一种表贴通孔混合印制板组件分步选择性波峰焊接系统的制作方法

1.本发明属于印制板焊接领域，具体涉及一种表贴通孔混合印制板组件分步选择性波峰焊接系统。


背景技术：

2.随着军工产品对印制板组装件组装焊接效率、焊点可靠性要求的不断提升，由自动化设备代替人工印制板焊接成为了必然。
3.目前在军工产品中，大多数印制板的加工由smt表贴生产线进行贴装器件的装焊，印制板上其余通孔器件转到手工操作人员进行人工焊接，由于人工的介入，不容工人经验、手法及外部因素可能会对焊点可靠性带来隐患同时人工的效率也较低。军工系统中较为先进的单位对smt表贴件装焊后的印制板直插件会采用设备焊接弥补人工焊接的不足，常用的设备如选择性波峰焊接设备和自动焊接机器人，其中选择性焊接设备效率较高，同时通孔过锡率高于自动焊接机器人，使用较广。常规使用选择性焊接设备加工smt后通孔件印制板主要处理焊点较多且密集的器件如插座、电连接器等，只能部分取代人工焊接操作，一些芯片类、分立阻容感类器件由于容易偏位及本体过轻不适合选焊设备直接焊接，易造成焊接歪斜、管腿浮起等缺陷。同时较为复杂的通孔
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表贴印制板组件，由于通孔分立器件、通孔芯片、接插件及表贴元器件混合排布在印制板各个区域，且各种通孔焊点焊盘间距较近，无法直接使用选择性波峰焊接设备完成批量生产，大多数情况只能再通过手工补焊接完成，缺陷率高。不仅如此，不同通孔器件使用的选择性波峰焊接喷嘴大小(影响温度、热容)不同，无法一次进行焊接，需要解决干涉及防护问题。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.本发明要解决的技术问题是如何提供一种表贴通孔混合印制板组件分步选择性波峰焊接系统，以解决复杂板卡无法选择性波峰焊接并替代采用传统手工通孔器件的焊接的问题。
6.(二)技术方案
7.为了解决上述技术问题，本发明提出一种表贴通孔混合印制板组件分步选择性波峰焊接系统，该系统包括上模块、下模块、带缓冲物的弹簧压柱、带限高的锁紧装置和印制板，其中，带限高的锁紧装置、带缓冲物的弹簧压柱设置在上模块和下模块之间，印制板放置在下模块上；印制板上设有分立器件；
8.下模块是结构框和不锈钢板结合的产物，不锈钢板位于结构框中间，印制板固定在不锈钢板上，带限高的锁紧装置下端固定在结构框上，不锈钢板设有镂空区域和防护区域，用于对印制板的焊接；
9.上模块是一块整板，带限高的锁紧装置上端与板体固定在一起，上面开有弹簧孔，弹簧孔的位置与印制板对应器件相关；
10.带缓冲物的弹簧压柱的下端带有缓冲物，压住印制板上的分立器件，上端设有弹簧，弹簧固定连接在上模块的弹簧孔处。
11.进一步地，带缓冲物的弹簧压柱的缓冲物为海绵或硅胶。
12.进一步地，所述上模块、下模块为多组，每组上下模块均提前规划好先后焊接顺序及使用不同大小选择性波峰焊接喷头尺寸匹配器件特别定制。
13.进一步地，上模块保证不同高度、不同种类分立器件的可靠固定；多组下模块实现规划好分步器件的焊接。
14.进一步地，将使用大号喷嘴时受影响的区域通过下模块设置格挡给予保护，保证此类元器件与锡波焊料的隔离。
15.进一步地，根据器件的排布设计上模块和钢板上的镂空区域以及表贴件的防护区域，规划多套上模块固定不同器件，多套下模块上的不锈钢板遮挡不同表贴器件、通孔焊盘和通孔管脚，并在不锈钢板上进行刻蚀厚度开槽保证遮蔽器件的厚度。
16.进一步地，不锈钢板的厚度为2
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3mm。
17.进一步地，带限高的锁紧装置为快速锁紧装置。
18.进一步地，下模块与印制板长宽匹配，下部设有连续或非连续的凸台将印制板托住，该凸台与选择性波峰焊接设备焊接过程无干涉。
19.进一步地，带缓冲物的弹簧压柱与印制板通孔器件位置对位，当上下模块对位结合在一起时，弹簧压柱根据器件高度变形，并施加一定的力于通孔器件上，调整弹簧控制压力在0.05n
‑
0.1n。
20.(三)有益效果
21.本发明提出一种表贴通孔混合印制板组件分步选择性波峰焊接系统，本发明的优点在于使用多套上下模块分步进行选焊，保证选焊锡波干涉表贴器件、使用不同选焊喷嘴器件、首次选焊路径上不安装器件不焊接通孔焊盘的防护、防止二次熔融的防护等要求，每套上下模块带缓冲物的弹簧压柱调整压力对各种通孔器件均可有效固定位置，上下模块通过定位、快速锁紧提高印制板对接精度及拆装效率，实现了复杂选择性波峰焊接印制板通孔器件整板焊接，提高了印制板组装件自动化焊接水平，取代了人工焊接，提高了印制板组件的可靠性与生产效率。
22.同时，对不同的印制板产品，根据产品特点定制多套分步上下模块，下模块大小、上模块弹簧压住位置及上下模块相对高度，即可实现各种板卡的整板焊接。
附图说明
23.图1为本发明分步选择性波峰焊接系统示意图。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
25.本发明用于实现在复杂的表贴件密布的表贴
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通孔混合印制板组件通过多次分步选择性波峰焊接方式焊接各种通孔器件，实现整板焊接。以解决复杂板卡无法选择性波峰焊接并替代采用传统手工通孔器件的焊接的问题，适用于批量较大的军工产品，使印制板
卡的装卡固定、器件定位、锡波防护同时兼备。具有焊接效率高、免去手工焊接可靠性高的特点。
26.如图1所示，本发明的表贴通孔混合印制板组件分步选择性波峰焊接系统包括上模块、下模块、带缓冲物的弹簧压柱、带限高的锁紧装置和印制板，其中，带限高的锁紧装置、带缓冲物的弹簧压柱设置在上模块和下模块之间，印制板放置在下模块上；印制板上设有分立器件；
27.下模块是结构框和不锈钢板结合的产物，不锈钢板位于结构框中间，印制板固定在不锈钢板上，带限高的锁紧装置下端固定在结构框上，不锈钢板设有镂空区域和防护区域，用于对印制板的焊接；
28.上模块是一块整板，带限高的锁紧装置上端与板体固定在一起，上面开有弹簧孔，弹簧孔的位置与印制板对应器件相关；
29.带缓冲物的弹簧压柱的下端带有缓冲物，压住印制板上的分立器件，上端设有弹簧，弹簧固定连接在上模块的弹簧孔处。
30.进一步地，带缓冲物的弹簧压柱的缓冲物为海绵或硅胶。
31.进一步地，所述上模块、下模块为多组，每组上下模块均提前规划好先后焊接顺序及使用不同大小选择性波峰焊接喷头尺寸匹配器件特别定制。
32.进一步地，上模块保证不同高度、不同种类分立器件的可靠固定；多组下模块实现规划好分步器件的焊接。
33.进一步地，将使用大号喷嘴时受影响的区域通过下模块设置格挡给予保护，保证此类元器件与锡波焊料的隔离。
34.进一步地，根据器件的排布设计上模块和钢板上的镂空区域以及表贴件的防护区域，规划多套上模块固定不同器件，多套下模块上的不锈钢板遮挡不同表贴器件、通孔焊盘和通孔管脚，并在不锈钢板上进行刻蚀厚度开槽保证遮蔽器件的厚度。
35.进一步地，不锈钢板的厚度为2
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3mm。
36.进一步地，带限高的锁紧装置为快速锁紧装置。
37.进一步地，下模块与印制板长宽匹配，下部设有连续或非连续的凸台将印制板托住，该凸台与选择性波峰焊接设备焊接过程无干涉。
38.进一步地，下模块包括四边，与印制板长宽匹配，印制板放置在下模块的四边上，印制板四边设置带限高的锁紧装置。
39.进一步地，带缓冲物的弹簧压柱与印制板通孔器件位置对位，当上下模块对位结合在一起时，弹簧压柱根据器件高度变形，并施加一定的力于通孔器件上，调整弹簧控制压力在0.05n
‑
0.1n。
40.本发明主要通过以下三大类方法，实现复杂表贴
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通孔混合印制板组件分步选择性波峰焊接：
41.1、解决分立器件、表贴元件固定问题：通过采用针对特定产品印制板组装件定制上下两片固定装置，实现印制板组装件通孔器件选择性波峰焊接前固定，并在上模块上根据板卡器件设置带缓冲物(海绵、硅胶等可形变可固定住器件的材料)的弹簧压柱稳定压住器件不动，从而达到可靠焊接目的，具有使用方便、压件稳定的特点，提高了生产效率和加工可靠性。
42.2、解决复杂表贴
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通孔混合板卡选焊无法上机问题：在各类通孔元器件通过上述方法得到良好固定基础上，复杂板卡通过分步多工装选择性波峰焊接，即多组上下模块，每组上下模块均提前规划好先后焊接顺序及使用不同大小选择性波峰焊接喷头尺寸匹配器件特别定制。器件上模块保证不同高度、不同种类分立器件的可靠固定；多组下模块实现规划好分步器件的焊接，如干涉焊点周边表贴器件焊盘、不同器件防止二次熔融的防护、首次选焊路径上不安装器件不焊接通孔焊盘的防护等。
43.3、解决使用不同选择性波峰焊接喷嘴的器件同时焊接问题：通过规划多组上下模块，将使用大号喷嘴时受影响的区域通过下模块设置格挡给予保护，保证此类元器件与锡波焊料的隔离，实现精准焊接。
44.本发明的目的是提供一种通过多套上下模块分步选焊，分步防护，适应不同大小选择性波峰焊接设备喷嘴，并能够稳定固定各种通孔器件(分立阻容器件、接插件等)的分步固定防护选焊方法，实现复杂表贴
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通孔混合印制板整板设备焊接。
45.具体的实施办法如下：
46.1、表贴后的印制板组件通孔部分整板设备焊接分为多套分步工装以保证选焊锡波干涉表贴器件、使用不同选焊喷嘴器件、
47.首次选焊路径上不安装器件不焊接通孔焊盘的防护、防止二次熔融的防护等要求，根据这些要求，根据器件的排布设计上模块和钢板上的镂空区域以及表贴件的防护区域，规划多套上模块固定不同器件，多套下模块配合下模块上不锈钢板(厚度2
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3mm)遮挡不同表贴器件、通孔焊盘、通孔管脚，并在不锈钢板上进行刻蚀厚度开槽保证遮蔽器件的厚度，通过此方法分步进行焊接。不锈钢板紧贴在印制板的下方，四周和下模块制作在一起。
48.2、印制板组件固定、防护分步工装(多套)分为上下两个模块，两个模块通过限高(根据印制板及板上器件确定一定的高度)带定位的锁紧装置缩紧，推荐采用快速锁紧装置提高拆装印制板效率，示意图见图1。
49.印制板放置在下模块上固定，上模块块提供适当的下压力向下压住印制板上所需焊接通孔器件及印制板四角位置使器件和印制板保证无相对运动，此时上模块、印制板及其上通孔元件、下模块快形成一个无相对运动的整体，将印制板组件固定装置对接与选择性波峰焊接设备，实现通孔元器件整板选择性波峰焊接。
50.3、下模块与印制板长宽匹配，下部设有连续或非连续的凸台(与选择性波峰焊接设备焊接过程无干涉)将印制板托住，起到对印制板限位的作用，将分步选焊中需要本次焊接的部位露出进行焊接，其余位置进行遮蔽防护。
51.4、上模块上设有带缓冲物(海绵、硅胶等可形变可固定住器件的材料)的弹簧压柱与印制板通孔插装器件位置对位，当上下模块对位结合在一起时，弹簧压柱根据器件高度变形，并施加一定的力于通孔器件上，调整弹簧控制压力在0.05n
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0.1n，弹簧压柱头部缓冲物与器件结合，手动调整器件位置至适宜焊接，此时整个装置内无相对运动.
52.5、当一次焊接完成后，替换上下模块，分步多套上下模块连用可实现通孔元器件整板选择性波峰焊接。
53.本发明的优点在于使用多套上下模块分步进行选焊，保证选焊锡波干涉表贴器件、使用不同选焊喷嘴器件、首次选焊路径上不安装器件不焊接通孔焊盘的防护、防止二次熔融的防护等要求，每套上下模块带缓冲物的弹簧压柱调整压力对各种通孔器件均可有效
固定位置，上下模块通过定位、快速锁紧提高印制板对接精度及拆装效率，实现了复杂选择性波峰焊接印制板通孔器件整板焊接，提高了印制板组装件自动化焊接水平，取代了人工焊接，提高了印制板组件的可靠性与生产效率。
54.同时，对不同的印制板产品，根据产品特点定制多套分步上下模块，下模块大小、上模块弹簧压住位置及上下模块相对高度，即可实现各种板卡的整板焊接。
55.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。