专利名称：组装组件至电路板的方法与相关电路板组装系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种组装组件至电路板的方法与相关电路板组装系统，特别地，涉及 一种可分批组装组件至电路板的不同区块的方法及其相关电路板组装系统。
背景技术：
表面安装技术(Surface Mounting Technology，SMT)是近几年被广泛使用的焊接 技术，是使用一定的工具将表面安装零件准确地放置到经过印刷焊膏或经过点胶的印刷电 路板焊盘上，然后经过波峰焊或回流焊，使零件与电路板建立良好的机械和电气连接。而目 前表面安装技术制程中主要流程分为锡膏印刷、锡膏印刷检测、高速组件置放、通用组件置 放、回焊炉、以及光学检测等流程，在现行的生产流程中，印刷电路板的宽度尺寸会受限于 轨道的宽度(通常约为460mm)，而轨道的宽度是根据设备中最小宽度来订定，因此在不改 变机台情况下，轨道宽度是无法变动的；而印刷电路板的长度尺寸则受限于高速组件置放 机的平台范围(通常约为510mm)，也就是说目前表面安装技术制程中对印刷电路板的使用 限制尺寸为长510mm与宽460mm，如此便限制了印刷电路板生产最大尺寸。举例来说，目前高速组件置放机的工作原理为当印刷电路板运送到定位点碰触到 横杆时，下方感应器确认有印刷电路板后，由高速组件置放机平台将印刷电路板接走，将印 刷电路板打件后再送回原处，再由输送带运行到下个工作站。而受限于高速组件置放机的 平台范围，若印刷电路板生产尺寸大于长510mm与宽460mm即无法生产，此使用限制原因在 于组件置放机的使用限制，由于组件置放平台范围有限，若打件范围超过此尺寸即无法生 产，除非添购新的设备，如额外增加机台在产线的下个工作站上，意即若欲以原生产方式， 要达成生产更大尺寸的印刷电路板所需进行产线更换将花费上千万。而由于目前服务器的 印刷电路板具有功能与性能的要求，尺寸不断地加大，此生产限制会造成设计端的局限，若 能加大生产尺寸，对设计、生产、客户将是三赢的局面。因此，亟需一种电路板组装技术，以突破目前机台的使用尺寸限制，在不增购生产设备情况下可以正常生产长型电路板，从而提升设备利用率、减少设备采购成本，并提升生
产效率。
发明内容
本发明提供一种组装组件至电路板的方法及其相关电路板组装系统，以解决上述 的问题。本发明公开了一种组装组件至一电路板的方法，包含在该电路板上形成一沟槽； 在一第一方向驱动该电路板；当该电路板在一定位点受一定位杆阻挡时，在相异于该第一 方向的一第二方向驱动该电路板至一组装位置，其中该定位杆在未调整宽度前的第一宽度 大于该沟槽的宽度，以使未调整宽度的该定位杆无法通过该沟槽；当该电路板位于该组装 位置时，将一第一组组件组装至该电路板的一第一区块；调整该定位杆至小于该第一宽度 的一第二宽度，其中该第二宽度小于该沟槽的该宽度；完成组装该第一组组件至该电路板后，驱动该电路板回到该定位点；在该第一方向驱动该电路板，直到该定位杆在该沟槽内相 对移动至该沟槽的底端；当该定位杆在该沟槽内相对移动至该沟槽的底端时，在该第二方 向驱动该电路板至该组装位置；以及当该电路板位于该组装位置时，将一第二组组件组装 至该电路板的一第二区块。本发明还公开了在该电路板上形成该沟槽包含在该电路板的一裁切边的一侧上 形成该沟槽。本发明还公开了该第一方向实质上垂直于该第二方向。本发明还公开了将该第一组组件组装至该电路板的该第一区块包含利用表面安 装技术将该第一组组件打件至该电路板的该第一区块。本发明还公开了将该第一组组件组装至该电路板的该第一区块包含利用一组件 置放机将该第一组组件打件至该电路板的该第一区块。本发明还公开了调整该定位杆至小于该第一宽度的该第二宽度包含该定位杆的 两枢接杆件相对于一转轴旋转，藉以折迭该定位杆至小于该第一宽度的该第二宽度。本发明还公开了该定位杆的两枢接杆件相对于该转轴旋转包含该定位杆的两枢 接杆件往该第一方向相对于该转轴旋转。本发明还公开了在该定位杆在该沟槽内相对移动至该沟槽的底端后，收起该定位 杆。本发明还公开了将该第二组组件组装至该电路板的该第二区块包含利用表面安 装技术将该第二组组件打件至该电路板的该第二区块。本发明还公开了将该第二组组件组装至该电路板的该第二区块包含利用一组件 置放机将该第二组组件打件至该电路板的该第二区块。本发明还公开了检测该电路板是否正确定位。本发明公开了一种电路板组装系统，包含一电路板，其上设有一沟槽，该电路板包 含一第一区块以及一第二区块；一组件置放机，其用来组装组件至该电路板上；一定位杆， 其以可调整宽度的方式设置于一定位点，其中该定位杆在未调整宽度前的一第一宽度大于 该沟槽的一宽度，以使未调整宽度的该定位杆无法通过该沟槽；一输送装置，其用来在一第 一方向驱动该电路板至该定位点且在相异于该第一方向的一第二方向驱动该电路板至一 组装位置；以及一控制单元，其用来在该电路板在该定位点受该定位杆阻挡时，控制该输送 装置在该第二方向驱动该电路板至该组装位置且控制该组件置放机将一第一组组件组装 至该电路板的该第一区块，同时并控制该定位杆由该第一宽度调整至小于该沟槽的该宽度 的一第二宽度，且在完成组装该第一组组件至该电路板后，控制该输送装置驱动该电路板 回到该定位点且在该第一方向驱动该电路板，直到该定位杆在该沟槽内相对移动至该沟槽 的底端后，控制该输送装置在该第二方向驱动该电路板至该组装位置且控制该组件置放机 将一第二组组件组装至该电路板的该第二区块。本发明还公开了该电路板上还设有一裁切边，其形成于该沟槽的一侧。本发明还公开了该组件置放机利用表面安装技术分别将该第一组组件与该第二 组组件打件至该电路板的该第一区块与该第二区块。本发明还公开了该组件置放机为一高速组件置放机或一通用组件置放机。本发明还公开了该定位杆包含两枢接杆件，其用来相对于一转轴旋转，以使该定位杆由该第一宽度折迭至该第二宽度。本发明还公开了该定位杆的该两枢接杆件是用来往该第一方向相对于该转轴旋 转，以使该定位杆由该第一宽度折迭至该第二宽度。本发明还公开了该控制装置是用来在该定位杆在该沟槽内相对移动至该沟槽的 底端后，控制收起该定位杆。本发明还公开了该电路板组装系统还包含一检测检测单元，其用来检测该电路板 是否正确定位。相较于先前技术，本发明的电路板组装技术可突破目前机台的使用尺寸限制，在 不增购生产设备情况下可以正常生产长型电路板，如此便可提升设备利用率、减少设备采 购成本，以及提升生产效率。
图1为本发明较佳实施例的电路板组装系统的功能方块示意图。图2为本发明较佳实施例组装组件至电路板的流程图。图3为本发明较佳实施例的电路板的组件示意图。图4为本发明较佳实施例的定位杆的组件示意图。图5至图12为本发明较佳实施例组装组件至电路板的组装过程示意图。主要组件符号说明50电路板组装系统52电路板
521第一区块522第二区块
523裁切边524沟槽
525光学定位点54组件置放机
56第一组组件58第二组组件
60输送装置62检测单元
64控制单元66定位杆
661杆件662转轴
100、102、104、步骤
106、108、110、
112、114、116、
118、120、12具体实施例方式
请参阅图1，图1为本发明较佳实施例的一电路板组装系统50的功能方块示意图， 电路板组装系统50包含一电路板52，其可为一印刷电路板，电路板52包含一第一区块521 以及一第二区块522 ；电路板组装系统50还包含一组件置放机54，其用来组装组件至电路 板52上，组件置放机54可利用表面安装技术分别将一第一组组件56与一第二组组件58 打件至电路板52的第一区块521与第二区块522上，其中组件置放机54可为一高速组件 置放机或为一通用组件置放机等；电路板组装系统50还包含一输送装置60，其用来输送电 路板52至一定位点且用来在该定位点与组件置放机54的一组装位置间输送电路板52，输送装置60可为一输送带机构；电路板组装系统50还包含一检测单元62，其用来检测电路 板52是否正确定位，检测单元62可为一光学感应器；电路板组装系统50还包含一控制单 元64，其用来在检测单元62检测到电路板52正确定位后控制输送装置60驱动电路板52 至该组装位置，再控制组件置放机54将第一组组件56组装至电路板52的第一区块521，且 在完成组装第一组组件56至电路板52后，控制输送装置60驱动电路板52回到该定位点， 之后再次控制输送装置60驱动电路板52至该组装位置且控制组件置放机54将第二组组 件58组装至电路板52的第二区块522，至于电路板组装系统50的详细作动原理将在后续 行介绍。请参阅图1至图4，图2为本发明较佳实施例组装组件至电路板52的流程图，图3 为本发明较佳实施例的电路板52的组件示意图，图4为本发明较佳实施例的电路板组装系 统50的一定位杆66的组件示意图，组装组件至电路板52的方法包含下列步骤步骤100 在电路板52的一裁切边523的一侧上形成一沟槽524 ；步骤102 控制单元64控制输送装置60在一第一方向驱动电路板52至该定位点步骤104 电路板52在该定位点受定位杆66阻挡时，检测单元62检测电路板52 是否正确定位，其中定位杆66在未折迭前的一第一宽度Wl大于沟槽524的一宽度W3，以使 未折迭的定位杆66无法通过沟槽524 ；步骤106 当判断电路板52正确定位后，控制单元64控制输送装置60在相异于 该第一方向的一第二方向驱动电路板52至该组装位置；步骤108 当电路板52位在该组装位置时，控制单元64控制组件置放机54将第 一组组件56组装至电路板52的第一区块521 ；步骤110 折迭定位杆66至小于原始第一宽度Wl的一第二宽度W2，其中第二宽度 W2小于沟槽524的宽度W3;步骤112 当组件置放机54完成组装第一组组件56至电路板52的第一区块521 后，控制单元64控制输送装置60驱动电路板52回到该定位点；步骤114 控制单元64控制输送装置60在该第一方向驱动电路板52，直到定位杆 66在沟槽524内相对移动至沟槽524的底端；步骤116 当定位杆66移动至沟槽524的底端时，检测单元62检测电路板52是 否正确定位；步骤118 当判断电路板52正确定位后，收起定位杆66且控制单元64控制输送 装置60在该第二方向驱动电路板52至该组装位置；步骤120 当电路板52位于该组装位置时，控制单元64控制组件置放机54将第 二组组件58组装至电路板52的第二区块522 ；以及步骤122 当组件置放机54完成组装第二组组件58至电路板52的第二区块522 后，控制单元64控制输送装置60驱动电路板52回到该定位点并驱动电路板52往下个工 作站移动。在此对上述流程作一详细说明，请参阅图1与图5至图12，图5至图12为本发明 较佳实施例组装组件至电路板52的组装过程示意图。首先在步骤100中，如图3所示电路 板52的裁切边523的内侧形成有沟槽524，电路板52的裁切边523为输送装置60的轨道夹持电路板52的夹持处，而最终电路板52成品会裁切掉此裁切边523 ；在步骤102中，经 过锡膏印刷与锡膏印刷检测后的电路板52会往组件置放机54此站移动，如图5所示控制 单元64会控制输送装置60在该第一方向(X方向)驱动电路板52至该定位点(意即定位 杆66所在之处)；在步骤104中，由于定位杆66在未折迭前的第一宽度Wl大于沟槽524的 宽度W3，故电路板52在该定位点会受到定位杆66阻挡而无法通过沟槽524，此时检测单元 62会检测电路板52，藉以判断是否为正确的电路板52以及判断电路板52存在与否且是否 正确定位，而检测单元62的检测动作可为一选择性动作，意即可省略此检测检查动作；在 步骤106中，检测单元62检测到电路板52正确定位且输出相对应检测讯号至控制单元64， 当控制单元64判断电路板52无误且正确定位后，如图6所示，控制单元64会控制输送装 置60在相异于该第一方向的该第二方向(+Y方向)驱动电路板52至该组装位置(意即组 件置放机54的打件位置)，其中该第一方向可实质上垂直于该第二方向；接着如图7所示， 在步骤108中，当电路板52位在该组装位置时，组件置放机54会感测电路板52上至少一 光学定位点525，藉以更精准地定位打件位置，之后控制单元64控制组件置放机54将第一 组组件56组装至电路板52的第一区块521，而完成电路板52第一阶段的打件程序。同时在步骤110中，定位杆66会由原始第一宽度Wl折迭至小于第一宽度Wl的第 二宽度W2，其中第二宽度W2小于沟槽524的宽度W3，而折迭的方式可如图4所示，定位杆 66可包含两相互枢接的杆件661，用来相对于一转轴662旋转，如往该第一方向相对于转轴 662旋转，以使定位杆66在折迭后可相对原始定位点往该第一方向退缩些许距离，以避免 因为组装公差而造成电路板52无法正确定位至该定位点时所产生的干涉效应。举例来说， 沟槽524的宽度W3可设计为8mm，且定位杆66的原始尺寸可为宽度12mm(第一宽度Wl)、 厚度2mm，第一宽度Wl与沟槽524的宽度W3间预留了 4mm的误差设计，而定位杆66经过 剖半折迭后宽度为4mm(第二宽度W2)，此时沟槽524的宽度W3与第二宽度W2间也预留了 4mm的误差设计，依目前高精度的轨道尺寸公差，可确保稳健生产，另外定位杆66在折迭后 可相对原始定位点往该第一方向退缩2mm，藉以确保电路板52送回该定位点后不会碰触定 位杆66而造成损坏。而定位杆66由原始第一宽度Wl调整至小于第一宽度Wl的第二宽度 W2的机构设计方式可不局限于折迭的方式，例如可藉由伸缩等方式，只要是能调整定位杆 66宽度的机构设计皆属于本发明所保护的范畴。接着如图8所示，在步骤112中，当组件置放机54完成组装第一组组件56至电路 板52的第一区块521后，控制单元64会控制输送装置60在相反于该第二方向(_Y方向) 驱动电路板52再次回到该定位点，此时折迭后的定位杆66对准电路板52上的沟槽524 ；接 下来如图9所示，在步骤114中，控制单元64会控制输送装置60在该第一方向(+X方向) 驱动电路板52，此时由于定位杆66折迭后的第二宽度W2小于沟槽524的宽度W3，故定位 杆66无法阻挡电路板52，因此电路板52可持续往该第一方向(+X方向)移动，直到定位 杆66在沟槽524内相对移动至沟槽524的底端，此时定位杆66被止抵于电路板52的沟槽 524底端，此时如同前述检测单元62会检测电路板存在与否且是否正确定位，而检测单元 62的检测动作可为一选择性动作，意即可省略此检测检查动作。相同于前述作动原理，在步骤118中，检测单元62检测到电路板52正确定位且输 出相对应检测讯号至控制单元64，当控制单元64判断电路板52正确定位后，如图10所示， 定位杆66会先被收起，之后控制单元64会控制输送装置60在该第二方向(+Y方向)驱动电路板52至该组装位置(意即组件置放机54的打件位置)，其中收起定位杆66的方式可 为由沟槽524内移开定位杆66至别处，或是可设计定位杆66为伸缩性机构，此时便缩入定 位杆66，而本发明亦可设计将电路板52移开至与定位杆66不会产生干涉的位置，而取代 收起定位杆66的机制，藉以顺利地驱动电路板52至该组装位置；接着如图11所示，在步骤 120中，当电路板52位于该组装位置时，组件置放机54也会感测电路板52上的光学定位点 525，藉以更精准地定位打件位置，之后控制单元64控制组件置放机54将第二组组件58组 装至电路板52的第二区块522，而完成电路板52第二阶段的打件程序；接着如图12所示， 在步骤122中，当组件置放机54完成组装第二组组件58至电路板52的第二区块522后， 控制单元64会控制输送装置60在相反于该第二方向(-Y方向)驱动电路板52再次回到 该定位点并驱动电路板52往下个工作站移动，而完成电路板52的打件程序。而下一块电 路板也可继续重复执行步骤100至步骤122的流程，而达到大尺寸电路板自动化执行表面 安装技术制程的效果。综上所述，本发明仅使用一个组件置放机来执行两阶段打件，如此一来便可突破 目前机台的使用尺寸限制，在不增购生产设备情况下可以正常生产长型电路板，如此便可 提升设备利用率、减少设备采购成本，与提升生产效率；此外解决生产上尺寸限制，研发端 设计新产品时便无需受限于生产限制，使得设计端可以得到最大的发挥，例如可生产并板 (即相同的产品合并在一块电路板生产)，并板的生产可以加快生产时程。另外，本发明亦 可设计多阶段打件的应用，意即在电路板上设置多层次的沟槽，而在同一块电路板上执行 多阶段打件动作，其作用原理与前述实施例相同，在此便不再详述。相较于先前技术，本发明的电路板组装技术可突破目前机台的使用尺寸限制，在 不增购生产设备情况下可以正常生产长型电路板，如此便可提升设备利用率、减少设备采 购成本，以及提升生产效率。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修 饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
权利要求
一种组装组件至一电路板的方法，包括在所述电路板上形成一沟槽；在一第一方向驱动所述电路板；当所述电路板在一定位点受一定位杆阻挡时，在相异于所述第一方向的一第二方向驱动所述电路板至一组装位置，其中所述定位杆在未调整宽度前的一第一宽度大于所述沟槽的一宽度，以使未调整宽度的所述定位杆无法通过所述沟槽；当所述电路板位于所述组装位置时，将一第一组组件组装至所述电路板的一第一区块；调整所述定位杆至小于所述第一宽度的一第二宽度，其中所述第二宽度小于所述沟槽的所述宽度；完成组装所述第一组组件至所述电路板后，驱动所述电路板回到所述定位点；在所述第一方向驱动所述电路板，直到所述定位杆在所述沟槽内相对移动至所述沟槽的底端；当所述定位杆在所述沟槽内相对移动至所述沟槽的底端时，在所述第二方向驱动所述电路板至所述组装位置；以及当所述电路板位于所述组装位置时，将一第二组组件组装至所述电路板的一第二区块。
2.如权利要求1所述的方法，其中在所述电路板上形成所述沟槽包括在所述电路板的 一裁切边的一侧上形成所述沟槽。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一方向实质上垂直于所述第二方向。
4.如权利要求1所述的方法，其中将所述第一组组件组装至所述电路板的所述第一区 块包括利用表面安装技术将所述第一组组件打件至所述电路板的所述第一区块。
5.如权利要求1所述的方法，其中将所述第一组组件组装至所述电路板的所述第一区 块包括利用一组件置放机将所述第一组组件打件至所述电路板的所述第一区块。
6.如权利要求1所述的方法，其中调整所述定位杆至小于所述第一宽度的所述第二宽 度包括所述定位杆的两枢接杆件相对于一转轴旋转，藉以折迭所述定位杆至小于所述第一 宽度的所述第二宽度。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述定位杆的两枢接杆件相对于所述转轴旋转包括 所述定位杆的两枢接杆件往所述第一方向相对于所述转轴旋转。
8.如权利要求1所述的方法，还包括在所述定位杆在所述沟槽内相对移动至所述沟槽 的底端后，收起所述定位杆。
9.如权利要求1所述的方法，其中将所述第二组组件组装至所述电路板的所述第二区 块包括利用表面安装技术将所述第二组组件打件至所述电路板的所述第二区块。
10.如权利要求1所述的方法，其中将所述第二组组件组装至所述电路板的所述第二 区块包括利用一组件置放机将所述第二组组件打件至所述电路板的所述第二区块。
11.如权利要求1所述的方法，还包括检测所述电路板是否正确定位。
12.—种电路板组装系统，包括一电路板，所述电路板上设有一沟槽，所述电路板包括一第一区块以及一第二区块； 一组件置放机，所述组件置放机用来组装组件至所述电路板上；一定位杆，所述定位杆以可调整宽度的方式设置于一定位点，其中所述定位杆在未调 整宽度前的一第一宽度大于所述沟槽的一宽度，以使未调整宽度的所述定位杆无法通过所 述沟槽；一输送装置，所述输送装置用来在一第一方向驱动所述电路板至所述定位点且在相异 于所述第一方向的一第二方向驱动所述电路板至一组装位置；以及一控制单元，所述控制单元用来在所述电路板在所述定位点受所述定位杆阻挡时，控 制所述输送装置在所述第二方向驱动所述电路板至所述组装位置且控制所述组件置放机 将一第一组组件组装至所述电路板的所述第一区块，同时并控制所述定位杆由所述第一宽 度调整至小于所述沟槽的所述宽度的一第二宽度，且在完成组装所述第一组组件至所述电 路板后，控制所述输送装置驱动所述电路板回到所述定位点且在所述第一方向驱动所述电 路板，直到所述定位杆在所述沟槽内相对移动至所述沟槽的底端后，控制所述输送装置在 所述第二方向驱动所述电路板至所述组装位置且控制所述组件置放机将一第二组组件组 装至所述电路板的所述第二区块。
13.如权利要求12所述的电路板组装系统，其中所述电路板上还设有一裁切边，所述 裁切边形成于所述沟槽的一侧。
14.如权利要求12所述的电路板组装系统，其中所述第一方向实质上垂直于所述第二 方向。
15.如权利要求12所述的电路板组装系统，其中所述组件置放机利用表面安装技术分 别将所述第一组组件与所述第二组组件打件至所述电路板的所述第一区块与所述第二区 块。
16.如权利要求12所述的电路板组装系统，其中所述组件置放机为一高速组件置放机 或一通用组件置放机。
17.如权利要求12所述的电路板组装系统，其中所述定位杆包括两枢接杆件，所述两 枢接杆件用来相对于一转轴旋转，以使所述定位杆由所述第一宽度折迭至所述第二宽度。
18.如权利要求17所述的电路板组装系统，其中所述定位杆的所述两枢接杆件用来 往所述第一方向相对于所述转轴旋转，以使所述定位杆由所述第一宽度折迭至所述第二宽 度。
19.如权利要求12所述的电路板组装系统，其中所述控制装置用来在所述定位杆在所 述沟槽内相对移动至所述沟槽的底端后，控制收起所述定位杆。
20.如权利要求12所述的电路板组装系统，还包括一检测单元，用来检测所述电路板 是否正确定位。
全文摘要
本发明涉及组装组件至电路板的方法与相关电路板组装系统。一种组装组件至电路板的方法，包含在电路板上形成沟槽；在第一方向驱动电路板；当电路板在定位点受定位杆阻挡时，在相异于第一方向的第二方向驱动电路板至组装位置；然后，将第一组组件组装至电路板的第一区块；调整定位杆至小于第一宽度的第二宽度；完成组装第一组组件至电路板后，驱动电路板回到定位点；在第一方向驱动电路板，直到定位杆在沟槽内相对移动至沟槽底端；然后，在第二方向驱动电路板至组装位置；以及当电路板位于组装位置时，将第二组组件组装至电路板的第二区块。该技术可突破目前机台的使用尺寸限制，从而提升设备利用率、减少设备采购成本并提升生产效率。
文档编号H05K3/30GK101990364SQ20091016242
公开日2011年3月23日 申请日期2009年8月4日 优先权日2009年8月4日
发明者李家贤, 杨俊明, 蔡欣伦, 谢豪骏 申请人:纬创资通股份有限公司