一种PCB平整度检测装置及方法与流程

专利2025-06-16  34


本发明涉及pcb检测,更具体地说,它涉及一种pcb平整度检测装置及方法。


背景技术:

1、随着印制电路板(pcb)行业发展,产品对板翘曲要求也越来越高,虽说行业标准ipc-a-600可接受表面贴装元器件的印制电路板,弓曲和扭曲≤0.75%,实际针对pcb服务器arm架构类型产品bga贴件时,按ipc标准行业远达不到产品需求。

2、现有的pcb生产方法依次包括:前工序、成型、成型清洁、回流焊处理、平整度测试、及后工序;其中回流焊处理为通过使用smt回流焊温度曲线设置参数,进行pcb预处理(固化定型),而在降低smt回流焊温度曲线过程中由于pcb材料未充分固化及定型,在升温过程中产品产生形变;且在平整度测试时通常采用热变形外貌检测仪进行抽样检测,需要对pcb进行二次加热至设定温度进行检测,其生产效率较低,且难以满足产品需求,因此还有待改进的空间。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种pcb平整度检测装置及方法,通过本发明能够利用回流焊的温度对pcb进行热变形外貌检测,有效的提升生产效率,降低热变形外貌检测二次温升能源浪费。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种pcb平整度检测装置,包括:回流焊机构、用于对回流焊机构内的pcb进行平整度检测的检测机构、及用于驱动检测机构沿pcb运输方向移动的驱动机构;所述驱动机构设置在所述回流焊机构内;所述检测机构设置在所述驱动机构的输出端。通过驱动机构驱动检测机构在回流焊机构内沿pcb输送方向移动,能够便于检测机构对回流焊机构内的pcb在不同温度下的平整度数据,并根据对应pcb的平整度数据判断其是否合格,从而在对pcb进行回流焊的同时检测对应pcb的平整度,有效的提高生产效率,避免了热变形外貌检测二次温升的能源浪费。

3、可选的,所述回流焊机构包括;温区测量台、用于运输pcb的若干滚轮组、及与若干滚轮组一一对应的若干伺服电机;若干所述滚轮组依次间隔设置在所述温区测量台内;若干所述伺服电机均设置在所述温区测量台上;若干所述伺服电机一一对应连接若干滚轮组。由于pcb在移动至温区后需要停止移动,使其温度达到设定的温度,并进行平整度检测;而为了保证回流焊机构的工作效率,需要在一温区的pcb处于静止状态时,其它温区的pcb能够正常移动,故本技术设置有与温区数量一致的滚轮组,每一滚轮组对应一温区;每一滚轮组由对应的伺服电机驱动,故在任一滚轮组停止时,其它滚轮组能够正常运输pcb。

4、可选的,在温区测量台上且位于各温区的检测区域对应设置有挡板机构;所述挡板机构包括:来板感应器、无板感应器、及升降挡板;所述来板感应器、升降挡板和无板感应器按照pcb运输方向依次设置在所述温区测量台上。在正常工作时,升降挡板处于升起状态,用于阻挡一温区的pcb离开检测区域,在来板感应器感应到pcb运输至检测区域后,控制对应的伺服电机停止驱动,此时pcb处于静止状态,以便进行平整度检测;在平整度检测完成后,升降挡板下降,同时对应的伺服电机驱动将pcb运输至下一温区,在此过程中,无板感应器检测pcb离开检测区域后,升降挡板上升。

5、可选的,所述检测机构包括:检测光源和检测相机;所述检测光源设置在所述驱动机构的输出端;所述检测相机设置在所述驱动机构的输出端。检测光源发出光线并以一定角度照射在pcb上,且光线在经过pcb反射后能够被检测相机接收,检测相机根据反射光线生成pcb的平整度数据。

6、可选的,还包括:用于检测pcb抖动幅度的抖动检测机构;所述抖动检测机构包括:用于检测pcb水平方向的抖动的第一红外尺寸测量仪、及用于检测pcb垂直方向的抖动的第二红外尺寸测量仪;所述第一红外尺寸测量仪设置在所述温区测量台上且位于所述滚轮组的上方;所述第二红外尺寸测量仪设置在所述温区测量台上且位于所述滚轮组的一侧。

7、由于伺服电机驱动的滚轮组在运输pcb时,必然存在抖动,这会影响pcb平整度检测数据的准确性,因此需要通过第一红外尺寸测量仪对pcb水平方向的抖动进行检测,在预设时间内,通过第一红外尺寸测量仪监测pcb的上表面尺寸,在第一预设时间戳的pcb上表面尺寸与第二预设时间戳的pcb上表面尺寸不同的情况下,判定pcb存在水平方向的抖动;在第一预设时间戳的pcb上表面尺寸与第二预设时间戳的pcb上表面尺寸相同的情况下,判定pcb水平方向处于稳定状态;通过第二红外尺寸测量仪对pcb垂直方向的抖动进行检测,在预设时间内,通过第二红外尺寸测量仪监测pcb的侧面尺寸,在第一预设时间戳的pcb的侧面尺寸与第二时间戳的pcb的侧面尺寸不同的情况下,判断pcb存在垂直方向的抖动;在第一预设时间戳的pcb的侧面尺寸与第二时间戳的pcb的侧面尺寸相同的情况下,判断pcb垂直方向处于稳定状态;在pcb水平方向和垂直方向均处于稳定状态的情况下,再由检测机构进行平整度检测,能够确保检测精准度。

8、本技术还提供一种pcb平整度检测方法,基于上述的pcb平整度检测装置,包括:

9、获取预先设置的回流焊温度曲线;

10、根据所述回流焊温度曲线设定若干温区;

11、在pcb运输到各个温区且达到对应的设定温度的情况下,驱动机构驱动检测机构移动至对应的pcb上方并获取该pcb在对应的设定温度下的平整度数据,得到平整度数据集;

12、根据所述平整度数据集判断对应的pcb是否合格。

13、在实际应用中,在对pcb进行回流焊时,需要使用smt回流焊温度曲线设置参数,进行pcb预处理,故根据回流焊温度曲线对回流焊机构内的温区进行划分,对每个温区内的温度能够独立控制,随后将pcb运输到回流焊机构内,并在各个温区内使pcb达到对应的温度,随后使驱动机构驱动检测机构移动至对应的pcb的正上方,以获取pcb在当前温度下的平整度数据,并将该平整度数据与对应的pcb进行匹配存储,在该pcb经过所有温区并获取各个温区对应温度下的平整度数据后,对该pcb在各个温度下的平整度数据进行整合得到对应的平整度数据集,并根据平整度数据集进行分析判断该pcb是否满足平整度要求,从而判定该pcb是否合格。

14、可选的,所述在pcb运输到各个温区且达到对应的设定温度的情况下,驱动机构驱动检测机构移动至对应的pcb上方并获取该pcb在对应的设定温度下的平整度数据,得到平整度数据集,包括:

15、通过各个温区对应的滚轮组运输pcb至预设的检测区域后监测pcb的温度数据;

16、根据所述温度数据判定对应的pcb是否达到设定温度,若为是,则使驱动机构驱动检测机构移动至对应pcb的正上方并获取该pcb在对应的设定温度下的平整度数据;

17、对该pcb在各个设定温度下的平整度数据进行整合得到该pcb的平整度数据集。

18、在实际应用中,在回流焊机构内设置有与各个温区对应的滚轮组,用于运输pcb,且各个滚轮组相互独立,故在将pcb放入回流焊机构内后,由各个温区的滚轮组依次运输pcb,在pcb运输到各个温区的检测区域后,对应的滚轮组停止运输,此时该pcb处于检测区域内,以便于对该pcb进行检测,而回流焊机构内的其他温区内的pcb在对应的滚轮组的作用下保持运输,直到对应的pcb进入对应的检测区域内才停止;因此在获取待检测pcb的平整度数据时,其它滚轮组不会对待检测pcb的平整度检测产生干扰;在各个温区内,通过温度控制器控制pcb达到设定温度后,再由驱动机构驱动检测机构移动至该pcb的正上方,并对该pcb进行温度检测,以获取该pcb在该设定温度下的平整度数据;在一pcb完成回流焊工序的情况下,检测机构也对该pcb在回流焊温度曲线下的各个设定温度的平整度检测,并将所有的平整度数据进行整合得到该pcb的平整度数据集,即可判断该pcb的平整度是否合格。

19、可选的,在所述通过各个温区对应的滚轮组运输pcb至预设的检测区域后,还包括:

20、对应温区的滚轮组停止,获取pcb的抖动数据;

21、根据所述抖动数据与预设阈值范围进行比对,若所述抖动数据处于预设阈值范围内,则判定pcb处于静止状态。

22、在实际应用中,各个温区内的滚轮组由独立的伺服电机驱动,而伺服电机在驱动滚轮组运输pcb的过程中存在极大抖动,因此为了确保检测机构检测的准确性,在pcb到达检测区域后,先控制滚轮组停止,使pcb停止在检测区域处,随后获取该pcb的抖动数据,并将该抖动数据与预设阈值范围进行比对,当该抖动数据处于预设阈值范围内,则说明当前pcb的抖动不会影响检测机构检测的平整度数据。

23、可选的,所述pcb的抖动数据包括:垂直抖动数据和水平抖动数据;所述根据所述抖动数据与预设阈值范围进行比对,包括:

24、将所述垂直抖动数据与预设垂直阈值范围进行比对,若垂直抖动数据处于预设垂直阈值范围内,则判定该pcb在垂直方向处于静止状态;

25、将所述水平抖动数据与预设水平阈值范围进行比对,若水平抖动数据处于预设水平阈值范围内,则判定该pcb在水平方向处于静止状态。

26、在实际应用中,由于pcb的抖动包括垂直抖动和水平抖动,因此需要对pcb的垂直抖动数据和水平抖动数据分别进行检测并比对,对于pcb的垂直抖动数据,采用水平方向的红外尺寸测量仪测量pcb的侧面的尺寸,通过获取第一时间的pcb的侧面尺寸和第二时间的pcb的侧面尺寸并进行比对,即可得到该pcb的垂直抖动数据,并将该垂直抖动数据与预设垂直阈值范围进行比对,即可判定该pcb在垂直方向是否处于静止状态,具体来说,通常第一时间和第二时间的间隔选用1s,预设垂直阈值范围为-3um~3um;

27、对于pcb的水平抖动数据,采用垂直方向的红外尺寸测量仪测量pcb的上表面尺寸,通过获取第一时间的pcb的上表面尺寸和第二时间的pcb的上表面尺寸并进行比对,即可得到该pcb的水平抖动数据,将该水平抖动数据与预设水平阈值范围进行比对,即可判断该pcb在水平方向是否处于静止状态;具体来说,通常第一时间和第二时间的间隔为1s,预设水平阈值范围为-3um~3um;当且仅当pcb在垂直方向处于静止状态且在水平方向处于静止状态,才认定该pcb处于静止状态,并进行后续操作。

28、可选的,所述在pcb运输到各个温区且达到对应的设定温度的情况下,驱动机构驱动检测机构移动至对应的pcb上方并获取该pcb在对应的设定温度下的平整度数据,得到平整度数据集,还包括:

29、获取检测区域的来板信息;

30、根据所述来板信息控制对应温区的滚轮组停止;

31、根据对应的pcb的平整度数据控制升降挡板下降并启动对应温区的滚轮组;

32、获取检测区域的出板信息;

33、根据所述出板信息控制升降挡板上升。

34、在实际应用中,由于滚轮组在运输pcb时存在抖动,故pcb在移动过程中,难免会产生偏移,为了保证对pcb进行平整度检测的准确性,在pcb进入检测区域后,pcb会先跟升降挡板接触,此时滚轮组持续运作,因此pcb会在滚轮组和升降挡板的作用下逐渐与升降挡板平齐,随后升降挡板出的来板感应器在感应到pcb摆正后发出来板信息,滚轮组接收到来板信息后停止,pcb停止在检测区域内,并获取pcb的抖动数据,在判定pcb处于静止状态后,再获取pcb在该检测区域对应温区的平整度数据,且在接收到平整度数据后,升降挡板下降并启动该温区的滚轮组,即可驱动pcb进入下一温区,且在升降挡板后方的无板感应器感应到pcb完全退出检测区域后,向升降挡板发出出板信息,升降挡板再次上升,以对后续的pcb进行阻挡。

35、综上所述,本发明具有以下有益效果:

36、1)通过将检测机构与回流焊机构结合,能够利用回流焊机构内的温度,在对pcb进行回流焊的同时,通过检测机构检测pcb在对应温度下的平整度数据,并在pcb完成回流焊工序时,pcb的平整度检测也能同步完成,有效的提升生产效率,避免了热变形外貌检测二次温升的能源浪费;

37、2)检测机构在回流焊机构内能够沿pcb输送方向移动,从而对回流焊机构内的pcb能够进行批量检测,实现pcb平整度检测产业化;

38、3)在pcb通过回流焊机构输出时,外部的下料机构可根据各个pcb的平整度检测结果对所有pcb进行分堆,避免pcb不良品流出。


技术特征:

1.一种pcb平整度检测装置,其特征在于,包括:回流焊机构、用于对回流焊机构内的pcb进行平整度检测的检测机构、及用于驱动检测机构沿pcb运输方向移动的驱动机构;所述驱动机构设置在所述回流焊机构内;所述检测机构设置在所述驱动机构的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种pcb平整度检测装置,其特征在于,所述回流焊机构包括;温区测量台、用于运输pcb的若干滚轮组、及与若干滚轮组一一对应的若干伺服电机;若干所述滚轮组依次间隔设置在所述温区测量台内;若干所述伺服电机均设置在所述温区测量台上;若干所述伺服电机一一对应连接若干滚轮组。

3.根据权利要求2所述的一种pcb平整度检测装置,其特征在于,在温区测量台上且位于各温区的检测区域对应设置有挡板机构;所述挡板机构包括:来板感应器、无板感应器、及升降挡板;所述来板感应器、升降挡板和无板感应器按照pcb运输方向依次设置在所述温区测量台上。

4.根据权利要求2所述的一种pcb平整度检测装置,其特征在于,所述检测机构包括:检测光源和检测相机;所述检测光源设置在所述驱动机构的输出端;所述检测相机设置在所述驱动机构的输出端。

5.根据权利要求2所述的一种pcb平整度检测装置,其特征在于,还包括:用于检测pcb抖动幅度的抖动检测机构;所述抖动检测机构包括:用于检测pcb水平方向的抖动的第一红外尺寸测量仪、及用于检测pcb垂直方向的抖动的第二红外尺寸测量仪;所述第一红外尺寸测量仪设置在所述温区测量台上且位于所述滚轮组的上方;所述第二红外尺寸测量仪设置在所述温区测量台上且位于所述滚轮组的一侧。

6.一种pcb平整度检测方法,基于如权利要求1-5任一项所述的pcb平整度检测装置,其特征在于,包括:

7.根据权利要求6所述的一种pcb平整度检测方法,其特征在于,所述在pcb运输到各个温区且达到对应的设定温度的情况下,驱动机构驱动检测机构移动至对应的pcb上方并获取该pcb在对应的设定温度下的平整度数据,得到平整度数据集,包括:

8.根据权利要求7所述的一种pcb平整度检测方法,其特征在于,在所述通过各个温区对应的滚轮组运输pcb至预设的检测区域后,还包括:

9.根据权利要求8所述的一种pcb平整度检测方法,其特征在于,所述pcb的抖动数据包括:垂直抖动数据和水平抖动数据;所述根据所述抖动数据与预设阈值范围进行比对,包括:

10.根据权利要求7所述的一种pcb平整度检测方法,其特征在于,所述在pcb运输到各个温区且达到对应的设定温度的情况下,驱动机构驱动检测机构移动至对应的pcb上方并获取该pcb在对应的设定温度下的平整度数据,得到平整度数据集,还包括:


技术总结
本发明涉及一种PCB平整度检测装置及方法,其技术方案要点是:包括:回流焊机构、用于对回流焊机构内的PCB进行平整度检测的检测机构、及用于驱动检测机构沿PCB运输方向移动的驱动机构;所述驱动机构设置在所述回流焊机构内;所述检测机构设置在所述驱动机构的输出端;本申请具有能够利用回流焊的温度对PCB进行热变形外貌检测,有效的提升生产效率,降低热变形外貌检测二次温升能源浪费的优点。

技术研发人员:吴克威,彭镜辉,姬春霞,黎钦源
受保护的技术使用者:广州广合科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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