CN102149487B - 连续形成带凸缘的表面安装销的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制造带凸缘销(84)的方法。该方法包括将导线(80)供给通过成形模(52)，从而导线(80)变形以形成直线销(62)。然后，直线销(62)从成形模(52)供给到具有预形成凹腔(60)的镦锻模(64)中，其中，直线销(62)的第一部分位于成形模(52)中，并且直线销(62)的第二部分位于镦锻模(64)中。销的一部分固定在成形模(52)和镦锻模(64)中，使得直线销(62)的一部分置于由镦锻模(52)和成形模(64)之间的空间限定的间隙(70)中。

Description

连续形成带凸缘的表面安装销的方法

技术领域

本发明大体涉及带凸缘的表面安装销，本发明尤其涉及以端对端形式制造带凸缘销的方法。

背景技术

通常，表面安装销被插入工件中来用作工件和传统连接器步线装置之间的电接口。典型地，销以端对端形式被制造，其中，卷绕布线被拉直并且形成到销的特定几何结构内。然后，可以使用从端对端串中分隔一个销的销插入机分隔销。然后，被分隔的销可以定位在工件上，并且通过在销的尖端上推动一预设距离被插入。可变量，例如插入过程的速度和惯性，孔在工件中的实际尺寸，以及当受到插入力作用时销的几何结构抵抗偏转的相对能力会导致插入深度的变化以及销轴的变形。制造用于电路板的销的方法在授予Sebastien的美国专利No.4,769,907中描述。

在大多数情况下，销和工件需要通过焊接连接。这典型地通过围绕工件中的孔将焊膏施加到传导表面以及直接施加在工件中的孔上形成。然后，销被插入焊膏并且插入工件中的孔内。一些焊膏被粘接到销上，随后在回流焊工艺期间在销和传导表面之间围绕销形成焊接片。然而，一些焊接膏在被插入时由销散开开，从而导致浪费并且自由的传导材料可能毁坏工件。

该类型销在工件中的使用具有许多缺陷。一些因素，例如插入所需的力和销的强度会导致将销插入太深或者插入的深度不够，或者使销断裂或弯曲。此外，大量使用焊料会导致浪费和污染。

除了上述的直线销以外，可以在工件中使用带凸缘销。带凸缘销具有围绕销的一部分的凸边(例如，凸缘)。凸缘提供用于将销推入工件内的刚性表面，从而消除了使销轴变形的可能性。凸缘也通过阻止销被插入超过特定深度而限定精确的支座表面。附加地，焊料可以围绕工件中的孔、在销的带凸缘部分的正下方被施加到传导材料上，以便在回流焊工艺之后形成具有360度、高强度、低电阻、无浪费的接头。

目前，带凸缘销相比于直线销来说，制造更复杂和昂贵。典型地，目前的带凸缘销使用车床设备、利用六角刀架制造。这是非常昂贵的制造方法并且需要缓慢的碗形供给插入设备。需要的是一种制造带凸缘销的连续卷轴的有效方法。

发明内容

本发明的一个方面是制造带凸缘销的方法。该方法包括通过具有凹口的成形模供给导线；使导线变为多个直线销；部分地将直线销从成形模向前推动到具有预形成凹腔的镦锻模，从而直线销的第一部分位于成形模中并且直线销的第二部分位于镦锻模中。该方法还包括将直线销的第一部分固定到成形模中，并且将直线销的第二部分固定到镦锻模中，从而使直线销的第三部分移置到由镦锻模和成形模之间的空间限定的间隙中，然后，封闭使直线销的第三部分置于预形成凹腔中的间隙，其中预形成凹腔围绕直线销形成凸缘并且形成带凸缘销。接下来，打开成形模和镦锻模，从而释放带凸缘销，并且重复执行该方法。

本发明的另一方面是用于制造带凸缘销的装置。该装置包括成形模，凹口，镦锻模和由成形模和镦锻模之间的空间限定的间隙。成形模具有顶部分和底部分和打开位置和闭合位置，其中当成形模位于打开位置时，导线被供给到成形模内，从而限定直线销。镦锻模具有彼此平行的顶部分和底部分，镦锻模具有预形成凹腔，滑动部分以及打开位置和闭合位置。

附图说明

为了示出本发明主题的目的，附图示出了本发明的一个实施例。然而，应当理解，本发明不限于附图中示出的精确布置和设置。其中：

图1是根据本发明主题的实施例的方法的流程图；

图2是根据本发明主题的处于打开位置的装置的等轴视图；

图3是根据本发明主题的处于闭合位置的装置的等轴视图；

图4是根据本发明主题的处于闭合位置的装置的等轴视图；

图5是根据本发明主题的处于打开位置的装置的等轴视图；

图6是根据本发明主题的处于打开位置的装置的等轴视图。

具体实施方式

现参考附图，其中相同的参考标号表示相同的部件，尤其是，参考图1，本发明主题的一个方面是制造带凸缘销的方法20。在22处，该方法包括将导线供给通过成形模。典型地，该导线为通常用于制造电子销，例如带有不锈钢套筒的不锈钢或铜芯导线的卷绕的预先镀有金属的导线。然而，也可以预期在工艺中使用中空的管。导线可以在进入成形模之前变平。在24处，导线在成形模中变形成直线销。直线销是具有基本上均一直径的导线的一段，除了尖端可以被逐渐变细以外。成形模具有在规定距离处间隔开的多个凹口，该凹口形成导线中的断开点。典型地，凹口逐渐变大，这又使断开点在销中逐渐深入。当导线通过成形模时，导线摆动大约90度，从而导致导线被逐步限定，直到断开点形成在导线厚度的大约50％处。这就形成端对端形式的直线销。

用于该电路类型的典型直线销直径大约为0.305mm到大约2.29mm(大约0.012英寸到大约0.090英寸)，长度大约为2.54mm到大约50.8mm(大约0.100英寸到大约2.000英寸)。导线不完全被切开，仅仅是部分被切开，典型地大约50％被切开，以便允许导线以端对端形式连续地通过工艺。直线销的长度由成形模预先确定，并且通过改变成形模可以改变或调节成具有任何尺寸的直线销。

在26处，直线销从成形模供给到具有滑动部分和预形成凹腔的镦锻模。由成形模的末端部分和镦锻模的开始部分限定间隙。间隙的尺寸可以变化，但是必须小于一个直线销的长度，以便将直线销的每一侧固定。成形模和镦锻模间隔开的距离短于一个直线销的长度，从而形成间隙。间隙的尺寸有效，使得直线销的第一部分可以由成形模固定，并且直线销的第二部分可以由镦锻模固定。成形模和镦锻模都位于打开位置，直线销从成形模供给到镦锻模。

在28处，成形模和镦锻模在一点处被闭合，在该点，直线销的第一部分位于成形模中，并且直线销的第二部分位于镦镦模中。通过闭合成形模和镦锻模，直线销被固定。直线销的第一部分位于成形模中，并且直线销的第二部分位于镦锻模中，直线销的第三部分保持在由成形模和镦锻模之间的空间形成的间隙中。

在30处，镦锻模被机械撞击，导致滑动部分有效地闭合成形模和镦锻模之间的间隙。机械撞击可通过现有技术中的任何已知装置或方法，例如机械、液压或气动致动实施。在32处，当间隙闭合时，直线销的第三部分移置到镦锻模的预形成凹腔内。结果，围绕直线销形成凸缘，从而将直线销转变成带凸缘销。

然后，打开成形模和镦锻模，并且在34处释放带凸缘销。导线卷轴前进一个直线销的预定长度，并且可以完成工艺，直到导线的整个卷轴形成为带凸缘销。然后，带凸缘销可以卷绕到最终形成的带凸缘销的新卷轴上。

现在参考图2，在本发明主题的一个实施例中，用于实施制造带凸缘销的方法的装置被示出。装置50包括成形模52和镦锻模64。成形模52可以与现有技术中已知的对于形成直线销有效的成形模相同。成形模52具有顶部分54和底部分56。成形模52可以处于打开位置，如图2和5所示，或者处于闭合位置，如图3和4所示。

成形模52的顶部分54和底部分56彼此对称，并且沿纵轴线57以平行位置取向。成形模52具有均匀间隔开的多个凹口53，多个凹口位于顶部分54和底部分56上。当凹口53沿工件流动方向，即沿箭头59指示的方向移动时，凹口沿轴线57逐渐深入。成形模52还具有导致导线80在成形模中摆动大约90度的机构。一个示例的摆动机构是旋转机构。摆动导致导线80被凹口53部分地切开。部分切开被继续，直到到达大约50％深度的断开点深度，在销被使用时能够单一化(singulating)，从而形成直线销62。

镦锻模64还具有顶部分66和底部分68，位置和沿纵轴线57平行。类似于成形模52，镦锻模64可以处于打开或闭合位置。如图2所示，顶部分66和底部分68具有凹口58。凹口58可以为任何尺寸和形状。凹口58位于顶部分66和底部分68中，使得当顶部分和底部分处于闭合位置时，凹口限定预形成凹腔60，如图3和4所示。预形成凹腔60的预定尺寸和形状确定将被形成在直线销62上的凸缘的尺寸和形状。镦锻模64还具有沿纵轴线57水平滑动的滑动部分67。

当镦锻模64处于打开位置时，直线销62可以从成形模52供给到镦锻模内。当镦锻模64处于闭合位置时，直线销62可以被固定。

成形模52和镦锻模64位于同一平面上，使得直线销62在随后操作期间不变形。成形模52和镦锻模64在它们之间限定间隙70。间隙70由成形模52的第一边缘72和镦锻模64的第二边缘74限定。间隙70的尺寸与直线销62的确定尺寸直接成比例。间隙70的尺寸必须被确定成有效地保持直线销62的第一部分76和直线销的第二部分78。

例如，当成形模52和镦锻模64处于打开位置时，导线80可以被供给到模内。当导线80行进通过成形模52时，直线销62通过成形模的摆动形成，其中凹口形成导线的部分切开。从导线卷轴形成直线销的工艺被典型地使用在工业中。当形成直线销62时，直线销从成形模52行进到镦锻模64。

当每个直线销62接近间隙70时，装置50停止，并且成形模52和镦锻模64闭合，如图3所示。现在尤其参考图3，当成形模52和镦锻模64处于闭合位置时，直线销62被固定。直线销62的第一部分76被固定在成形模52中，并且直线销的第二部分78被固定到镦锻模64中。直线销62的第三部分82位于间隙70中。

当工艺连续进行时，如图4所示，间隙70闭合。这可以通过将机械冲击或类似力施加到镦锻模64的滑动部分67来完成。间隙70的闭合导致直线销62的第三部分82移置到预形成凹腔60内。当直线销62移置时形成凸缘，从而凸缘形成带凸缘销84。

然后，成形模52和镦锻模64可以被打开，如图5所示，以便释放带凸缘销84，并且通过使导线80前进一个直线销62的长度可以重复执行整个工艺，如图6所示。

当要使用带凸缘销时，首先从卷轴单一化。然后，通过将销的凸缘顶部推入板内而将带凸缘销插入电路板内，直到凸缘的底部接触电路板。这就控制了插入的深度并且消除了外部变量。

典型地，直线销从端部推动，并且可以导致销轴的弯曲或断裂。通过凸缘将销推入，可以得到更多控制并且使损坏销的风险更小。

此外，通过在电路板中使用带凸缘销，典型地需要完成连接的焊料量被显著地减小。焊料可以被仅仅施加到孔周围的传导表面上。焊料环可以被印刷到板内。当销被插入时，带凸缘的部分接触产生较大表面区域的焊料，以便在随后回流焊工艺期间形成周向焊料片。与前述方法不同，当销插入时，在孔及其周围区域被覆盖的地方，销迫使焊料散开，因而没有焊料的浪费或散开，并且可以获得更好的电和机械连接。

此外，本方法在低成本的工具价格下产生高的速度和精确的部件。

Claims (13)

1.一种以端对端形式制造一串带凸缘销的方法（20），其特征在于，所述方法包括下列步骤：

a．将导线供给通过成形模的步骤（22）；

b．部分地将所述导线切成由断开点分隔的多个直线销；

c．使每个直线销从所述成形模部分地前进至具有预形成凹腔的镦锻模的步骤（26），从而所述直线销的第一部分位于所述成形模中，并且所述直线销的第二部分位于所述镦锻模中；

d．将所述直线销的所述第一部分固定在所述成形模中并且将所述直线销的所述第二部分固定在所述镦锻模中的步骤（28），从而所述直线销的第三部分置于由所述镦锻模和所述成形模之间的空间限定的间隙中；

e．通过沿所述直线销的纵轴线水平地滑动所述镦锻模来闭合所述间隙的步骤（30），从而导致所述直线销的所述第三部分移置到所述预形成凹腔中，从而围绕所述直线销形成凸缘和形成带凸缘销的步骤（32）；

f.打开所述成形模和所述镦锻模，从而释放所述带凸缘销的步骤（34）；和

g．对所述多个直线销中的下一个直线销重复执行步骤c至f。

2.如权利要求1所述的以端对端形式制造一串带凸缘销的方法（20），其特征在于，所述导线前进通过所述成形模一个直线销的长度。

3.如权利要求2所述的以端对端形式制造一串带凸缘销的方法（20），其特征在于，所述导线是卷绕的预先镀有金属的导线。

4.如权利要求3所述的以端对端形式制造一串带凸缘销的方法（20），其特征在于，所述导线在步骤a之前被卷开。

5.如权利要求4所述的以端对端形式制造一串带凸缘销的方法（20），其特征在于，通过机械地撞击所述镦锻模的步骤来闭合所述间隙。

6.如权利要求5所述的以端对端形式制造一串带凸缘销的方法（20），其特征在于，所述带凸缘销被缠绕在卷轴上。

7.一种用于以端对端串形式制造多个带凸缘销（84）的装置（50），其特征在于，所述装置包括：

成形模（52），所述成形模具有顶部分（54）和底部分（56），所述成形模（52）具有打开位置和闭合位置，其中，当所述成形模（52）位于所述打开位置时，导线（80）能够被供给到所述成形模（52）内；

凹口（53），所述凹口定位于所述成形模（52）的所述顶部分（54）和所述底部分（56）中，所述凹口逐渐深入，并且当所述成形模位于所述闭合位置时有助于部分地切开所述导线（80）从而以端对端形式形成多个直线销（62）；和

镦锻模（64），当所述镦锻模位于所述打开位置时，所述镦锻模与所述成形模分隔一个间隙（70），所述镦锻模（64）具有彼此平行的顶部分（66）和底部分（68），所述镦锻模（64）具有预形成凹腔（60）和滑动部分（67），其中，所述镦锻模通过沿所述多个直线销的纵轴线水平滑动而在所述打开位置和闭合位置之间往复运动。

8.如权利要求7所述的装置（50），其特征在于，所述成形模（52）包括摆动机构。

9.如权利要求8所述的装置（50），其特征在于，所述凹口（53）被均匀地间隔开。

10.如权利要求9所述的装置（50），其特征在于，当所述成形模（52）位于所述闭合位置时，所述直线销（62）的第一部分（76）被固定。

11.如权利要求10所述的装置（50），其特征在于，当所述镦锻模（64）位于所述闭合位置时，所述直线销（62）的第二部分（78）被固定。

12.如权利要求11所述的装置（50），其特征在于，所述间隙（70）通过机械地撞击所述镦锻模（64）的所述滑动部分（67）而闭合。

13.如权利要求12所述的装置（50），其特征在于，所述导线（80）被移置到所述预形成凹腔（60）中，从而形成带凸缘销（84）。

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