一种集成电路基板贴片装置及贴片方法与流程

本发明涉及电气元件组件的制造，具体涉及一种集成电路基板贴片装置及贴片方法。

背景技术：

1、随着集成电路产品向高密度化方向持续演进，双面贴装工艺已成为提升基板空间利用率、提高布线集成度的主流技术路径，广泛应用于各类印制电路板与半导体封装基板的贴片加工中，在双面贴片生产流程中，基板完成第一面贴装后，需经过姿态转换使未贴片面朝上，方可进入第二面的定位与贴装工序，基板取料及翻转环节的作业稳定性，直接决定基板贴片精度与最终产品良率；现有技术中，基板在输送辊架上完成单面贴片后，多采用侧方夹持平移或托举平移的方式完成基板的取料转移，取料动作方向平行于输送辊架的辊面方向采用该类取料方式时，夹持或托举构件与基板表面易产生相对滑动摩擦，可能对基板已贴装的精密元件、表面焊盘及布线层造成划伤、元件移位甚至脱落等损伤，同时，基板完成单面贴装后，已贴片面通常附着有锡膏飞溅微粒、粉尘等微量异物；此类异物仅依靠重力作用难以在转运过程中有效脱落，若随基板进入贴装工位，表面松散颗粒可能脱落至真空吸盘的吸附区域，进而影响贴装定位精度与焊接连接可靠性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种集成电路基板贴片装置及贴片方法，以解决技术中的上述不足之处。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种集成电路基板贴片装置及贴片方法，包括工作台、输送辊架和基板件，所述工作台的顶部分别安装有贴片器和真空定位架，且真空定位架用于对基板件实现气流吸附，所述输送辊架和工作台衔接处设有稳装组件，且稳装组件用于带动基板件沿垂直于输送辊架表面的方向离开，并将容置其内部的基板件平稳安置于真空定位架中；

3、所述稳装组件包括安装在输送辊架与工作台之间的位移架及活动连接在位移架一侧的支撑架，所述支撑架的一侧滑动连接有对称的两个夹块，且夹块设为齿牙结构，该夹块的中部呈微弧形，中部向两侧延伸的区段保持水平，所述输送辊架与工作台之间安装有气流箱，且气流箱位于位移架移动路径的下方；

4、所述工作台和输送辊架之间设有稳移组件，且稳移组件用于使位移架在向真空定位架移动过程中具有多种位移路径；

5、所述气流箱的内部设有分流组件，且分流组件用于在位移架沿多种路径位移的过程中，将其内部的基板件维持稳定。

6、优选的，所述稳移组件包括固定连接在工作台和输送辊架顶部的定心架及活动连接在位移架内部中部的同心轴柱，且同心轴柱的端部与位移架的内部形成敞口，所述支撑架的一侧延伸至敞口并与同心轴柱固定连接，并使支撑架与位移架一侧保持稳定衔接；

7、所述定心架远离位移架的一侧固定连接有齿条架，所述同心轴柱的一端延伸至位移架的外部并套设有与齿条架相啮合的第一齿轮；

8、所述定心架靠近真空定位架的一侧固定连接有第一电动推杆，第一电动推杆的一端固定连接在位移架的顶部，且第一电动推杆用于带动位移架往复移动；

9、所述支撑架的一侧设有对称的两组弹性组件，且弹性组件用于使得夹块与基板件的一侧保持自适应接触。

10、优选的，所述定心架的一侧开设有供同心轴柱导向移动的第一滑槽，所述定心架的顶部开设有与第一滑槽内部相通的第二滑槽，且第二滑槽与第一滑槽在定心架上共同构成一个c形结构；

11、所述同心轴柱靠近第一齿轮的一端固定连接有l形的预稳架，该预稳架位于第一滑槽的内部且与第一滑槽滑动配合。

12、优选的，每组所述弹性组件均包括滑动连接在支撑架一侧的侧护回形架及固定连接在夹块一侧的两个导引柱，且夹块和两个导引柱均活动连接在侧护回形架的内部；

13、所述侧护回形架的内部滑动连接有供两个导引柱导向移动的两个限移环架，每个导引柱与每个限移环架之间均固定连接有复位弹簧。

14、优选的，每个所述限移环架的一端活动连接有中承环，所述中承环的一端固定连接有外螺纹环筒，所述侧护回形架的内部固定连接有与外螺纹环筒螺旋配合的内螺环，且限移环架通过外螺纹环筒在侧护回形架内部的位移路径受到约束。

15、优选的，所述分流组件包括分别固定连接在气流箱外部的出气管和进气管，且进气管和出气管与气流箱的内部相通，所述气流箱的内部固定连接有分栏曲块，且分栏曲块设为弯弧形结构，所述分栏曲块的两端分别延伸至进气管和出气管位于气流箱内部的开口位置，所述气流箱的内部活动连接有内齿环架，且内齿环架与分栏曲块将气流箱内的气流分隔为两条流道；

16、所述气流箱的外部固定连接有鼓风机，且鼓风机的出风口与进气管内部保持相通。

17、优选的，所述气流箱的内部还活动连接有第二齿轮，所述第二齿轮设置于进气管和出气管的开口位置，所述第二齿轮与内齿环架之间保持啮合，且内齿环架和第二齿轮啮合处保持周期性间歇闭合，用于限制气流箱内部气流的流动路径，所述第二齿轮与分栏曲块之间共同构成一个弯弧形导流通道，所述气流箱的外部固定连接有伺服电机，且伺服电机的输出端延伸至气流箱的内部并与第二齿轮的一端固定连接。

18、一种集成电路基板贴片装置的贴片方法，包括以下步骤：

19、s1、作业前根据基板件规格，转动外螺纹环筒沿内螺环旋合进给，通过中承环带动限移环架水平滑移，调整复位弹簧压缩量，预设夹块夹持力上限，适配不同基板夹持需求，降低边缘压溃风险；

20、s2、输送辊架内供料机构垂直抬升基板件，第二电动推杆推动侧护回形架进给，两组夹块靠拢夹持基板边缘，夹块两端水平段承担主夹持力，中部弧段辅助约束，导引柱与复位弹簧形成弹性退让，实现仿形面接触，减少取料摩擦与边缘崩边风险；

21、s3、第一电动推杆驱动位移架平移，预稳架沿第一滑槽滑行维持水平姿态，行至c形滑槽衔接处时，第一齿轮与齿条架啮合，带动支撑架与夹块同步回转，完成水平-翻转-复位水平的姿态转换，使基板件已贴片面转为朝下，同步借助惯性实现表面微粒初步脱落；

22、s4、基板件行至气流箱上方，鼓风机经进气管送风，伺服电机驱动第二齿轮与内齿环架周期性啮合，配合分栏曲块分流形成两路差速气流，交汇后产生脉动气流向上吹扫基板表面，夹块中部间隙引导气流扩散，提升清洁均匀性，减少尘粒对贴装精度的影响；

23、s5、位移架行至真空定位架正上方，真空定位架启动负压吸附，夹块同步缓慢回缩释放基板件，完成无冲击贴合定位，随后贴片器对基板未贴片面执行元器件贴装，实现双面贴片连续加工。

24、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

25、1、本发明通过夹块在水平输送段将基板件从输送辊架处取出，此时基板件已贴片面朝上，当预稳架沿第一滑槽、第二滑槽内部行进至翻转段时，夹块连同基板件整体绕水平轴完成翻转，已贴片面由朝上转为朝下，未贴片面由朝下转为朝上，该取料方式使基板件的提取运动方向垂直于输送辊架辊面，避免取料过程中与基板件产生相对滑动摩擦，降低基板表面划伤风险，同时基板件翻转过程中可与气流箱输出的气流充分接触，翻转产生的加速度变化使已贴片面附着的微量松散颗粒在重力与惯性力共同作用下脱落，为基板件与真空定位架的稳定贴合提供洁净基础，进一步实现基板件的无损伤姿态转换，保障双面贴片工序的连续开展，有助于提升基板件的贴片加工质量；

26、2、本发明通过夹块两端的平滑结构以较低面压力贴合于基板件边缘的上下表面，承担主要夹持正压力，夹块中部的弧形段仅提供辅助锁合作用，接触面积远小于两端平滑区域，该结构使基板件完成工装交接、夹块张开释放基板件时，平滑端面与锁合结构可在弹性复位力作用下同步脱离基板表面，不易产生钩挂或粘连现象，释放过程平稳，基板件表面不易残留夹痕或内应力，进一步提升基板件的贴片成型质量；

27、3、本发明通过夹块与基板件外侧形成稳定抵触，导引柱与复位弹簧的弹性退让共同实现夹块对基板件边缘轮廓的被动仿形适配，使接触形式由刚性线接触转化为弹性面接触，夹持力沿基板件边缘均匀分布，降低局部点接触造成基板边缘崩边或内层裂纹的风险，保障基板件在转运与翻转过程中的结构完整性；

28、4、本发明通过限移环架的移动与导引柱之间的间距增加或者缩减，使得复位弹簧位于导引柱和限移环架之间弹性张力进行同步调整，使得复位弹簧的弹性蓄能进行调整，从而夹块与基板件之间的贴合程度被复位弹簧的弹性力进行限制，不会造成基板件边缘压溃，使得夹块以弹性限深的齿牙锁合与基板件外部保持限制，在移动过程中基板件所受重力方向改变时，夹块对基板件的周向和轴向约束力始终可靠；

29、5、本发明通过第二齿轮与内齿环架的啮合交错位置周期性轮换并周期性间歇闭合，啮合点闭合过程中，进气管输送的气流在局部区域被瞬间拦截，气流受挤压后加速通过未闭合通道，该通道由导流通道、内齿环架齿牙间距与分栏曲块外侧间隙共同构成，内齿环架与第二齿轮未啮合区域在气流箱内部形成两条不同的导流路径，使气流被脉动式交替分配至短路径与长路径，两股气流以不同相位与速度在交汇处碰撞，产生由速度差与压力差诱导的强湍流混合，使出气管输出的气流压力与速度呈周期性脉动特征，该脉动气流向上作用于夹块及基板件底面时，可对已贴片面附着的微尘施加间歇性脉冲冲击力，使粘附力较弱的尘粒在压力脉冲作用下脱离基板表面，进一步提升基板件在与真空定位架限位前的表面洁净度，减少尘粒夹杂造成的基板划伤问题，有助于提升贴片加工质量；

30、6、本发明通过夹块中部与基板件的接触面积远小于两端平滑区，使二者之间形成间隙通道，出气管输出的气流垂直向上靠近夹块与基板件时，不会在夹块下方停滞或无序散射，而是经弧形曲面平滑分为两股，沿弧面向夹块中段区域加速流动，多变的入射角度与流速可避免局部形成持续低流速死区，同时在基板周边形成气幕屏障，微粒穿越气幕时被气流偏转或向上吹离，有助于提升基板件的贴装定位效率。