一种应用于印制电路板的精密锡膏喷印设备

本发明涉及表面贴装，具体为一种应用于印制电路板的精密锡膏喷印设备。

背景技术：

1、随着电子元器件封装尺寸小型化浪潮的到来，电子产品表面组装密度日益增大。电子产品向轻、薄、小、高性能方向发展，电子制造产业也提出了更严格的可靠性指标要求。表面贴装技术(surface mount technology，简称smt)是电子制造产业的重要组成部分，是目前电子组装行业里面主流的一种加工工艺技术，锡膏印刷作为smt工艺流程第一道工序，锡膏涂覆质量的好坏，对后续的贴装与焊接工序以及最终产品质量有直接影响，目前行业内普遍认为有超过三分之二的焊点缺陷问题是在锡膏涂覆环节产生的。

2、传统锡膏印刷技术主要采用钢网漏印的方式，但钢网印刷机存在钢网精度低、涂覆可控性差的缺陷，常导致锡膏涂覆过程中出现图形残缺、偏移、拉尖、边缘堆积、边缘毛刺、塌陷、厚度不一致等多种涂覆缺陷。同样，钢网印刷由于定制钢网周期长、柔性差，不能满足需求日益旺盛的小批量、个性化定制方案，因此为了应对电子元件越来越小的尺寸、逐步增加的数量以及加工技术的不断挑战，锡膏印刷需要更高的加工能力，加工精度及灵活性。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种应用于印制电路板的精密锡膏喷印设备，解决了传统锡膏印刷技术主要采用钢网漏印的方式，但钢网印刷机存在钢网精度低、涂覆可控性差的缺陷，常导致锡膏涂覆过程中出现图形残缺、偏移、拉尖、边缘堆积、边缘毛刺、塌陷、厚度不一致等多种涂覆缺陷。同样，钢网印刷由于定制钢网周期长、柔性差，不能满足需求日益旺盛的小批量、个性化定制方案，因此为了应对电子元件越来越小的尺寸、逐步增加的数量以及加工技术的不断挑战，锡膏印刷需要更高的加工能力，加工精度及灵活性的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种应用于印制电路板的精密锡膏喷印设备，包括：喷印设备整体、喷印工作台、电气柜、上位机显示器和设备机架及外壳；

3、所述喷印设备整体的中部固定连接有安装固定板，所述安装固定板7的顶部固定连接有喷印工作台，所述喷印工作台的中部纵向依次设置有x轴直线模组和x轴驱动电机，所述喷印工作台的后侧横向依次设置有模组支撑架和信号线槽，所述x轴直线模组的滑座上固定连接有产品定位工装，所述模组支撑架上依次固定连接有y轴直线模组和y轴驱动电机，所述y轴直线模组的滑座上设置有z轴直线模组固定架，所述z轴直线模组固定架的前端垂直依次固定连接有z轴直线模组和z轴驱动电机，所述z轴直线模组固定架的后端与信号线槽顶部通过水平向拖链相连接，所述z轴直线模组的滑座上设置有喷印执行组件，所述z轴直线模组固定架的顶部和喷印执行组件的固定板之间通过竖直向拖链相连接。

4、优选的，所述设备机架及外壳的中下部固定连接有结构钢架，所述结构钢架的顶部固定连接有机架上壳，所述结构钢架的右侧设置有电气组件，所述结构钢架的前端设置有电气柜对开门，所述结构钢架的后端设置有电气柜散热后壳，所述机架上壳的前端固定连接有工作台上开门，所述机架上壳的右侧固定连接有设备启停及急停操作面板，所述机架上壳的后端固定连接有工作台后壳，所述机架上壳的左右侧分别固定连接有左装饰外壳和右装饰外壳，所述左装饰外壳53和右装饰外壳513上分别设置有左上门板、左下门板、右上门板和右下门板。

5、优选的，所述电气组件以电气安装板为底板，所述核心硬件包括开关电源、运动控制板卡、接地排、滤波器、固态继电器、空气开关、走线槽和xyz电机驱动器组。

6、优选的，所述喷印执行组件的执行组件固定板与z轴直线电机滑座固定，所述锡膏喷印组件通过阀体连接板安装于执行组件固定板的左侧，ccd固定板安装于执行组件固定板的右侧，所述ccd固定板的下端固定连接有ccd相机，左侧所述ccd固定板固定连接有可调节形光源固定板，所述ccd相机下端固定连接有ccd镜头，所述可调节环形光源固定板底部设置有环形光源连接板，所述环形光源连接板的下端固定连接有环形光源。

7、优选的，锡膏喷印组件包括锡膏喷射阀体、焊锡膏料加热环和激光位移传感器，所述锡膏喷射阀体通过后端螺纹连接于阀体连接板，所述锡膏喷射阀体的底部设置有锡膏喷嘴，所述焊锡膏料加热环螺纹连接有焊锡膏料固定架，所述焊锡膏料加热环的前端竖直设置有恒温加热源，所述激光位移传感器通过激光位移传感器固定板与执行组件固定板相连接。

8、优选的，产品定位工装包括工装固定板、直线导轨组，两个定位板，所述工装固定板的侧面固定连接有工装侧板，所述工装固定板的两侧固定连接有直线导轨，所述直线导轨的滑块上固定连接有定位板和限位螺丝，所述定位板上安装弹簧压扣组件。

9、优选的，所述喷印设备整体的右侧设置有上位机显示器。

10、工作原理：通过产品定位工装将需要加工的印制电路板固定，再通过x轴直线模组和y轴直线模组将产品定位工装移动至ccd视觉拍摄范围，通过相机识别定位印制电路板mark点，再与导入上位机的印制电路板gerber焊盘位置坐标点进行坐标转换，获得焊盘中心加工坐标实际位置，并通过x、y、z直线模组配合运动控制喷射阀按设置的工艺路径进行喷锡，进而解决了现有smt生产中由于锡膏涂覆量过多或者漏印而导致的印刷缺陷，从而保证加工产品机械和电气性能，相较传统印刷技术，本发明无需定制印制电路板印刷钢网，且设备运动控制系统响应精准迅速，锡膏喷射阀喷射频率高，大幅提升了加工效率。

11、本发明提供了一种应用于印制电路板的精密锡膏喷印设备。具备以下有益效果：

12、本发明通过产品定位工装将需要加工的印制电路板固定，再通过x轴直线模组和y轴直线模组将产品定位工装移动至ccd视觉拍摄范围，通过相机识别定位印制电路板mark点，再与导入上位机的印制电路板gerber焊盘位置坐标点进行坐标转换，获得焊盘中心加工坐标实际位置，并通过x、y、z直线模组配合运动控制喷射阀按设置的工艺路径进行喷锡，进而解决了现有smt生产中由于锡膏涂覆量过多或者漏印而导致的印刷缺陷，从而保证加工产品机械和电气性能，相较传统印刷技术，本发明无需定制印制电路板印刷钢网，且设备运动控制系统响应精准迅速，锡膏喷射阀喷射频率高，大幅提升了加工效率。

技术特征：

1.一种应用于印制电路板的精密锡膏喷印设备，其特征在于，包括：喷印设备整体(1)、喷印工作台(2)、电气柜(3)、上位机显示器(4)和设备机架及外壳(5)；

2.根据权利要求1所述的一种应用于印制电路板的精密锡膏喷印设备，其特征在于：所述设备机架及外壳(5)的中下部固定连接有结构钢架(57)，所述结构钢架(57)的顶部固定连接有机架上壳(51)，所述结构钢架(57)的右侧设置有电气组件(59)，所述结构钢架(57)的前端设置有电气柜对开门(55)，所述结构钢架(57)的后端设置有电气柜散热后壳(511)，所述机架上壳(51)的前端固定连接有工作台上开门(56)，所述机架上壳(51)的右侧固定连接有设备启停及急停操作面板，所述机架上壳(51)的后端固定连接有工作台后壳(514)，所述机架上壳(51)的左右侧分别固定连接有左装饰外壳(53)和右装饰外壳(513)，所述左装饰外壳53和右装饰外壳513上分别设置有左上门板(52)、左下门板(54)、右上门板(512)和右下门板(510)。

3.根据权利要求1所述的一种应用于印制电路板的精密锡膏喷印设备，其特征在于：所述电气组件(59)以电气安装板(591)为底板，所述核心硬件包括开关电源(592)、运动控制板卡(593)、接地排(594)、滤波器(595)、固态继电器(596)、空气开关(597)、走线槽(598)和xyz电机驱动器组(599)。

4.根据权利要求2所述的一种应用于印制电路板的精密锡膏喷印设备，其特征在于：所述喷印执行组件(6)的执行组件固定板(61)与z轴直线电机滑座固定，所述锡膏喷印组件(62)通过阀体连接板(622)安装于执行组件固定板(61)的左侧，ccd固定板(67)安装于执行组件固定板(61)的右侧，所述ccd固定板(67)的下端固定连接有ccd相机(66)，左侧所述ccd固定板(67)固定连接有可调节形光源固定板(68)，所述ccd相机(66)下端固定连接有ccd镜头(65)，所述可调节环形光源固定板(68)底部设置有环形光源连接板(64)，所述环形光源连接板(64)的下端固定连接有环形光源(63)。

5.根据权利要求2所述的一种应用于印制电路板的精密锡膏喷印设备，其特征在于：锡膏喷印组件(62)包括锡膏喷射阀体(621)、焊锡膏料加热环(624)和激光位移传感器(627)，所述锡膏喷射阀体(621)通过后端螺纹连接于阀体连接板(622)，所述锡膏喷射阀体(621)的底部设置有锡膏喷嘴(626)，所述焊锡膏料加热环(624)螺纹连接有焊锡膏料固定架(623)，所述焊锡膏料加热环(624)的前端竖直设置有恒温加热源(625)，所述激光位移传感器(627)通过激光位移传感器固定板(628)与执行组件固定板(61)相连接。

6.根据权利要求1所述的一种应用于印制电路板的精密锡膏喷印设备，其特征在于：产品定位工装(9)包括工装固定板(92)、直线导轨组(91)，两个定位板(93)，所述工装固定板(92)的侧面固定连接有工装侧板(95)，所述工装固定板(92)的两侧固定连接有直线导轨(91)，所述直线导轨(91)的滑块上固定连接有定位板(93)和限位螺丝(94)，所述定位板(93)上安装弹簧压扣组件(96)。

7.根据权利要求1所述的一种应用于印制电路板的精密锡膏喷印设备，其特征在于：所述喷印设备整体(1)的右侧设置有上位机显示器(4)。

技术总结
本发明涉及表面贴装技术领域，公开了一种应用于印制电路板的精密锡膏喷印设备，包括喷印设备整体、喷印工作台、电气柜、上位机显示器和设备机架及外壳；所述喷印设备整体的中部固定连接有安装固定板，所述安装固定板7的顶部固定连接有喷印工作台，所述喷印工作台的中部纵向依次设置有X轴直线模组和X轴驱动电机。通过相机识别定位印制电路板Mark点，再与导入上位机的印制电路板Gerber焊盘位置坐标点进行坐标转换，并通过X、Y、Z直线模组配合运动控制喷射阀按设置的工艺路径进行喷锡，解决了现有SMT生产中由于锡膏涂覆量过多或者漏印而导致的印刷缺陷，从而保证加工产品机械和电气性能，相较传统印刷技术。

技术研发人员：张聪,吴振亚,欧锴,徐爱波,魏明,曹鹏彬,陈绪兵,李立凡,王强
受保护的技术使用者：武汉工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15