一种自动贴合的SMT贴片机及贴片工艺的制作方法

一种自动贴合的smt贴片机及贴片工艺
1.技术领域
2.本发明涉及印刷电路板制造技术领域，特别是涉及一种自动贴合的smt贴片机及贴片工艺。
3.

背景技术：

4.smt(surface mount technology，表面贴装技术)贴片是指将无引脚或短引线的各种表面组装元件安装在pcb(printed circuit board，印制电路板)基板上，再通过流焊或浸焊等方法进行焊接组装的电路装连的技术。
5.通常情况下，贴片制程主要包括印刷锡膏、插装元器件、回流焊接等步骤。其中，插装元器件这一步骤通常通过贴片机进行。现有的贴片机在对电器元件，尤其是电容这种较大的元件，在插装元器件时使由于对于pcb基板有插拔力，所以可能造成pcb基板的弯曲，pcb基板的弯曲会造成其他安装完成的元器件可能会松动，且对于pcb基板有一定程度的损伤，导致pcb基板存出现质量缺陷，严重的会导致pcb基板内部线路短路或开路，造成严重的质量事故。
6.

技术实现要素：

7.基于此，有必要针对目前的pcb插装元器件时所存在的因插拔力导致pcb损伤进而导致质量缺陷问题，提供一种自动贴合的smt贴片机及贴片工艺。。
8.上述目的通过下述技术方案实现：一种自动贴合的smt贴片机，其包括：贴片机构，所述贴片机构用以夹持电器元件并带动电器元件靠近基板，以将电器元件插装至所述基板上；吸附机构，所述吸附机构与所述贴片机构同步靠近所述基板，所述吸附机构贴合于所述基板时对所述基板施加吸附力，以使所述基板向所述贴片机构移动或是具有该移动的趋势。
9.在其中一个实施例中，所述吸附机构包括至少一组第一吸附组件和至少一组第二吸附组件，所述吸附机构贴合于所述基板时，所述第一吸附组件和所述第二吸附组件与所述基板形成吸附点，所述吸附点围绕所述贴片机构均布。
10.在其中一个实施例中，所述第一吸附组件的吸附力大小与所述第二吸附组件与所述基板间的距离呈负相关关系，所述第二吸附组件的吸附力大小与所述第一吸附组件与所述基板间的距离呈负相关关系。
11.在其中一个实施例中，所述吸附机构包括联动组件，所述联动组件包括单向齿轮和可转动地套设于所述吸附组件上的内传动环、外传动环，所述内传动环和所述单向齿轮
单向传动，所述外传动环和所述单向齿轮单向传动；所述第一吸附组件远离所述基板时，带动所述内传动环转动，进而带动所述单向齿轮正向转动，所述第二吸附组件远离所述基板时，带动所述外传动环转动；所述传动齿轮上穿设有与所述传动齿轮同步转动的控制杆，所述控制杆上开设有通气槽；所述第一吸附组件和所述第二吸附组件均包括吸附套，所述吸附套上设置有吸附通孔，所述吸附通孔内周壁面上开设有吸附槽；所述控制杆可转动且可滑动地穿设于所述吸附通孔内，所述控制杆相对于所述吸附套转动和/或滑动时，改变所述通气槽和所述吸附槽的连通面积。
12.在其中一个实施例中，所述第一吸附组件和所述第二吸附组件的所述吸附槽均包括第一槽体和第二槽体，所述第一槽体的数量多于所述第二槽体。
13.在其中一个实施例中，所述贴片机构包括第二连接轴，所述第二连接轴上设置有沿所述第二连接轴轴向设置的纵槽，所述吸附机构可滑动地设置于所述纵槽内。
14.在其中一个实施例中，所述第二连接轴底部设置有夹持组件，所述夹持组件用以夹持电器元件。
15.本发明还提供了一种自动贴合的smt贴片工艺，其包括以下步骤：s10，在基板上印刷锡膏；s20，将电器元件插装在基板上的预设位置；s30，回流焊接；s40，清洗；s50，检测；其中，步骤s20通过上述实施例中任一项所述的自动贴合的smt贴片机完成。
16.本发明的有益效果是：本发明提供了一种自动贴合的smt贴片机，包括：贴片机构，贴片机构用以夹持电器元件并带动电器元件靠近基板，以将电器元件插装至基板上；吸附机构，吸附机构与贴片机构同步靠近基板，吸附机构贴合于基板时对基板施加吸附力，以使基板向贴片机构移动或是具有该移动的趋势。通过设置吸附机构，使得吸附机构能够削弱或消除电器元件插装在基板时引起基板的凹陷，由此避免了pcb基板存出现包括pcb基板内部线路短路或开路在内的质量缺陷，提高了产品良率。
17.附图说明
18.图1为本发明一实施例提供的自动贴合的smt贴片机的结构示意图；图2为本发明另一实施例提供的自动贴合的smt贴片机的结构示意图；图3为本发明一实施例提供的自动贴合的smt贴片机中贴片机构靠近基板时的示意图；图4为本发明一实施例提供的自动贴合的smt贴片机中贴片机构和吸附机构处的结构示意图；图5为本发明一实施例提供的自动贴合的smt贴片机中贴片机构的结构示意图；图6为本发明一实施例提供的自动贴合的smt贴片机中吸附机构处的结构示意图；
图7为本发明一实施例提供的自动贴合的smt贴片机中联动组件处的结构示意图；图8为本发明一实施例提供的自动贴合的smt贴片机中第一吸附组件的结构示意图；图9为本发明一实施例提供的自动贴合的smt贴片机中第二吸附组件的结构示意图；图10为本发明一实施例提供的自动贴合的smt贴片机中第一吸附套的截面示意图；图11为本发明一实施例提供的自动贴合的smt贴片机中第二吸附套的截面示意图；图12为本发明一实施例提供的自动贴合的smt贴片机中第一吸附组件的剖视图；图13本发明一实施例提供的自动贴合的smt贴片机中，第一吸附组件被基板上元件阻挡而相对上移时的示意图；图14本发明一实施例提供的自动贴合的smt贴片机中，第一吸附组件和第二吸附组件均未被基板上元件阻挡而同步移动时的示意图。
19.其中：smt贴片机100；贴片机构200；第一连接轴210；第二连接轴220；纵槽221；连接盘230；过孔231；第一连接块241；第二连接块242；螺纹杆243；吸附机构300；第一吸附套310；吸附通孔311；第一槽体313；第二槽体314；第一控制杆320；通气槽321；第二吸附套410；第二控制杆420；内传动环500；第一上传动环510；第一下传动环520；外传动环600；第二上传动环610；第二下传动环620；单向齿轮700；基板900；电器元件910；引脚920。
20.具体实施方式
21.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
22.本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
23.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
24.下面参照附图1-14描述本发明第一方面提供的自动贴合的smt贴片机。
25.如图1-14所示，本发明实施例提供的一种自动贴合的smt贴片机100，其包括：贴片机构200，贴片机构200用以夹持电器元件并带动电器元件靠近基板900，以将电器元件插装至基板900上；吸附机构300，吸附机构300与贴片机构200同步靠近基板900，吸附机构300贴合于基板900时对基板900施加吸附力，以使基板900向贴片机构200移动或是具有该移动的趋势。
26.在其中一个实施例中，吸附机构300包括至少一组第一吸附组件和至少一组第二吸附组件，吸附机构300贴合于基板900时，第一吸附组件和第二吸附组件与基板900形成吸附点，吸附点围绕贴片机构200均布。
27.在其中一个实施例中，第一吸附组件的吸附力大小与第二吸附组件与基板900间的距离呈负相关关系，第二吸附组件的吸附力大小与第一吸附组件与基板900间的距离呈负相关关系。
28.在其中一个实施例中，吸附机构300包括联动组件，联动组件包括单向齿轮700和可转动地套设于吸附组件上的内传动环500、外传动环600，内传动环500和单向齿轮700单向传动，外传动环600和单向齿轮700单向传动；第一吸附组件远离基板900时，带动内传动环500转动，进而带动单向齿轮700正向转动，第二吸附组件远离基板900时，带动外传动环600转动；传动齿轮上穿设有与传动齿轮同步转动的控制杆，控制杆上开设有通气槽321；第一吸附组件和第二吸附组件均包括吸附套，吸附套上设置有吸附通孔311，吸附通孔311内周壁面上开设有吸附槽；控制杆可转动且可滑动地穿设于吸附通孔311内，控制杆相对于吸附套转动和/或滑动时，改变通气槽321和吸附槽的连通面积。
29.在其中一个实施例中，单向齿轮700包括与内传动环500传动的第一单向段和与外传动环600单向传动的第二单向段，第一单向段和第二单向段沿第二连接轴220的轴向交错设置。内传动环500和外传动环600与第二连接轴220或连接盘230之间设置有弹性保持件，以使得内传动环500和外传动环600沿第二连接轴220轴向上不发生运动或仅发生距离很小的移动。
30.在其中一个实施例中，第一吸附组件和第二吸附组件的吸附槽均包括第一槽体313和第二槽体314，第一槽体313的数量多于第二槽体314。
31.在其中一个实施例中，贴片机构200包括第二连接轴220，第二连接轴220上设置有沿第二连接轴220轴向设置的纵槽221，吸附机构300可滑动地设置于纵槽221内。
32.在其中一个实施例中，第二连接轴220底部设置有夹持组件，夹持组件用以夹持电器元件。
33.本发明还提供了一种自动贴合的smt贴片工艺，其包括以下步骤：s10，在基板上印刷锡膏；s20，将电器元件插装在基板上的预设位置；s30，回流焊接；s40，清洗；s50，检测；其中，步骤s20通过上述实施例中任一项的自动贴合的smt贴片机完成。
34.实施例一：
本实施例提供了一种自动贴合的smt贴片机100，其包括贴片机构200和吸附机构300。
35.贴片机构200包括自上而下固连为一体的第一连接轴210、连接盘230和第二连接轴220，其中，第二连接轴220的直径大于第一连接轴210的直径，连接盘230的直径大于第二连接轴220的直径。第一连接轴210连接于外部动力设备，通过外部动力设备带动整个贴片机构200移动，并靠近或远离基板900，以便于完成贴片作业。第二连接轴220的底部端面设置有方形盲孔，方形盲孔内设置有可滑动的夹持组件，夹持组件和方形盲孔底壁面之间还设置有第一弹性件，第一弹性件的弹力总是使得夹持组件远离方形盲孔或是具有远离方形盲孔的趋势。第二连接柱的外周壁面上设置有沿第二连接柱轴向方向开设的纵槽221，连接盘230上设置有过孔231，过孔231和纵槽221处于第二连接柱的同一径向方向上。
36.夹持组件包括第一连接块241、螺纹杆243和两个第二连接块242，第一连接块241可滑动地设置于方形盲孔内，第二连接块242设置于第一连接块241的下方，第二连接块242能够沿着第二连接轴220的径向相对于第一连接块241滑动。第一连接块241两端向下突出形成连接凸台，第二连接块242上均设置有螺纹孔，螺纹杆243穿过连接凸台并螺接于螺纹孔。螺纹杆243的一端连接于外部动力设备，例如附图5当中所示，在第二连接轴220上设置有方形通孔，螺纹杆243的端部绕设有传动带，传动带穿过方形通孔与外部动力设备连接并在外部动力设备的带动下带动螺纹杆243转动。螺纹杆243转动，通过螺纹孔内壁上的螺纹驱使两个第二连接块242互相靠近或远离。第二连接块242的下端面上设置有夹持柱，两个第二连接块242互相靠近或远离时，多个夹持柱同步互相靠近或远离，并加紧或松开电器元件。
37.吸附机构300包括两组第一吸附组件和两组第二吸附组件，第一吸附组件和第二吸附组件交错设置且围绕第一连接轴210均匀分布。第一吸附组件包括第一吸附套310和第一控制杆320，第一吸附套310外周壁面上设置有第一螺纹，第二吸附组件包括第二吸附套410和第二控制杆420，第二吸附套410外周壁面上设置有第二螺纹，第一螺纹和第二螺纹沿第二连接轴220的轴向方向交错设置。第一吸附套310上设置有吸附通孔311，吸附通孔311内周壁面上沿吸附通孔311轴向开设的吸附槽，吸附槽包括数量较多的第一槽体313和数量较少的第二槽体314，且第一吸附套310上，第一槽体313位于第二槽体314的反向（为便于描述，本实施例当中，以附图7和附图9当中的顺时针方向为正向，逆时针方向为反向）上游；第一控制杆320外周壁面上设置有沿自身轴向方向的通气槽321，第一控制杆320穿过连接盘230上的过孔231，并穿入吸附通孔311内，第一控制杆320可相对于第一吸附套310滑动和转动，且在第一控制杆320和第一吸附套310相对滑动和转动时改变通气槽321和吸附槽的连通面积。第一控制杆320和第一吸附套310之间设置有第二弹性件，第二弹性件总是使得第一控制杆320和第一吸附套310互相远离或具有互相远离的趋势，以使的通气槽321相对于吸附槽向上移动并使得其二者处于恰好不连通的位置。
38.第二吸附套410上设置有吸附通孔311，吸附通孔311内周壁面上沿吸附通孔311轴向开设的吸附槽，吸附槽包括数量较多的第一槽体313（如图9中所示的4个）和数量较少的第二槽体314（如图9中所示的2个），且第二吸附套410上，第一槽体313位于第二槽体314的正向下游；第二控制杆420外周壁面上设置有沿自身轴向方向的通气槽321，第二控制杆420穿过连接盘230上的过孔231，并穿入吸附通孔311内，第二控制杆420可相对于第二吸附套
410滑动和转动，且在第二控制杆420和第二吸附套410相对滑动和转动时改变通气槽321和吸附槽的连通面积。第二控制杆420和第二吸附套410之间设置有第二弹性件，第二弹性件总是使得第二控制杆420和第二吸附套410互相远离或具有互相远离的趋势，以使的通气槽321相对于吸附槽向上移动并使得其二者处于恰好不连通的位置。
39.吸附机构300还包括联动组件，联动组件包括单向齿轮700、内传动环500和外传动环600。
40.内传动环500包括固连为一体的第一上传动环510和第一下传动环520，第一上传动环510和单向齿轮700单向传动，即第一上传动环510反向转动时，带动单向齿轮700正向转动，第一上传动换正向转动时，不带动单向齿轮700转动。第一下传动环520和第一螺纹螺纹配合，当第一吸附套310沿第二连接柱轴向上升时，通过螺纹传动带动内传动环500反向转动。
41.外传动环600包括固连为一体的第二上传动环610和第二下传动环620，第二上传动环610和单向齿轮700单向传动，即第二上传动环610反向转动时，带动单向齿轮700反向转动，第二上传动换正向转动时，不带动单向齿轮700转动。第二下传动环620和第二螺纹螺纹配合，当第二吸附套410沿第二连接柱轴向上升时，通过螺纹传动带动外传动环600反向转动。
42.工作时，外部动力设备带动整个贴片机构200移至待夹取电器元件处，再由外部动力设备通过传动带带动两个第二连接块242互相靠近并夹取电器元件，之后由外部动力设备带动已经夹取电器元件的贴片机构200移动至基板900上待安装处，并带动电器元件靠近基板900。夹取电器元件后，电器元件的下表面（如图5当中所示电容远离第二连接柱的表面）与吸附组件的下表面基本处于同一平面。
43.初始状态下，控制杆上的通气槽321均与吸附槽内的第二槽体314保持连通。
44.吸附机构300靠近基板900时，存在以下情况：一、第一吸附组件和第二吸附组件与基板900的接触位置上均无任何电器元件；二、第一吸附组件与基板900的接触位置上无任何电器元件，第二吸附组件与基板900的接触位置上有电器元件；三、第二吸附组件与基板900的接触位置上无任何电器元件，第一吸附组件与基板900的接触位置上有电器元件。
45.对于上述情况一，外部动力设备在带动电器元件插装至基板900上时，电器元件上的引脚920插入基板900上的插孔内，然后电器元件的下表面与基板900接触，并且，由于需要保证一定的插拔力，需要继续带动电器元件向靠近基板900的方向移动，因此会使得基板900与电器元件接触的区域向下凹陷，将电器元件作用于基板900上的力记为f1。为了削弱这种凹陷对基板900外形和基板900内线路的影响，第一吸附组件和第二吸附组件在电器元件的周围与基板900件形成多个吸附点，并产生一个向上的吸力，由此削弱电器元件处基板900向下凹陷对基板900的影响。此时，多个吸附组件的吸附力相同，任一吸附组件的吸附力记为f2，f1与4*f2大致相同。且由于控制杆和吸附套之间不发生相对转动，通气槽321始终和吸附槽上的第二槽体314连通，吸附力不发生变化。
46.对于上述情况二，外部动力设备在带动电器元件插装至基板900上时，电器元件900上的引脚920插入基板900上的插孔内，然后电器元件的下表面与基板900接触，并且，由
于需要保证一定的插拔力，需要继续带动电器元件向靠近基板900的方向移动，因此会使得基板900与电器元件接触的区域向下凹陷。
47.第一吸附组件在电器元件的周围与基板900件形成多个吸附点，并产生一个向上的吸力，记为f3。并且，在第一吸附组件向下移动靠近基板900的同时，由于第二吸附组件和基板900之间存在电器元件，因此第二吸附组件无法向下移动并与基板900贴合并产生吸附力，即第二吸附组件发生了相对于贴片组件的上移。第二吸附组件上移，第二吸附套410上的第二螺纹带动外传动环600反向转动，外传动环600反向转动带动单向齿轮700反向转动，单向齿轮700反向转动带动第一控制杆320相对于第一吸附套310发生反向转动。第一控制杆320上的通气槽321从与第一吸附套310上的第二槽体314连通变为与第一吸附套310上的第一槽体313连通，由于第一槽体313的数量多于第二槽体314，因此通气槽321和吸附槽的连通面积增大，即增大了吸力f3。由于f3增大，f3增大的部分可以弥补因第二吸附组件吸力缺失造成的吸附力损失，使得多个吸附组件的总的吸附力更加近似于f1。
48.对于上述情况三，外部动力设备在带动电器元件插装至基板900上时，电器元件上的引脚920插入基板900上的插孔内，然后电器元件的下表面与基板900接触，并且，由于需要保证一定的插拔力，需要继续带动电器元件向靠近基板900的方向移动，因此会使得基板900与电器元件接触的区域向下凹陷。
49.第二吸附组件在电器元件的周围与基板900件形成多个吸附点，并产生一个向上的吸力，记为f4。并且，在第二吸附组件向下移动靠近基板900的同时，由于第一吸附组件和基板900之间存在电器元件，因此第一吸附组件无法向下移动并与基板900贴合并产生吸附力，即第一吸附组件发生了相对于贴片组件的上移。第一吸附组件上移，第一吸附套310上的第一螺纹带动内传动环500反向转动，内传动环500反向转动带动单向齿轮700正向转动，单向齿轮700正向转动带动第二控制杆420相对于第二吸附套410发生反向转动。第二控制杆420上的通气槽321从与第二吸附套410上的第二槽体314连通变为与第二吸附套410上的第一槽体313连通，由于第一槽体313的数量多于第二槽体314，因此通气槽321和吸附槽的连通面积增大，即增大了吸力f4。由于f4增大，f4增大的部分可以弥补因第一吸附组件吸力缺失造成的吸附力损失，使得多个吸附组件的总的吸附力更加近似于f1。
50.且无论对于上述何种情况，在第一吸附组件和基板900刚刚接触时，外部动力设备继续带动第一控制杆320下移，此时外部动力对于第一控制杆320的力一部分转化为克服第二弹性件的力，以使得第一控制杆320相对于第一吸附套310下移，并使得通气槽321和吸附槽沿着第一控制杆320轴向方向上的连通长度增大，由此增大了第一吸附组件的吸附力。且外部动力设备带动电器元件和第一控制杆320下移的量越大，电器元件使得基板900凹陷的程度越深，同时第一吸附组件产生的吸附力越大。在第二吸附组件和基板900刚刚接触时，外部动力设备继续带动第二控制杆420下移，此时外部动力对于第二控制杆420的力二部分转化为克服第二弹性件的力，以使得第二控制杆420相对于第二吸附套410下移，并使得通气槽321和吸附槽沿着第二控制杆420轴向方向上的连通长度增大，由此增大了第二吸附组件的吸附力。且外部动力设备带动电器元件和第二控制杆420下移的量越大，电器元件使得基板900凹陷的程度越深，同时第二吸附组件产生的吸附力越大。
51.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛
盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
52.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。