[00854791]印刷电路板无铅联装关键技术与成套设备

所属科学技术领域：光机电一体化和机械设计原理与方法技术领域。目前，我国已成为世界第一大印刷电路板(PCB)制造国，但相关高端装备长期被国外所垄断。随着电子信息产业的发展，PCB的组装密度越来越高，元件的体积也越来越小，特别是欧盟WEEE和RoHS等指令的实施，标志着PCB行业“绿色壁垒”的形成，也对PCB无铅联装设备提出了更高的要求。本成果研制了具有自主知识产权、适用高密度印刷电路板元器件、组件无铅联装的全自动无铅锡膏印刷、无铅回流和无铅波峰焊接成套设备，主要创新点包括：(1)基于并联机器人机构理论，发明了有效避免输入、输出耦合的并联精密定位平台，与国外主流设备的串联定位模式不同，本成果采用的并联机构方式可以一次性完成模板和PCB的精确定位，引入柔顺单元，有效消除了间隙对定位精度的影响。(2)发明了双镜头视觉系统，可同时拍摄钢网和PCB的Mark点，不仅提高了检测速度，也避免了由于机器振动引发的上下拍摄不同步对分析精度的影响。(3)发明了一种串行多轴步进控制方法，实现了时印刷机PCB定位，印刷、脱模，清洗等工作状态的有效控制，基于该方法也实现了对回流、波峰焊接设备初始化、PCB传输、姿态调整、温度控制等多个工作状态协调控制。(4)通过对无铅焊接设备各温区采用独立循环、独立控制等策略，有效解决了无铅焊接在温度高，控制窗口窄的情况下，炉温的精确控制问题；发明的中央支撑和精密定位系统系统可对PCB的姿态准确调整，配合发明的振荡渡机构，可有效消除焊接的阴影效应，提高了管角的焊接质量。围绕成套设备的核心技术，形成了由56项授权专利和软件著作权组成的专利群，其中授权欧洲（意大利、德国、英国、法国）、美国和加拿大发明专利各1件；授权国家发明专利10件；授权实用新型专利36件；外观专利3件；获得软件著作权4项。成套设备的主要技术指标与欧美等发达国家同类技术指标持平，并通过了欧盟的CE认证、美国的UL认证。成果于2007年6月通过了广东省科技成果鉴定，鉴定委员会一致认为成果综合技术水平达到了国内领先，国际先进水平。该成套设备已成功产业化，部分产品出口到了加拿大、欧盟、东南亚等国家和地区，全球用户已达到500多家。2007年美国著名的咨询公司ITM公布了全球PCB焊接设备供应商的市场份额情况，成果产品已占全球市场的19%，位居全球相关企业的第一位。在直接经济效益方面，近三年新增产值5.1359亿元、净利润1.284亿元、税收0. 53927亿元。在间接经济效益方面，仅从统计的部分用户看，近三年成套设备应用新增产值238.4亿元、新增利润33.6亿元、新增税收47319.99万元，间接经济效益显著。该成套设备打破了该类高端设备长期被国外垄断的局面，有效提高了我国相关产业的整体技术水平和市场竞争力。