专利名称：印刷电路板支撑顶针的定位方法
技术领域：
本发明涉及印刷电路板制造领域，更具体地说，涉及一种用于SMT(Surface Mounting Technology，表面组装技术)工艺中的印刷电路板支撑顶针的定位方法。
随着印刷电路板复杂度的增加，上述三个问题变得越来越突出，越来越明显。
现有技术中的其中一种支撑方案是采用专用支撑夹具来支撑印刷电路板，包括以下步骤首先确定外形尺寸，即根据印刷机的TABLE台的结构确定支撑夹具的外形尺寸，例如长、宽、高；然后是确定支撑位置，即根据CAD(计算机辅助设计)图纸上器件的布局，选择合适的支撑点并标注于图纸上；最后是夹具加工，即根据设计图纸加工此夹具。
这种支撑方案的优点在于支撑效果好且规范性好，但是存在以下缺点其一是通用性差，每个夹具仅适用于一种产品；其二是适应性差，由于不同的印刷机Table台结构不同，此夹具仅适用于一种类型的印刷机，对于不同型号的印刷机，需设计不同的专用支撑夹具；其三是价格昂贵，特别是对于某些复杂的印刷电路板，夹具的制作费用高达数千甚至上万元人民币。
现有技术中的另一种支撑方案是采用DEK(得可)公司提供的Formflex(柔性顶针支撑装置)。其工作原理如
图1和图2所示，图中的每一个顶针2是由储油体1的油腔中的油压来控制的，每个顶针相当于一个油动汽缸的活塞，它们的底部是连通在一起的，所以这种支撑装置被宣称适用于支撑板底为任意形状的印刷电路板的印刷，特别适用于印刷电路板的被印刷面的反面也有SMD(表面贴片器件)等器件的情况。
如果采用这种支撑装置，在每次转产的时候，需要设置一次，如图1所示，设置前要在钢网4上加一块专用的设备模板3，要求其紧贴钢网4；然后用单步模式(Step Mode)运行，在轨道上夹持一块印刷电路板7，使之上升到印刷高度(Print Height)，打开设置开关，通过机器中的气压推动储油体1中的油6填充到各个顶针2所在的油腔，使顶针上升，分别与对应位置的印刷电路板7的底部、板底元器件8或钢网4接触，因此时有设置模板3压住钢网4，所以顶针2的推力将使之呈现水平状态；继续增加气压直到每个顶针的压力达到250gf时，通过阀门5将储油体1的油腔与外部切断，停止充油，完成整个设置过程。其中顶针2的作用力如图中向上的箭头所示，设置模板3的作用力如图中向下的箭头所示。
如图2所示，在正常的印刷时，取走设置模板3，放上同一型号的其它印刷电路板，用略长于印刷电路板的刮刀9在钢网4上运行，使焊膏经钢网4上的小孔印刷到印刷电路板7上，此时油腔的油不会增加也不会流出，所以其压力保持不变。这种方案的优点是可适用于任何产品，但是存在以下缺点1、印刷后的焊膏厚度不一，尤其是印刷电路板较小时更为严重，这种支撑装置适用的印刷电路板最小尺寸为38mm*50mm，最大尺寸为254mm*508mm；2、如果顶针正好顶住板底的IC脚，对IC脚有一定的伤害；3、如图2所示，在印刷电路板7的外围，由于顶针2的作用力大于钢网4的作用力，钢网会产生变形；4、费用较高，为一台印刷机配置Formflex需要1.4万美元，14台印刷机需要增加设备投资14×1.4＝19.6万美元；5、仅适用于DEK265 Infinity印刷机，不适用于DEK265 GS/GSX，MPM等其他型号的印刷机。
本发明技术方案中的印刷电路板支撑顶针的定位方法包括以下步骤a、选取一块与待生产印刷电路板相同的成品印刷电路板；b、在所选取的印刷电路板上确定支撑点；c、在所述各个支撑点处打定位孔，制成打孔模板；d、将所述打孔模板放入生产设备的正常位置；e、在所述打孔模板的每个定位孔下放置一个顶针，使所述顶针支撑端的中心对准相应定位孔的圆心，并通过磁力固定在顶针固定台上；f、取走打孔模板，得到定位准确的印刷电路板支撑顶针。
其中用于制作打孔模板的印刷电路板可选取报废的成品印刷电路板、或制作与待生产印刷电路板相同的实验板。
在本发明所述的方法中，按以下步骤确定支撑点在印刷电路板上画间距小于70mm的横向及竖向等分线，再于距印刷电路板的边缘8mm处画垂直于轨道边的板边线；在距所述横线、竖线及板边线的交叉点最近位置处，选取并标注出半径5mm范围内无元器件的支撑点。如果无法选出半径5mm范围内无元器件的支撑点，还可以选取并标注出半径4mm范围内无元器件的特殊支撑点。如果有通孔回流及Fine Pitch(密间距)器件，则需要在其下面增加支撑点；如果所选取的相邻两个支撑点之间的距离大于100mm，则还需要在所述两个支撑点之间增加一个支撑点。
在本发明所述的方法中，所述顶针为阶形结构，包括直径较小的支撑端和直径较大的底座。
在本发明所述的方法中，按以下步骤进行打孔在印刷电路板上标记的所有支撑点位置，钻直径约大于所述顶针支撑端直径的小通孔；在印刷电路板上除边缘及特殊支撑点之外的其余小通孔位置，钻直径约大于所述顶针底座的直径、并与所述小通孔同圆心大通孔。
在本发明所述的方法中，对于大通孔下面的顶针，按以下步骤放置取一个定位器套住所述顶针的支撑端，其支撑端由定位器的凸缘端伸出；抓住所述顶针支撑端的伸出部分，让顶针穿过打孔模板上的大通孔，直至定位器被印刷电路板挡住为止；松开所述顶针支撑端的伸出部分，让顶针自由下落到顶针固定台上；垂直取出定位器。其中所述定位器的外径等于或约大于所述顶针的底座直径、并小于所述大通孔的直径，所述定位器的内径约大于所述顶针支撑端的直径，所述定位器的长度小于所述顶针的支撑端长度、并在尾端设有限位凸缘。
在本发明所述的方法中，对于板边及特殊支撑点位置的所述小通孔，将顶针放于固定台上移动，直至顶针的支撑端中心对准小通孔的中心。
利用本发明的方法确定并放置顶针，具有支撑效果好、快速、灵活、低成本等优点，可改善焊膏印刷品质，提高生产效率。
图7是图6中所示的顶针被放置好并取走定位器以后的俯视图。
一、选取模板可选取报废的成品印刷电路板、或制作与待生产印刷电路板相同的实验板。要求电路板上最好已焊有正常成品板上的所有器件，电路板有一定的强度，未变形且不易产生变形。
二、确定支撑点1、首先根据工艺规程内的信息，确定是否印胶，如果印胶，则在TOP面确定支撑点位置，如果双面印锡，则在BOTTOM面确定支撑点位置。
2、根据印刷电路板尺寸参照表1用尺子及颜色笔在印刷电路板上画横向及竖向等分线，等分的原则相邻两条线之间的间距小于70mm，再画垂直于轨道边的板边线，板边线距离板边8mm。当进板方向不确定时，四个板边都需要画板边线，以便在下一步中确定支撑点。
表1-不同尺寸电路板的等分方式
3、在距所述横线、竖线及板边线的交叉点最近位置处，借助内径为10mm的检验量具，选取并标注出半径5mm范围内无元器件的支撑点。如果印刷电路板上元器件布置较密集，无法选出半径5mm范围内无元器件的支撑点，还可以选取并标注出半径4mm范围内无元器件的点作为特殊支撑点，并用另外一种颜色作支撑点标记。
4、如果所确定的两相邻支撑点之间的间距大于100mm，则需要在两支撑点之间再增加一个支撑点；如果有通孔回流及Fine Pitch器件，应考虑在其下面增加支撑点。
5、确定支撑点中心位置之后，用颜色笔在支撑点中心位置作一个标记。如图3所示为一块420*350mm的印刷电路板，此处将其长度六等分，宽度五等分，支撑点位置为图中的交叉点附近的小圆点。
三、打定位孔1、如图5所示，本实施例中所用的阶梯形顶针22的支撑端直径为4mm，底座直径为19mm，因此先用直径为4.2mm的小钻头在印刷电路板上所有支撑点标记位置钻通孔，并在特殊支撑点的小孔的旁边作一个特殊的标记。
2、除了板边及特殊支撑点的位置外，其余的位置均钻直径为20mm的通孔，其中特殊支撑点不钻直径为20mm的通孔是为了避免在后面的顶针放置步骤中引起偏差。
3、钻孔时先将钻头降至印刷电路板上表面5mm处，再移动印刷电路板上的小孔，当小孔中心对准钻头中心位置时，用压块固定住印刷电路板，开启钻床启动按钮，然后将钻头轻轻压在印刷电路板的表面上，钻孔过程中，应注意下压的力量不要太大，当孔被钻通后，将钻头抬至初始位置，关闭电源开关。
4、当所有的孔均完成之后，用锉刀去掉板面上的毛刺，再用清水将模板清洗干净。
四、放置顶针本发明中，为了确保顶针的支撑端处于孔的中心位置，设计了一种定位器21作为放置顶针的辅助设工具，其结构如图4所示，定位器的外径等于或约大于所述顶针的底座直径、并小于所述大通孔的直径，定位器的内径约大于所述顶针支撑端的直径，定位器的长度小于所述顶针的支撑端长度、并在尾端设有限位凸缘。
放置顶针时，先将制作好的打孔模板23正常放置在轨道上，对于大通孔，如图6所示，借助定位器21将顶针从打孔模板23的定位孔向下放置，先取一个定位器套住所述顶针的支撑端，其支撑端由定位器的凸缘端伸出；然后抓住所述顶针支撑端的伸出部分，让顶针穿过打孔模板上的大通孔，直至定位器被印刷电路板挡住为止；松开所述顶针支撑端的伸出部分，让顶针自由下落到并通过磁力固定在顶针固定台24上；最后垂直取出定位器，放置好的顶针如图7所示。
对于板边及特殊支撑点位置的小通孔，则不能采用定位器，而是将顶针放于固定台上移动，直至顶针的支撑端中心对准小通孔的中心为止。
将本发明的方法与现有技术相比，具有以下优点适用于任何印刷机，贴片机也可以使用，而Formflex仅适用于DEK265 INFINITY；价格便宜，因为利用报废的印刷电路板制作，制作快速、简单；本发明中使用定位模板，可以避免顶针接触到元器件而造成损伤；操作快速、方便、简单。
权利要求
1.一种印刷电路板支撑顶针的定位方法，其特征在于，包括以下步骤a、选取一块与待生产印刷电路板相同的成品印刷电路板；b、在所选取的印刷电路板上确定支撑点；c、在所述各个支撑点处打定位孔，制成打孔模板；d、将所述打孔模板放入生产设备的正常位置；e、在所述打孔模板的每个定位孔下放置一个顶针，使所述顶针支撑端的中心对准相应定位孔的圆心，并通过磁力固定在顶针固定台上；f、取走打孔模板，得到定位准确的印刷电路板支撑顶针。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤a中，可选取报废的成品印刷电路板、或制作与待生产印刷电路板相同的实验板。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤b中，按以下步骤确定支撑点在印刷电路板上画间距小于70mm的横向及竖向等分线，再于距印刷电路板的边缘8mm处画垂直于轨道边的板边线；在距所述横线、竖线及板边线的交叉点最近位置处，选取并标注出半径5mm范围内无元器件的支撑点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，如果无法选出半径5mm范围内无元器件的支撑点，还可以选取并标注出半径4mm范围内无元器件的特殊支撑点。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，如果有通孔回流及密间距器件，则需要在其下面增加支撑点；如果所选取的相邻两个支撑点之间的距离大于100mm，则还需要在所述两个支撑点之间增加一个支撑点。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述顶针为阶形结构，包括直径较小的支撑端和直径较大的底座。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，在所述步骤c中，按以下步骤进行打孔在印刷电路板上标记的所有支撑点位置，钻直径约大于所述顶针支撑端直径的小通孔；在印刷电路板上除边缘及特殊支撑点之外的其余小通孔位置，钻直径约大于所述顶针底座的直径、并与所述小通孔同圆心大通孔。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述阶梯形顶针的支撑端直径为4mm，底座直径为19mm；所述小通孔的直径为4.2mm，大通孔的直径为20mm。
9.根据权利要求7述的方法，其特征在于，在所述步骤e中，对于大通孔，采用一个定位器来放置所述顶针，所述定位器的外径等于或约大于所述顶针的底座直径、并小于所述大通孔的直径，所述定位器的内径约大于所述顶针支撑端的直径，所述定位器的长度小于所述顶针的支撑端长度、并在尾端设有限位凸缘，放置步骤包括取一个定位器套住所述顶针的支撑端，其支撑端由定位器的凸缘端伸出；抓住所述顶针支撑端的伸出部分，让顶针穿过打孔模板上的大通孔，直至定位器被印刷电路板挡住为止；松开所述顶针支撑端的伸出部分，让顶针自由下落到顶针固定台上；垂直取出定位器。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤e中，对于板边及特殊支撑点位置的所述小通孔，将顶针放于固定台上移动，直至顶针的支撑端中心对准小通孔的中心。
全文摘要
本发明涉及一种印刷电路板支撑顶针的定位方法，包括以下步骤选取一块与待生产印刷电路板相同的成品印刷电路板；在所选取的印刷电路板上确定支撑点；在所述各个支撑点处打定位孔，制成打孔模板；将所述打孔模板放入生产设备的正常位置；在所述打孔模板的每个定位孔下放置一个顶针，使所述顶针支撑端的中心对准相应定位孔的圆心，并通过磁力固定在顶针固定台上；取走打孔模板，得到定位准确的印刷电路板支撑顶针。利用本发明的方法确定并放置顶针，具有支撑效果好、快速、灵活、低成本等优点，可改善焊膏印刷品质，提高生产效率。
文档编号B41F15/26GK1450851SQ02108830
公开日2003年10月22日 申请日期2002年4月10日 优先权日2002年4月10日
发明者潘峰 申请人:华为技术有限公司