CN103909719A - 一种板状构件贴合固定工艺及其治具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于板状构件贴合粘接工序的治具，所述治具包括治具本体、第一滑块和第二滑块；其中，所述治具本体的上表面具有用于容置所述板状构件的内凹容纳部；所述第一滑块可相对于所述治具本体沿第一方向滑动，以与所述板状构件的一侧缘相抵；所述第二滑块可相对于所述治具本体沿第二方向滑动，以与所述板状构件的另一侧缘相抵；在水平面内，所述第一方向和第二方向垂直。本发明提供的治具可适应不同公差尺寸范围内待贴合构件与治具本体内凹容纳部之间的准确定位，建立了精确的对正基准，从而有效控制待贴合构件之间贴合误差，为提高产品良率提供了可靠保障。在此基础上，本发明还提供一种应用该治具的板状构件贴合固定工艺。

Description

一种板状构件贴合固定工艺及其治具

技术领域

本发明涉及电子设备制造工艺技术，具体涉及一种板状构件贴合固定工艺及其治具。

背景技术

伴随着科技的发展及应用需求的逐步提高，小型化、集成化电子设备不断推陈出新，超轻超薄设计逐渐成为发展趋势，由此要求构成零部件体积越小越好。显然，除零部件必要的功能结构需要进行限制外，对于构件之间组装工艺也需要满足轻薄的设计要求。

例如，板状构件之间固定连接大多采用胶粘工艺实现，在满足连接强度的基础上，一方面胶粘工艺所占用厚度尺寸较小，另一方面几乎不影响整机重量，符合产品轻薄化的发展趋势。以PAD平板电脑和手机类电子设备为例，其触控屏（touch panel，简称TP）与安装底板（A壳）无边框贴合即采用胶粘工艺实现两者之间的固定连接。具体实现将安装底板和触控屏依次放置于治具容腔中，两者之间设置双面胶介质，并通过保压设备进行压合、保压，完成贴合过程。

然而，受现有治具自身结构的限制，固定安装底板的治具尺寸需要按照安装底板的最大尺寸进行设定，即安装底板的名义尺寸与最大公差之和，否则位于公差下限的安装底板无法置入。小尺寸的安装底板与治具之间的间隙，直接导致放置触控屏的过程中两者之间贴合误差。

此外，实际工艺操作过程中，存在触控屏模组尚未放置到位时就与安装底板上面的双面胶粘到一起，不便于调整对位，产品不良率很高。

有鉴于此，亟待针对现有板状构件贴合粘接工序用治具进行优化设计，在满足制造精度的基础上，提升工艺性。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种用于板状构件贴合粘接工序的治具，通过结构优化可有效提高加工精度，具有较好的工艺性。在此基础上，本发明还提供一种应用该治具的板状构件贴合固定工艺。

本发明提供的治具用于板状构件的贴合固定，所述治具包括治具本体、第一滑块和第二滑块；其中，所述治具本体的上表面具有用于容置所述板状构件的内凹容纳部；所述第一滑块可相对于所述治具本体沿第一方向滑动，以与所述板状构件的一侧缘相抵；所述第二滑块可相对于所述治具本体沿第二方向滑动，以与所述板状构件的另一侧缘相抵；在水平面内，所述第一方向和第二方向垂直。

优选地，所述第一滑块和所述治具本体之间设置有可沿所述第一方向形变的第一弹性件，以施加所述第一滑块与所述板状构件的一侧缘相抵的作用力；所述第二滑块和所述治具本体之间设置有可沿所述第二方向形变的第二弹性件，以施加所述第二滑块与所述板状构件的另一侧缘相抵的作用力。

优选地，所述治具本体与第一滑块之间形成第一限位配合副，以限制所述第一滑块沿所述第一方向的内侧极限位置；所述治具本体与第二滑块之间形成第二限位配合副，以限制所述第二滑块沿所述第二方向的内侧极限位置。

优选地，所述治具本体上设置有分别容置所述第一滑块和第二滑块的第一滑槽和第二滑槽，其中，所述第一滑槽的内壁与所述第一滑块之间形成所述第一限位配合副，所述第二滑槽的内壁与所述第二滑块之间形成所述第二限位配合副。

优选地，所述治具本体具有沿第一方向设置的第一导向柱和沿第二方向设置的第二导向柱，其中，所述第一滑块套装于所述第一导向柱上，所述第二滑块套装于所述第二导向柱上。

优选地，所述内凹容纳部中设置有至少三个竖向设置的弹性支撑件，所述弹性支撑件均可穿过下层板状构件与上层板状构件相抵，且每个所述弹性支撑件的支撑点高度相同。

优选地，所述内凹容纳部的底面开设有与各所述弹性支撑件对应设置的盲孔，每个所述弹性支撑件包括：插装于所述盲孔中的顶针，和置于所述盲孔底部的复位弹性件；所述复位弹性件在所述顶针回收后形变，并可提供所述顶针复位至伸出状态的作用力。

优选地，所述顶针的用于所述上层板状构件相抵配合处具有防滑结构，以限制所述上层板状构件相对于所述顶针在水平面内的位移趋势。

优选地，在所述第一滑块和其相对侧的所述治具本体上，和/或在所述第二滑块和其相对侧的所述治具本体上，分别开设有与所述内凹容纳部连通的工艺槽，以便取出所述板状构件。

本发明提供的板状构件的贴合固定工艺，按照下述步骤进行：

a.采用如前所述的治具，将下层板状构件置入所述治具本体的内凹容纳部中；且所述第一滑块沿第一方向滑动位移至与所述下层板状构件的一侧缘相抵定位，所述第二滑块沿第二方向滑动位移至与所述下层板状构件的另一侧缘相抵定位；

b.将上层板状构件置入所述下层板状构件上方的所述内凹容纳部中，并对正；

c.采用施压设备，施加向下的作用力于所述上层板状构件，并保压预定时间，以便所述上层板状构件和所述下层板状构件之间的胶层将两者贴合固定。

优选地，步骤c中，所述作用力为10kg～15kg。

优选地，步骤c中，所述保压预定时间为7s～20s。

优选地，步骤a中，所述下层板状构件的上表面预粘合胶层。

优选地，所述治具的所述第一滑块和所述治具本体之间设置有可沿所述第一方向形变的第一弹性件，以施加所述第一滑块与所述板状构件的一侧缘相抵的作用力；所述第二滑块和所述治具本体之间设置有可沿所述第二方向形变的第二弹性件，以施加所述第二滑块与所述板状构件的另一侧缘相抵的作用力。

优选地，所述内凹容纳部中设置有至少三个竖向设置的弹性支撑件，所述弹性支撑件均可穿过下层板状构件与上层板状构件相抵，且每个所述弹性支撑件的支撑点高度相同。

本发明针对板状构件的贴合固定用治具进行了改进设计，治具采用两个滑块分别自两个方向对待贴合的板状构件进行夹持定位。具体地，第一滑块可相对于治具本体沿第一方向滑动，以与板状构件的一侧缘相抵；第二滑块可相对于治具本体沿第二方向滑动，以与板状构件的另一侧缘相抵；第一方向和第二方向在水平面内垂直。如此设置，该治具可适应不同公差尺寸范围内待贴合构件与治具本体内凹容纳部之间的准确定位，建立精确的对正基准，从而有效控制待贴合构件之间贴合误差，为提高产品良率提供了可靠保障。此外，由于贴合精度的提高，组装时减小了板状构件的配合间隙，良好的产品外观质量极大地提升了产品的竞争力。

在本发明的优选方案中，与两个滑块对应地设置有弹性件，以分别施加每个滑块与相应的板状构件侧缘相抵的作用力。也就是说，采用弹性件释放弹性变形能保持滑块对于板状构件的夹持力，可有效提高可操作性。

在本发明的另一优选方案中，内凹容纳部中设置有至少三个竖向设置的弹性支撑件，每个弹性支撑件均可穿过下层板状构件与上层板状构件相抵，且各弹性支撑件的支撑点高度相同。如此设置，由于弹性支撑件的支撑点均可伸出至下层板状构件的上方，可对于上层板状构件形成预支撑，因而上层板状构件未对正前，从而完全规避其与下层底板之间非正常胶粘的可能性，便于调整对位；对正后，各支撑件的弹性状态可确保上层板状构件下移，并与下层板状构件形成精确对正固定，为提高产品良率及加工效率提供进一步保障。

本发明所述治具可适用于任何电子设备的板状构件贴合固定工序，特别适用于平板电脑或手机的触控屏模组与安装底板的组装。

附图说明

图1为具体实施方式所述治具的装配爆炸示意图；

图2为具体实施方式所述治具的俯视图；

图3为图2的A－A剖视图。

图中：

治具本体1、内凹容纳部11、第一滑槽12、第二滑槽13、盲孔14、工艺槽15、第一滑块21、工艺槽211、第二滑块22、板状构件3、第一弹性件41、第二弹性件42、第一附座51、第二附座52、第一导向柱61、第二导向柱62、弹性支撑件7、顶针71、复位弹性件72。

具体实施方式

本发明的核心是针对板状构件贴合工序用治具进行的改进设计，通过结构优化能够确保上下两层板状构件的准确定位，从而有效提升产品良率及加工效率。下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

请参见图1和图2，其中，图1为本实施方式所述治具的装配爆炸示意图，图2为该治具的俯视图。

该治具的本体1上表面具有内凹容纳部11，用于容置待贴合固定的板状构件3。与现有技术相同，该内凹容纳部11的形状适应于相应的板状构件，不失一般性，本实施方式所述的板状构件3以触控屏模组及其安装底板的粘贴固定作为主体进行解释说明。

为了适应公差范围内不同实际尺寸的安装底板，在第一方向X和第二方向Y上，内凹容纳部11与安装底板之间必然具有一定的间隙。具体地，第一滑块21可相对于治具本体1沿第一方向X滑动，以与安装底板的一侧缘相抵；第二滑块22可相对于治具本体1沿第二方向Y滑动，以与安装底板的另一侧缘相抵；如此设置，将下层的安装底板置入内凹容纳部11中后，相当于两个滑块分别从两个方向形成夹持安装底板的作用力，在水平面内对其进行定位，可以克服前述可能形成的间隙对于下层安装底板相对于治具本体1位置关系的影响，进而提高上层触控屏模组与安装底板之间的组装精度。

在水平面内，第一方向X和第二方向Y垂直。需要说明的是，本方案中两个滑块的滑动方向分别沿第一方向X和第二方向Y，应当理解为大体上沿相应的方向滑动，而非局限于理论上无误差的一致。

显然，第一滑块21和第二滑块22对于板状构件施加的夹持力，是确保板状构件可靠定位的主导因素。为了提供相对稳定的夹持力，并提高该工序的可操作性，可以采用弹性件的结合设计。具体地，在第一滑块21和治具本体1之间设置有可沿第一方向X形变的第一弹性件41，以施加第一滑块21与安装底板的一侧缘相抵的作用力；在第二滑块22和治具本体1之间设置有可沿第二方向Y形变的第二弹性件42，以施加第二滑块22与安装底板的另一侧缘相抵的作用力。实际应用时，操作者只需沿夹持相反方向扳动第一滑块21和第二滑块22，以形成放置安装底板的操作空间，此状态下的第一弹性件41和第二弹性件42受力形变，储备弹性变形能；操作者松开后，各弹性件施加作用力于相应的滑块即可形成所述夹持力。相比于手工操作施力的方式而言，弹性件可以提供相对恒定的夹持力，且无需操作者在操作过程中始终把持滑块。

图中所示，第一弹性件41和第二弹性件42均为螺旋压缩弹簧。当然，也可以采用碟簧、板簧或弹性橡胶件，只要满足功能需要均可。

此外，治具本体1上用于与第一弹性件41和第二弹性件42配合的结构可以采用多种方式实现。本方案中，治具本体1通过其上固设的附座支撑相应的弹性件，第一附座51通过螺纹紧固件可拆卸固设于第一滑块21的外侧，第二附座52通过螺纹紧固件可拆卸固设于第二滑块22的外侧，一方面可以限制相应滑块的外侧极限位置，同时还可以用于相应弹性件的支撑。实际上，第一附座51和第二附座52也可以与治具本体1一体加工成形。

进一步地，还可以限制两个滑块的内侧极限位置。治具本体1与第一滑块21之间形成第一限位配合副，以限制第一滑块21沿第一方向X的内侧极限位置；治具本体1与第二滑块22之间形成第二限位配合副，以限制第二滑块22沿第二方向Y的内侧极限位置。图中所示，治具本体1上设置有分别容置第一滑块21和第二滑块22的第一滑槽12和第二滑槽13，其中，第一限位配合副形成于第一滑槽12的内壁与第一滑块21之间，第二限位配合副形成于第二滑槽13的内壁与第二滑块22之间。本方案中，第一限位配合副和第二限位配合副均与相应滑块的滑动方向成夹角状设置，可以理解的是，基于限制滑块内侧极限位置的功能，第一限位配合副和第二限位配合副也可以形成于与相应滑块的滑动方向相垂直的方向，但是相比较而言，图中所示斜向设置的限位配合副还能够起到滑块复位过程中的导向作用，故为最优方案。

除去满足滑块基本功能的位移外，两个滑块相对于治具本体1还存第三方向Y的位移自由度。为了避免构件离散状态，本方案还可以进一步提升治具整体的集成度。具体地，治具本体1上具有沿第一方向X设置的第一导向柱61和沿第二方向Y设置的第二导向柱62，其中，第一滑块21套装于第一导向柱61上，第二滑块22套装于第二导向柱62上；如此设置，随着滑块的滑动位移，相应的导向柱可以限制滑块在第三方向Z上的位移，便于治具构件的维护管理。优选地，第一导向柱61和第二导向柱62均为平行设置的两根，在满足基本功能的前提下，具有较好的作动性能。

图中所示，第一导向柱61固定设置在第一附座51上，第二导向柱62固定设置在第二附座52上。当然也可以是这样的反向设计（图中未示出），导向柱的一端固定设置于相应的滑块上，另一端插装于固定设置的附座上，同样可以兼顾滑块的滑动位移与限制其在第三方向Z上的位移。

另外，在内凹容纳部11中设置有四个竖向设置的弹性支撑件7，每个弹性支撑件7均可穿过下层安装底板与上层触控屏模组相抵，且每个弹性支撑件7的支撑点高度相同，以保持置入内凹容纳部11的上层触控屏模组保持水平姿态。如此设置，可对于上层触控屏模组形成预支撑，因而触控屏模组未对正前，从而完全规避其与安装底板之间非正常胶粘的可能性，随时可调整对位；对正后，各弹性支撑件7的弹性状态可确保触控屏模组下移，并与安装底板形成精确对正固定。其中，每个弹性支撑件7的支撑点至下层安装底板上表面之间高度，可以根据板面尺寸确定。优选为0.8MM－1MM，该下移行程具有较佳的作业效率，并经大量生产试制数据表明，验证良率可达到98%以上。

其中，弹性支撑件7的设置数目可以结合实际板状构件的重量及尺寸等因素进行确定，除图中所示的四个外，至少三个弹性支撑件7均可。

此外，对于弹性支撑件7的具体结构实现，也可以采用不同的结构形式。请一并参见图3，该图为图2的A－A剖视图，具体示出了一种实现方式。

图中所示，内凹容纳部11的底面可以开设有与各弹性支撑件7对应设置的盲孔14，每个弹性支撑件7包括插装于盲孔14中的顶针71，和置于盲孔14底部的复位弹性件72，如此设置，当触控屏模组压抵顶针71下移回收时，复位弹性件72在顶针71回收后形变，并可提供顶针71复位至伸出状态的作用力。同样地，复位弹性件72可以采用图中所示压缩弹簧，也可以为弹性橡胶等形式弹性件。

除前述治具外，本实施方式还提供一种应用该治具的板状构件的贴合固定工艺，按照下述步骤进行：

a.采用如前所述的治具，将下层板状构件置入该治具本体10的内凹容纳部11中；且第一滑块21沿第一方向X滑动位移至与下层板状构件的一侧缘相抵定位，第二滑块22沿第二方向Y滑动位移至与下层板状构件的另一侧缘相抵定位；在两个滑块的压抵作用下，可以确保与层板状构件的准确定位。其中，可以在下层板状构件的上表面预先贴合设置粘接固定用的胶层，以便于减少本工序的操作时间。相比之下，该胶层选用双面胶纸即可满足贴合固定需要。

b.将上层板状构件置入下层板状构件上方的内凹容纳部11中，并对正；当采用具有弹性支撑件7的治具时，弹性支撑件7可以对上层板状构件起到预支撑作用，更加便于进行调整定位，可规避两层板状构件之间的胶层导致无法进行调整的问题。

c.采用施压设备，施加向下的作用力于上层板状构件，并保压预定时间，以便上层板状构件和下层板状构件之间的胶层将两者贴合固定。最后，取出构件完成贴合工序整个过程。本领域技术人员可以根据实际胶层特性、粘接强度指示等选择施压设备，确定施压力大小及保压时间长度。本步骤中，施压设备的额定参数满足施压作用力的理论要求即可，可以采用气动缸施压的设备，也可以选用液动缸施压的设备。

本实施方式以下层安装底板与上层触控屏模组为例，步骤c中，施压设备所施加于上层触控屏模组作用力可以为10kg～15kg，完全可以满足双面胶纸与上、下层构件的贴合。该作用力优选12kg可获得最佳的机械效率。此外，步骤c中，保压预定时间可以为7s～20s，优选为10s～15s；如此设置，在满足可靠贴合固定的基础上，可进一步有效控制该工序作业时间。

进一步而言，施压设备下压上层触控屏模组下移至与下层安装底板接近贴合的过程中，存在触控屏下表面与顶针71之间横向滑动位移的可能，显然地，该滑动趋势直接影响两者之间的上下对正。为最大限度的提升产品良率，可以在顶针71的用于上层板状构件相抵配合处具有防滑结构，例如设置防滑材料或增设防滑层，以限制上层触控屏模组相对于顶针71在水平面内的位移趋势。

此外，操作者需要在施压结束后，将粘合固定的触控屏模组和安装底板自治具本体1的内凹容纳部11中取出，为了进一步提升工艺性，如图所示，可以在第二滑块22和其相对侧的治具本体1上，分别开设有与内凹容纳部11连通的工艺槽：第一滑块21上的工艺槽211和治具本体1上的工艺槽15，以便取出板状构件。当然，实际设计时用于取件的工艺槽不局限于设置在第一滑块21及其相对侧的治具本体1上，也可以在第二滑块22和其相对侧的治具本体1上进行设置。

如前所述，本实施方式所述治具除用于平板电脑和手机的触控屏模组及其安装底板的粘贴固定外，还可以适用于任何电子设备的两板状构件之间的贴合固定，只要应用前述治具及相应工艺方法均在申请请求保护的范围内。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种治具，用于板状构件的贴合固定；其特征在于，所述治具包括：

治具本体，其上表面具有用于容置所述板状构件的内凹容纳部；

第一滑块，可相对于所述治具本体沿第一方向滑动，以与所述板状构件的一侧缘相抵；和

第二滑块，可相对于所述治具本体沿第二方向滑动，以与所述板状构件的另一侧缘相抵；在水平面内，所述第一方向和第二方向垂直。

2.根据权利要求1所述的治具，其特征在于，所述第一滑块和所述治具本体之间设置有可沿所述第一方向形变的第一弹性件，以施加所述第一滑块与所述板状构件的一侧缘相抵的作用力；所述第二滑块和所述治具本体之间设置有可沿所述第二方向形变的第二弹性件，以施加所述第二滑块与所述板状构件的另一侧缘相抵的作用力。

3.根据权利要求2所述的治具，其特征在于，所述治具本体与第一滑块之间形成第一限位配合副，以限制所述第一滑块沿所述第一方向的内侧极限位置；所述治具本体与第二滑块之间形成第二限位配合副，以限制所述第二滑块沿所述第二方向的内侧极限位置。

4.根据权利要求3所述的治具，其特征在于，所述治具本体上设置有分别容置所述第一滑块和第二滑块的第一滑槽和第二滑槽，其中，所述第一滑槽的内壁与所述第一滑块之间形成所述第一限位配合副，所述第二滑槽的内壁与所述第二滑块之间形成所述第二限位配合副。

5.根据权利要求2至的中任一项所述的治具，其特征在于，所述治具本体具有沿第一方向设置的第一导向柱和沿第二方向设置的第二导向柱，其中，所述第一滑块套装于所述第一导向柱上，所述第二滑块套装于所述第二导向柱上。

6.根据权利要求1所述的治具，其特征在于，所述内凹容纳部中设置有至少三个竖向设置的弹性支撑件，所述弹性支撑件均可穿过下层板状构件与上层板状构件相抵，且每个所述弹性支撑件的支撑点高度相同。

7.根据权利要求6所述的治具，其特征在于，所述内凹容纳部的底面开设有与各所述弹性支撑件对应设置的盲孔，每个所述弹性支撑件包括：

插装于所述盲孔中的顶针；和

置于所述盲孔底部的复位弹性件，所述复位弹性件在所述顶针回收后形变，并可提供所述顶针复位至伸出状态的作用力。

8.根据权利要求7所述的治具，其特征在于，所述顶针的用于所述上层板状构件相抵配合处具有防滑结构，以限制所述上层板状构件相对于所述顶针在水平面内的位移趋势。

9.根据权利要求1所述的治具，其特征在于，在所述第一滑块和其相对侧的所述治具本体上，和/或在所述第二滑块和其相对侧的所述治具本体上，分别开设有与所述内凹容纳部连通的工艺槽，以便取出所述板状构件。

10.一种板状构件贴合固定工艺，其特征在于，按照下述步骤进行：

a.采用权利要求1所述的治具，将下层板状构件置入所述治具本体的内凹容纳部中；且所述第一滑块沿第一方向滑动位移至与所述下层板状构件的一侧缘相抵定位，所述第二滑块沿第二方向滑动位移至与所述下层板状构件的另一侧缘相抵定位；

b.将上层板状构件置入所述下层板状构件上方的所述内凹容纳部中，并对正；

c.采用施压设备，施加向下的作用力于所述上层板状构件，并保压预定时间，以便所述上层板状构件和所述下层板状构件之间的胶层将两者贴合固定。

11.根据权利要求10所述的板状构件贴合固定工艺，其特征在于，步骤c中，所述作用力为10kg～15kg。

12.根据权利要求11所述的板状构件贴合固定工艺，其特征在于，步骤c中，所述保压预定时间为7s～20s。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的板状构件贴合固定工艺，其特征在于，步骤a中，所述下层板状构件的上表面预粘合胶层。

14.根据权利要求13所述的板状构件贴合固定工艺，其特征在于，所述治具的所述第一滑块和所述治具本体之间设置有可沿所述第一方向形变的第一弹性件，以施加所述第一滑块与所述板状构件的一侧缘相抵的作用力；所述第二滑块和所述治具本体之间设置有可沿所述第二方向形变的第二弹性件，以施加所述第二滑块与所述板状构件的另一侧缘相抵的作用力。

15.根据权利要求14所述的板状构件贴合固定工艺，其特征在于，所述内凹容纳部中设置有至少三个竖向设置的弹性支撑件，所述弹性支撑件均可穿过下层板状构件与上层板状构件相抵，且每个所述弹性支撑件的支撑点高度相同。