Паяльная головка автомата пайки электроэлементов на печатные платы

Паяльная головка автомата пайки электроэлементов на печатные платы относится к области пайки и может быть использована в составе автоматического оборудования для пайки электроэлементов на печатные платы в производстве электронной аппаратуры. Паяльная головка состоит из паяльного жала и диспенсера (подобие шприца, заполненного пастой). Схематично головка представляет собой горизонтально расположенный барабан, с диаметрально разнесенным паяльным жалом и диспансером. Принцип работы заключается в цикличности нанесения паяльной пасты под варьируемым давлением на места пайки и соответственно, самим процессом пайки. В начале процесса рабочее положение занимает диспенсер, который наносит пасту на точки пайки, заданные рабочей программой, подготовленной конструктором. Затем, после анализа нанесения пасты, через видеомонитор происходит замена диспенсера на паяльное жало путем поворота барабана на 180 град. Паяльная головка может работать в автоматическом и ручном режиме в случае необходимости корректировки процесса пайки конкретных точек. Конструкция головки позволяет в автоматическом режиме производить пайку электроэлементов на печатные платы с высокой производительностью при стабильном качестве и с высокой плотностью монтажа.

Заявляемая полезная модель относится к области пайки и может быть использована в составе автоматизированного оборудования для пайки электроэлементов на печатные платы в производстве электронной аппаратуры.

Известна паяльная головка, устанавливаемая на руке робота-автомата для пайки электроэлементов (см. патент Японии JP 3562217 B2 10328818 А JP 19971465 12.04.06.1997, ИСМ Вып.18 9/2005.) содержащая паяльник с механизмом его возвратно-поступательного перемещения по вертикали и механизмом подачи проволочного припоя на наконечник паяльника через мундштук, расположенный сбоку наконечника.

Подведение припоя к наконечнику паяльника сбоку сужает технологические возможности головки, так как препятствует выполнению пайки в тесных пространствах, например, пайки хвостовиков многорядных прямоугольных соединителей с малым шагом выводов в металлизированные отверстия печатных плат, пайки в углублениях - «колодцах», которую приходится выполнять при использовании конструкций плат с напрессованной на одну сторону платы металлической пластиной-теплостоком. В последнем случае механизировать пайку не удается, так как использование технологии пайки волной припоя неэффективно по той причине, что волна не проходит в узкие «колодцы».

Известна паяльная головка автомата пайки электроэлементов на печатные платы (см. патент РФ 2426284, Н05К 13/06, опубл. 02.11.2009 г.)

Сущность (новизна) предлагаемого ОИС заключается в конструкции паяльной головки. Паяльная головка состоит из собственно паяльного жала и диспенсера (подобие шприца, заполненного паяльной пастой). Принцип работы заключается в цикличности нанесения паяльной пасты под варьируемым давлением на места пайки и, соответственно, самим процессом пайки. Схематично головка представляет из себя горизонтально расположенный барабан, с диаметрально разнесенным паяльным жалом и диспенсером. В начале процесса рабочее положение занимает диспенсер, который наносит пасту на точки пайки, заданные рабочей программой. Затем, после анализа нанесения пасты через видеомонитор, происходит замена диспенсера на паяльное жало путем поворота барабана.

В случае необходимости корректировки процесса пайки конкретных точек возможен переход на ручной режим с использованием ручного управления с помощью джойстика и системы видеонаблюдения, которая применяется также для контроля качества пайки.

Точность позиционирования и дискретность шага обеспечивают высокую повторяемость результатов, а возможность корректировки набегающей ошибки - высокую скорость и качество пайки.

Таким образом, конструкция головки позволяет в автоматическом режиме производить пайку электроэлементов на печатные платы с высокой производительностью при стабильном качестве и с высокой плотностью монтажа.

Принцип работы паяльной головки, изображенной на фиг.1 заключается в цикличности нанесения паяльной пасты под варьируемым давлением на места пайки и, соответственно, самим процессом пайки. Паяльная головка состоит из собственно паяльника 3, паяльного трубчатого жала 6 и диспенсера 2 (устройство наподобие шприца, с трубчатым наконечником 7, заполненного паяльной пастой). Схематично головка представляет из себя горизонтально расположенный барабан, с разнесенным под углом паяльным жалом 6 и диспенсером с наконечником 7. В процессе работы поворотная головка 4 изначально занимает положение нанесения паяльной пасты, качество нанесения которой контролируется с помощью системы видеонаблюдения. Важным преимуществом данного процесса является возможность коррекции нанесения пасты или ее удаление по мере необходимости. При качественном нанесении паяльной пасты происходит поворот механизма головки 8 и замена диспенсера с паяльной пастой на паяльник, следующий по тем же координатам, и проводится режим пайки. Цикл пайки при работе в составе автомата пайки электроэлементов на печатные платы начинается после отработки автоматом координат очередной точки пайки и остановки паяльной головки над печатной платой при совмещении точки пайки с осью диспенсера. После окончания предыдущего цикла пайки поворотный механизм паяльной головки 1 зафиксирован в вертикальном верхнем положении с помощью механизированного привода над платой 9 с контактами разъемов 5 (на фиг.1 не указан).

Новизна изобретения состоит в том, что паяльная паста подается на точку пайки под избыточным давлением и соответственно заполняет не только поверхностную точку пайки, а и само отверстие, содержащее контакт. Так же раздельный процесс нанесения паяльной пасты и пайки позволяет полностью контролировать нанесение припойной пасты и, соответственно, получать более качественные паяные соединения. Данный режим пайки особенно актуален для пайки разъемов и изделий силовой электроники, когда необходимо пропаять не только соединение по поверхности, но и непосредственно само соединение по всей глубине контакта.

Конструкция головки автомата позволяет в автоматическом режиме производить пайку электроэлементов на печатные платы с высокой производительностью при стабильном качестве и с высокой плотностью монтажа.

Техническим результатом предлагаемого устройства является обеспечение высококачественной и высокопроизводительной механизированной пайки электроэлементов на печатные платы при высокоплотном монтаже с широкими технологическими возможностями, включая пайку в тесных пространствах, в углублениях, в том числе пайку хвостовиков многорядных прямоугольных разъемов с малым шагом выводов (2 мм) в «колодцах» плат с пластиной-теплостоком.

Паяльная головка автомата пайки электроэлементов на печатные платы, содержащая основание, установленные на нем электрический паяльник, электродвигатель, кинематически связанные с ним через редуктор, червячную пару и распределительный вал, механизм перемещения паяльника в вертикальной плоскости с шариковым фиксатором вертикального положения паяльника, фрикционный механизм прерывистой подачи проволочного припоя, включающий пару роликов, из которых приводной ролик приводится во вращение храповым механизмом, включающим храповое колесо и взаимодействующую с ним собачку, установленную на одном плече рычага, другое плечо которого подпружинено относительно опоры, и направляющую трубку для подачи припоя на торец жала паяльника, паяльник выполнен в виде стержня с нагревательной обмоткой и двумя съемными идентичными трубчатыми жалами на его концах и закреплен на конце вала при симметричном расположении жал относительно оси вала, отличающаяся тем, что содержит паяльное жало и диспенсер (подобие шприца, заполненного паяльной пастой), поворотный механизм, разделяющий во времени контроль операции нанесения паяльной пасты с операцией пайки, и возможностью контроля и коррекции дозы паяльной пасты для получения качественного соединения различных по размеру контактных пар.