專利名稱：以連續(xù)式撓性電路板為基板的表面粘著技術(shù)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種表面粘著技術(shù)設(shè)備，特別是涉及一種可將多數(shù)電子元件以表面粘著技術(shù)安裝于一整卷連續(xù)帶狀形式撓性電路板的以連續(xù)式撓性電路板為基板的表面粘著技術(shù)設(shè)備。
背景技術(shù)：
由于撓性電路板(Flexible Printed Circuit，F(xiàn)PC)具有輕薄、小巧、可撓曲、低電壓及低消耗功率等許多優(yōu)點(diǎn)，目前已普遍應(yīng)用于如手機(jī)(mobile phone)、筆記型電腦(notebook)等可攜式資訊、通訊及消費(fèi)性電子產(chǎn)品。
現(xiàn)有借表面粘著技術(shù)(Surface Mounted Technology，SMT，又稱表面安裝技術(shù))將多數(shù)電子元件安裝于撓性電路板的方式，是將原呈帶狀的整卷撓性電路板沿其長向裁切分割為多數(shù)片體，而后將各片體貼附于一承載硬板，以模擬一般印刷電路板而經(jīng)輸送帶輸送通過如錫膏印刷機(jī)、元件取置(pick and place)機(jī)及回焊機(jī)等表面粘著技術(shù)作業(yè)機(jī)臺(tái)。
但是上述撓性電路板的裁切、貼附及于各機(jī)臺(tái)間的搬運(yùn)作業(yè)不但耗費(fèi)時(shí)間及人力設(shè)備成本，由于輸送帶上各撓性電路板片體間前后無法緊密相連而有間隙存在，于相同產(chǎn)量下所需的生產(chǎn)線長度較長，對于廠房空間有限的配置環(huán)境將產(chǎn)生許多限制。
實(shí)用新型內(nèi)容因此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可將多數(shù)電子元件以表面粘著技術(shù)安裝于一整卷連續(xù)帶狀形式撓性電路板的以連續(xù)式撓性電路板為基板的表面粘著技術(shù)設(shè)備。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種以連續(xù)式撓性電路板為基板的表面粘著技術(shù)設(shè)備，將多數(shù)電子元件借表面粘著技術(shù)安裝至一撓性電路板，該設(shè)備包括一進(jìn)料單元、一錫膏形成單元、一元件取置單元、一錫焊單元、一收料單元及一控制單元。進(jìn)料單元是整卷連續(xù)的帶狀形式輸出該撓性電路板。錫膏形成單元?jiǎng)t自進(jìn)料單元輸入撓性電路板，錫膏依一預(yù)定圖型形成于撓性電路板的至少一表面。元件取置單元自錫膏形成單元輸入經(jīng)形成錫膏的撓性電路板，將電子元件依多數(shù)預(yù)定位置配置于撓性電路板錫膏形成的表面。錫焊單元自元件取置單元輸入經(jīng)配置電子元件的撓性電路板，加熱撓性電路板上的錫膏電子元件焊固于撓性電路板。收料單元自錫焊單元輸入經(jīng)焊固電子元件的撓性電路板?？刂茊卧刂粕鲜鰡卧母鲃e及整體的運(yùn)作。


下面通過最佳實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型以連續(xù)式撓性電路板為基板的表面粘著技術(shù)設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)說明，附圖中圖1是本實(shí)用新型以連續(xù)式撓性電路板為基板的表面粘著技術(shù)設(shè)備的較佳實(shí)施例整體配置前視示意圖；圖2是該較佳實(shí)施例中一進(jìn)料單元前視示意圖；圖3是該較佳實(shí)施例中一錫焊單元前視示意圖；圖4是為該較佳實(shí)施例中一收料單元前視示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型以連續(xù)式撓性電路板為基板的表面粘著技術(shù)設(shè)備的較佳實(shí)施例，包括一進(jìn)料單元1、一錫膏形成單元2、一元件取置單元3、一錫焊單元4、一收料單元5及一控制單元6，而用以將多數(shù)電子元件7借表面粘著技術(shù)(SMT)安裝至一撓性電路板8。
在此先指出的是，本實(shí)施例中撓性電路板8是以一薄膜電路板為例，而且只于撓性電路板8單一表面安裝為表面粘著式的電子元件(SMD)7為例，但是該薄膜電路板也可為具有較大厚度的其他撓性電路板型式所取代，相關(guān)單元也可適當(dāng)修改以于撓性電路板8的雙面都進(jìn)行電子7組裝，而且其中部分電子元件7也可為插孔式元件(Through-Hole Device)而采混合式組裝，而該等變化應(yīng)用皆屬本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范疇。
如圖2所示，進(jìn)料單元1是供以整卷連續(xù)的帶狀形式輸出撓性電路板8，而主要具有一撓性電路板卷輪11、一位于撓性電路板卷輪11正下方的間隔墊(spacer)卷輪12、一接近進(jìn)料單元1輸出側(cè)的張力滾輪組13，及位于卷輪11、12間的一無料偵測器14及一滿料偵測器15。
為預(yù)防撓性電路板8上安裝的電子元件7受擠壓破壞，撓性電路板卷輪11上任意兩相鄰內(nèi)、外層撓性電路板8間都預(yù)先以一如PE或其他軟性適當(dāng)材質(zhì)制成的現(xiàn)有間隔墊91隔離，使相鄰內(nèi)、外層撓性電路板8間不致直接壓接。撓性電路板卷輪11及間隔墊卷輪12各由一馬達(dá)(圖未示)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，其中間隔墊卷輪12是采用一張力馬達(dá)，而持續(xù)施予固定扭力以將間隔墊91于一定張力下自撓性電路板卷輪11拉出回收，使撓性電路板8得單獨(dú)經(jīng)撓性電路板卷輪11的卷動(dòng)，經(jīng)一略呈傾斜的導(dǎo)引板16及一承托輪17(其后各單元2至5適當(dāng)處也間隔設(shè)有多數(shù)承托輪，不另詳述)的導(dǎo)引通過張力滾輪組13。張力滾輪組13包含一由一馬達(dá)(圖未示)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的主動(dòng)輪131，及一位于主動(dòng)輪131上方以共同夾持撓性電路板8而使撓性電路板8保持平整的惰輪132。本實(shí)施例中撓性電路板8是借收料單元5的帶動(dòng)而于各單元1至5間前進(jìn)，其細(xì)節(jié)容下詳述。
無料偵測器14及滿料偵測器15依一預(yù)定高度差上下設(shè)置，于本實(shí)施例中其皆為光學(xué)偵測型式，而各包括一對光發(fā)射器141、光接收器142及一對光發(fā)射器151及光接收器152。本單元1啟動(dòng)時(shí)，控制單元6將借由滿料偵測器15進(jìn)行偵測，若無撓性電路板8經(jīng)過光發(fā)射器151及光接收器152間而使光發(fā)射器151發(fā)射的光源得為光接收器152接收時(shí)，控制單元6將啟動(dòng)撓性電路板卷輪11送出撓性電路板8，直至撓性電路板8經(jīng)過光發(fā)射器151及光接收器152間而阻斷光發(fā)射器151發(fā)射的光源。同理，當(dāng)撓性電路板8用盡時(shí)，因無撓性電路板8經(jīng)過光發(fā)射器141及光接收器142間，也可由無料偵測器14偵知而停止本單元1的運(yùn)作，并由一設(shè)置于控制單元6的對應(yīng)警示器(圖未示)產(chǎn)生警報(bào)以通知操作人員補(bǔ)充撓性電路板8。
錫膏形成單元2是自進(jìn)料單元1輸入呈連續(xù)帶狀的撓性電路板8，以將錫膏(solder spaste)依一預(yù)定圖型(pattern)形成于撓性電路板8的上表面。如前述所有電子元件7皆為表面粘著式型式，本實(shí)施例是配合SMT制程中的回焊(reflow soldering)法，當(dāng)控制單元6經(jīng)任何現(xiàn)有方式測知撓性電路板8到達(dá)錫膏形成單元2內(nèi)一預(yù)定位置時(shí)，就令收料單元5停止撓性電路板8的帶動(dòng)輸送，而令一真空裝置將撓性電路板8自底部吸附固定，再控制一依照一預(yù)定圖型而形成多數(shù)開孔的鋼板配合一刮刀，將錫膏印刷于撓性電路板8上表面，印刷完成后并回授一訊號(hào)至控制單元6，以再度輸送撓性電路板8前進(jìn)。除另有述及外，上述構(gòu)件因是屬現(xiàn)有技術(shù)，所以其細(xì)節(jié)及對應(yīng)圖式部分都不另詳述。
另需指出的是，上述錫膏也可經(jīng)如類似點(diǎn)膠(Syringe Dispensing)的針筒或其他適當(dāng)方式形成于撓性電路板8。而且，本實(shí)施例采用的錫膏印刷/波焊法(wave soldering)所取代，而都屬本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范疇。
元件取置單元3是自錫膏形成單元2輸入呈連續(xù)帶狀而經(jīng)形成錫膏的撓性電路板8，以將電子元件7依多數(shù)預(yù)定位置配置于撓性電路板8供錫膏形成的上表面。當(dāng)控制單元6測知撓性電路板8到達(dá)元件取置單元3內(nèi)一預(yù)定位置時(shí)，就令收料單元5停止撓性電路板8的輸送，而令一真空裝置將撓性電路板8自底部吸附固定，再控制一真空吸嘴配合一光學(xué)影像定位裝置，將各電子元件7置入于撓性電路板8上表面預(yù)定位置，取置動(dòng)作完成后并回授一訊號(hào)至控制單元6，以再度輸送撓性電路板8前進(jìn)。除另有述及外，上述構(gòu)件因是屬現(xiàn)有技術(shù)，所以其細(xì)節(jié)及對應(yīng)圖式部分不另詳述。
錫焊單元4是自元件取置單元3輸入呈連續(xù)帶狀而經(jīng)配置各電子元件7的撓性電路板8，加熱撓性電路板8上的錫膏使電子元件7焊固于撓性電路板8。如圖3所示，本實(shí)施例中錫焊單元4是采能達(dá)瞬間加熱及降溫作用的紅外線(IR)石英加熱管方式，而包含一用以供溶劑蒸發(fā)、活化劑作用而去除氧化層的預(yù)熱區(qū)41，及一供均勻潤濕(wetting)及錫熔(melt)而形成松香保護(hù)膜的主加熱區(qū)42，且預(yù)熱區(qū)41及主加熱區(qū)42的兩加熱器411、421是分別位于撓性電路板8下側(cè)及上側(cè)。但是易于思及的是，如雷射、熱氣(hot gas)、蒸氣焊、熱壓(hot press)或其他現(xiàn)有回焊技術(shù)也可適用于本單元4。
當(dāng)控制單元6經(jīng)任何現(xiàn)有方式測知撓性電路板8到達(dá)預(yù)熱區(qū)41或主加熱區(qū)42內(nèi)一預(yù)定位置時(shí)，就令收料單元5停止撓性電路板8的帶動(dòng)輸送，而令加熱器411或421依一預(yù)定溫度加熱一預(yù)定時(shí)間，加熱完成后控制單元6將再度控制撓性電路板8前進(jìn)。除另有述及外，上述構(gòu)件因是屬現(xiàn)有技術(shù)，所以其細(xì)節(jié)不另詳述。
如圖4所示，收料單元5自錫焊單元4輸入呈連續(xù)帶狀而經(jīng)焊固各電子元件7的撓性電路板8，而主要具有一撓性電路板卷輸入51、一位于撓性電路板卷輸入51正下方的間隔墊卷輪52、一接近收料單元5輸入側(cè)的固定夾具(clamp)53、一位于固定夾具53較內(nèi)側(cè)的移動(dòng)夾具54，及位于卷輪51、52間的一收料啟動(dòng)偵測器55及一收料停止偵測器56。
移動(dòng)夾具54為本設(shè)備中輸送撓性電路板8前進(jìn)的致動(dòng)來源，其受控制單元6的控制，而夾持撓性電路板8于一固定平臺(tái)57上兩預(yù)定位置541、542間的水平行程上前后移動(dòng)，以于每次行程中帶動(dòng)撓性電路板8前進(jìn)一對應(yīng)距離。當(dāng)移動(dòng)夾具54位于圖中最內(nèi)側(cè)位置541時(shí)，固定夾具53將受控制單元6的控制而先夾持撓性電路板8，移動(dòng)夾具54隨后釋放撓性電路板8而平移至最外側(cè)位置542并再度夾持撓性電路板8，同時(shí)令固定夾具53釋放撓性電路板8后，使移動(dòng)夾具54帶動(dòng)撓性電路板8前進(jìn)至最內(nèi)側(cè)位置541，借上述移動(dòng)夾具54及固定夾具53的配合操作，得使撓性電路板8恒維持一定的前進(jìn)張力而不致卷曲甚至后退。
經(jīng)移動(dòng)夾具54帶動(dòng)的撓性電路板8而后經(jīng)一承托輪58及一略呈傾斜的導(dǎo)引板59的導(dǎo)引而收卷于撓性電路板卷輪51。本設(shè)備啟動(dòng)后，控制單元6將先經(jīng)收料啟動(dòng)偵測器55進(jìn)行偵測，若其測得撓性電路板8通過收料啟動(dòng)偵測器55的一光發(fā)射器551及一光接收器552間，則啟動(dòng)一馬達(dá)(圖未示)帶動(dòng)撓性電路板卷輪51轉(zhuǎn)動(dòng)回收撓性電路板8，直至收料停止偵測56測得已無撓性電路板8通過其一光發(fā)射器561及一光接收器562間為止。
間隔墊卷輪52是于電路板卷輪51轉(zhuǎn)動(dòng)回收撓性電路板8時(shí)，將一間隔墊92一并加入任意相鄰內(nèi)外層撓性電路板8間，以保護(hù)撓性電路板8上的電子元件7不致因擠壓受損，且間隔墊92實(shí)質(zhì)也就是取自間隔墊卷輪12所回收的間隔墊91。本實(shí)施例中間隔墊卷輪52是使用一張力馬達(dá)(圖未示)而持續(xù)提供一固定反向扭力，用以當(dāng)撓性電路板8回收后恒將電路板卷輪51拉緊，使間隔墊92維持于一受張力狀態(tài)下連同撓性電路板8一并卷入電路板卷輪51。
本實(shí)施例中控制單元6具有一中央處理器晶片(圖未示)及其他必要的軟硬件裝置，其除于上述各單元1至5部分所述，用以控制各單元1至5各自的操作動(dòng)作外，并協(xié)調(diào)各單元1至5同步運(yùn)作，以盡可能降低各單元1至5的閉置時(shí)間，并防止各單元1至5操作行程產(chǎn)生沖突。本實(shí)施例中是將撓性電路板8停留于錫膏形成單元2、元件取置單元3及錫焊單元4的時(shí)間控制為完全相同，也就是沿?fù)闲噪娐钒?縱長方向上不同區(qū)域于各單元2、3及4間是同步進(jìn)行錫膏印刷、元件取置及回焊作業(yè)，以避免任一單元2、3或4的閉置。但是當(dāng)其中一單元2、3或4需較長作業(yè)時(shí)間，如元件取置單元3所需取置的電子元件數(shù)量較多時(shí)，則其他兩單元2、4于完成各自操作程序后就呈待機(jī)狀態(tài)，直至元件取置單元3完成取置作業(yè)后，控制單元6才啟動(dòng)收料單元5以帶動(dòng)撓性電路板8前進(jìn)。
而當(dāng)本設(shè)備有任何故障需停機(jī)以排除時(shí)，于錫焊單元4將造成原設(shè)定溫度錯(cuò)亂現(xiàn)象，此時(shí)其他單元1、2、3及5仍繼續(xù)將未完成的作業(yè)完成，而后設(shè)備始停止動(dòng)作，但是錫單元4回焊完成后需立即將溫度降至標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。當(dāng)故障排除設(shè)備再度開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所有單元1至5需先復(fù)歸(reset)至先前運(yùn)轉(zhuǎn)的操作狀態(tài)。
經(jīng)上述各單元及其操作控制方式，本實(shí)用新型提供一種可直接將連續(xù)帶狀的撓性電路板供電子元件進(jìn)行表面粘著技術(shù)安裝的設(shè)備，可顯著節(jié)省現(xiàn)有制程中裁切貼附撓性電路板及于各單元間搬運(yùn)的時(shí)間及所需設(shè)備，而大量降低生產(chǎn)成本。此外，由于撓性電路板是呈連續(xù)帶狀輸送而無間隙，所以可將生產(chǎn)線長度減至最低，因此增加其設(shè)置廠房的可用空間。而且，由于撓性電路板于上述制程中是連續(xù)前進(jìn)，而無人為或其他外來設(shè)備介入搬運(yùn)輸送，所以可降低外來污染及靜電產(chǎn)生機(jī)機(jī)率而提高成品優(yōu)良率。
權(quán)利要求1.一種以連續(xù)式撓性電路板為基板的表面粘著技術(shù)設(shè)備，將多數(shù)電子元件借表面粘著技術(shù)安裝至一撓性電路板，該設(shè)備包括一進(jìn)料單元、一錫膏形成單元、一元件取置單元、一錫焊單元、一收料單元及一控制單元，其特征在于該進(jìn)料單元是整卷連續(xù)的帶狀形式輸出該撓性電路板；該錫膏形成單元自該進(jìn)料單元輸入該撓性電路板，錫膏依一預(yù)定圓型形成于該撓性電路板的至少一表面；該元件取置單元自該錫膏形成單元輸入該經(jīng)形成錫膏的撓性電路板，將電子元件依多數(shù)預(yù)定位置配置于該撓性電路板錫膏形成的表面；該錫焊單元自該元件取置單元輸入該經(jīng)配置該等電子元件的撓性電路板，加熱該撓性電路板上的錫膏該等電子元件焊固于該撓性電路板；該收料單元自錫焊單元輸入該經(jīng)焊固電子元件的撓性電路板；該控制單元控制上述單元的各別及整體的運(yùn)作。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于該錫膏形成單元是借印刷方式將錫膏形成于該撓性電路板。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于該錫焊單元是借回焊方式將電子元件焊固于該撓性電路板。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于該控制單元是將該撓性電路板停留于該錫膏形成單元、元件取置單元及錫焊單元的時(shí)間控制為完全相同。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于該控制單元是將該撓性電路板停留于該錫膏形成單元、元件取置單元及錫焊單元的時(shí)間控制為完全相同。
6.如權(quán)利要求1或4所述的設(shè)備，其特征在于該錫膏形成單元、元件取置單元或錫焊單元其中一作業(yè)時(shí)間較長，該控制單元將控制其他兩單元于完成各自操作程序后呈待機(jī)狀態(tài)，直至該作業(yè)時(shí)間較長的單元完成其作業(yè)后，控制單元開始控制該撓性電路板前進(jìn)。
專利摘要一種以連續(xù)式撓性電路板為基板的表面粘著技術(shù)設(shè)備，包括一進(jìn)料單元以整卷連續(xù)的帶狀形式輸出一撓性電路板；一錫膏形成單元將錫膏依一預(yù)定圖型形成于撓性電路板的至少一表面；一元件取置單元將多數(shù)電子元件依預(yù)定位置配置于撓性電路板供錫膏形成的表面；一錫焊單元用以加熱撓性電路板上的錫膏使電子元件焊固于撓性電路板；一收料單元輸入經(jīng)焊固電子元件的撓性電路板；及一控制單元用以控制上述單元的各別及整體的運(yùn)作。由于撓性電路板在制程中是連續(xù)前進(jìn)，無外來因素干擾，所以可以降低外來污染及靜電產(chǎn)生機(jī)率而提高產(chǎn)品優(yōu)良率。
文檔編號(hào)H05K13/04GK2627791SQ0326336
公開日2004年7月21日 申請日期2003年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月2日
發(fā)明者蔡春達(dá), 王天行, 陳建滿, 曹宗平 申請人:元利盛精密機(jī)械股份有限公司