一种活动感应加热的电路板返修机的制作方法

1.本实用新型属于精密加工技术领域，特别涉及一种电路板返修机。


背景技术：

2.电路板往往由基板、焊料以及电子元器件组成，电路设计好后，将电路中的线路部分印制在基板上，对电路设计中布局了电子元器件的位置，需在基板上预留焊盘，制造时，将指定元器件移动到其对应的位置上，将其金属焊盘一一对应基板上的焊盘，在焊盘上施加焊料后，以指定热源加热焊料使其熔融，熔化的焊料将电子元器件与焊盘黏连，电子元器件由此与基板接合导通，完成电路板的焊接加工。
3.随着电子技术发展和封装技术的进步，电路规模越来越庞大、电路布局越来越紧凑、单个电子元器件的体积越来越小，单块基板上需求焊接的电子元器件也越来越多、相邻电子元器件之间的间距也越来越小，电路板制造过程对加工精度也越来越高，也正是出于同样的原因，单块电路板一次成型后，局部区域中个别电子元器件由于自身故障或加工失误，加工完成的电路板中出现元器件损坏、偏移、漏装或脱落的概率也成倍增加，但现有技术中缺乏对一次成型后的电路板的返修设备，对生产过程中出现的不良品没有有效的弥补措施，以至于一旦存在某个或某几个电子元器件失效，即整块电路板完全报废，这不仅大幅提升了生产成本，也造成原材料的浪费，因此可以说，如何构造一种电路板返修设备，使其能针对出现局部故障、个别电子元器件需要返修的电路板做出对应返修操作，对生产过程中的不良品进行补救修复，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种电路板返修机，该返修机以感应加热组件为热源，对需要局部返修的电路板精准地、高效地将原先损坏的指定元件解焊后，替换新的、性能完好的器件完成返修，由于不同部件之间灵活设置，本返修机在执行返修任务时适应性非常好，不仅具有良好的活动性，返修机本身制造成本也更低，能很好适应有不同的返修要求的电路板，适用更广泛的电路板加工场景。
5.为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
6.一种活动感应加热的电路板返修机，该返修机包括有：
7.基座：用于提供安装基础和结构支撑；
8.x轴横梁：用于提供沿x轴方向的移动路径以及可控驱动力；
9.上料平台：具有沿y轴方向自由度，用于搭载待返修电路板；
10.以及，用于基于感应加热原理，对电路板做出解焊或焊接加热的感应加热组件；
11.上料平台铺设在基座上，与基座连接；x轴横梁跨设在上料平台的上方，且x轴横梁也与基座连接；感应加热组件设置在x轴横梁上，与x轴横梁连接，沿x轴方向在x轴横梁上运动。
12.感应加热技术基于法拉第电磁感应原理，因其加热速度快、热效率、加热过程可控
性好等优点被广泛应用在各个工业过程中。
13.在本技术提供的电路板返修机中设置感应加热组件，该感应加热组件的本质是应用感应加热技术，将感应加热组件与外部交变电源接合起来，当感应加热组件与外部交变电源导通时，外部交变电源中提供的交流电流入感应加热组件中，感应加热组件将该交流电转换成为交变磁场向周围空间中辐射，这样，移动感应加热组件以及待返修电路板，将电路板需求返修的部位移至交变磁场范围内，则交变磁场将对进入到其范围内的金属器件进行感应加热；对于电路板而言，大部分的电路板以非金属材料制得基板，而以特定的金属材料制得其线路、焊盘、焊料以及其元件的焊盘，因此，电路板需求返修的部位被移至感应加热组件的磁场范围内后，感应加热组件处产生的交变磁场能在不伤害基板的情况下，准确地对磁场范围内的焊盘、焊料以及其元件的焊盘进行感应加热，熔融焊料，帮助元件解焊或重新焊接新元件；而对于基板本身同样采用金属材料制备的情况，由于感应加热组件对焊盘、焊料以及其元件的焊盘的加热效率非常高，短时间内即可熔融焊料，控制热加工时间以及交变磁场的空间分布，可最大程度降低感应加热加工对基板的影响。单次通电熔融焊料后即完成本次解焊或焊接的热加工过程，此时再关断外部交变电源，可避免感应加热组件对其他工序产生影响。即，感应加热组件在具体应用时，有非常优异的即时性和可控性：由于对于感应加热组件而言，一旦通电，其将同步对通入其中的交流电作出转换，将其转换成为交变磁场向周围空间辐射，而一旦断电，交变磁场也将同步消失，则技术人员仅需对应控制感应加热组件与外部交变电源的导通情况，控制感应加热组件在预期时间点通断电，即可完成与上料平台的配合；而又因为感应加热技术可控性良好，一个既定的感应加热组件，接入参数一定的外部交变电源后，其在指定位置处对指定加热对象的加热效果也是确定、可事先计算的，因此本技术提供的返修机在实际应用时，技术人员合理设置感应加热组件的相关参数，即可在最终加热过程中获得稳定的、符合预期的加热效果，整个返修过程可控性良好。
14.在本技术提供的技术方案中，感应加热组件设置在x轴横梁上，可沿x轴横梁往复移动，加之具有沿y轴方向自由度的上料平台，则感应加热组件的施工范围可遍布由x轴横梁与上料平台覆盖的活动范围，适应更多尺寸参数的待返修电路板，而设置为活动状态的感应加热组件也可配合上料平台，以更灵活的位置变换，在提高加热效率的同时，更方便到达每一个可能的需返修位点处。
15.进一步的，上料平台包括有y轴导轨以及载物台；y轴导轨铺设在基座上，与基座连接；载物台设置在y轴导轨上，与y轴导轨滑动连接；载物台上具有容待返修电路板放置的空间。
16.进一步的，感应加热组件包括有加热头电机以及感应加热头；加热头电机的机身设置在x轴横梁上，与x轴横梁连接，沿x轴方向在x轴横梁上运动；加热头电机的电机输出轴伸出，沿z轴方向伸缩；感应加热头与加热头电机的电机输出轴连接。
17.进一步的，感应加热头包括有加热锥以及元件吸管；加热锥包括有锥体以及感应槽，感应槽沿过锥顶垂直与锥底的方向开设在锥体上；感应加热头还包括有元件吸管；元件吸管的一端沿感应槽铺设，伸向锥体的锥顶一侧，并从感应槽与锥体的锥顶部分相交的位置处伸出；元件吸管的另一端与外部气源接合连通。加热锥的锥体上开设感应槽，则锥体将会被感应槽切分成靠近一侧槽壁的一部分、靠近槽底的一部分以及靠近另一侧槽壁的一部
分，与外部交变电源连通时，控制电流沿靠近一侧槽壁的部分锥体、靠近槽底的部分锥体到靠近另一侧槽壁部分锥体流通，则受交流电临近效应的影响，交流电在锥体内将趋向于沿感应槽附近流通，因此，由交流电转换而来的交变磁场也将集中在感应槽附近；而锥体也将进一步约束交变磁场的空间分布，使得对于放置在加热锥下方的待返修电路板而言，随着加热锥受驱动下行，锥顶附近的小范围交变磁场将覆盖电路板的指定区域，被覆盖区域内的焊盘、焊料以及金属焊盘等金属器件将对应发热，焊料熔融，由此实现对待返修电路板故障区域的小范围活动加热。
18.由于元件吸管的其中一个管口从感应槽与锥体的锥顶部分相交的位置处伸出，其在加热锥下行的过程中也将对准待返修位置处的故障元件，焊料熔融后，控制外部气源，改变元件吸管内部的气压，即可通过元件吸管将松动了的故障元件吸走回收，方便移除故障元件。
19.进一步的，该返修机还包括有用于拍摄待返修电路板的实际位姿的定位相机，定位相机设置在x轴横梁上，与x轴横梁连接，沿x轴横梁往复移动。
20.进一步的，该返修机还包括有助焊组件，助焊组件包括有沾锡头和/或助焊剂头，沾锡头设置在x轴横梁上，沾锡头与x轴横梁可拆卸式连接，且沾锡头与x轴横梁连接后，沾锡头沿x轴横梁往复移动；助焊剂头设置在x轴横梁上，助焊剂头与x轴横梁可拆卸式连接，且助焊剂头与x轴横梁连接后，助焊剂头沿x轴横梁往复移动。
21.进一步的，该返修机还包括有用于分类存储新元件的元件存储组件，以及，用于根据返修需求，抓取或释放指定的新元件的元件机械手；元件存储组件设置在x轴横梁的下方，且元件存储组件与基座连接；元件机械手设置在x轴横梁上，与x轴横梁连接，沿x轴横梁往复移动。对于既定的电路板，其上原先装置的元件的具体型号、规格参数、外观尺寸、每一元件的具体安装位置以及整个电路板上该元件的总数必然也是已知的，为新元件设置元件存储组件，可将所有可能需求的新元件分类存放其中，为待返修电路板就位预备。
22.进一步的，该返修机还包括有用于与定位相机配合共同拍摄待返修电路板、帮助获取当前的待返修电路板的实际位姿，或用于拍摄分类存储在元件存储组件中的新元件的辅助相机，辅助相机设置在x轴横梁上，与x轴横梁连接，沿x轴横梁往复移动。辅助相机的应用主要用于两个方面：一方面，在本技术提供的返修机中，为获知当前电路板的实际位置及其摆放朝向，设置了定位相机以及辅助相机，定位相机与辅助相机均设置在x轴横梁上，可沿x轴方向靠拢或分开，对同一块待返修电路板，可一左一右同时拍摄当前放置在载物台上的待返修电路板，通过拍摄到的图像分析当前电路板的外观尺寸、其实际摆放角度、其表面事先刻画的标记点位置等信息，获取当前的待返修电路板两个角度、不同聚焦区域的图像，为分析当前电路板的位姿提供更可靠的支持。另一方面，由于预备的新元件数量众多，同类新元件往往以规律的布局整齐存放在存储组件中，由于元件存储组件设置在x轴横梁下方，辅助相机设置在x轴横梁上，悬在元件存储组件上方，则元件存储组件中分类存放的新元件也将暴露在辅助相机的拍摄视野中，辅助相机可沿x轴横梁运动至元件存储组件上方，拍摄预期存储位置处的图像，并根据拍摄到的图像定位需求的单个新元件后，为选定单个新元件以及元件机械手抓取选定的新元件提供详细坐标，方便元件机械手精准抓取。
23.进一步的，该返修机还包括有用于拍摄元件机械手抓取到的元件的实际位姿的元件相机，元件相机设置在x轴横梁的下方，且元件相机与基座连接。设置元件相机，并将元件
相机设置在基座上，以从下向上仰拍的姿态拍摄被抓取的元件，以便获知被抓取到的新元件的金属焊盘，便于后续过程中利用元件机械手进一步扭转被抓取到的新元件的姿态，使其与电路板上原有的焊盘位置契合，方便后续与电路板直接焊接。避免后续加工过程中由新元件上的焊盘与电路板基板上原有焊盘错位而造成电路再次故障、返修效果不理想的结果。
24.本实用新型的优势在于：本技术人提供的活动式感应加热的电路板返修机以感应加热组件作为返修过程中焊接或解焊的热源，应用到具体的电路板返修过程中时，不仅设备本身结构简洁，方便制造，制造成本低，还能灵活适应不同幅面尺寸的电路板，取得良好的解焊或二次焊接效果，方便应用在广泛的电路板返修场景中。
附图说明
25.图1是具体实施方式中提供的为mini led或micro led显示电路板中的出现故障的r、g、b芯片提供返修服务的活动式感应加热晶圆返修机的整体结构示意图。
26.图2是具体实施方式中提供的为mini led或micro led显示电路板中的出现故障的r、g、b芯片提供返修服务的活动式感应加热晶圆返修机的第一视角局部结构示意图。
27.图3是具体实施方式中提供的为mini led或micro led显示电路板中的出现故障的r、g、b芯片提供返修服务的活动式感应加热晶圆返修机的第二视角局部结构示意图。
28.图4是具体实施方式中提供的为mini led或micro led显示电路板中的出现故障的r、g、b芯片提供返修服务的活动式感应加热晶圆返修机的第三视角局部结构示意图。
29.图5是具体实施方式中提供的为mini led或micro led显示电路板中的出现故障的r、g、b芯片提供返修服务的活动式感应加热晶圆返修机中加热头的第一视角结构示意图。
30.图6是具体实施方式中提供的为mini led或micro led显示电路板中的出现故障的r、g、b芯片提供返修服务的活动式感应加热晶圆返修机中加热头的第二视角结构示意图。
具体实施方式
31.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
32.为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
33.参见图1-6。
34.在本具体实施方式中提供一种活动加热的晶圆返修机，该晶圆返修机应用于在mini led或micro led显示器中，当显示电路板出现局部故障时，需摘除出现故障的单个r、g、b芯片后，重新焊接新的、与原r、g、b芯片功能一致r、g、b芯片的加工过程。
35.在本具体实施方式中提供一种活动加热的晶圆返修机，该返修机包括有：
36.基座1：用于提供安装基础和结构支撑；
37.x轴横梁2：用于提供沿x轴方向的移动路径以及可控驱动力；
38.上料平台3：具有沿y轴方向自由度，用于搭载待返修电路板；
39.以及，用于基于感应加热原理，对电路板做出解焊或焊接加热的感应加热组件4；
40.上料平台3铺设在基座1上，与基座1连接；x轴横梁2跨设在上料平台3的上方，且x轴横梁2也与基座1连接；感应加热组件4设置在x轴横梁2上，与x轴横梁2活动连接，沿x轴方向在x轴横梁2上运动。
41.进一步的，在本具体实施方式中，上料平台3包括有y轴导轨31以及载物台32；y轴导轨31铺设在基座1上，与基座1连接；载物台32设置在y轴导轨31上，与y轴导轨31滑动连接；载物台32上具有容待返修电路板放置的空间。
42.进一步的，在本具体实施方式中，感应加热组件4包括有加热头电机41以及感应加热头42；加热头电机41的机身设置在x轴横梁2上，与x轴横梁2活动连接，沿x轴方向在x轴横梁2上运动；加热头电机41的电机输出轴伸出，沿z轴方向伸缩；感应加热头42与加热头电机41的电机输出轴连接。
43.进一步的，在本具体实施方式中，感应加热头42包括有加热锥421以及用于将待返修电路板上原有的、经感应加热头加热后已经松动了的r、g、b芯片吸走的芯片吸管(图未示)；加热锥421包括有锥体4211以及感应槽4212，感应槽4212沿过锥顶垂直与锥底的方向开设在锥体4211上；芯片吸管的一端沿感应槽4212铺设，伸向锥体4211的锥顶一侧，并从感应槽4212与锥体4211的锥顶部分相交的位置处伸出；芯片吸管的另一端与外部气源接合连通。
44.进一步的，在本具体实施方式中，该返修机还包括有用于拍摄待返修电路板的实际位姿的定位相机5，定位相机5设置在x轴横梁2上，与x轴横梁2活动连接，沿x轴横梁2往复移动。
45.进一步的，在本具体实施方式中，该返修机还包括有助焊组件6，助焊组件6包括有沾锡头61，沾锡头61设置在x轴横梁2上，沾锡头61与x轴横梁2可拆卸式连接，且沾锡头61与x轴横梁2连接后，沾锡头61沿x轴横梁2往复移动。
46.进一步的，在本具体实施方式中，该返修机还包括有用于分类存储新的r、g、b芯片的芯片存储组件7，以及，用于根据返修需求，抓取或释放指定的新的r、g、b芯片的芯片机械手8；芯片存储组件7设置在x轴横梁2的下方，且芯片存储组件7与基座1连接；芯片机械手8设置在x轴横梁2上，与x轴横梁2活动连接，沿x轴横梁2往复移动。
47.进一步的，在本具体实施方式中，该返修机还包括有用于与定位相机5配合共同拍摄待返修电路板、帮助获取当前的待返修电路板的实际位姿的辅助相机9，辅助相机9设置在x轴横梁2上，与x轴横梁2连接，沿x轴横梁2往复移动。
48.进一步的，在本具体实施方式中，该返修机还包括有用于拍摄芯片机械手8抓取到的的r、g、b芯片的实际位姿的芯片相机10，芯片相机10设置在x轴横梁2的下方，且芯片相机10与基座1连接。
49.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。