ZPF6—J型 矩陣式自動平行縫焊機(jī)系統(tǒng)

 

為了適應(yīng)（微）電子行業(yè)對大批量、高可靠性電子部件封裝的要求，平行縫焊機(jī)系統(tǒng)的產(chǎn)能需要大幅提高——改變單一個縫焊的模式，我們開發(fā)了具有高速PLC控制系統(tǒng)、采用矩陣式縫焊方法和性能穩(wěn)定的ZPF6—J型矩陣式自動平行縫焊機(jī)系統(tǒng)。本系統(tǒng)可以大幅度提高縫焊工序的產(chǎn)能，協(xié)助用戶滿足市場的需要。

一、系統(tǒng)簡介

平行縫焊系統(tǒng)是指實(shí)現(xiàn)被焊接部件封裝工藝的所必需的生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)。

矩陣式平行縫焊系統(tǒng)有兩部分組成：預(yù)焊機(jī)系統(tǒng)和縫焊機(jī)系統(tǒng)。

電子器件的矩陣式平行縫焊封裝工序是一個完整的封裝工藝過程：首先需要采用預(yù)焊機(jī)實(shí)現(xiàn)預(yù)焊工序——將蓋板正確的點(diǎn)焊在底殼上，而后進(jìn)行縫焊封裝工序。在縫焊封裝工序上，利用真空恒溫干燥系統(tǒng)將部件表面的可揮發(fā)性物質(zhì)清除干凈（無氣體保護(hù)需要的則無此工序），采用平行縫焊系統(tǒng)將需要封裝的部件進(jìn)行最終封裝，實(shí)現(xiàn)所需的技術(shù)要求。

矩陣式平行縫焊系統(tǒng)主要是為了滿足大批量電子部件封裝生產(chǎn)的需求，對成套設(shè)備要求苛刻，可靠性要求高、操作簡單、維護(hù)方便。

ZPF6—J型矩陣式自動平行縫焊機(jī)系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際需要，分為有無氣體保護(hù)兩類：

ZPF6—J（Q）型矩陣式自動平行縫焊機(jī)系統(tǒng)——有氣體保護(hù)

ZPF6—J（T）型矩陣式自動平行縫焊機(jī)系統(tǒng)——無氣體保護(hù)

在上述兩個系統(tǒng)中，任何一個都需要具有預(yù)焊機(jī)【ZPF6—J（Y）】方能構(gòu)成一個完整的縫焊封裝系統(tǒng)。

1、具有氣體保護(hù)的ZPF6—J(Q)型矩陣式自動平行縫焊機(jī)系統(tǒng)

本矩陣式縫焊機(jī)系統(tǒng)是由三部分組成的：預(yù)焊機(jī)、真空恒溫干燥系統(tǒng)和縫焊機(jī)系統(tǒng)。

預(yù)焊機(jī)——主要的作用是將被縫焊的部件的蓋板與底殼準(zhǔn)確牢固地點(diǎn)焊（一個點(diǎn)即可）在一起。其操作動作一般有人工手動和機(jī)械手自動兩種——視需要而定。

真空恒溫干燥系統(tǒng)——主要的作用是將被縫焊的部件上的可揮發(fā)性物質(zhì)通過恒溫和真空干燥，使其清除，達(dá)到部件潔凈度的要求。一般采用真空恒溫干燥箱實(shí)現(xiàn)之。

縫焊機(jī)系統(tǒng)——主要作用是在氮?dú)獗Ｗo(hù)的手套箱內(nèi)，將被焊接的部件按照工藝要求，批量地進(jìn)行縫焊。在滿足質(zhì)量要求的前提下，提高其產(chǎn)能。

2、無氣體保護(hù)的ZPF6—J(T)型矩陣式自動平行縫焊機(jī)系統(tǒng)

本矩陣式縫焊機(jī)系統(tǒng)是由兩部分組成：預(yù)焊機(jī)和縫焊機(jī)系統(tǒng)。

預(yù)焊機(jī)——主要的作用是將被縫焊的部件的蓋板與底殼準(zhǔn)確牢固地點(diǎn)焊（一個點(diǎn)即可）在一起。其操作動作一般有人工手動和機(jī)械手自動兩種——視需要而定。

縫焊機(jī)系統(tǒng)——主要作用是將被焊接的部件按照工藝要求，批量地進(jìn)行縫焊。在滿足質(zhì)量要求的前提下，提高其產(chǎn)能。

預(yù)焊機(jī)和縫焊機(jī)系統(tǒng)的外形基本一致（人工手動的如下圖），但其功能各異。機(jī)械手自動的預(yù)焊機(jī)需要在工作臺面上安裝有機(jī)械手、蓋板自動進(jìn)給裝置等（此部分需要按照用戶的要求進(jìn)行專門設(shè)計）。

二、設(shè)備簡介

    1、預(yù)焊機(jī)

ZPF6—J型矩陣式自動平行縫焊機(jī)系統(tǒng)中所采用的預(yù)焊機(jī)【ZPF6—J(Y）】是通用的。

預(yù)焊機(jī)生產(chǎn)的基本要求是：操作簡單、快捷，放置蓋板和零件取下方便。

人工手動預(yù)焊機(jī)一般采用單個蓋板的放置與點(diǎn)（預(yù)）焊，完成后按照要求放置于一個專用的托盤上，以備干燥和縫焊。

而機(jī)械手自動預(yù)焊機(jī)是預(yù)先將多個被焊接部件的底殼放置在專用的托盤上，由機(jī)械手按照計算機(jī)的指令逐個將蓋板放置在底殼上并進(jìn)行點(diǎn)（預(yù)）焊。

ZPF6-J（Y）型 預(yù)焊機(jī)的基本功能

① 采用點(diǎn)焊接的方式對蓋板和底殼進(jìn)行焊接；

② 焊接功率可調(diào)；

③ 點(diǎn)焊接的壓力可調(diào)：（300~2000克）；

④ 可適用不同尺寸零件的需求（電極間距5~100mm）；

⑤ 可依據(jù)需要調(diào)整點(diǎn)焊位置；

⑥ 具有被加工部件技術(shù)參數(shù)的保存、調(diào)取、修改功能；

⑦ 自動預(yù)焊機(jī)需要根據(jù)用戶的需要重新確定其特殊的功能。

ZPF6-（Y）型 預(yù)焊機(jī)的基本技術(shù)條件

① 電源：AC220V±10%  25A  50HZ

② 電源容量：4KVA

③ 預(yù)焊壓力：300~2000g (可調(diào))

④ 重復(fù)定位精度：0.02mm

⑤ 蓋板邊緣厚度：0.08~0.25mm（推薦0.1~0.15mm）

⑥ 管殼材料：可伐（表面鍍鎳、鍍金）、陶瓷（表面金屬化處理）、不銹鋼等

⑦ 自動預(yù)焊機(jī)的矩陣點(diǎn)數(shù)等參數(shù)需要根據(jù)用戶需要確定。

2、平行縫焊機(jī)系統(tǒng)

平行縫焊機(jī)系統(tǒng)按照其應(yīng)用分為兩類：有氣體保護(hù)型和無氣體保護(hù)型。

有氣體保護(hù)型：ZPF6—J（Q）型矩陣式自動平行縫焊機(jī)系統(tǒng)

無氣體保護(hù)型：ZPF6—J（T）型矩陣式自動平行縫焊機(jī)系統(tǒng)

（1）ZPF6—J（Q）型矩陣式自動平行縫焊機(jī)系統(tǒng)

本系統(tǒng)是具有氣體保護(hù)的矩陣式平行縫焊系統(tǒng)。

本系統(tǒng)可用于微電子行業(yè)中需要進(jìn)行封裝的各種電子部件的殼體縫焊、光伏產(chǎn)業(yè)（如光纖通訊領(lǐng)域）中的各種需要封裝的密封器件的縫焊和其他領(lǐng)域中需要縫焊封裝的操作。也廣泛地應(yīng)用于要求較高的軍工行業(yè)、航天行業(yè)和通訊等行業(yè)。同時也適用于一般的民品企業(yè)。

該系統(tǒng)特別適用于產(chǎn)品設(shè)計成熟、生產(chǎn)批量較大、對產(chǎn)品的氣密性、水汽含量等要求較高產(chǎn)品的生產(chǎn)之用。

本系統(tǒng)由兩部分組成：真空恒溫干燥系統(tǒng)和平行縫焊系統(tǒng)。

① 真空恒溫干燥系統(tǒng)

本系統(tǒng)由真空單元和溫控單元組成。

真空單元由真空箱和真空泵及控制單元組成。

真空箱需要依據(jù)用戶的需要進(jìn)行專門的設(shè)計。其腔體尺寸和箱體的個數(shù)，需要依據(jù)產(chǎn)能需要確定。真空箱體的位置可以在正面、側(cè)面或者背面（必須易于操作）。箱體的數(shù)量一般不超過3個。

真空泵一般選擇機(jī)械泵（干泵或者油泵），每一個真空箱配備一個。

控制單元由設(shè)備的控制中心統(tǒng)一控制或者由各自獨(dú)立的控制電路實(shí)現(xiàn)。

溫控單元由高精度溫控儀表和發(fā)熱單元組成，確保發(fā)熱單元的溫度值在設(shè)定值的1%范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的恒溫控制。

② 平行縫焊系統(tǒng)

本系統(tǒng)由手套箱、控制單元和縫焊機(jī)頭三部分組成。

手套箱是一個密閉的箱體，用來實(shí)現(xiàn)縫焊機(jī)頭與外界的隔離，采用304#不銹鋼制成，正面安裝有透明玻璃和操作手套接口，左右兩側(cè)為進(jìn)出門接口。

控制單元采用PLC控制器及相關(guān)的傳感器和執(zhí)行元件組合實(shí)現(xiàn)。其主要功能是控制縫焊機(jī)頭實(shí)現(xiàn)對器件的縫焊封裝和整個系統(tǒng)中需要控制的單元發(fā)出控制信號，確保系統(tǒng)可靠、正確的運(yùn)行，并對各種故障進(jìn)行監(jiān)測、處理。

系統(tǒng)特點(diǎn)

● 采用高頻可調(diào)脈沖焊接 —— 焊接頻率由計算機(jī)根據(jù)焊接參數(shù)計算得出；

● 焊接的點(diǎn)距、焊接時間和被焊接零件的表面溫度等參數(shù)用戶可以根據(jù)需要自行調(diào)整；

● 可靠的真空干燥箱——實(shí)現(xiàn)完全與空氣隔絕干燥，并具有氣體保護(hù)，防止表面氧化；

● 結(jié)構(gòu)合理的手套箱系統(tǒng)——開啟、維修簡單；帶有進(jìn)出口傳遞箱，與外界有效隔離；

● 友好的用戶界面——易于操作，調(diào)取、更改加工數(shù)據(jù)簡單；

● 具有系統(tǒng)故障和機(jī)械運(yùn)動故障保護(hù)功能；

● 矩陣式縫焊，產(chǎn)能較大——依據(jù)用戶要求進(jìn)行產(chǎn)能設(shè)計。

技術(shù)指標(biāo)

● 輸入電源：AC220V  25A  50Hz

● 縫焊壓力：300~2000g

● 焊接頻率：根據(jù)被焊接零件的技術(shù)參數(shù)，由計算機(jī)計算得出最佳數(shù)據(jù)

● 縫焊電源容量：3.6KW

● 最快焊接速度：可調(diào)。一般≦45cm/分鐘

● 重復(fù)定位精度：0.01mm

● 烘箱極限真空度：-0.1MPa（采用普通機(jī)械泵時）

● 烘箱真空保持時間：不低于48小時

● 烘箱溫度：室溫~200oC可調(diào)

● 烘箱溫度控制：±1 oC

● 加工部件尺寸：矩形（5～100）×（5～100）mm   需要依據(jù)用戶需要確定

● 蓋板邊緣厚度：0.08mm～0.25mm（推薦0.1～0.15mm）

● 管殼材料：可伐（表面鍍鎳、鍍金）、陶瓷（表面金屬化處理）、不銹鋼等

● 手套箱內(nèi)氮?dú)獗Ｗo(hù)流量：2～30L/分鐘

根據(jù)用戶的需要可在手套箱內(nèi)加裝露點(diǎn)儀和氧含量分析儀（標(biāo)準(zhǔn)Q型無此配置）。

（2）ZPF6—J（T）型矩陣式自動平行縫焊機(jī)系統(tǒng)

本平行縫焊機(jī)系統(tǒng)為臺式矩陣自動平行縫焊機(jī)系統(tǒng)。

本系統(tǒng)可用于微電子行業(yè)中需要進(jìn)行封裝的各種電子部件的殼體縫焊、光伏產(chǎn)業(yè)（如光纖通訊領(lǐng)域）中的各種需要封裝的密封器件的縫焊和其他領(lǐng)域中需要縫焊封裝的操作。也廣泛地應(yīng)用于要求較高的軍工行業(yè)、航天行業(yè)和通訊等行業(yè)。同時也適用于一般的民品企業(yè)。

該系統(tǒng)特別適用于產(chǎn)品設(shè)計成熟、生產(chǎn)批量較大的產(chǎn)品的生產(chǎn)之用。

本系統(tǒng)由兩部分組成：機(jī)架、工作臺面和平行縫焊系統(tǒng)。

機(jī)架和工作臺采用特種鋼板經(jīng)嚴(yán)格的制作工藝加工而成。具有穩(wěn)定性好、耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。為大批量縫焊封裝生產(chǎn)提供了必要的條件。

平行縫焊系統(tǒng)采用PLC控制技術(shù)，操作簡單、運(yùn)行可靠、中文顯示、易于維護(hù)。

系統(tǒng)特點(diǎn)

● 采用高頻脈沖焊接 —— 其焊接質(zhì)量優(yōu)于工頻焊接；

● 焊接的點(diǎn)距、散熱系數(shù)等參數(shù)用戶可以根據(jù)需要自行調(diào)整；

● 采用PLC控制技術(shù)，運(yùn)行可靠、靈活，維護(hù)更新容易；

● 友好的用戶界面——易于操作，調(diào)取、更改加工數(shù)據(jù)簡單；

● 裝夾工件方便，易于批量生產(chǎn)；’

● 具有系統(tǒng)故障和機(jī)械運(yùn)動故障保護(hù)功能。

基本技術(shù)指標(biāo)

● 輸入電源容量：AC220V  25A  50Hz

● 縫焊壓力：300~2000g（可調(diào)）

● 縫焊電源容量：3.6KW

● 重復(fù)定位精度：0.01mm

● 加工部件尺寸：矩形：（5～100）×（5～100）mm （可根據(jù)用戶需要定制）

● 蓋板邊緣厚度：0.08mm～0.25mm （推薦0.10～0.15mm）

● 管殼材料：可伐（表面鍍鎳、鍍金）、陶瓷（表面金屬化處理）、不銹鋼

三、系統(tǒng)產(chǎn)能的計算

以具有氣體保護(hù)的ZPF6—J(Q)型矩陣式自動平行縫焊機(jī)系統(tǒng)為例。

平行縫焊工序是整個電子部件生產(chǎn)過程的一個工段，也是最后一個生產(chǎn)工序。

這個工序的產(chǎn)能一般是依據(jù)縫焊系統(tǒng)的產(chǎn)能來確定的。

例如：

系統(tǒng)的產(chǎn)能要求6000只/班，若每批干燥時間需要2小時，每班實(shí)際干燥操作時間為6小時，則每批次干燥的數(shù)量需要2000只，以此來推算所需恒溫干燥箱的數(shù)量和每箱每次的干燥數(shù)量。

每個干燥箱的產(chǎn)能為1000只/次，則需要2套恒溫干燥系統(tǒng)。

按照這個工作量需要計算出所需要的預(yù)焊機(jī)的臺數(shù)：

若每臺預(yù)焊機(jī)的產(chǎn)能為500只/小時，需要2臺預(yù)焊機(jī)。

如若是連續(xù)生產(chǎn)的生產(chǎn)線，則需要留有設(shè)備的維修維護(hù)時間。