一种高精密陶瓷基PCB板生产工艺

技术领域

本发明涉及PCB板技术领域，尤其涉及一种高精密陶瓷基PCB板生产工艺。

背景技术

随着近几年高铁、新能源汽车、风力发电、机器人、5G基站用IGBT、LD/LED散热、激光系统、混合式集成电路等领域的快速发展，市场对高导热陶瓷基板需求巨大。因其制作门槛比较高、由于材料特性，生产过程损伤率比较高，加之有些主要设备只能从国外引进，目前在这一领域的PCB生产厂商占比较少，看到未来的发展前景，我司对这一新的市场产品需求进行了研发；传统的双面PCB板在进行贴片时通常会使用贴片机，将电器元件通过锡膏粘接在PCB板上之后，再将PCB板转运至回流焊接炉的内部进行回流焊接。

专利号为CN115070151A的专利文献公开了一种PCB电路板焊接的SMT回流焊机，特别是涉及回流焊机技术领域，包括机身，机身上端安装有气泵，机身内部顶端设置有若干个呈左右排布的喷气装置，机身内部底端且位于喷气装置下方转动连接有一对呈左右分布的传动轮，两个传动轮前端设置有空盒，两个空盒前端安装有电机二，两个空盒内部上下两侧分别设置有拨盘和槽轮，传感器一与传感器二对齐而触发电机一运行，在电机一的运行下而带动左右两边的传送带按照互为相反的方向传动，PCB电路板随着传送带传动而逐渐向下移动至放置盒内部，电磁铁使得夹持片将PCB电路板夹持稳固。

但是，在实际使用过程中，发明人发现贴片机在贴放其中一面的电器元件时，另外一面的部分质量较大的电器元件会因重力的影响容易与锡膏发生松动，从而影响后续的焊接质量；同时电路板在进行回流焊接的过程中，电器元件会与锡膏同时被加热，因此容易导致电器元件发生损坏的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，通过设置PCB板件特殊的结构，并在制作组装时利用机械结构实现完成PCB板件在同一个工位上完成双面电器元件的初步组装工作，并稳定焊接使其集成一体，解决了传统的贴片机在贴放其中一面的电器元件时，另外一面的部分质量较大的电器元件会因重力的影响容易与锡膏发生松动，从而影响后续的焊接质量的问题。

针对以上技术问题，采用技术方案如下：

一种高精密陶瓷基PCB板生产工艺，包括以下步骤：

S1：PCB板件与转动件组装，将完成打孔后的PCB板件与转动件完成组装并转运至传输组件上；

S2：PCB板件与电器元件组装，在贴片装置以及传输组件的配合下完成PCB板件双面电器元件的初步组装工作；

S3：电路板总成的支撑，下支撑机构工作并对S2中电路板总成下端的电器元件进行支撑；

S4：电路板总成的焊接，电路板总成进入焊接机构的内部，配合上支撑机构与下支撑机构完成对电路板总成的焊接工作。

本发明还公开与一种高精密陶瓷基PCB板生产工艺相适配的一种高精密陶瓷基PCB板生产设备，包括：

贴片机构，所述贴片机构在转运电路板总成的过程中可以实现电路板总成的翻面工作，并且所述贴片机构的下端还设置有下支撑机构，在所述电路板总成完成翻面之后，下支撑机构可以对设置在电路板总成下端的电器元件进行支撑；

所述贴片机构的后端还设置有焊接机构，所述焊接机构的上端设置有与所述下支撑机构相对设置的上支撑机构，在所述焊接机构的内部，所述上支撑机构与所述下支撑机构相互配合从而实现电路板总成的焊接工作；

所述电路板总成由PCB板件、对称设置在所述PCB板件两侧且用于带动所述PCB板件转动的转动件以及设置在PCB板件上的若干个电器元件组成；

所述下支撑机构包括设置在所述电路板总成下端的输送组件以及设置在所述输送组件上用于对所述电器元件起到支撑效果的支撑组件。

作为优选，所述支撑组件包括设置在所述输送组件上的外箱体、滑动设置在所述外箱体内部的升降板、通过若干个缓冲弹簧连接的支撑件以及固定设置在所述外箱体内部的内箱体；

若干个所述支撑件对应于所述电路板总成阵列设置，所述支撑件包括与所述缓冲弹簧相连接的支撑杆、通过若干个连接杆与所述支撑杆相连接的空心管以及连接在所述空心管一侧的压板。

作为优选，所述升降板的两侧还设置有升降杆，所述输送组件在对应于升降杆的位置处设置有升降导轨。

作为优选，所述焊接机构包括加热区与冷却区；

所述外箱体与所述内箱体之间在对应于所述连接杆的位置处形成送气腔体，所述送气腔体的外侧通过控制阀连接有送气管道，所述内箱体的外侧通过控制阀连接有吸气管道，所述送气管道与所述吸气管道均可以与所述加热区或所述冷却区相连通。

作为优选，所述PCB板件上开设有若干个定位孔；

所述转动件包括用于支撑所述PCB板件的滑动块、转动设置在所述滑动块的内部且外侧套设有转动齿轮的转动块、固定设置在所述转动块一侧且用于对所述PCB板件进行限位支撑的卡板以及用于将卡板以及PCB板件进行固定连接的连接件，所述卡板在对应于所述定位孔的位置处开设有通孔。

作为优选，所述滑动块的一侧还设置有用于限制所述转动齿轮转动的限位单元，其包括设置在所述滑动块内部的复位弹簧、设置在所述复位弹簧外侧的限位杆以及设置在所述限位杆上端的导向块，所述转动齿轮在对应于所述限位杆的位置处开设有两个相对设置的限位孔。

作为优选，所述贴片机构包括工作台、设置在所述工作台上用于转运电路板总成的传输组件以及设置在所述传输组件上用于将各种电器元件组装在PCB板件上的贴片装置。

作为优选，所述传输组件包括两个相对设置且用于驱动所述滑动块移动的传输导轨、在对应于所述导向块位置处设置的导向轨道以及与所述转动齿轮相配合的转动齿条。

作为优选，所述贴片机构的前端还设置有组装机构，所述组装机构包括用于转运所述PCB板件的送料组件、用于将所述PCB板件加工出定位孔的打孔组件以及用于盛放所述PCB板件便于组装PCB板件与转动件的放置台。

本发明的有益效果：

（1）本发明中通过设置下支撑机构以及贴片机构，下支撑机构包括设置在所述电路板总成下端的输送组件以及设置在所述输送组件上用于对所述电器元件起到支撑效果的支撑组件，在电路板总成完成翻面之后，支撑组件在输送组件的带动下上升并对设置在电路板总成下端的电器元件进行支撑，这样一来，在随后电路板总成的贴片以及焊接加工的过程中，位于电路板总成下端的电器元件不会与锡膏发生松动、脱落，从而保证电器元件与电路板之间连接的稳定性，解决了传统的贴片机在贴放其中一面的电器元件时，另外一面的部分质量较大的电器元件会因重力的影响容易与锡膏发生松动，从而影响后续的焊接质量的问题；

（2）本发明中通过设置上支撑机构、下支撑机构与焊接机构，上支撑机构与下支撑机构中的支撑组件包括外箱体、支撑件以及固定设置在外箱体内部的内箱体，同时支撑件设置为中空结构，这样一来，在上支撑机构与下支撑机构分别对位于焊接机构内部的电路板总成进行支撑时，未接触到电器元件的支撑件会更靠近设置有锡膏的位置，利用支撑件以及外箱体内部的特殊结构，向外箱体与内箱体之间的送气腔体输送热气时，这些热气只会沿着更靠近锡膏的支撑件流动，并将热气吹向锡膏使其变为熔融状态，多余的热气可以从接触到电器元件的支撑件排出，从而避免电器元件跟随锡膏一同被加热至过高的温度，保证了电器元件的合格率；

（3）本发明中通过设置电路板总成由PCB板件、对称设置在PCB板件两侧的转动件组成，贴片机构对PCB板件的其中一面完成电器元件的贴片工作之后，只需要控制贴片机构中的传输组件继续带动电路板总成移动，转动齿条会带动转动齿轮转动从而可以实现PCB板件的翻面工作，随后贴片机构即可对PCB板件的另一面进行电器元件的贴片，无需使用人工或机器人将PCB板件进行翻面，即可实现对PCB板件的双面加工工作，结构简单，便于使用；

综上所述，该设备具有产品成型效果好、便于使用的优点，尤其适用于电路板技术领域。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为电路板总成的结构示意图。

图2为图1中A处的放大结构示意图。

图3为本发明的正视结构示意图。

图4为本发明的整体结构示意图。

图5为贴片机构的结构示意图。

图6为支撑组件的结构示意图。

图7为支撑件的结构示意图。

图8为支撑组件的剖视图。

图9为支撑组件内部气流流动时的示意图。

图10为电路板总成在焊接机构内部工作时的结构示意图。

图11为输送组件中升降导轨的结构示意图。

图12为电路板总成在贴片机构位置处的结构示意图。

图13为图12中B处的放大结构示意图。

图14为转动件与限位件的结构示意图。

图15为转动齿轮的结构示意图。

图16为图14中C处的放大结构示意图。

图17为导向块在导向轨道内部滑动时的结构示意图。

图18为组装机构的结构示意图。

图19为高精密陶瓷基PCB板生产工艺的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

如图19所示，一种高精密陶瓷基PCB板生产工艺，包括以下步骤：

S1：PCB板件110与转动件120组装，将完成打孔后的PCB板件110与转动件120完成组装并转运至传输组件12上；

S2：PCB板件110与电器元件130组装，在贴片装置13以及传输组件12的配合下完成PCB板件110双面电器元件130的初步组装工作；

S3：电路板总成100的支撑，下支撑机构2工作并对S2中电路板总成100下端的电器元件130进行支撑；

S4：电路板总成100的焊接，电路板总成100进入焊接机构3的内部，配合上支撑机构4与下支撑机构2完成对电路板总成100的焊接工作。

实施例二

如图1-图5所示，一种高精密陶瓷基PCB板生产设备，包括：

贴片机构1，所述贴片机构1在转运电路板总成100的过程中可以实现电路板总成100的翻面工作，并且所述贴片机构1的下端还设置有下支撑机构2，在所述电路板总成100完成翻面之后，下支撑机构2可以对设置在电路板总成100下端的电器元件130进行支撑；

所述贴片机构1的后端还设置有焊接机构3，所述焊接机构3的上端设置有与所述下支撑机构2相对设置的上支撑机构4，在所述焊接机构3的内部，所述上支撑机构4与所述下支撑机构2相互配合从而实现电路板总成100的焊接工作；

所述电路板总成100由PCB板件110、对称设置在所述PCB板件110两侧且用于带动所述PCB板件110转动的转动件120以及设置在PCB板件110上的若干个电器元件130组成；

所述下支撑机构2包括设置在所述电路板总成100下端的输送组件21以及设置在所述输送组件21上用于对所述电器元件130起到支撑效果的支撑组件22。

在本实施例中，通过设置贴片机构1配合下支撑机构2实现了对电路板总成100中电器元件130的支撑作用，通过设置上支撑机构4、下支撑机构2配合焊接机构3，使得在对电路板进行焊接时，可以减少热气对电器元件130的加热效果，从而避免电器元件130造成损坏。

详细地说，PCB板件110在与转动件120完成配合之后会转移至贴片机构1上，贴片机构1对PCB板件110完成一面电器元件130的贴片工作后，贴片机构1配合转动件120可以带动PCB板件110转动、翻面，从而便于对PCB板件110的另外一面进行贴片工作，在PCB板件110完成翻面之后，下支撑机构2上升并对PCB板件110下端的电器元件130进行支撑，以确保电器元件130与PCB板件110之间连接的稳定性，随后，下支撑机构2与电路板总成100一同进入焊接机构3的内部，上支撑机构4下降并对PCB板件110上端的电器元件130进行下压，焊接机构3工作后将热气分别沿着上支撑机构4、下支撑机构2输送至电路板总成100的上、下两端，从而实现锡膏的初步熔融工作。

进一步，如图6-图11所示，所述支撑组件22包括设置在所述输送组件21上的外箱体221、滑动设置在所述外箱体221内部的升降板222、通过若干个缓冲弹簧223连接的支撑件224以及固定设置在所述外箱体221内部的内箱体225；

若干个所述支撑件224对应于所述电路板总成100阵列设置，所述支撑件224包括与所述缓冲弹簧223相连接的支撑杆2241（为实心杆）、通过若干个连接杆2242与所述支撑杆2241相连接的空心管2243以及连接在所述空心管2243一侧的压板2244；

所述升降板222的两侧还设置有升降杆226，所述输送组件21在对应于升降杆226的位置处设置有升降导轨211。

在本实施例中，通过设置支撑组件22配合电路板总成100实现了电路板总成100的支撑效果。

详细地说，下支撑机构2中的输送组件21在运输支撑组件22至贴片机构1中PCB板件110的下端之后，升降杆226会在升降导轨211的内部逐渐向上抬升并带动升降板222上升，升降板222会上抬并带动多个缓冲弹簧223以及其上端的支撑件224同步上升，支撑件224中的压板2244接触到电器元件130后会暂停移动并带动与其连接的缓冲弹簧223压缩，这些支撑件224可以对电器元件130起到良好的支撑效果，而未接触到电器原件的支撑件224会一直向上移动，直至压板2244移动至接近电器元件130针脚的位置。

需要说明的是，多个压板2244处于同一平面时，与PCB板件110内部区域的大小相同，上支撑机构4中的输送组件21设置在支撑组件22的上端，因此，在上支撑机构4中的外箱体221需要与输送组件21之间设置有限位结构，以防止支撑组件22从输送组件21中掉落。

进一步，如图3-图10所示，所述焊接机构3包括加热区31与冷却区32；

内箱体225分为空腔区2251以及设置在空腔区2251上端的实心区2252；

所述外箱体221与所述内箱体225之间在对应于所述连接杆2242的位置处形成送气腔体227，所述送气腔体227的外侧通过控制阀连接有送气管道2271，所述内箱体225的外侧通过控制阀连接有吸气管道2252，所述送气管道2271与所述吸气管道2252均可以与所述加热区31或所述冷却区32相连通。

在本实施例中，通过设置焊接机构3配合外箱体221、内箱体225以及支撑件224，向外箱体221与内箱体225之间的送气腔体227输送热气时，这些热气只会沿着更靠近锡膏的支撑件224流动，并将热气吹向锡膏使其变为熔融状态，多余的热气可以从接触到电器元件130的支撑件224排出，从而避免电器元件130跟随锡膏一同被加热至过高的温度，保证了电器元件130的合格率。

详细地说，以下支撑机构2为例，在升降板222未上升之前，多个压板2244处于同一水平高度，并且，连接杆2242的上端均设置在内箱体225的实心区2252内，因此，此时向送气腔体227的内部输送热气的话，热气无法沿着连接杆2242之间的间隙进入空心管2243的内部，当升降板222向上抬升，支撑件224完成对电器元件130的支撑作用后，未接触到电器元件130的支撑件224会上升至最大高度，此时连接杆2242的上端会伸出实心区2252并进入送气腔体227的内部，而接触到电器元件130的支撑件224由于受到电器元件130的限制作用，连接杆2242仍然位于实心区2252的内部，当支撑组件22跟随电路板总成100同步移动至加热区31的内部之后，加热区31内设置的加热件与送气管道2271相连通并将热气沿着送气管道2271输送至送气腔体227的内部，部分热气会沿着连接杆2242的缝隙进入空心管2243的内部并从压板2244的端部排出，这些热气会紧贴PCB板件110的表面流动，从而对PCB板件110上的锡膏进行加热，这样设置相较于传统的将电路板总成100直接置于回流焊接炉的内部进行加热，一方面可以保护电器元件130不会受到热气的直接加热烘烤，另一方面针对性地对电器元件130针脚位置进行加热，可以降低能源的使用，提高能源的使用效率；

当加热一定时间（优选加热时间为30s-60s）后，由于电路板总成100上聚集有较多的热气，为了避免这些多余的热气对电器元件130加热，可以将加热区31内部设置的吸气装置与内箱体225内的空腔区2251相连通，吸气装置工作后，可以将这些多余的热气沿着与电器元件130相贴合的压板2244吸入空心管2243内（部分压板2244的边沿在挤压到电器元件130后也会停止移动，因此总会出现部分压板2244的出风口暴露出来），并从连接杆2242的缝隙进入空腔区2251的内部，最终被吸气装置吸出；

在将锡膏加热成熔融状态之后，即可将电路板总成100转运至冷却区32的内部，此时直接将电路板总成100整体置于具有冷风的冷却区32内部，或者向送气腔体227的内部送入冷风即可；

同理，上支撑机构4与下支撑机构2的结构相似，并且二者的工作原理相同，在此不再赘述。

需要说明的是，加热区31内设置的加热件可以为热风枪。

进一步，如图12-图17所示，所述PCB板件110上开设有若干个定位孔111；

所述转动件120包括用于支撑所述PCB板件110的滑动块121、转动设置在所述滑动块121的内部且外侧套设有转动齿轮122的转动块123、固定设置在所述转动块123一侧且用于对所述PCB板件110进行限位支撑的卡板124以及用于将卡板124以及PCB板件110进行固定连接的连接件125，所述卡板124在对应于所述定位孔111的位置处开设有通孔1241；

所述滑动块121的一侧还设置有用于限制所述转动齿轮122转动的限位单元126，其包括设置在所述滑动块121内部的复位弹簧1261、设置在所述复位弹簧1261外侧的限位杆1262以及设置在所述限位杆1262上端的导向块1263，所述转动齿轮122在对应于所述限位杆1262的位置处开设有两个相对设置的限位孔1221；

所述贴片机构1包括工作台11、设置在所述工作台11上用于转运电路板总成100的传输组件12以及设置在所述传输组件12上用于将各种电器元件130组装在PCB板件110上的贴片装置13；

所述传输组件12包括两个相对设置且用于驱动所述滑动块121移动的传输导轨1211、在对应于所述导向块1263位置处设置的导向轨道1212以及与所述转动齿轮122相配合的转动齿条1213。

在本实施例中，通过设置PCB板件110配合转动件120可以实现PCB板件110的转动工作。

详细地说，将PCB板件110两侧的转动件120放置在传输导轨1211上，传输导轨1211带动转动件120以及PCB板件110移动，为了防止在移动的过程中PCB板件110与转动件120之间发生相互转动，在滑动块121的一侧设置有限位单元126，在转运PCB板件110时，将限位杆1262插入至转动齿轮122中的限位孔1221内，防止转动齿轮122转动，在需要PCB板件110转动时，传输导轨1211带动PCB板件110移动并使导向块1263在导向轨道1212内滑动，使限位杆1262脱离限位孔1221，随后转动齿轮122接触转动齿条1213并发生转动，转动齿轮122转动后会带动PCB板件110转动，在PCB板件110跟随转动齿轮122转动180°之后，限位杆1262即重新插入另一个限位孔1221的内部从而实现转动齿轮122与PCB板件110的固定工作。

需要说明的是，连接件125可以为螺钉或铆钉，输送组件21以及传输组件12可以为皮带传输单元，同时图中仅示出部分输送组件21以及传输组件12。

实施例三

如图18所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与实施例一的不同之处在于：

进一步，所述贴片机构1的前端还设置有组装机构5，所述组装机构5包括用于转运所述PCB板件110的送料组件51、用于将所述PCB板件110加工出定位孔111的打孔组件52以及用于盛放所述PCB板件110便于组装PCB板件110与转动件120的放置台53。

在本实施例中，通过设置组装机构5可以实现PCB板件110与转动件120的自动组装工作。

详细地说，通过打孔组件52将PCB板件110完成定位孔111的钻孔工作之后，送料组件51将PCB板件110转运至放置台53上，随后即可通过人工或组装设备将转动件120组装在PCB板件110上，完成组装后的PCB板件110与转动件120即可被送入后续的加工工序中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

当然在本技术方案中，本领域的技术人员应当理解的是，术语“一”应理解为“至少一个”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术提示下可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。