电路板投收系统及使用该电路板投收系统进行翻板的方法

摘要

本发明提供一种电路板投收系统，包括机架、工作台、投板装置、收板装置及控制器，所述工作台用于放置电路板，所述机架用于设置投板装置和收板装置，所述投板装置和收板装置均包括依次连接的吸盘、旋转部以及移动部，所述移动部设置于机架，用于带动旋转部及吸盘沿正交的第一轴向和第二轴向移动，所述旋转部用于带动吸盘绕垂直于第一轴向和第二轴向的第三轴向旋转，所述吸盘与工作台相对，用于吸附电路板，所述控制器与移动部、旋转部电气连接，用于控制移动部和旋转部的运动。本技术方案还提供一种使用该电路板投收系统进行翻板的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及电路板技术领域，尤其涉及一种电路板投收系统及使用该电路板投收系统进行翻板的方法。

背景技术

随着电子产品往小型化、高速化方向发展，电路板也从单面电路板往双面电路板甚至多层电路板方向发展。双面电路板是指双面均分布有导电线路的电路板。多层电路板是指由多个单面电路板或双面电路板积层而成的具有三层以上导电线路的电路板。由于双面电路板和多层电路板具有较多的布线面积、较高的装配密度而得到广泛的应用(请参见Takahashi，A.等人于1992年发表于IEEE Trans.on Components，Packaging，and ManufacturingTechnology的文献“High density multilayer printed circuit board for HITACM880”)。

导电线路是双面电路板和多层电路板实现信号传输的重要组成，其包括内层导电线路和外层导电线路。在外层导电线路制作过程中，由于双面电路板和多层电路板需要制作双面的外层导电线路，因此需要进行双面压膜、双面曝光、双面显影及双面蚀刻等工序。具体地，首先，由压膜机将传送带上的电路板进行压膜，即在电路板的两个表面上贴覆干膜。其次进行干膜曝光工序，先由投收板机的投板装置将已贴覆干膜的电路板投放至曝光平台，再通过具有正型或负型导电线路图案的光掩模对电路板的一个表面进行曝光；曝光一定时间后由工作人员将电路板进行翻面，将电路板和光掩模进行对准后再对电路板的另一个表面进行曝光；进行双面曝光后的电路板再由投收板机的收板装置进行收集，并放置传送带上。再次，以弱碱液喷淋电路板的两个表面以除去曝光部分的干膜或未曝光部分的干膜，使得干膜形成导电线路图案从而保护导电线路部分的铜层，并暴露出非导电线路部分的铜层。最后，以铜蚀刻液喷淋电路板，电路板表面上被干膜保护的铜层不被蚀刻，不被干膜保护暴露出的铜层则被蚀刻去除，从而使得铜层形成导电线路图案；再以强碱液将残留的干膜洗去后，即可获得完成导电线路制作的电路板。

双面电路板和多层电路板的外层导电线路制作过程中，至少在曝光过程中需要进行人工翻板，即由工作人员将电路板进行翻面，以使得电路板两个表面上的干膜均接受曝光从而可使得电路板的两个表面均形成导电线路。然而，人工翻板的工艺不但需要较高的人力成本、较慢的翻板速度，而且具有较低的翻板对准性。

因此，有必要提供一种可进行机械翻板的电路板投收系统以及使用该电路板投收系统进行翻板的方法。

发明内容

以下将以实施例说明一种电路板投收系统及使用该电路板投收系统进行翻板的方法。

一种电路板投收系统，包括机架、工作台、投板装置、收板装置及控制器。所述工作台与机架相对，用于放置电路板。所述机架用于设置投板装置和收板装置。所述投板装置和收板装置相对。投板装置包括依次连接的第一移动部、第一旋转部以及第一吸盘。收板装置包括依次连接的第二移动部、第二旋转部以及第二吸盘。所述第一移动部、第二移动部均设置于机架，分别用于带动第一旋转部和第二旋转部进行正交第一轴向和第二轴向的移动。所述第一旋转部、第二旋转部分别用于带动第一吸盘和第二吸盘绕垂直于第一轴向和第二轴向的第三轴向旋转。所述第一吸盘、第二吸盘均设置于工作台上方，均用于吸附电路板。所述控制器与第一移动部、第一旋转部、第二移动部和第二旋转部电气连接，用于控制第一移动部、第一旋转部、第二移动部和第二旋转部的运动。

一种使用电路板投收系统进行翻板的方法，包括以下步骤：提供如上所述的电路板投收系统；提供放置于工作台的电路板，其具有相对的第一表面和第二表面，所述第二表面与工作台接触；利用控制器控制第一移动部沿正交的第一轴向和第二轴向移动以使第一吸盘与电路板的第一表面接触，第一吸盘从第一表面吸附电路板后，使第一吸盘远离工作台；控制器控制第一旋转部带动第一吸盘绕第三轴向沿第一方向旋转一定角度，从而使得电路板的第一表面、第二表面与工作台有一定夹角；控制器控制第二旋转部带动第二吸盘绕第三轴向沿与第一方向相反的第二方向旋转，直至第二吸盘与第一吸盘平行相对；控制器控制第二移动部带动第二吸盘沿正交的第一轴向和第二轴向移动直至第二吸盘与电路板的第二表面接触，使第二吸盘从第二表面吸附电路板后再使得第一吸盘松开电路板；第二旋转部带动第二吸盘绕第三轴向沿第一方向旋转，直至电路板的第一表面、第二表面均与工作台平行；第二移动部带动第二吸盘和电路板沿正交的第一轴向和第二轴向移动，直至电路板的第一表面与工作台接触后，使第二吸盘松开电路板。

本技术方案的电路板投收系统不但可以第一移动部和第一吸盘进行电路板的投放，以第二移动部和第二吸盘进行电路板的收集，而且还可以第一旋转部和第二旋转部分别带动第一吸盘和第二吸盘进行旋转，第一旋转部和第二旋转部配合旋转即可方便地将电路板进行翻面。本技术方案的使用该电路板投收系统进行翻板的方法采用机械方法翻板，不但节约了人力成本，而且具有较高的翻板对准性。

附图说明

图1是本技术方案实施方式提供的电路板投收系统的正视图。

图2是本技术方案实施方式提供的电路板投收系统的侧视图。

图3是本技术方案实施方式提供的电路板投收系统沿图2中的III-III方向的剖示图。

图4是本技术方案实施方式提供的放置于工作台的电路板的示意图。

图5是本技术方案实施方式提供的第一吸盘与电路板的第一表面接触的示意图。

图6是本技术方案实施方式提供的第一吸盘吸附电路板后向上移动的示意图。

图7是本技术方案实施方式提供的第一旋转部带动第一吸盘旋转90度的示意图。

图8是本技术方案实施方式提供的第二旋转部带动第二吸盘旋转90度后第二吸盘与第一吸盘平行相对的示意图。

图9是本技术方案实施方式提供的第二吸盘与电路板的第二表面接触的示意图。

图10是本技术方案实施方式提供的第二吸盘吸附电路板后、第二旋转部带动第二吸盘旋转的示意图。

图11是本技术方案实施方式提供的第二移动部带动第二吸盘和电路板移动直至电路板的第一表面与工作台接触的示意图。

图12是本技术方案实施方式提供的将电路板翻面后的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例，对本技术方案的电路板投收系统及使用该电路板投收系统进行翻板的方法作进一步的详细说明。

请一并参阅图1、图2及图3，本技术方案实施方式提供的电路板投收系统100包括工作台10、机架20、投板装置30、收板装置40及控制器50。所述工作台10用于放置电路板。所述机架20架设于工作台10上方，并与工作台10相对。所述投板装置30和收板装置40相对设置于机架20，并位于工作台10上方。投板装置30用于投放电路板。所述收板装置40用于收集电路板。投板装置30和收板装置40配合还可以将电路板进行翻面，即进行翻板动作。所述控制器50与投板装置30、收板装置40电气连接，以控制投板装置30和收板装置40的动作。

所述工作台10可以为曝光平台或其他工作平台，其具有一工作面101。所述工作面101优选具有与电路板形状相对应的凹槽，以便放置待处理的电路板。

所述机架20具有四个座体21及架设于四个座体21之间的架体22。所述座体21用于支撑架体22。所述架体22用于设置投板装置30和收板装置40。优选的，架体22上可以设有滑轨，以便于投板装置30和收板装置40在其上滑动。

所述投板装置30和收板装置40均包括依次连接的移动部、旋转部及吸盘。所述吸盘与工作台10相对，用于吸附放置于工作台10上的电路板。所述旋转部为可进行旋转或摆动的部件，可带动吸盘进行一定角度的转动。所述移动部设置于机架20，其为可进行三维运动的三轴运动系统或可进行二维运动的二轴运动系统，以可带动旋转部和吸盘进行三维或二维移动。所述移动部和旋转部均为依靠气压、液压、磁场或其它能量为能源的运动系统，例如气压缸、液压缸、磁力致动器等。投板装置30的移动部、旋转部及吸盘的具体结构可以分别与收板装置40的移动部、旋转部及吸盘的具体结构相同，也可以不同。

本实施例中，投板装置30包括第一移动部31、第一旋转部32以及第一吸盘33。所述收板装置40包括第二移动部41、第二旋转部42以及第二吸盘43。所述第一移动部31、第一旋转部32以及第一吸盘33的具体结构分别与第二移动部41、第二旋转部42以及第二吸盘43的具体结构相同。以下，仅以投板装置30为例进行介绍。

第一移动部31包括第一气缸311和第二气缸312。所述第一气缸311和第二气缸312结构基本相同，均包括缸体、活塞和活塞杆。所述缸体与气压阀相连接，其内可填充压缩空气。压缩空气可推动活塞及活塞杆移动，从而对连接于活塞杆的负载实现推拉动作。所述第一气缸311和第二气缸312垂直连接，即可对负载实现两个正交轴向的推拉移动。

以架体22长度方向为第一轴向A即水平轴向，以垂直于架体22长度方向为第二轴向B即垂直轴向，从而第一轴向A和第二轴向B构成二维正交轴向系统。

具体地，所述第一气缸311包括第一缸体3111、第一活塞3112、第一活塞杆3113。所述第一缸体3111固设于架体22，第一缸体3111的轴线和第一活塞杆3113均平行于第一轴向A。所述第二气缸312包括第二缸体3121、第二活塞3122、第二活塞杆3123。所述第二缸体3121连接于第一活塞杆3113，第二缸体3121的轴线和第二活塞杆3123均平行于第二轴向B，且第二活塞杆3123与第一旋转部32相连接。从而，第一气缸311可带动第二气缸312、第一旋转部32及第一吸盘33沿第一轴向A即水平轴向移动，第二气缸312可带动第一旋转部32及第一吸盘33沿第二轴向B移动。

第一旋转部32为一个摆动气缸，其包括第三缸体321、定子322、转子323和叶片324。第三缸体321与第二活塞杆3123相连接，从而第一移动部31可带动第一旋转部32进行第一轴向A或第二轴向B的移动。第三缸体321内具有一腔体3210，而定子322、转子323和叶片324将腔体分隔为左腔3211和右腔3212。其中，转子323可转动地设置于腔体3210中央，其轴线方向为垂直于第一轴向A、第二轴向B的第三轴向C。转子323通过连接杆325与第一吸盘33相连接，所述连接杆325的长度方向与第二轴向B平行。所述定子322固设于缸体321与转子323之间，且定子322内设有相对的第一气流通道3221和第二气流通道3222，所述第一气流通道3221与左腔3211相连通，所述第二气流通道3222与右腔3212相连通。所述叶片324位于转子323和缸体321之间，且固定连接于转子323，叶片324的转动可改变左腔3211和右腔3212的大小比例。

当压缩空气从第二气流通道3222进入右腔3212时，压缩空气可推动叶片324带动转子323逆时针旋转，转子323进一步带动连接杆325、第一吸盘33一起以转子323为轴逆时针转动，即绕第三轴向C向靠近第二吸盘43的第一方向R1转动。当压缩空气从第一气流通道3221进入左腔3211时，压缩空气可推动叶片324带动转子323顺时针旋转，转子323可进一步带动连接杆325、第一吸盘33一起以转子323为轴顺时针旋转，即，绕第三轴向C向第二方向R2即远离第二吸盘43的方向转动。从而，第一旋转部32可带动第一吸盘33绕第三轴向C向第一方向R1或第二方向R2旋转任意角度。

当然，除摆动气缸以及与摆动气缸结构相类的摆动液压缸外，第一旋转部32还可以为旋转气缸、旋转液压缸或磁力转动器等，仅需其具有使与其相连接的第一吸盘33绕第三轴向C旋转的功能即可。

所述第一吸盘33包括连接板331和多个吸嘴332。所述连接板331与工作面101平行，且通过连接杆325连接于第一旋转部32的转子323，以使第一旋转部32可带动第一吸盘33绕第三轴向C旋转。所述多个吸嘴332设置于连接板331且与连接板331垂直。吸嘴332内设有气流管道(图未示)，气流管道与输气管(图未示)、抽真空装置(图未示)相连接，抽真空装置可使得气流管道内产生真空，从而使得电路板因大气压力而被第一吸盘33的多个吸嘴332吸附。当然，所述第一吸盘3的多个吸嘴3323也可以与气压阀、控制器50相连接，从而由其控制第一吸盘33吸附电路板的动作。

如上所述，第一移动部31的第一气缸311可带动第一吸盘33沿第一轴向A水平移动，第二气缸312可带动第一吸盘33沿第二轴向B垂直移动，第一旋转部可带动第一吸盘33绕第三轴向C向第一方向R1或第二方向R2旋转，也就是说，投板装置30第一吸盘33吸附的电路板可被带动进行移动和旋转。同理，收板装置40的第二吸盘43吸附的电路板也可被带动进行移动和旋转。

控制器50内具有控制电路，所述控制电路与投板装置30的第一移动部31、第一旋转部32间具有电气连接，同时还与收板装置40的第二移动部41和第二旋转部42间具有电气连接，从而控制器50可控制第一移动部31和第二移动部41进行第一轴向A和第二轴向B的移动，还可控制第一旋转部32和第二旋转部42绕第三轴向C向第一方向R1或第二方向R2转动。

由于第一吸盘33、第二吸盘43可吸附电路板，而控制器50可控制第一吸盘33、第二吸盘43带动电路板进行移动和旋转，从而，本技术方案的电路板投收系统100可使得电路板进行第一轴向A、第二轴向B的移动，以及绕第三轴向C向第一方向R1或第二方向R2任意角度的旋转，从而，本技术方案的电路板投收系统除了可应用投板装置30进行电路板投放动作、应用收板装置40进行电路板收集动作外，还可以控制投板装置30和收板装置40配合以将电路板进行翻面。

本技术方案还提供一种采用如上所述的电路板投收系统100进行翻板的方法，包括以下步骤：

第一步，提供如图1至图3所示的电路板投收系统100。

第二步，请参阅图4，提供待翻面的电路板200，其具有相对的第一表面201和第二表面202。所述待翻面的电路板200放置于工作台10，电路板200的第一表面201与第一吸盘33、第二吸盘43相对，第二表面202与工作面101接触。

第三步，控制器50控制第一移动部31沿第一轴向A和第二轴向B移动，以使第一吸盘33与电路板200的第一表面201接触，第一吸盘33从第一表面201吸附电路板200后，控制器50再使得第一移动部31带动第一吸盘33远离工作台10。

请参阅图5，控制器50内的控制电路根据第一吸盘33与电路板200之间的水平距离控制第一气缸311的第一活塞杆3113的推拉距离，从而使得第一吸盘33与电路板200的第一表面201正好相对。然后控制器50根据第一吸盘33与电路板200之间的垂直距离控制第二气缸312的第二活塞杆3123的推拉距离，从而使得第一吸盘33的多个吸嘴332正好接触电路板200的第一表面201。

第一吸盘33的多个吸嘴332接触电路板200的第一表面201后，开启第一吸盘33的抽真空装置(图未示)，使得多个吸嘴332内的气管通道形成真空。由于大气压力的作用，电路板200即可被多个吸嘴332吸附。

请参阅图6，第一吸盘33吸附电路板200后，控制器50使得第二气缸312的第二活塞杆3123回缩，从而带动第一旋转部32、第一吸盘33及第一吸盘33吸附的电路板200沿第二轴向B向上移动，从而远离工作台10。第一吸盘33移动的距离至少大于电路板200的宽度，以使得第一旋转部32带动电路板200进行旋转时电路板200不与工作面101产生磕碰。

第四步，请参阅图7，控制器50控制第一旋转部32带动第一吸盘33绕第三轴向C向第一方向R1旋转一定角度，从而使得电路板200的第一表面201、第二表面202与工作面101有一定夹角。所述第一吸盘33的第一方向R1是指第一吸盘33绕第三轴向C向靠近第二吸盘43旋转的方向，即逆时针方向。

控制器50控制一定量的压缩空气从定子322的第二气流通道3222进入右腔3221并推动叶片324逆时针转动一定角度，叶片324带动转子323逆时针转动，转子323进一步通过连接杆325带动第一吸盘33及其吸附的电路板200绕转子323的轴线沿第一方向R1旋转一定角度。进入右腔3221的压缩空气的量与第一吸盘33旋转的角度相关，控制器50仅需控制压缩空气的量即可控制第一吸盘33及电路板200旋转的角度大小。所述第一吸盘33及电路板200旋转的角度可以为0~180度之间，优选为45~135度。也就是说，电路板200的第一表面201、第二表面202与工作面101之间的夹角也优选为45-135度之间。本实施例中，第一吸盘33逆时针旋转了90度，从而，连接板331、电路板200从与工作面101平行的位置旋转至与工作面101垂直的位置。

第五步，请参阅图8，同理，控制器50控制第二旋转部42带动第二吸盘43绕第三轴向C沿与第一方向R1相反的第二方向R2旋转一定角度，直至第二吸盘43与第一吸盘33平行相对。所述第二吸盘43的第二方向R2是顺时针方向，即，是指第二吸盘43绕第三轴向C向靠近第一吸盘33旋转的方向。

所述第二吸盘43沿第二方向R2旋转的角度大小与第一吸盘33沿第一方向R1旋转的角度大小相对应，从而使得旋转后的第二吸盘43与第一吸盘33平行相对。本实施例中，控制器50控制第二旋转部42带动第二吸盘43绕第三轴向C向第二方向R2旋转了90度。

第六步，请参阅图9，控制器50控制第二移动部41带动第二吸盘43沿第一轴向A和第二轴向B移动，直至第二吸盘43与电路板200的第二表面202接触，使第二吸盘43从第二表面202吸附电路板200后使得第一吸盘33松开电路板200。

控制器50根据第二吸盘43与电路板200之间的距离控制第二移动部41的活塞杆的推拉长度，从而使得第二吸盘43的多个吸嘴322刚好与第二表面202接触。

第二吸盘43的多个吸嘴与第二表面202接触后，开启与第二吸盘43相连接的抽真空装置，以使电路板200被第二吸盘43吸附。

第二吸盘43吸附电路板200后，关闭与第一吸盘33相连接的抽真空装置，使气流管道内逐渐充满大气，从而气流管道内的气压与外界的气压相同，即可使得电路板200不再被第一吸盘33吸附。

优选的，第一吸盘33松开电路板200后，控制器50可进一步使得第一移动部31带动第一吸盘33回缩至第一步时第一吸盘33所处的位置，以免得第一旋转部32、第一吸盘33妨碍第二吸盘43的移动和旋转。

第七步，请参阅图10，控制器50控制第二旋转部42带动第二吸盘43绕沿第三轴向C向第一方向R1旋转，直至电路板200的第一表面201、第二表面202均与工作台10平行相对。所述第二吸盘43的第一方向R1是逆时针方向，即，是指第二吸盘43绕第三轴向C向远离第一吸盘33旋转的方向。

第二吸盘43及其吸附的电路板200绕第三轴向C向第一方向R1旋转90度，从而使得电路板200与工作面101平行。

第八步，请一并参阅图11及图12，控制器50控制第二移动部41带动第二吸盘43及其吸附的电路板200沿第一轴向A和第二轴向B移动，直至电路板200的第一表面201与工作台10的工作面101接触，再使第二吸盘43松开电路板200。

从而，电路板200从第二表面202与工作台10接触变成了第一表面201与工作台10接触，即，通过如上步骤即完成了对电路板200的翻板动作，将电路板200进行了翻面。

优选的，电路板200的第一表面201与工作台10的工作面101接触之前，还可进行一对准的步骤。即，将电路板200和光掩模或其它设备进行对准，从而使得电路板200放置于恰当位置，以提高电路板200后续制作的准确度。

本技术方案的电路板投收系统不但可以第一移动部和第一吸盘进行电路板的投放，以第二移动部和第二吸盘进行电路板的收集，而且还可以第一旋转部和第二旋转部分别带动第一吸盘和第二吸盘进行旋转，第一旋转部和第二旋转部配合旋转即可方便地将电路板进行翻面。本技术方案的使用该电路板投收系统进行翻板的方法采用机械方法翻板，不但节约了人力成本，而且具有较高的翻板对准性。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。