电路板的塞孔装置的制作方法

1.本实用新型涉及电路板的制造技术领域，尤其涉及电路板的塞孔装置。


背景技术：

2.随着电子化产品向轻、薄、短、小、高密度、多功能、微电子集成技术的方向快速发展，构成这些电子化产品的电子元器件集成度要求也越来越高，对印刷电路板(pcb)的线路也有了更高的要求。
3.塞孔是电路板生产制造中的一个重要工序，需要根据要求，将指定的塞孔材料通过一定的方式填充到电路板的导通孔内。导通孔除了可以被填满而形成平整的表面之外，也可以在导通孔内进一步进行线路的制作，从而提高产品的布线密集性等。
4.现有的生产工艺中，虽然能够完成对导通孔进行塞孔，但是，仍然存在由于导通孔的填塞不良所引起的产品的可靠性降低的情况。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在至少一定程度上解决现有技术当中存在的问题之一。为此，本实用新型提出了一种电路板的塞孔装置，能够提高塞孔质量。
6.根据本实用新型第一方面的电路板的塞孔装置，包括：载置部，用于载置电路板，其中，所述电路板上设置有待填塞的孔部；温度控制部，具有第一加热件以及温度传感器，其中，所述第一加热件对至少部分待填塞的所述孔部进行加热，所述温度传感器检测待填塞的所述孔部的温度；塞孔部，具有刮刀，所述刮刀相对所述电路板被往返驱动，以对待填塞的所述孔部进行填塞。
7.根据本实用新型第一方面的电路板的塞孔装置，具有如下有益效果：由于在塞孔部之前设置了用于对电路板的待填塞的孔部进行加热的温度控制部，因此能够在使电路板保持在预设的温度的情况下进行填塞，能够提高塞孔质量。
8.在一些实施例中，还包括位置检测部，所述位置检测部至少检测所述电路板上的待填塞的所述孔部的位置。
9.在一些实施例中，所述位置检测部包括ccd检测装置。
10.在一些实施例中，所述第一加热件为电热丝件、光加热件或者电磁加热件。
11.在一些实施例中，所述第一加热件设置在所述电路板的上方；所述温度控制部还包括第二加热件，所述第二加热件设置在所述电路板的下方并对待填塞的所述孔部进行加热。
12.在一些实施例中，还包括第一搬运部，所述载置部设置在所述第一搬运部上。
13.在一些实施例中，所述温度控制部以及所述塞孔部，沿所述第一搬运部的搬运方向间隔设置。
14.在一些实施例中，还包括：第一机械手部，所述温度控制部搭载在所述第一机械手部的末端；第三机械手部，所述塞孔部搭载在所述第三机械手部的末端。
15.在一些实施例中，所述塞孔部包括第一安装支座，所述刮刀浮动地安装到所述第一安装支座。
16.在一些实施例中，还包括压紧部，所述压紧部设置为将所述电路板压紧在所述载置部。
附图说明
17.图1是本实用新型的第一方面的电路板的塞孔装置的一种实施例的前视方向的立体图。
18.图2是图1的电路板的塞孔装置的后视方向的立体图。
19.图3是图1中的第一搬运部以及载置部的立体图。
20.图4是图1中的温度控制部以及位置检测部的立体图。
21.图5是图2中的塞孔部的立体图。
22.图6是电路板的一种实施例的示意图。
具体实施方式
23.下面详细描述本实施方式的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实施方式，而不能理解为对本实施方式的限制。
24.在本实施方式的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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实施方式和简化描述，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实施方式的限制。
25.在本实施方式的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
26.本实施方式的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实施方式中的具体含义。
27.图1、图2是电路板的塞孔装置的一种实施例的前视方向以及后视方向的立体图。图3是第一搬运部112以及载置部101的立体图。图4是温度控制部102以及位置检测部116的立体图，此外，在图4中，还显示了第一机械手部119以及第二机械手部125。图5是塞孔部103的立体图，此外，在图5中，还显示了第三机械手部126。图6是电路板104的示意图。
28.参照图1至图6，并主要参照图1、图2，根据第1实施方式的电路板的塞孔装置(为了便于说明，后面有时会仅称“塞孔装置”)，包括：载置部101、温度控制部102以及塞孔部103。载置部101用于载置电路板104，其中，该电路板104上设置有待填塞的孔部105(参照图6)。温度控制部102具有第一加热件106以及温度传感器107，其中，第一加热件106对至少部分待填塞的孔部105进行加热，温度传感器107检测待填塞的孔部105的温度。塞孔部103具有
刮刀108，刮刀108相对电路板104被往返驱动以对待填塞的孔部105进行填塞。
29.根据本实施方式的电路板的塞孔装置，由于在塞孔部103之前设置了用于对电路板104的待填塞的孔部105进行加热的温度控制部102，因此能够在使电路板104保持在预设的温度的情况下进行填塞，能够提高塞孔质量。
30.具体而言，作为用于对电路板104的孔部105(导通孔)进行填塞的方式，可列举例如：导电膏塞孔、绿油塞孔、树脂塞孔、电镀填孔和电镀铜柱等。当孔部105出现例如：孔内空洞、裂纹、气泡、不均，孔口凹陷等的填充不良时，可能会对产品的可靠性产生不良影响。本实用新型者们经过反复研究发现，温度对电路板104的孔部105的填塞影响很大。以树脂塞孔为例，在以往的塞孔工艺中，例如，在树脂塞孔前，具有待填塞的孔部105的电路板104需要先用烘箱烘烤至例如大于50℃后，再将电路板104从烘箱运输到塞孔装置。由于塞孔装置所处在的生产车间所要求的室温较低(例如为20
±
2℃)，电路板104在运输过程中温度会逐渐降低。而由于油墨粘度在温度小于30℃时会迅速发生变化。根据温度的变化，油墨粘度可能会从300dpa
·
s升高至600dpa
·
s以上。
31.因此，在树脂塞孔的过程中，可能会存在由于具有待塞孔的孔部105的电路板104的温度较低，导致油墨粘度升高，进而导致对孔部105进行填塞时，出现塞孔空洞或塞孔凹陷等缺陷，从而导致电路板104的质量不合格。
32.在本实施方式中，在对电路板104进行填塞之前，可以首先通过温度控制部102的温度传感器107检测待填塞的孔部105或者该孔部105的周边区域的温度，在温度低于所需要的温度(例如30℃以上)的情况下，通过第一加热件106对这些孔部105或者这些孔部105的周边区域整体进行加热，从而使这些待填塞的孔部105在填塞之前，处在合适的温度(即能够使填塞物例如树脂的油墨粘度处在合适的范围)。能够抑制对电路板104进行塞孔时，这些填塞物例如油墨的粘度由于电路板104的温度下降而上升的情况。确保对电路板104进行塞孔时，这些填塞物的粘度保持在一定的范围内(例如在树脂塞孔的情况下，油墨粘度小于360dpa
·
s)。由此，能够抑制对电路板104进行塞孔时，电路板104的孔部105出现塞孔空洞和塞孔凹陷等缺陷，提高电路板104的生产良率。
33.进一步地，相对于厚径比小于20的常规的电路板，对于一些超高厚径比的电路板来说，以板厚大于5.2mm、孔径小于等于0.13mm的厚径比(厚径比大于40)的芯片测试板为例，在塞孔过程中，为了使油墨均匀地塞入孔中，需要通过刮刀将油墨刮20-30刀，工作效率以及良率(由于工作时间长，温度逐渐下降)都会大大降低。在本实施方式的电路板的塞孔装置中，由于设置了上述的温度控制部102，能够有效地控制电路板104的待填塞的孔部105的温度，进而能够使用于填塞孔部103的填塞物的粘度保持在一定的范围内(例如在树脂塞孔的情况下，油墨粘度小于360dpa
·
s)，因此能够提高芯片测试板的生产良率，此外，也能够减少刮刀108工作的次数(例如可以减少到10次至15次内)，从而能够提高工作效率。
34.本实施方式的电路板的塞孔装置，例如可以整合在一台设备当中。具体而言，例如本实施方式的电路板的塞孔装置包括机架109，机架109上设置有基台110。基台110例如被支撑柱111支撑，并可沿上下方向调节。各部件例如载置部101、温度控制部102以及塞孔部103等可以安装在基台110中。
35.继续参照图3，并辅助参照图1、图2，在一些实施例中，塞孔装置可以包括第一搬运部112，载置部101设置在第一搬运部112上。具体而言，第一搬运部112可以选择例如皮带
线、单轴机械手等的直线搬运型的搬运装置。此外，第一搬运部112也可以选择例如通过电机驱动的转盘等旋转型的搬运装置。例如，第一搬运部112可以包括两根沿前后方向驱动的通过电机驱动的第一电动模组113(单轴机械手)，第一电动模组113沿左右方向间隔设置。载置部101例如包括用于载置电路板104的载置板114，载置板114的左右两端分别被搭载在第一电动模组113上。载置板114上开设有用于容置电路板104的容置槽115，容置槽115根据电路板104的形状设置即可。此外，在电路板104上开设有例如定位孔(未图示)的情况下，容置槽115内也可以设置用于定位电路板104的定位孔(未图示)。容置槽115的中部可以被贯通以便于对电路板104的下表面进行加热(后述)。通过设置用于搬运载置部101的第一搬运部112，能够容易地转移电路板104，从而使电路板104在不同的工序(加热工序以及塞孔工序等)中切换。
36.此外，上面虽然说明了通过第一搬运部112搬运载置部101的例子，但是并不限于此。例如，也可以将载置部101直接设置在基台110上，与此对应，可以通过例如多轴机械手(例如三轴机械手)等驱动温度控制部102以及塞孔部103切换位置，从而对电路板104进行加热或者对电路板104的孔部105进行填塞。
37.继续参照图4，并辅助参照图1，温度控制部102设置在第一搬运部112所涵盖的行程范围内。例如，在第一搬运部112具有沿前后方向驱动的第一电动模组113的情况下，温度控制部102可以沿前后方向设置在第一电动模组113的行程范围之内。
38.如上所述，温度控制部102包括第一加热件106和温度传感器107。在一些实施例中，第一加热件106为电阻丝件。第一加热件106例如可以设置在第一搬运部112(载置部101)的上方。作为电阻丝件可以使用例如市售的电阻丝件。具体而言，作为第一加热件106的电阻丝件，在通电后由于自身的发热，而将热量传递到电路板104的待加热的位置(例如孔部105)。在第一加热件106对电路板104进行加热的同时，温度传感器107对第一加热件106的加热的位置的温度进行检测，在电路板104的被加热的位置的温度达到预设的温度(例如30℃以上)后，第一加热件106停止对电路板104进行加热。
39.此外，第一加热件106也可以选择例如光加热件或者电磁加热件。作为光加热件，可以列举例如：红外线加热管等。作为电磁加热件，则可以列举例如：高频感应加热线圈、高频感应加热管等。
40.作为第一加热件106既可以对电路板104整体进行加热，也可以对待填塞的孔部105的周边的区域进行加热，也可以对待填塞的孔部105本身进行加热。
41.作为温度传感器107，则可以列举例如：红外线温度传感器、热电偶等的温度传感器。为了降低第一加热件106对温度传感器107的影响，温度传感器107可以选择检测行程较远的红外线温度传感器。
42.继续参照图4，并辅助参照图1，在一些实施例中，为了提高第一加热件106的加热位置的精度以及温度传感器107的检测精度，塞孔装置还可以包括位置检测部116，位置检测部116至少检测电路板104上的待填塞的孔部105的位置。具体而言，位置检测部116例如可以包括ccd检测装置。作为ccd检测装置包括相机117、光源118等，在第一加热件106对电路板104进行加热之前，作为位置检测部116的ccd检测装置首先准确地判断出待填塞的孔部105的位置。在待填塞的孔部105的位置被确定之后，第一加热件106被驱动到待填塞的孔部105的位置，从而对待填塞的孔部105进行加热。通过设置位置检测部116，能够准确地检
测待填塞的孔部105的位置，从而使第一加热件106能够准确地对待填塞的孔部105进行加热，提高加热的效率。此外，也能够使温度传感器107能够准确地检测被加热的孔部105的温度，从而提高检测的精度。
43.在一些实施例中，塞孔装置还可以包括：第一机械手部119，温度控制部102搭载在第一机械手部119的末端。第一机械手部119被架设在载置部101的上方。作为第一机械手部119，只要可以使温度控制部102的第一加热件106准确地对电路板104的待填塞的孔部105进行加热，以及使温度传感器107能够准确地检测到被加热的孔部105的温度，其形式并不特别限定。例如，第一机械手部119可以选择单轴机械手、双轴机械手、三轴机械手等。在载置部101被载置在具有沿前后方向驱动的第一电动模组113的第一搬运部112的情况下，第一机械手部119可以选择例如能够沿左右方向以及上下方向驱动的双轴机械手。在第一机械手部119选择双轴机械手的情况下，例如，第一机械手部119可以包括沿左右方向驱动的第二电动模组120，第二电动模组120安装有第一安装板121。第一安装板121上搭载有沿上下方向驱动的第一气缸122。第一加热件106间隔着隔热件123安装在第一气缸122上。第一加热件106通过第一气缸122而沿上下方向靠近或者远离电路板104。此外，位置检测部116的ccd检测装置以及温度控制部102的温度传感器107可以直接安装在第一安装板121上。由此，第一机械手部119的第二电动模组120和第一搬运部112的第一电动模组113整体构成为双轴机械手，能够驱动温度控制部102以及位置检测部116的ccd检测装置，沿前后方向以及左右方向整体涵盖电路板104。此外，第一机械手部119的第二电动模组120、第一气缸122，和第一搬运部112的第一电动模组113则整体上构成为三轴机械手，能够驱动温度控制部102的第一加热件106对电路板104的待填塞的孔部105进行准确的加热。
44.此外，在载置部101直接被固定在基台110的情况下，第一机械手部119则可以选择三轴机械手，从而能够沿前后方向、左右方向以及上下方向整体涵盖电路板104。
45.此外，在一些实施例中，为了进一步提高加热的效率，温度控制部102还可以包括第二加热件124。第一加热件106设置在载置部101(电路板104)的上方。第二加热件124设置在载置部101(电路板104)的下方并对待填塞的孔部105进行加热。和第一加热件106一样，第二加热件124也可以选择电热丝件、光加热件或者电磁加热件。具体而言，对于超高厚径比的电路板104例如芯片测试板而言，由于电路板104的厚度较厚，而待填塞的孔部105的孔径较小，仅在电路板104的一侧进行加热，可能存在加热效率低且电路板104的另一侧加热不均匀的问题。通过在电路板104的另一侧(在本实施例中为下侧)设置第二加热件124，由于在相同的加热条件下，第一加热件106和第二加热件124对电路板104的加热效率大致一致，因此能够有效地同时对电路板104的双面进行加热，不仅能够提高加热的效率，而且能够均匀地对待填塞的孔部105的两侧进行加热。
46.在一些实施例中，塞孔装置还可以包括第二机械手部125，第二加热件124搭载在第二机械手部125的末端。第二机械手部125的结构可以参考第一机械手部119进行设置，在此不详细展开说明。
47.继续参照图5，并辅助参照图2，在完成对电路板104的待填塞的孔部105进行加热后，可以对电路板104进行填塞处理。具体而言，例如，在一些实施例中，温度控制部102以及塞孔部103沿第一搬运部112的搬运方向间隔设置。在选择单轴机械手作为第一搬运部112的执行元件的情况下，温度控制部102可以沿基台110的前后方向设置在基台110的前方。塞
孔部103则可以沿基台110的前后方向设置在基台110的后方。由此，在完成对电路板104的加热工序之后，第一搬运部112可以直接将载置有电路板104的载置部101搬运到塞孔部103，从而对电路板104的待填塞的孔部105进行填塞处理。
48.如上所述，塞孔部103具有刮刀108，刮刀108相对电路板104被往返驱动以对待填塞的孔部105进行填塞。具体而言，例如，在一些实施例中，塞孔装置还可以包括：第三机械手部126，塞孔部103搭载在第三机械手部126的末端。作为第三机械手部126，只要可以使塞孔部103的刮刀108相对电路板104被往返驱动，其形式并不特别限定。例如，第三机械手部126可以选择单轴机械手、双轴机械手、三轴机械手等。在载置部101被载置在具有沿前后方向驱动的第一电动模组113的第一搬运部112的情况下，第三机械手部126可以选择例如能够沿左右方向以及上下方向驱动的双轴机械手。在第三机械手部126选择双轴机械手的情况下，例如，第三机械手部126可以包括沿左右方向驱动的第三电动模组127。第三电动模组127安装有第二安装板128。第二安装板128上安装有沿上下方向驱动的第二气缸129。塞孔部103则被搭载在第二安装板128上。由此，通过设置以双轴机械手作为执行元件的第三机械手部126，能够容易地实现刮刀108相对电路板104被往返驱动，从而对待填塞的孔部105进行填塞。此外，第三机械手部126和第一搬运部112整体上构成三轴机械手，由此，能够使塞孔部103的刮刀108整体上涵盖电路板104。
49.继续参照图5，在一些实施例中，塞孔部103可以包括第一安装支座130，刮刀108浮动地安装到第一安装支座130。具体而言，例如，第一安装支座130搭载在第二气缸129上。为了容易地安装刮刀108，塞孔部103还可以包括第二安装支座131，刮刀108可以通过锁紧、夹持、卡紧等任何公知的方式安装到第二安装支座131上。第二安装支座131通过能够相对第一安装支座130沿上下方向滑动的连接柱132安装到第一安装支座130。连接柱132上套设有缓冲弹簧133，缓冲弹簧133的一端抵接第一安装支座130，缓冲弹簧133的另一端则抵接第二安装支座131。由此，能够实现刮刀108浮动地安装到第一安装支座130。
50.此外，塞孔部103可以包括多把(例如两把)刮刀108。这些刮刀108分别安装到第二安装支座131。由此，能够实现塞孔部103沿左右方向对电路板104进行往返刮动的同时，将多余的填塞物刮走，从而提高填塞的质量。
51.继续参照图1，此外，为了防止对电路板104的待填塞的孔部105进行填塞的时候，电路板104晃动或者翘起等。本实施方式的塞孔装置还可以包括压紧部134，压紧部134用于将电路板104可靠地压紧在载置部101的容置槽115内。压紧部134的安装位置并不特别限定，例如可以安装在基台110的后面侧，并位于塞孔部103的左右两侧。压紧部134例如可以包括压紧气缸135以及压紧件136，压紧件136和压紧气缸135连接，并被压紧气缸135驱动而沿上下方向伸缩。由此，能够将电路板104可靠地压住，防止电路板104晃动或者翘起等，提高填塞的质量。
52.另外，上面虽然说明了将压紧部134设置在基台110的后面侧的例子，但是并不限于此。例如，压紧部134也可以直接设置在载置板114上，并在载置部101中直接压住电路板104。由此，能够防止在搬运电路板104的过程中，导致电路板104晃动等。
53.继续参照图1至图6，通过上面各实施例的塞孔装置，能够对电路板104进行塞孔处理。具体而言，根据第2实施方式的电路板的塞孔方法，包括：装载步骤、加热步骤以及塞孔步骤。在装载步骤中，将电路板104载置于载置部101中。该电路板104上设置有待填塞的孔
部105。在加热步骤中，通过温度控制部102将待填塞的孔部105加热到预设的温度。其中，温度控制部102具有第一加热件106以及温度传感器107，第一加热件106对待填塞的孔部105进行加热，温度传感器107检测待填塞的孔部105的温度。在加热步骤之后进行塞孔步骤，在塞孔步骤中，通过塞孔部103对待填塞的孔部105进行填塞。其中，塞孔部103具有刮刀108，刮刀108相对电路板104被往返驱动以对待填塞的孔部105进行填塞。
54.根据本实施方式的电路板的塞孔方法，由于在塞孔步骤之前增加了加热步骤，因此能够在使电路板104保持在预设的温度的情况下进行填塞，能够提高塞孔质量。
55.在装载步骤中，对于将电路板104载置于载置部101的方法并不特别限定，例如可以通过机械手转载，操作者手工装载等。
56.此外，在加热步骤前，可以增加定位步骤。例如，可以通过具有ccd检测装置的位置检测部116，检测电路板104中待填塞的孔部105的具体位置，从而使第一加热件106能够准确地对待填塞的孔部105进行加热，提高加热的效率。此外，也能够使温度传感器107准确地检测被加热的孔部105的温度，从而提高检测的精度。
57.在加热步骤中，可以通过位于电路板104的上方的第一加热件106，以及位于电路板104的下方的第二加热件124对电路板104进行加热。由此，即使是超高厚径比的电路板104例如芯片测试板，也能够有效地同时对电路板104的双面进行加热，不仅能够提高加热的效率，而且能够实现待填塞的孔部105的两侧的加热均匀。
58.在加热步骤中，电路板104的预设温度(所需要达到的温度)可以设置为例如30℃以上。进一步地，可以设置为例如50℃。
59.此外，在塞孔步骤之前，还可以增加压紧步骤。在压紧步骤中，例如可以通过压紧部134压住电路板104。由此，能够将电路板104可靠地压住，防止电路板104晃动或者翘起等，提高填塞的质量。
60.根据上面各实施例的塞孔装置以及塞孔方法，能够抑制对电路板104进行塞孔时，电路板104的孔部105出现塞孔空洞和塞孔凹陷等缺陷，提高电路板104的生产良率。特别地，能够提高超高厚径比例如芯片测试板等的电路板104的生产良率。进一步地，也能够减少刮刀108工作的次数(例如可以减少到10次至15次内)，从而能够提高工作效率。
61.【表1】
62.项目改善前改善后产品良率70％95％刮刀108次数20-30次10-15次
63.例如，如表1所示，对于超高厚径比例如电路板104芯片测试板而言，通过使用上面的塞孔装置以及塞孔方法，能够将产品良率提升至95％左右。此外，也能够使需要进行刮刀108工作的次数减少到10次至15次内。
64.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实施方式的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
65.尽管已经示出和描述了本实施方式的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：
在不脱离本实施方式的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实施方式的范围由权利要求及其等同物限定。