一种印刷顶针模板的制备方法及印刷顶针模板与流程

本发明涉及表面组装技术领域，具体涉及一种印刷顶针模板的制备方法及印刷顶针模板。

背景技术

smt(surfacemountingtechnology的缩写:表面组装技术)中自动印刷锡膏工序里，如图1所示，在刮刀压力下pcb板1易发生形变，导致其上电器元件和焊点受损暗裂。现有技术中通过在pcb板1下方设置顶针2以减小其形变，顶针2摆放位置要一一确认，确保顶针2与底面元件不产生干涉同时避开元件安装孔和辟火槽位置。不同pcb板1对应顶针不同的布置方式。

在切换线时，现有技术方案是人工重新调节顶针的布置位置，此方法效率低下，且人工无法实现顶针最优布置位置，进而降低产品可靠性。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服pcb板制备过程中切换线时人工布置顶针效率低，布置位置不准确导致产品可靠性低的缺陷。

为此，本发明提供顶针模板的制备方法，包括如下步骤：

s1.确认pcb板上与顶针分布相一致的第一布置位置；

s2.对第一布置位置进行应力模拟，选出第二布置位置，将若干个顶针设置在所述第二布置位置下方。

在步骤s1中，所述第一布置位置确定过程如下：

首先确定pcb板厚度，设定所述pcb板的厚度为b，两个相邻最近的顶针之间的连线距离为c，进而顶针布置需满足：

当0mm<b≤1mm时，c≤30mm；

当1mm<b≤1.6mm时，c≤50mm；

当1.6mm<b≤2.0mm时，c≤70mm；

若pcb板上的电器元件较多，实际布置时所述顶针间距c数值较大，无法满足上述理论上对顶针间距c的要求范围，此时可在原有顶针间距c要求范围基础上增加(0,20]mm,实现了对尽可能多的pcb板的顶针布置。

再确认pcb板的类型，若所述所述pcb板具有多个互相拼接的子板时，每个所述子板下至少布置有一个顶针，以防止子板缺少支撑导致整体pcb板受力分裂。

最后，所述第一布置位置均需要满足：

顶针与所述pcb板的底面元件之间无干涉，以防止布置顶针时损坏底面电器元件；

顶针应避开所述pcb板上电器元件安装孔和辟火槽，防止对所述安装孔和辟火槽造成损坏；

所述pcb板上沿印刷方向的始末两端分别设置有顶针；

顶针最上端与所述pcb板的底元件丝印框垂直距离为a，0mm＜a≤3mm，避免了顶针与pcb板直接硬接触。

在步骤s2中，第二位置的选择满足以下测试条件：

所述应力模拟测试是指对每个顶针周边直径至少5mm范围内的贴片元件及焊点进行应力应变测试，测量得到的应力应变值为在印刷过程中所述pcb板受到应力后产生的形变量与原尺寸的比值。

所述应力应变值为至少5次应力测试获得的应力应变值的平均值，测试时所得应力应变值越多越好，以提高测试的准确度。

至少5次应力测试所得应力应变值中最大值小于400με，踢除异常样本数据，使测试更准确。

所述应力应变值的平均值不大于200με，满足此要求的第一布置位置即是所要的第二布置位置。

一种印刷顶针模板，采用上述印刷顶针模板的方法制成，所述印刷顶针模板为smt印刷顶针模板，直接在现有pcb板使用精雕机雕刻开孔，开孔位置根据印刷顶针模板中确定的所述第二位置，开孔直径大于需要使用的顶针直径，使用时，工人透过模板上的开孔，将顶针移动到所述开孔位置即可。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的印刷顶针模板的制作方法包括如下步骤s1.确认pcb板上与顶针分布相一致的第一布置位置；s2.对第一布置位置进行应力模拟，选出第二布置位置，将若干个顶针设置在所述第二布置位置下方，进而可以实现在pcb板印刷锡膏工序需要切换线时，使用本发明中所述的印刷顶针模板制作方法，将事先制作好的印刷顶针模板与所需印刷的pcb板一一对应，即可快速完成pcb板下的顶针布置，极大提高了工作效率，此外在本发明中pcb上的顶针布置位置均准确测量过其应力应变量，有效防止了由印刷过程导致pcb板上元件或焊点的受损，提升了产品的可靠性。

2.本发明提供的印刷顶针模板的制作方法在步骤s1中，保证了顶针与所述pcb板的底面元件之间无干涉，特别是对于双面pcb板，两面均安装有电器元件时，当其中一面上已安装电器元件，要对另一面进行锡膏印刷时，此原则可有效避免对pcb板上电路元器件的损坏。

3.本发明提供的印刷顶针模板的制作方法在步骤s1中，保证了顶针应避开所述pcb板上电器元件安装孔和辟火槽，有效解决了由于所述安装孔位置应力易集中，顶针安装在所述安装孔位置易造成安装孔边缘损坏的问题以及辟火槽结构材质强度低，受力易变形，导致槽体损坏无法起到辟火作用的问题。

4.本发明提供的印刷顶针模板的制作方法在步骤s1中，要求了若pcb板具有多个互相拼接的子板时，每个所述子板下至少布置有一个顶针，有效预防了在印刷锡膏过程中具有多个子板的pcb板因各子板受力不均产生破裂的问题。

5.本发明提供的印刷顶针模板的制作方法在步骤s1中，保证了顶针最上端与pcb板的底元件丝印框之间留有间隙，有效避免了顶针与pcb板在印刷锡膏过程中直接硬接触，滑伤pcb板的问题。

6.本发明提供的印刷顶针模板的制作方法在步骤s1中，对于不同厚度的pcb板，在印刷锡膏时，所产生的形变量不同，据此，本发明中不同厚度的pcb板对应不同的顶针间距布置范围，最大化保证了在印刷锡膏时，顶针对pcb板的支撑效果。

7.本发明提供的印刷顶针模板的制作方法在步骤s1中，对于具有较多电器元件的pcb板，实际布置时所述顶针间距数值较大，无法满足理论上对顶针间距的要求范围，此时可在原有顶针间距要求范围基础上增加(0,20]mm,实现了对尽可能多的pcb板的顶针布置。

8.本发明提供的印刷顶针模板的制作方法在步骤s2中，所述应力应变值为至少5次应力测试获得的应力应变值的平均值，多次测试取均值的方法有效保证了测试的可靠性。

9.本发明提供的印刷顶针模板的制作方法在步骤s2中，限制了至少5次应力测试所得应力应变值中最大值小于400με，有效避免了异常样本造成最终计算出的应力应变值的平均值失真，导致布置位置顶针布置位置不准确的问题。

10.本发明提供了一种印刷顶针模板，采用了本发明中印刷顶针模板的制作方法，在pcb直接开顶针布置孔，布置时直接透过布置孔定位顶针位置，降低了工人布置顶针时的操作难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为本发明背景技术中提供的所述顶针支撑pcb板的结构示意图；

图2为实施例2中smt印刷顶针模板布置结构主视图；

图3为实施例2中smt印刷顶针模板布置结构俯视图；

图4为实施例3中smt印刷顶针模板布置结构主视图；

图5为实施例3中smt印刷顶针模板布置结构俯视图；

背景技术中附图标记说明：

1-pcb板；2-顶针。

实施例2中附图标记说明：

1-smt印刷顶针模板；2-顶针；3-顶针安装板；11-顶针布置孔；21-支撑部；22-固定部。

实施例3中附图标记说明：

1-smt印刷顶针模板；2-顶针；3-顶针安装板；11-顶针布置孔。

实施例4中附图标记说明：

1-网格状顶针放置台；2-顶针。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供了本发明中印刷顶针模板的制作方法，具体包括：

s1.确认pcb板上与顶针分布相一致的第一布置位置；

s2.对第一布置位置进行应力模拟，选出第二布置位置，将若干个顶针设置在所述第二布置位置下方。

在步骤s1中，所述第一布置位置确定过程如下：

首先确定pcb板厚度，设定所述pcb板的厚度为b，两个相邻最近的顶针之间的连线距离为c，进而顶针布置需满足：

当0mm<b≤1mm时，c≤30mm；

当1mm<b≤1.6mm时，c≤50mm；

当1.6mm<b≤2.0mm时，c≤70mm；

若pcb板上的电器元件较多，实际布置时所述顶针间距c数值较大，无法满足上述理论上对顶针间距c的要求范围，此时可在原有顶针间距c要求范围基础上增加(0,20]mm,实现了对尽可能多的pcb板的顶针布置。

再确认pcb板的类型，若所述所述pcb板具有多个互相拼接的子板时，每个所述子板下至少布置有一个顶针，以防止子板缺少支撑导致整体pcb板受力分裂。

最后，所述第一布置位置均需要满足：

顶针与所述pcb板的底面元件之间无干涉，以防止布置顶针时损坏底面电器元件；

顶针应避开所述pcb板上电器元件安装孔和辟火槽，防止对所述安装孔和辟火槽造成损坏；

所述pcb板上沿印刷方向的始末两端分别设置有顶针；

顶针最上端与所述pcb板的底元件丝印框垂直距离为a，0mm＜a≤3mm，避免了顶针与pcb板直接硬接触。

在步骤s2中，第二位置的选择满足以下测试条件：

所述应力模拟测试是指对每个顶针周边直径至少5mm范围内的贴片元件及焊点进行应力应变测试，测量得到的应力应变值为在印刷过程中所述pcb板受到应力后产生的形变量与原尺寸的比值。

所述应力模拟测试过程包括：应力应变测试仪，其上连接有应变片，接通所述应力应变测试仪，将所述应变片贴于待测贴片元件和焊点处，将贴好所述应变片的pcb板安装在固定架体上，并布置好线路；配套试验台，模拟锡膏印刷过程并通过strainmaster实时采集软件记录待测贴片元件和焊点处所产生的应力应变量。

所述应力应变值为至少5次应力测试获得的应力应变值的平均值，测试时所得应力应变值越多越好，以提高测试的准确度。

至少5次应力测试所得应力应变值中最大值小于400με，踢除异常样本数据，使测试更准确。

实施例2

如图2和3所示，本实施例提供了本发明中所述的印刷顶针模板的一种实施方式，包括：

采用实施例1中印刷顶针模板制作方法制作的smt印刷顶针模板1，具体为在pcb板上设有顶针布置孔11，所述顶针布置孔11的正下面布置有顶针2。

本实施例中的顶针2形成有小直径的支撑部21和大直径的固定部22，固定部22上安装有磁石，所述顶针布置孔11的直径大于支撑部21直径即可，保证工人在移动顶针2时，可透过顶针布置孔11看到顶针2的位置。

具体实施时，在pcb板印刷锡膏工序中切换线时，先将所述smt印刷顶针模板1安装在需要印刷的pcb板的位置，下方设置有若干顶针2，通过固定部22中的磁石吸附在顶针安装板3上，根据所述smt印刷顶针模板1上顶针布置孔11的位置，手动克服磁石的吸力移动若干顶针2到若干布置孔11的下方，即可完成顶针2的布置。

实施例3

如图4和5所示，本实施例提供了本发明中印刷顶针模板的第二种实施方式。

与实施例2相比，本实施例适用于另一种结构的顶针2，所述顶针2是具有一定长度的圆柱体。

smt印刷顶针模板1，其上根据本发明中印刷顶针模板的制作方法开设有顶针布置孔11，所述顶针布置孔11的正下面布置有顶针2，所述顶针布置孔11的直径大于所述顶针2的直径。

具体实施时，在pcb板印刷锡膏工序中切换线时，先将所述smt印刷顶针模板1安装在需要印刷的pcb板的位置，根据所述smt印刷顶针模板1上顶针布置孔11的位置，手持顶针2穿过布置孔11，使其吸附在下方的顶针安装板3上，即可完成顶针2的布置。

实施例4

本实施例提供了本发明中所述的印刷顶针模板的第三种实施方式，包括，

采用实施例1中印刷顶针模板制作方法制作的作业指导书顶针模板页，其上标注有顶针布置位置点。

网格状顶针放置台1，放置在锡膏印刷机tap台面上，所述作业指导书上的顶针布置点，与网格顶针放置台1的网格位置一一对应，布置顶针时，根据作业指导书上的顶针布置点将顶针2放置到对应网格中即可。

相比于实施例2与实施例3，采用作业指导书的形式，更便于印刷顶针模板的管理。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。