专利名称：一种电子元器件粉末包封设备的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种粉末包封设备的控制方法，特别涉及一种电子元器件粉末包封设备的控制方法。
背景技术：
粉末包封技术是一种热涂敷技术，它是通过流化床涂敷法将绝缘粉末涂敷在预加热的电子元器件上，再通过对元件的加热，使绝缘粉末熔敷在元件的外表面，形成一层均匀的绝缘漆膜，此时的绝缘涂层还不具有应有的绝缘和机械强度，再将涂敷好的元件经进一步加热，进行1～2小时的固化处理，在电子元器件的表面就形成一层坚固的绝缘层。
电子元器件主要有陶瓷电容器、簿膜电容器、云母电容器、独石电容器、钽电容、压敏电阻器、网络电阻、PTC、NTC、电感器等，它们必须经过绝缘封装。电子元器件的粉末包封技术，由于具有无溶剂、无污染、电气性能优良、封装效率高、易于实现大规模生产等特性，已在各种电子元器件的生产领域内取代了传统的液体封装技术，而粉末包封设备就是其关键装备。
在电子元器件粉末包封过程中，粉末流化状态、电子元器件的浸粉方式等直接关系到包封后电子元器件电气性能的优劣。一方面绝缘粉末流化状态的好坏直接关系到绝缘粉末分布的均匀性，只有在保证绝缘粉末均匀的前提下，才能保证电子元器件包封的均匀性；另一方面，浸粉方式的控制直接影响到电子元器件管脚包封高度的精度与一致性以及电子元器件的可焊性。
传统的流化床控制技术由于控制过程不够精确，对不同绝缘粉末流态化控制精度不是太高，影响了绝缘包封粉末流态化的均匀程度；对于电子元器件粉末包封设备的浸粉机构，一方面，传统的由气动机构驱动的浸粉机构难以保证浸粉机构的精确控制，另一方面主要的问题是单一的浸粉机构控制技术无法解决电子元器件运动过程中的预热温度散失与电子元器件管脚包封的精度一致性的矛盾。流化床和浸粉机构控制方面存在的技术问题，都使得电子元器件的包封质量下降，从而引起电子元器件的性能的下降。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种既保证了电子元器件浸粉的均匀性与一致性，又保证了电子元器件管脚浸粉的精度与一致性，提高了电子元器件包封质量的电子元器件粉末包封设备的控制方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是首先根据电子元器件的包封的工艺要求，通过流量控制单元11设定绝缘粉末的流化参数，之后启动流量控制单元11通过高压节流阀9使气压工作在0.4MPa～0.6MPa的气压状态，经过10s～30s的流化使绝缘粉末达到充分均匀流化状态；当绝缘粉末流化参数满足设定的参数的要求时，通过流量控制单元11控制低压节流阀10使气压工作在0.01MPa～0.1MPa的气压状态，使经过流化的正常密度为0.6g/cm3～0.8g/cm3的绝缘粉末变为密度为0.3g/cm3～0.4g/cm3的均匀疏松状态的绝缘粉末，等待电子元器件的浸粉；然后根据包封的工艺要求设定的粉末包封的浸粉参数，通过零位传感器13检测浸粉机构2的位置并将检测结果通过位移信号处理单元17反馈给浸粉机构控制单元18，如果浸粉机构2处在零位，则由浸粉机构控制单元18启动浸粉机构2运行；浸粉机构2运行至上缓冲传感器14位置处，浸粉机构运动控制单元18发出指令，控制浸粉机构2快速运行至下缓冲传感器16位置，之后控制浸粉机构2减速运行，使安装在浸粉机构2上的电子元器件插入粉末流化床机构3的绝缘粉末中进行浸粉，当满足设定的粉末包封浸粉参数时，电子元器件进入加热与保温机构1中流平，熔融电子元器件表面的绝缘粉末。
本发明根据电子元器件的包封工艺要求，通过流量控制单元控制粉末流化床机构保证了绝缘粉末流态化的均匀性，提高了电子元器件浸粉的均匀性与一致性；通过浸粉机构控制单元实现了浸粉机构运动的精确控制，减少了电子元器件运动过程的预热温度的散失，以及由于电子元器件插入流化床速度过快引起元件管脚挂粉而影响元件可焊性的技术难题，提高了电子元器件的包封质量。
图1是粉末包封设备的组成结构图；图2是电子元器件包封的工艺流程图；图3是本发明流量控制单元11的结构原理图；图4是本发明流量控制单元11的控制流程图；图5是本发明浸粉机构运动的控制原理图；图6是本发明浸粉机构运动的控制流程图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，粉末包封设备包括加热与保温机构1、浸粉机构2、粉末流化床机构3、控制与执行机构4、气源5、电源6。加热与保温机构1的作用一方面是加热电子元器件，另一方面是使绝缘粉末均匀熔敷在电子元器件的外表面；浸粉机构2的作用是使装载在框架上、经过预热的电子元器件进入粉末流化床机构3的流化槽中，使绝缘粉末均匀地涂敷在电子元器件的外表面；粉末流化床机构3的作用是装载电子元器件粉末包封用的绝缘粉末及提供粉末流化的装备与环境；控制与执行机构4包括流量控制单元11和浸粉机构控制单元18两个部分流量控制单元11是控制气流，其作用是使粉末流化床机构3的流化槽中的绝缘粉末处于均匀流化状态和均匀疏松状态；浸粉机构控制单元18是电气控制，其作用是控制电子元器件包封(包括浸粉、流化、保温等)，实现电子元器件包封工艺的自动化；电源5的作用是给粉末包封机提供电力供给；气源6的作用是给粉末的流化提供气流。
参见图2，首先设定电子元器件的包封工艺参数，将装载电子元器件的框架放在加热与保温机构1中进行预加热后；通过包封设备的粉末流化床机构3，使粉末充分流化和均匀疏松以满足电子元器件包封的要求；启动粉末包封设备的浸粉机构2，使装载在框架上、经过预热的电子元器件自上而下插入粉末流化床机构3的流化槽中对电子元器件浸粉；当达到电子元器件规定的包封参数后，将载有电子元器件的包封框架运动至加热与保温机构1中进行流平，之后再在烘箱中固化1～2小时，即可完成电子元器件绝缘包封的全过程。
参见图3，本发明的绝缘粉末的流态化控制是通过控制流入粉末流化床机构3的流化槽中的气流来实现的，气流的大小依靠节流阀的调节来完成，流量控制单元11包括与气源5相连通的过滤器7、减压阀8、节流阀9、节流阀10、截止阀12，其中过滤器7的作用是保证进入粉末流化床机构3的气体为洁净气体，减压阀8的作用使减少进入粉末流化床机构3的气压量，节流阀9、10的作用是根据不同粉末流化工艺的要求，和流量控制单元11联合控制进入粉末流化床机构3中的气流量，截至阀12的作用是开通/关闭节流阀9。
参见图4，具体的气流控制流程是首先通过流量控制单元11设定绝缘粉末的流化参数，之后启动流量控制单元11，通过高压节流阀9使气压工作在0.4MPa～0.6MPa状态，绝缘粉末充分均匀流化；当粉末流化参数满足时，通过节流阀10控制使气压工作在0.01MPa～0.1Mpa的微气流状态，绝缘粉末处于密度为0.3g/cm3～0.4g/cm3的相对均匀疏松状态，等待电子元器件的浸粉过程。
参见图5，本发明的浸粉机构控制单元18通过多个传感器的信息融合技术来实现的，其中传感器包括零位传感器13、上缓冲传感器14、中位传感器15和下缓冲传感器16。这些位移信号传至位移信号处理单元17，经过位移信号处理单元17，输出到浸粉机构控制单元18，由浸粉机构控制单元18发出指令控制浸粉机构2的运动，包括浸粉机构的运动方向和运动速度。
参见图6，电子元器件粉末包封浸粉过程的控制过程是首先通过浸粉机构控制单元18设定粉末包封的浸粉参数，并通过零位传感器13检测浸粉机构2的位置并通过位移信号处理单元17将检测得到的信号送入浸粉机构控制单元18，如果浸粉机构2处在零位，则启动浸粉机构2慢速运行，运行至上缓冲传感器14位置处，位移信号处理单元17将上缓冲传感器14检测的信号送入浸粉机构控制单元18，由浸粉机构控制单元18发出指令，控制浸粉机构2快速运行至下缓冲传感器16的位置，之后控制浸粉机构2减速运行，电子元器件插入粉末流化床机构3的绝缘粉末中进行浸粉，当满足设定的浸粉参数时，电子元器件进入加热与保温机构1中进行流平，熔融电子元器件表面的绝缘粉末。本发明采用多传感器信息融合技术的电子元器件粉末包封设备的浸粉机构，一方面可以减少电子元器件在运动过程中热量的散失，另一方面还可以防止电子元器件插入绝缘粉末的速度过快，造成绝缘粉末溅射，从而影响电子元器件的管脚包封的精度与一致性及管脚的可焊性，提高电子元器件包封的质量。
本发明在自动粉末流化过程中，有高、低两个各自独立的气流气压控制。其中高气压使流化槽中绝缘粉末处于均匀流态化状态，而低气压则使流化床处于相对静止状态，绝缘粉末处于均匀疏松状态，低气压微气流状态在整个包封过程中始终保持。
采用多传感器信息融合技术，分阶段控制浸粉机构的运动，既解决了电子元器件预热温度的散失问题，又克服了浸粉过程中绝缘粉末的溅射而影响电子元器件可焊性的技术难题。
权利要求
1.一种电子元器件粉末包封设备的控制方法，其特征在于1)首先根据电子元器件的包封的工艺要求，通过流量控制单元[11]设定绝缘粉末的流化参数，之后启动流量控制单元[11]通过高压节流阀[9]使气压工作在0.4MPa～0.6MPa的气压状态，经过10s～30s的流化使绝缘粉末达到充分均匀流化状态；2)当绝缘粉末流化参数满足设定的参数的要求时，通过流量控制单元[11]控制低压节流阀[10]使气压工作在0.01MPa～0.1MPa的气压状态，使经过流化的正常密度为0.6g/cm3～0.8g/cm3的绝缘粉末变为密度为0.3g/cm3～0.4g/cm3的均匀疏松状态的绝缘粉末，等待电子元器件的浸粉；3)然后根据包封的工艺要求设定的粉末包封的浸粉参数，通过零位传感器[13]检测浸粉机构[2]的位置并将检测结果通过位移信号处理单元[17]反馈给浸粉机构控制单元[18]，如果浸粉机构[2]处在零位，则由浸粉机构控制单元[18]启动浸粉机构[2]运行；4)浸粉机构[2]运行至上缓冲传感器[14]位置处，浸粉机构运动控制单元[18]发出指令，控制浸粉机构[2]快速运行至下缓冲传感器[16]位置，之后控制浸粉机构[2]减速运行，使安装在浸粉机构[2]上的电子元器件插入粉末流化床机构[3]的绝缘粉末中进行浸粉，当满足设定的粉末包封浸粉参数时，电子元器件进入加热与保温机构[1]中流平，熔融电子元器件表面的绝缘粉末。
全文摘要
一种电子元器件粉末包封设备的控制方法，根据电子元器件的包封的工艺要求，通过流量控制单元使绝缘粉末达到均匀疏松状态，等待电子元器件的浸粉；然后根据包封的工艺要求设定的粉末包封的浸粉参数，通过浸粉机构控制单元，使安装在浸粉机构上的电子元器件插入粉末流化床机构的绝缘粉末中进行浸粉，当满足设定的粉末包封浸粉参数时，电子元器件进入加热与保温机构中流平，熔融电子元器件表面的绝缘粉末。本发明通过流量控制单元控制粉末流化床机构保证了绝缘粉末流态化的均匀性，提高了电子元器件浸粉的均匀性与一致性；通过浸粉机构控制单元实现了浸粉机构运动的精确控制，减少了电子元器件运动过程的预热温度的散失。
文档编号H01C17/02GK1801416SQ20051009630
公开日2006年7月12日 申请日期2005年11月7日 优先权日2005年11月7日
发明者陈景亮, 姚学玲, 赵志强, 赵铁军, 刘东社, 邢菊仙 申请人:西安交通大学