CN103391693B - 焊接电子元件用定位装置及焊接电子元件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接电子元件用定位装置及焊接电子元件的方法，定位装置包括底座定位机构和定高锁紧机构，底座定位机构包括底座和两根竖直固定在底座上的定位柱，定位柱为阶梯状，其包括直径由下至上逐级缩小的第一阶梯段、第二阶梯段和第三阶梯段，第二阶梯段与PCB板上的定位孔相配合，第三阶梯段与电子元件上的定位孔相配合；定高锁紧机构设置在第三阶梯段上，用于使PCB板和电子元件分别与第一阶梯段的端面和第二阶梯段的端面贴紧。通过本发明所提供的焊接电子元件用定位装置焊接电子元件时，其能对电子元件精确定高、定位，从而方便电子元件的焊接，提高焊接效率和质量。

Description

焊接电子元件用定位装置及焊接电子元件的方法

技术领域

本发明涉及焊接用辅助装置，特别是涉及一种焊接电子元件用定位装置，及使用所述定位装置焊接电子元件的方法。

背景技术

PCB板功率模块IPM((IntelligentPowerModule))由高度低功耗的管芯和优化的门极驱动电路以及快速保护电路构成，其具有高可靠性，适合于驱动电机的变频器和各种逆变电源，是变频家电一种非常理想的不可或缺的电子元件。IPM焊接高度的精度要达到H±0.3mm，且IPM一般使用IGBT((InsulatedGateBipolarTransistor))作为功率开关元件，其等高同平面的精度要达到±0.2mm，与定位孔的同轴度要达到±0.1mm才能保证与之匹配的散热器有良好的接触，保证其使用寿命。目前，手工焊接PCB板功率模块IPM工序中，存在操作不方便，焊接高度和同轴度精度不高，质量一致性差的问题。

发明内容

针对上述现有技术现状，本发明所要解决的第一个技术问题在于，提供一种焊接电子元件用定位装置，其能对电子元件精确定高、定位，方便电子元件的焊接，提高焊接效率和质量。

本发明所要解决的第二个技术问题在于，提供一种使用所述定位装置焊接电子元件的方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种焊接电子元件用定位装置，其包括底座定位机构和定高锁紧机构，所述底座定位机构包括底座和两根竖直固定在所述底座上的定位柱，所述定位柱为阶梯状，其包括直径由下至上逐级缩小的第一阶梯段、第二阶梯段和第三阶梯段，所述第二阶梯段与PCB板上的定位孔相配合，且所述第二阶梯段的高度L和电子元件的厚度d1之和与所述PCB板的厚度d2和电子元件焊接高度H之和相等，所述第三阶梯段与电子元件上的定位孔相配合；所述定高锁紧机构设置在所述第三阶梯段上，用于使所述PCB板和所述电子元件分别与所述第一阶梯段的端面和所述第二阶梯段的端面贴紧。

在其中一个实施例中，所述定高锁紧机构包括卡板、压板和弹性部件，所述卡板和所述压板上下活套在两根所述定位柱的所述第三阶梯段上，在所述压板上固定有至少三根沿所述定位柱轴心线方向向下延伸的定高柱，且所有所述定高柱的下端面与所述压板下表面之间的距离和所述焊接高度H相等，所述弹性部件设置在所述卡板与所述压板之间。

在其中一个实施例中，所述定高柱为四根，并分别布置在所述压板的四个角部。

在其中一个实施例中，所述定高柱通过螺纹和螺帽与所述压板连接。

在其中一个实施例中，在所述压板上固定有至少两根沿所述定位柱轴心线方向延伸的导柱，在所述卡板上设置有与所述导柱相对应的导柱孔，所述导柱穿过所述导柱孔；所述弹性元件为弹簧，所述弹簧套装在所述导柱上。

在其中一个实施例中，所述弹性元件为弹簧，所述弹簧套装在所述定位柱的所述第三阶梯段上。

在其中一个实施例中，所述第三阶梯段包括上部的横截面为扁形的扁部和其余部分，所述压板与所述第三阶梯段相配合的孔为沿第一方向延伸的条形孔，所述卡板与所述第三阶梯段相配合的孔为沿第一方向延伸的葫芦孔，其包括宽部和窄部，所述葫芦孔的窄部与所述第三阶梯段的扁部配合，所述葫芦孔的宽部与所述第三阶梯段的其余部分配合。

在其中一个实施例中，所述第一方向与两根所述定位柱的轴心线所在平面垂直。

在其中一个实施例中，所述定位柱的下端通过螺钉与所述底座固定连接。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种利用所述的焊接电子元件用定位装置焊接电子元件的方法，其包括顺次设置的如下步骤：

将电子元件的引脚插入PCB板对应的插孔内；

将所述底座定位机构的所述定位柱由下至上顺次穿过PCB板和电子元件的定位孔；

安装所述定高锁紧机构，使所述PCB板和所述电子元件分别与所述第一阶梯段的端面和所述第二阶梯段的端面贴紧；

在PCB板正面进行焊接操作；

焊接完成后拆除所述定高锁紧机构和所述底座定位机构。

通过本发明所提供的焊接电子元件用定位装置及方法焊接电子元件时，利用底座定位机构对PCB板和电子元件进行精确定位，利用定高锁紧机构将PCB板和电子元件位置固定，这样，将电子元件和PCB板精确定高定位，然后即可方便地焊接，操作方便，适合工业上大批量生产，效率高；而且，电子元件定位定高精度高，焊接高度能够达到H±0.2mm，与PCB板定位孔同轴度在±0.1mm，提高了焊接质量。

本发明所提供的焊接电子元件用定位装置及方法可适用于所有对焊接精度要求比较高的焊接电子元件。

附图说明

图1为本发明其中一个实施例中的焊接电子元件用定位装置的主视图；

图2为图1中所示焊接电子元件用定位装置的轴测图；

图3为图1中所示焊接电子元件用定位装置的底座定位机构的主视图；

图4为图1中所示焊接电子元件用定位装置的定高锁紧机构的主视图；

图5为图1中所示焊接电子元件用定位装置的定高锁紧机构的俯视图；

图6为图1中所示焊接电子元件用定位装置的使用状态图。

以上各图中，100-焊接电子元件用定位装置，110-底座定位机构，111-底座，112-定位柱，112a-第一阶梯段，112b-第二阶梯段，112c-第三阶梯段，112d-扁部，120-定高锁紧机构，121-卡板，121a-葫芦孔，122-压板，122a-条形孔，123-弹簧，124-导柱，125-定高柱，126-螺帽，200-PCB板，300-电子元件。

具体实施方式

下面参考附图并结合实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，以下各实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明其中一个实施例中，提供一种焊接电子元件300用定位装置100，参见图1及图2，焊接电子元件用定位装置100包括底座定位机构110和定高锁紧机构120。

结合图3所示，所述底座定位机构110包括底座111和两根竖直固定在所述底座111上的定位柱112，优选地，所述定位柱112的下端通过螺钉与所述底座111固定连接。所述定位柱112为阶梯状，其包括直径由下至上逐级缩小的第一阶梯段112a、第二阶梯段112b和第三阶梯段112c，所述第二阶梯段112b与PCB板200上的定位孔相配合，所述第二阶梯段112b与PCB板200上的定位孔相配合，所述第二阶梯段112b的高度L与电子元件300和PCB板200的厚度d1、d2、焊接高度H有关，即：第二阶梯段112b的高度L和电子元件300的厚度d1之和与所述PCB板200的厚度d2和电子元件300焊接高度H之和相等。所述第三阶梯段112c与电子元件300上的定位孔相配合。

所述定高锁紧机构120用于使所述PCB板200和所述电子元件300分别与所述第一阶梯段112a的端面B和所述第二阶梯段112b的端面A贴紧。结合图4及图5所示，本实施例的定高锁紧机构120包括卡板121、压板122和弹性部件，所述卡板121和所述压板122上下活套在两根所述定位柱112的所述第三阶梯段112c上，在所述压板122上固定有至少三根沿所述定位柱112轴心线s方向向下延伸的定高柱125，且所有所述定高柱125的下端面与所述压板122下表面之间的距离和所述焊接高度H相等；所述弹性部件设置在所述卡板121与所述压板122之间，用于在所述卡板121位于锁紧位置时向所述压板122施加弹性压力。

优选地，所述定高柱125为四根，并分别布置在所述压板122的四个角部，用以限制功率模块表面的与PCB板200正面的平行度为±0.2mm，同时也保证压板122底面高度为焊接高度H。进一步优选地，为了便于调节所述定高柱125的下端面与所述压板122下表面之间的距离，所述定高柱125通过螺纹和螺帽126与所述压板122连接。

优选地，在所述压板122上固定有至少两根沿所述定位柱112轴心线s方向向上延伸的导柱124，在所述卡板121上设置有与所述导柱124相对应的导柱124孔，所述导柱124穿过所述导柱124孔；所述弹性元件为弹簧123，所述弹簧123套装在所述导柱124上。当然，所述弹簧123可直接套装在所述定位柱112的所述第三阶梯段112c上。

优选地，所述第三阶梯段112c包括上部的横截面为扁形的扁部112d和其余部分，所述压板122与所述第三阶梯段112c相配合的孔为沿第一方向(即垂直于图4中纸面的方向)延伸的条形孔122a，所述卡板121与所述第三阶梯段112c相配合的孔为沿第一方向延伸的葫芦孔121a，其包括宽部和窄部，所述葫芦孔121a的窄部与所述第三阶梯段112c的扁部112d配合，所述葫芦孔121a的宽部与所述第三阶梯段112c的其余部分配合。进一步优选地，所述第一方向与两根所述定位柱112的轴心线s所在平面垂直。当向下压卡板121，第三阶梯段112c的扁部112d位于葫芦孔121a的宽部时，定高锁紧机构120可以在第一方向移动，当第三阶梯段112c的扁部112d位于葫芦孔121a的窄部时，可将卡板121的高度锁定，从而利用弹簧123压缩力锁紧整个装置，使功率模块保持稳定。

本发明另一个实施例中，提供一种利用上述实施例的焊接电子元件300用定位装置100焊接电子元件300的方法，本实施例的电子元件300为IPM功率模块，包括顺次设置的如下步骤：

步骤1、将电子元件300的引脚插入PCB板200对应的插孔内。

步骤2、将所述底座定位机构110的所述定位柱112由下至上顺次穿过PCB板200和电子元件300的定位孔，将PCB板200和电子元件300同轴定位。

步骤3、安装定高锁紧机构120，如图6所示，先将卡板121和压板122套装在定位柱112的第三阶梯段112c上，再当向下压卡板121，当第三阶梯段112c的扁部112d位于葫芦孔121a的宽部时，将定高锁紧机构120沿第一方向移动，当第三阶梯段112c的扁部112d位于葫芦孔121a的窄部时，卡板121的高度锁定；同时，弹簧123对压板122施加弹性力，使所述PCB板200和所述电子元件300分别与所述第一阶梯段112a的端面B和所述第二阶梯段112b的端面A贴紧，从而锁紧整个装置，焊接高度能够达到H±0.2mm，与PCB板200定位孔同轴度在±0.1mm，提高了质量。

步骤4、在PCB板200正面进行焊接操作。

步骤5、焊接完成后，将压板122轻微下压，再将整个定高锁紧机构120沿相反方向移动，当第三阶梯段112c的扁部112d位于葫芦孔121a的宽部时，解锁，从而可以拆除定高锁紧机构120和底座定位机构110。

由此可见，通过本发明实施例所提供的焊接电子元件用定位装置及方法焊接电子元件时，可方便地焊接电子元件，操作方便，适合工业上大批量生产，效率高；而且，电子元件定位定高精度高，焊接高度能够达到H±0.2mm，与PCB板定位孔同轴度在±0.1mm，提高了焊接质量。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种焊接电子元件用定位装置，其特征在于，包括底座定位机构和定高锁紧机构，所述底座定位机构包括底座和两根竖直固定在所述底座上的定位柱，所述定位柱为阶梯状，其包括直径由下至上逐级缩小的第一阶梯段、第二阶梯段和第三阶梯段，所述第二阶梯段与PCB板上的定位孔相配合，且所述第二阶梯段的高度L和电子元件的厚度d1之和与所述PCB板的厚度d2和电子元件焊接高度H之和相等，所述第三阶梯段与电子元件上的定位孔相配合；所述定高锁紧机构设置在所述第三阶梯段上，用于使所述PCB板和所述电子元件分别与所述第一阶梯段的端面和所述第二阶梯段的端面贴紧。

2.根据权利要求1所述的焊接电子元件用定位装置，其特征在于，所述定高锁紧机构包括卡板、压板和弹性部件，所述卡板和所述压板上下活套在两根所述定位柱的所述第三阶梯段上，在所述压板上固定有至少三根沿所述定位柱轴心线方向向下延伸的定高柱，且所有所述定高柱的下端面与所述压板下表面之间的距离和所述焊接高度H相等，所述弹性部件设置在所述卡板与所述压板之间。

3.根据权利要求2所述的焊接电子元件用定位装置，其特征在于，所述定高柱为四根，并分别布置在所述压板的四个角部。

4.根据权利要求2所述的焊接电子元件用定位装置，其特征在于，所述定高柱通过螺纹和螺帽与所述压板连接。

5.根据权利要求2所述的焊接电子元件用定位装置，其特征在于，在所述压板上固定有至少两根沿所述定位柱轴心线方向延伸的导柱，在所述卡板上设置有与所述导柱相对应的导柱孔，所述导柱穿过所述导柱孔；所述弹性部件为弹簧，所述弹簧套装在所述导柱上。

6.根据权利要求2所述的焊接电子元件用定位装置，其特征在于，所述弹性部件为弹簧，所述弹簧套装在所述定位柱的所述第三阶梯段上。

7.根据权利要求2至6中任意一项所述的焊接电子元件用定位装置，其特征在于，所述第三阶梯段包括上部的横截面为扁形的扁部和其余部分，所述压板与所述第三阶梯段相配合的孔为沿第一方向延伸的条形孔，所述卡板与所述第三阶梯段相配合的孔为沿第一方向延伸的葫芦孔，其包括宽部和窄部，所述葫芦孔的窄部与所述第三阶梯段的扁部配合，所述葫芦孔的宽部与所述第三阶梯段的其余部分配合。

8.根据权利要求7所述的焊接电子元件用定位装置，其特征在于，所述第一方向与两根所述定位柱的轴心线所在平面垂直。

9.根据权利要求7所述的焊接电子元件用定位装置，其特征在于，所述定位柱的下端通过螺钉与所述底座固定连接。

10.一种利用如权利要求1至9中任意一项所述的焊接电子元件用定位装置焊接电子元件的方法，其特征在于，包括顺次设置的如下步骤：

将电子元件的引脚插入PCB板对应的插孔内；

将所述底座定位机构的所述定位柱由下至上顺次穿过PCB板和电子元件的定位孔；

安装所述定高锁紧机构，使所述PCB板和所述电子元件分别与所述第一阶梯段的端面和所述第二阶梯段的端面贴紧；

在PCB板正面进行焊接操作；

焊接完成后拆除所述定高锁紧机构和所述底座定位机构。