之間可利用無線或有線方式進行信號與資料的傳遞。

以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明之實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題並達成技術功效的實現過程能充分理解並據以實施。

請參閱「第1圖」、「第2A圖」與「第2B圖」，「第1圖」為本發明錫波高度測量系統所應用的波峰焊設備的傳輸機構之一實施例部分立體結構示意圖，「第2A圖」圖為「第1圖」的傳輸機構的夾制鏈爪夾持載盤之一實施例示意圖，「第2B圖」為「第1圖」的傳輸機構的承托鏈爪托住載盤之一實施例示意圖。需注意的是，由於傳輸機構100係透過成對的夾制鏈爪50與承托鏈爪60夾持或托住承載電路板70的載盤80，因此，「第1圖」中的傳輸機構僅繪製傳輸機構的單邊立體結構作為代表。在本實施例中，波峰焊設備的傳輸機構100可設置有夾制鏈爪50與承托鏈爪60，夾制鏈爪50可用以夾持承載電路板70的載盤80，承托鏈爪60可用以托住承載電路板70的載盤80。更詳細地說，夾制鏈爪50 的下端設有V型卡爪，以夾持承載電路板70的載盤80；承托鏈爪60的下端設有L型托爪（即相互垂直的底部承托面62與垂直承托面64，如「第2B圖」所示），以托住承載電路板70的載盤80；夾制鏈爪50與承托鏈爪60依照特定比例相間設置，夾制鏈爪50與承托鏈爪60的數量與排列方式可依據實際需求進行調整。

請參閱「第3圖」與「第4圖」，「第3圖」為本發明錫波高度測量方法之一實施例方法流程圖，「第4圖」為本發明錫波高度測量系統應用於「第1圖」的傳輸機構之一實施例示意圖。在本實施例中，錫波高度測量方法可包括以下步驟：提供錫波高度測量系統，其中，錫波高度測量系統包括底座、電動滑台與量測控制器，底座設置有第一金屬接觸單元，電動滑台設置於底座上且裝設有固定桿，固定桿的終端設置有第二金屬接觸單元，量測控制器電性連接第一金屬接觸單元與第二金屬接觸單元（步驟210）；配置底座於承托鏈爪上，使底座的部分底面緊貼承托鏈爪的底部承托面，第一金屬接觸單元接觸錫爐中的錫液（步驟220）；當量測控制器接收到量測指令時，控制電動滑台，使第二金屬接觸單元自預設位置往錫爐的方向移動，直至接觸到錫爐中的錫波的峰頂，以接收到導通信號，進而依據第二金屬接觸單元自預設位置移動至接觸到錫波的峰頂的距離取得錫波的高度值（步驟230）；以及顯示裝置顯示量測控制器所取得的錫波的高度值（步驟240）。

在步驟210中，錫波高度測量系統可應用於「第1圖」的傳輸機構。在本實施例中，底座310可為但不限於長方體（即底面312與側面314相互垂直），其底面312可設置有第一金屬接觸單元316，但本實施例並非用以限定本發明，舉例而言，底座310可為立方體，其側面314可設置有向下延伸的第一金屬接觸單元316；電動滑台320包括滑塊321，滑塊321僅能沿著垂直於底面312的方向移動，且滑塊321移動時帶動固設其上的固定桿322移動；固定桿322的一側固接滑塊321，固定桿322的另一側設置有第二金屬接觸單元324，第二金屬接觸單元324的底面（即後續欲接觸錫波94的峰頂的表面）為平面且與底座310的底面312平行。需注意的是，第二金屬接觸單元324的底面的面積大小係以其後續可以接觸到錫波94的峰頂的需求進行調整。

在步驟220中，由於底座310可為但不限於立方體或長方體，因此，當底座310配置於承托鏈爪60時，底座310的部分底面312可緊貼承托鏈爪的底部承托面62，而設置於底面312的第一金屬接觸單元316可接觸錫爐90中的錫液92（即熔融態焊錫）。此外，由於底座310的底面312與側面314相互垂直，承托鏈爪60的底部承托面62與垂直承托面64相互垂直，因此，當底座310配置於承托鏈爪60時，底座310的側面314也可緊貼承托鏈爪60的垂直承托面64，使得底座310緊貼承托鏈爪60的底部承托面62與垂直承托面64，可避免量測基準點的誤差。

在步驟230中，量測控制器330可包括輸入介面332、處理模組334與控制模組336，波峰焊設備的操作人員可藉由輸入介面332（例如：開關或按鍵）向量測控制器330輸入量測指令，當量測控制器330接收到量測指令時，控制模組336開始控制電動滑台320移動，使第二金屬接觸單元324自預設位置往錫爐90的方向移動，直至接觸到錫爐90中的錫波94的峰頂，以接收到導通信號（此時，第一金屬接觸單元316與第二金屬接觸單元324皆接觸到錫液92，所以電路導通，採用此方法判斷第二金屬接觸單元324是否接觸到錫波94的峰頂可避免錫波接觸誤差），進而依據第二金屬接觸單元324自預設位置移動至接觸到錫波94的峰頂的距離取得錫波94的高度值。

更詳細地說，滑塊321與固定桿322固接的位置與錫爐90中未產生錫波94時的錫液92表面之間的距離為P，固定桿322的長度為R，第二金屬接觸單元324的高度為M，因此，第二金屬接觸單元324的底面與錫爐90中未產生錫波94時的錫液92表面之間的距離為P-R-M（此時，第二金屬接觸單元324的預設位置可藉由操作人員依據實際需求控制P的大小進行調整，如「第5A圖」所示，「第5A圖」為「第4圖」的第二金屬接觸單元位於預設位置之一實施例示意圖）；當控制模組336控制電動滑台320的滑台321移動，使第二金屬接觸單元324接觸到錫爐90中的錫波的峰頂（如「第5B圖」所示，「第5B圖」為「第4圖」的第二金屬接觸單元接觸到錫波的峰頂之一實施例示意圖）時，處理模組334可先判斷滑塊321向下方移動的距離Q，進而判斷錫波94的高度值為P-R-M-Q（即依據第二金屬接觸單元324自預設位置移動至接觸到錫波94的峰頂的距離取得錫波94的高度值）。

需注意的是，由於錫爐90中的錫波94實際上為排成一列的錫波94，為了避免「第5A圖」與「第5B圖」的圖面過於複雜，僅在「第5A圖」與「第5B圖」的圖面中繪製單一錫波94代為表示。

在本實施例中，電動滑台320可包括步進馬達326，連接控制模組336，控制模組336可透過步進馬達326驅動滑塊321與固定桿322移動。此部分由於採用可計量程的高精度電動滑台，使測量精度可以達到0.05毫米，符合一般設備的精度要求（即0.1毫米）。

在步驟240中，顯示裝置340可直接顯示量測控制器330所取得的錫波的高度值，進而避免了人工測量讀數的模糊性。

此外，在本實施例中，底座310係可配置於單邊的承托鏈爪60上，並搭配設置其上的電動滑台320進行錫波高度測量方法（如「第4圖」、「第5A圖」與「第5B圖」所示），為避免設置有電動滑台320的底座310因重心不穩而無法讓其部分底面312緊貼承托鏈爪60的底部承托面62或者無法讓其部分底面62與側面64分別緊貼承托鏈爪60的底部承托面62與垂直承托面64，因此，錫波高度測量系統還可包括穩固機構（未繪製），用以將底座310穩固於傳輸機構100的上，使底座310的部分底面312可緊貼承托鏈爪60的底部承托面62或者底座310的部分底面62與側面64可分別緊貼承托鏈爪60的底部承托面62與垂直承托面64，可避免量測基準點的誤差。

再者，底座310除了可配置於單邊的承托鏈爪60上以外，也可穩固地配置於成對的承托鏈爪60上，並搭配設置其上的電動滑台320進行錫波高度測量方法。

綜上所述，可知本發明與先前技術之間的差異在於透過配置底座於波峰焊設備的傳輸機構所設置的承托鏈爪上，使底座的底面緊貼承托鏈爪的底部承托面，設置於底座的第一金屬接觸單元接觸錫爐中的錫液；當量測控制器接收到量測指令時，控制電動滑台，使第二金屬接觸單元自預設位置往錫爐的方向移動，直至接觸到錫爐中錫波的峰頂，以接收到導通信號，進而依據第二金屬接觸單元自預設位置移動至接觸到錫波的峰頂的距離取得錫波的高度值；以及顯示裝置顯示量測控制器所取得的錫波的高度值，藉由此一技術手段可以解決先前技術所存在的問題，進而實現對錫波高度的量化精準測量，避免了人工測量讀數的模糊性，也避免了不同操作人員操作時所造成的測量差異。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

50:夾制鏈爪 60:承托鏈爪 62:底部承托面 64:垂直承托面 70:電路板 80:載盤 90:錫爐 92:錫液 94:錫波 100:傳輸機構 310:底座 312:底面 314:側面 316:第一金屬接觸單元 320:電動滑台 321:滑塊 322:固定桿 324:第二金屬接觸單元 326:步進馬達 330:量測控制器 332:輸入介面 334:處理模組 336:控制模組 340:顯示裝置 M:高度 P、Q:距離 R:長度步驟210:提供錫波高度測量系統，其中，錫波高度測量系統包括底座、電動滑台與量測控制器，底座設置有第一金屬接觸單元，電動滑台設置於底座上且裝設有固定桿，固定桿的終端設置有第二金屬接觸單元，量測控制器電性連接第一金屬接觸單元與第二金屬接觸單元步驟220:配置底座於承托鏈爪上，使底座的部分底面緊貼承托鏈爪的底部承托面，第一金屬接觸單元接觸錫爐中的錫液步驟230:當量測控制器接收到量測指令時，控制電動滑台，使第二金屬接觸單元自預設位置往錫爐的方向移動，直至接觸到錫爐中的錫波的峰頂，以接收到導通信號，進而依據第二金屬接觸單元自預設位置移動至接觸到錫波的峰頂的距離取得錫波的高度值步驟240:顯示裝置顯示量測控制器所取得的錫波的高度值

第1圖為本發明錫波高度測量系統所應用的波峰焊設備的傳輸機構之一實施例立體結構示意圖。第2A圖為第1圖的傳輸機構的夾制鏈爪夾持載盤之一實施例示意圖。第2B圖為第1圖的傳輸機構的承托鏈爪托住載盤之一實施例示意圖。第3圖為本發明錫波高度測量方法之一實施例方法流程圖。第4圖為本發明錫波高度測量系統應用於第1圖的傳輸機構之一實施例示意圖。第5A圖為第4圖的第二金屬接觸單元位於預設位置之一實施例示意圖。第5B圖為第4圖的第二金屬接觸單元接觸到錫波的峰頂之一實施例示意圖。

60:承托鏈爪

62:底部承托面

64:垂直承托面

90:錫爐

92:錫液

310:底座

312:底面

314:側面

316:第一金屬接觸單元

320:電動滑台

321:滑塊

322:固定桿

324:第二金屬接觸單元

326:步進馬達

330:量測控制器

332:輸入介面

334:處理模組

336:控制模組

340:顯示裝置

Claims

一種錫波高度測量系統，應用於一波峰焊設備，該波峰焊設備包括一傳輸機構，該傳輸機構上設置有一承托鏈爪，該錫波高度測量系統包括：一底座，選擇性配置於該承托鏈爪上並設置有一第一金屬接觸單元，用以當配置於該承托鏈爪時，其部分底面緊貼該承托鏈爪的一底部承托面，該第一金屬接觸單元接觸一錫爐中的錫液；一電動滑台，設置於該底座上且裝設有一固定桿，其中，該固定桿的終端設置有一第二金屬接觸單元；一量測控制器，電性連接該第一金屬接觸單元與該第二金屬接觸單元，用以當接收到一量測指令時，控制該電動滑台，使該第二金屬接觸單元自一預設位置往該錫爐的方向移動，直至接觸到該錫爐中的一錫波的峰頂，以接收到一導通信號，進而依據該第二金屬接觸單元自該預設位置移動至接觸到該錫波的該峰頂的距離取得該錫波的高度值；以及一顯示裝置，連接該量測控制器，用以顯示該量測控制器所取得的該錫波的該高度值。
根據申請專利範圍第1項所述之錫波高度測量系統，其中，該電動滑台包括一步進馬達，該步進馬達驅動該固定桿移動。
根據申請專利範圍第1項所述之錫波高度測量系統，其中，當該底座配置於該承托鏈爪時，該底座的一側面緊貼該承托鏈爪的一垂直承托面。
一種錫波高度測量方法，應用於一波峰焊設備，該波峰焊設備包括一傳輸機構，該傳輸機構上設置有一承托鏈爪，該錫波高度測量方法包括以下步驟：提供一錫波高度測量系統，其中，該錫波高度測量系統包括一底座、一電動滑台、一量測控制器與一顯示裝置，該底座設置有一第一金屬接觸單元，該電動滑台設置於該底座上且裝設有一固定桿，該固定桿的終端設置有一第二金屬接觸單元，該量測控制器電性連接該第一金屬接觸單元與該第二金屬接觸單元，該顯示裝置連接該量測控制器；配置該底座於該承托鏈爪上，使該底座的部分底面緊貼該承托鏈爪的一底部承托面，該第一金屬接觸單元接觸一錫爐中的錫液；當該量測控制器接收到一量測指令時，控制該電動滑台，使該第二金屬接觸單元自一預設位置往該錫爐的方向移動，直至接觸到該錫爐中的一錫波的峰頂，以接收到一導通信號，進而依據該第二金屬接觸單元自該預設位置移動至接觸到該錫波的該峰頂的距離取得該錫波的高度值；以及該顯示裝置顯示該量測控制器所取得的該錫波的該高度值。
根據申請專利範圍第4項所述之錫波高度測量方法，其中，該電動滑台包括一步進馬達，該步進馬達驅動該固定桿移動。
根據申請專利範圍第4項所述之錫波高度測量方法，其中，當該底座配置於該承托鏈爪時，該底座的一側面緊貼該承托鏈爪的一垂直承托面。