專利名稱：印刷電路板支撐頂針的定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印刷電路板制造領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于SMT(Surface Mounting Technology，表面組裝技術(shù))工藝中的印刷電路板支撐頂針的定位方法。
隨著印刷電路板復(fù)雜度的增加，上述三個問題變得越來越突出，越來越明顯。
現(xiàn)有技術(shù)中的其中一種支撐方案是采用專用支撐夾具來支撐印刷電路板，包括以下步驟首先確定外形尺寸，即根據(jù)印刷機的TABLE臺的結(jié)構(gòu)確定支撐夾具的外形尺寸，例如長、寬、高；然后是確定支撐位置，即根據(jù)CAD(計算機輔助設(shè)計)圖紙上器件的布局，選擇合適的支撐點并標(biāo)注于圖紙上；最后是夾具加工，即根據(jù)設(shè)計圖紙加工此夾具。
這種支撐方案的優(yōu)點在于支撐效果好且規(guī)范性好，但是存在以下缺點其一是通用性差，每個夾具僅適用于一種產(chǎn)品；其二是適應(yīng)性差，由于不同的印刷機Table臺結(jié)構(gòu)不同，此夾具僅適用于一種類型的印刷機，對于不同型號的印刷機，需設(shè)計不同的專用支撐夾具；其三是價格昂貴，特別是對于某些復(fù)雜的印刷電路板，夾具的制作費用高達數(shù)千甚至上萬元人民幣。
現(xiàn)有技術(shù)中的另一種支撐方案是采用DEK(得可)公司提供的Formflex(柔性頂針支撐裝置)。其工作原理如

圖1和圖2所示，圖中的每一個頂針2是由儲油體1的油腔中的油壓來控制的，每個頂針相當(dāng)于一個油動汽缸的活塞，它們的底部是連通在一起的，所以這種支撐裝置被宣稱適用于支撐板底為任意形狀的印刷電路板的印刷，特別適用于印刷電路板的被印刷面的反面也有SMD(表面貼片器件)等器件的情況。
如果采用這種支撐裝置，在每次轉(zhuǎn)產(chǎn)的時候，需要設(shè)置一次，如圖1所示，設(shè)置前要在鋼網(wǎng)4上加一塊專用的設(shè)備模板3，要求其緊貼鋼網(wǎng)4；然后用單步模式(Step Mode)運行，在軌道上夾持一塊印刷電路板7，使之上升到印刷高度(Print Height)，打開設(shè)置開關(guān)，通過機器中的氣壓推動儲油體1中的油6填充到各個頂針2所在的油腔，使頂針上升，分別與對應(yīng)位置的印刷電路板7的底部、板底元器件8或鋼網(wǎng)4接觸，因此時有設(shè)置模板3壓住鋼網(wǎng)4，所以頂針2的推力將使之呈現(xiàn)水平狀態(tài)；繼續(xù)增加氣壓直到每個頂針的壓力達到250gf時，通過閥門5將儲油體1的油腔與外部切斷，停止充油，完成整個設(shè)置過程。其中頂針2的作用力如圖中向上的箭頭所示，設(shè)置模板3的作用力如圖中向下的箭頭所示。
如圖2所示，在正常的印刷時，取走設(shè)置模板3，放上同一型號的其它印刷電路板，用略長于印刷電路板的刮刀9在鋼網(wǎng)4上運行，使焊膏經(jīng)鋼網(wǎng)4上的小孔印刷到印刷電路板7上，此時油腔的油不會增加也不會流出，所以其壓力保持不變。這種方案的優(yōu)點是可適用于任何產(chǎn)品，但是存在以下缺點1、印刷后的焊膏厚度不一，尤其是印刷電路板較小時更為嚴(yán)重，這種支撐裝置適用的印刷電路板最小尺寸為38mm*50mm，最大尺寸為254mm*508mm；2、如果頂針正好頂住板底的IC腳，對IC腳有一定的傷害；3、如圖2所示，在印刷電路板7的外圍，由于頂針2的作用力大于鋼網(wǎng)4的作用力，鋼網(wǎng)會產(chǎn)生變形；4、費用較高，為一臺印刷機配置Formflex需要1.4萬美元，14臺印刷機需要增加設(shè)備投資14×1.4＝19.6萬美元；5、僅適用于DEK265 Infinity印刷機，不適用于DEK265 GS/GSX，MPM等其他型號的印刷機。
本發(fā)明技術(shù)方案中的印刷電路板支撐頂針的定位方法包括以下步驟a、選取一塊與待生產(chǎn)印刷電路板相同的成品印刷電路板；b、在所選取的印刷電路板上確定支撐點；c、在所述各個支撐點處打定位孔，制成打孔模板；d、將所述打孔模板放入生產(chǎn)設(shè)備的正常位置；e、在所述打孔模板的每個定位孔下放置一個頂針，使所述頂針支撐端的中心對準(zhǔn)相應(yīng)定位孔的圓心，并通過磁力固定在頂針固定臺上；f、取走打孔模板，得到定位準(zhǔn)確的印刷電路板支撐頂針。
其中用于制作打孔模板的印刷電路板可選取報廢的成品印刷電路板、或制作與待生產(chǎn)印刷電路板相同的實驗板。
在本發(fā)明所述的方法中，按以下步驟確定支撐點在印刷電路板上畫間距小于70mm的橫向及豎向等分線，再于距印刷電路板的邊緣8mm處畫垂直于軌道邊的板邊線；在距所述橫線、豎線及板邊線的交叉點最近位置處，選取并標(biāo)注出半徑5mm范圍內(nèi)無元器件的支撐點。如果無法選出半徑5mm范圍內(nèi)無元器件的支撐點，還可以選取并標(biāo)注出半徑4mm范圍內(nèi)無元器件的特殊支撐點。如果有通孔回流及Fine Pitch(密間距)器件，則需要在其下面增加支撐點；如果所選取的相鄰兩個支撐點之間的距離大于100mm，則還需要在所述兩個支撐點之間增加一個支撐點。
在本發(fā)明所述的方法中，所述頂針為階形結(jié)構(gòu)，包括直徑較小的支撐端和直徑較大的底座。
在本發(fā)明所述的方法中，按以下步驟進行打孔在印刷電路板上標(biāo)記的所有支撐點位置，鉆直徑約大于所述頂針支撐端直徑的小通孔；在印刷電路板上除邊緣及特殊支撐點之外的其余小通孔位置，鉆直徑約大于所述頂針底座的直徑、并與所述小通孔同圓心大通孔。
在本發(fā)明所述的方法中，對于大通孔下面的頂針，按以下步驟放置取一個定位器套住所述頂針的支撐端，其支撐端由定位器的凸緣端伸出；抓住所述頂針支撐端的伸出部分，讓頂針穿過打孔模板上的大通孔，直至定位器被印刷電路板擋住為止；松開所述頂針支撐端的伸出部分，讓頂針自由下落到頂針固定臺上；垂直取出定位器。其中所述定位器的外徑等于或約大于所述頂針的底座直徑、并小于所述大通孔的直徑，所述定位器的內(nèi)徑約大于所述頂針支撐端的直徑，所述定位器的長度小于所述頂針的支撐端長度、并在尾端設(shè)有限位凸緣。
在本發(fā)明所述的方法中，對于板邊及特殊支撐點位置的所述小通孔，將頂針放于固定臺上移動，直至頂針的支撐端中心對準(zhǔn)小通孔的中心。
利用本發(fā)明的方法確定并放置頂針，具有支撐效果好、快速、靈活、低成本等優(yōu)點，可改善焊膏印刷品質(zhì)，提高生產(chǎn)效率。
圖7是圖6中所示的頂針被放置好并取走定位器以后的俯視圖。
一、選取模板可選取報廢的成品印刷電路板、或制作與待生產(chǎn)印刷電路板相同的實驗板。要求電路板上最好已焊有正常成品板上的所有器件，電路板有一定的強度，未變形且不易產(chǎn)生變形。
二、確定支撐點1、首先根據(jù)工藝規(guī)程內(nèi)的信息，確定是否印膠，如果印膠，則在TOP面確定支撐點位置，如果雙面印錫，則在BOTTOM面確定支撐點位置。
2、根據(jù)印刷電路板尺寸參照表1用尺子及顏色筆在印刷電路板上畫橫向及豎向等分線，等分的原則相鄰兩條線之間的間距小于70mm，再畫垂直于軌道邊的板邊線，板邊線距離板邊8mm。當(dāng)進板方向不確定時，四個板邊都需要畫板邊線，以便在下一步中確定支撐點。
表1-不同尺寸電路板的等分方式

3、在距所述橫線、豎線及板邊線的交叉點最近位置處，借助內(nèi)徑為10mm的檢驗量具，選取并標(biāo)注出半徑5mm范圍內(nèi)無元器件的支撐點。如果印刷電路板上元器件布置較密集，無法選出半徑5mm范圍內(nèi)無元器件的支撐點，還可以選取并標(biāo)注出半徑4mm范圍內(nèi)無元器件的點作為特殊支撐點，并用另外一種顏色作支撐點標(biāo)記。
4、如果所確定的兩相鄰支撐點之間的間距大于100mm，則需要在兩支撐點之間再增加一個支撐點；如果有通孔回流及Fine Pitch器件，應(yīng)考慮在其下面增加支撐點。
5、確定支撐點中心位置之后，用顏色筆在支撐點中心位置作一個標(biāo)記。如圖3所示為一塊420*350mm的印刷電路板，此處將其長度六等分，寬度五等分，支撐點位置為圖中的交叉點附近的小圓點。
三、打定位孔1、如圖5所示，本實施例中所用的階梯形頂針22的支撐端直徑為4mm，底座直徑為19mm，因此先用直徑為4.2mm的小鉆頭在印刷電路板上所有支撐點標(biāo)記位置鉆通孔，并在特殊支撐點的小孔的旁邊作一個特殊的標(biāo)記。
2、除了板邊及特殊支撐點的位置外，其余的位置均鉆直徑為20mm的通孔，其中特殊支撐點不鉆直徑為20mm的通孔是為了避免在后面的頂針放置步驟中引起偏差。
3、鉆孔時先將鉆頭降至印刷電路板上表面5mm處，再移動印刷電路板上的小孔，當(dāng)小孔中心對準(zhǔn)鉆頭中心位置時，用壓塊固定住印刷電路板，開啟鉆床啟動按鈕，然后將鉆頭輕輕壓在印刷電路板的表面上，鉆孔過程中，應(yīng)注意下壓的力量不要太大，當(dāng)孔被鉆通后，將鉆頭抬至初始位置，關(guān)閉電源開關(guān)。
4、當(dāng)所有的孔均完成之后，用銼刀去掉板面上的毛刺，再用清水將模板清洗干凈。
四、放置頂針本發(fā)明中，為了確保頂針的支撐端處于孔的中心位置，設(shè)計了一種定位器21作為放置頂針的輔助設(shè)工具，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，定位器的外徑等于或約大于所述頂針的底座直徑、并小于所述大通孔的直徑，定位器的內(nèi)徑約大于所述頂針支撐端的直徑，定位器的長度小于所述頂針的支撐端長度、并在尾端設(shè)有限位凸緣。
放置頂針時，先將制作好的打孔模板23正常放置在軌道上，對于大通孔，如圖6所示，借助定位器21將頂針從打孔模板23的定位孔向下放置，先取一個定位器套住所述頂針的支撐端，其支撐端由定位器的凸緣端伸出；然后抓住所述頂針支撐端的伸出部分，讓頂針穿過打孔模板上的大通孔，直至定位器被印刷電路板擋住為止；松開所述頂針支撐端的伸出部分，讓頂針自由下落到并通過磁力固定在頂針固定臺24上；最后垂直取出定位器，放置好的頂針如圖7所示。
對于板邊及特殊支撐點位置的小通孔，則不能采用定位器，而是將頂針放于固定臺上移動，直至頂針的支撐端中心對準(zhǔn)小通孔的中心為止。
將本發(fā)明的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點適用于任何印刷機，貼片機也可以使用，而Formflex僅適用于DEK265 INFINITY；價格便宜，因為利用報廢的印刷電路板制作，制作快速、簡單；本發(fā)明中使用定位模板，可以避免頂針接觸到元器件而造成損傷；操作快速、方便、簡單。
權(quán)利要求
1.一種印刷電路板支撐頂針的定位方法，其特征在于，包括以下步驟a、選取一塊與待生產(chǎn)印刷電路板相同的成品印刷電路板；b、在所選取的印刷電路板上確定支撐點；c、在所述各個支撐點處打定位孔，制成打孔模板；d、將所述打孔模板放入生產(chǎn)設(shè)備的正常位置；e、在所述打孔模板的每個定位孔下放置一個頂針，使所述頂針支撐端的中心對準(zhǔn)相應(yīng)定位孔的圓心，并通過磁力固定在頂針固定臺上；f、取走打孔模板，得到定位準(zhǔn)確的印刷電路板支撐頂針。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟a中，可選取報廢的成品印刷電路板、或制作與待生產(chǎn)印刷電路板相同的實驗板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟b中，按以下步驟確定支撐點在印刷電路板上畫間距小于70mm的橫向及豎向等分線，再于距印刷電路板的邊緣8mm處畫垂直于軌道邊的板邊線；在距所述橫線、豎線及板邊線的交叉點最近位置處，選取并標(biāo)注出半徑5mm范圍內(nèi)無元器件的支撐點。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，如果無法選出半徑5mm范圍內(nèi)無元器件的支撐點，還可以選取并標(biāo)注出半徑4mm范圍內(nèi)無元器件的特殊支撐點。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，如果有通孔回流及密間距器件，則需要在其下面增加支撐點；如果所選取的相鄰兩個支撐點之間的距離大于100mm，則還需要在所述兩個支撐點之間增加一個支撐點。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述頂針為階形結(jié)構(gòu)，包括直徑較小的支撐端和直徑較大的底座。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，在所述步驟c中，按以下步驟進行打孔在印刷電路板上標(biāo)記的所有支撐點位置，鉆直徑約大于所述頂針支撐端直徑的小通孔；在印刷電路板上除邊緣及特殊支撐點之外的其余小通孔位置，鉆直徑約大于所述頂針底座的直徑、并與所述小通孔同圓心大通孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述階梯形頂針的支撐端直徑為4mm，底座直徑為19mm；所述小通孔的直徑為4.2mm，大通孔的直徑為20mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求7述的方法，其特征在于，在所述步驟e中，對于大通孔，采用一個定位器來放置所述頂針，所述定位器的外徑等于或約大于所述頂針的底座直徑、并小于所述大通孔的直徑，所述定位器的內(nèi)徑約大于所述頂針支撐端的直徑，所述定位器的長度小于所述頂針的支撐端長度、并在尾端設(shè)有限位凸緣，放置步驟包括取一個定位器套住所述頂針的支撐端，其支撐端由定位器的凸緣端伸出；抓住所述頂針支撐端的伸出部分，讓頂針穿過打孔模板上的大通孔，直至定位器被印刷電路板擋住為止；松開所述頂針支撐端的伸出部分，讓頂針自由下落到頂針固定臺上；垂直取出定位器。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步驟e中，對于板邊及特殊支撐點位置的所述小通孔，將頂針放于固定臺上移動，直至頂針的支撐端中心對準(zhǔn)小通孔的中心。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種印刷電路板支撐頂針的定位方法，包括以下步驟選取一塊與待生產(chǎn)印刷電路板相同的成品印刷電路板；在所選取的印刷電路板上確定支撐點；在所述各個支撐點處打定位孔，制成打孔模板；將所述打孔模板放入生產(chǎn)設(shè)備的正常位置；在所述打孔模板的每個定位孔下放置一個頂針，使所述頂針支撐端的中心對準(zhǔn)相應(yīng)定位孔的圓心，并通過磁力固定在頂針固定臺上；取走打孔模板，得到定位準(zhǔn)確的印刷電路板支撐頂針。利用本發(fā)明的方法確定并放置頂針，具有支撐效果好、快速、靈活、低成本等優(yōu)點，可改善焊膏印刷品質(zhì)，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號B41F15/26GK1450851SQ02108830
公開日2003年10月22日 申請日期2002年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月10日
發(fā)明者潘峰 申請人:華為技術(shù)有限公司