一种适用于SMT通用工装的设计

田华磊 高 飞

贵州航天电子科技有限公司，贵州 贵阳 550009

一种适用于SMT通用工装的设计

田华磊 高 飞

贵州航天电子科技有限公司，贵州 贵阳 550009

通过设计一种新型的通用工装，解决小形和异形印制板无法满足SMT全自动生产设备的装夹要求，同时要求该工装具有质量轻、通用特性好、定位精度高、使用方便的特点。

小形印制板；异形印制板；通用工装

引言

由于电子产品结构设计需要，在SMT生产过程中经常会遇到小形印制板（尺寸小于50 mm×50 mm）和异形印制板（非矩形印制板）的加工任务。这两种类型印制板不满足全自动印刷机、贴片机的轨道装夹要求，因此无法采用全自动设备进行生产。（印刷机和贴片机对印制板外形要求为尺寸大于50 mm×50 mm的矩形印制板。）

目前，SMT加工企业解决小形印制板和异形印制板的生产方法主要有：（1）设计之初，增加工艺边或拼版改变印制板外形；（2）设计专用工装；（3）设计通用工装。这三种方法各有利弊，相互补充。本文设计了一种操作简单、适用性强、定位精度高的通用工装，以解决电子产品在试制阶段的小形印制板和异形印制板的加工任务。

1 技术现状

在电子产品加工中，解决各类小形印制板和异形印制板的方法存在以下问题：

（1）设计时改变印制板外形，小形印制板采取拼板设计，异形板增加工艺边[1]。拼板设计不适用高可靠性要求的印制板，小于1 mm以下厚度的印制板不适合做拼板；拼板在分板时，存在应力问题，对操作技能和方法要求高。

（2）专用工装。加工制作专用工装周期长，每个专用工装只能针对一种产品，产品种类多了之后，存在管理困难的情况。

（3）通用工装。工装过重进入设备时，由于惯性过大对设备的挡针、挡板器、皮带造成损伤[2]；适用性差，只能解决60 mm×60 mm的小形印制板和异形印制板的生产；通用性差，一个通用工装只能解决一种厚度的印制板（通常印制板厚度规格有：0.5 mm，1 mm，1.6 mm，2.0 mm等）；操作不方便，工装没有标准参照物，活动机构多，在使用过程中存在定位困难和操作烦琐的问题。

因此，在产品试制阶段，需要一种适用于小形印制板和异形印制板加工的通用工装，以满足自动化设备装夹要求。

2 通用工装设计

2.1 设计要求

通过设计一种新型的通用工装，满足 SMT生产小形印制板和异形印制板的生产问题，同时还要解决目前工装设计中存在的弊端。要求新设计的通用工装具有以下特点：质量轻、使用轻便，不会对设备造成损伤；适用性好，可以解决100 mm×100 mm以下的小形印制板和异形印制板的生产问题；通用性好，一个工装就能满足各类厚度印制板的生产；可以进行印制板的精确定位，操作简单。

2.2 通用工装设计

2.2.1 工装主体设计

通用工装主体部分设计：材料选用轻质、耐用、不易变形的铝合金为工装材料，厚度8 mm，质量控制在380 g以内。工装主体尺寸根据印制板适用尺寸和工装重量优化后，定为198 mm×186 mm。在工装主体中间部位采用内沉面设计，加工一个170 mm×158 mm的槽体，印制板与滑块置于槽体内，滑块高度与工装主体保持共面。工装主体四周，铣去宽10 mm，留1.6 mm厚的装夹边，同时铣出6条滑块活动槽，通用工装主体图。

此设计保障工装整体面的共面性（工装主体、固定滑块、印制板处于同一水平面），印刷机刮刀在运行过程中不会由于工装不共面造成刮刀损伤。不管什么厚度的印制板在使用通用工装后，只有一个厚度，即通用工装装夹边厚度1.6 mm，不用考虑和计算印制板装入工装后的高度差，这样就解决了通用工装在高度方向上的精度问题。

2.2.2 固定滑块设计

为实现通用工装对不同厚度印制板的装夹功能，固定滑块设计成正方形在4个面铣出不同高度（厚度规格：1 mm、1.6 mm、2.0 mm、2.5 mm）。使用时遇到不同厚度印制板，选用滑块相应的厚度面；固定滑块底部设计成8 mm×8 mm×2.2 mm方形键，放入通用工装主体部分的槽内，保证固定滑块不会发生旋转、扭动，滑块设计如图1所示。

合理设计工装夹块，在夹块的四个面设计不同高度的台阶，台阶高度在设计上不但考虑到目前常用印制板的厚度，还具有一定的上下兼容特性，如1 mm台阶可以兼容0.8 mm左右的印制板厚度，最大限度地满足不同厚度的印制板尺寸。在使用过程中根据印制板厚度调节滑块方向，具有操作简单、使用灵活、方便的特点。

图1 固定滑块设计

2.2.3 辅助设计

在X向、Y向滑槽旁边，使用激光打标机，打50 mm的刻度线。刻度尺的设计解决了4个方向的滑块在固定印制过程中只能凭借眼睛感觉印制板是否居中的问题，可以根据刻度调节滑块的位置，保障印制板处于工装的中心位置，方便全自动印刷机印制板与网板对位参数的调节；所有直角边进行圆角化设计[3]，平面粗糙度设计为6.3，保障在轨道传送中传送顺畅；固定螺钉选用镀铬梅花型螺钉，既耐用，又方便使用，如图2所示。

图2 通用工装TYGZ-A01示意图

3 总结

通用工装TYGZ-A01的设计，解决了企业在产品研发设计过程中的一些特殊问题，如小形印制板和异形印制板的全自动印刷和贴装问题。此工装具有质量轻、通用特性好、精准高、使用方便的特点。

[1]张文典.实用表面组装技术[M].2版.北京：电子工业出版社，2006.

[2]宣大荣.表面组装技术（SMT）工程师使用手册[M].北京：机械工业出版社，2007.

[3]王豫明.贴片工艺与设备[M].北京：电子工业出版社，2008.

Design of a General Tool for SMT

Tian Hualei Gao Fei
Guizhou Aerospace Electronic Technology Co., Ltd., Guizhou Guiyang 550009

The design of a general type of equipment, solves the small and irregular shape of printed circuit board SMT automatic production equipment fixture that cannot meet the requirements, The general type of eauipment should have the advantages of light weight, good general properties, high positioning accuracy and easy to use.

small printed circuit board; special-shaped printed circuit board; general tooling

TN957

A

1009-6434（2017）7-0008-02

田华磊（1979—），男，汉族，陕西西安人，当前职务为主管工艺师，当前职称为工程师，本科学历，研究方向为表面贴装技术。