一种电路板的装配方法
技术领域
本发明涉及电路板技术领域,更具体地说,涉及一种电路板的装配方法。
背景技术
如图1所示,在大功率电源的电路板中,PCB板1上通常装配有大量的功率管2,以及散热器3。如图1以及图2所示,现有技术之一的电路板的装配方法中,首先将功率管2和散热器3进行装配,然后再将装配好的功率管2和散热器3作为组件插装到PCB板1上,最后将功率管2焊接在PCB板1上。由于装配功率管2和散热器3时存在各种加工精度的累积误差,使得当散热器3上装配的功率管2的数量越多时,功率管2插装到PCB板1上时引脚对位越困难,进而提高了电路板装配时的难度。
如图3所示,现有技术之二的电路板的装配方法中,首先把功率管2的引脚折弯成形,然后再把功率管2与散热器3进行装配,之后再将装配好的功率管2和散热器3作为组件插装到PCB板1上,最后将功率管2焊接在PCB板1上。这种装配方法的优点在于散热器3可以集成更多数量的功率管2,其散热效率高,提升了电路板的集成度与工作效率。但这种装配方法与现有技术之一的电路板的装配方法相比,增加了一项功率管2引脚折弯成形的精度误差,其累积误差更大,使得功率管2插装到PCB板1上时引脚对位更加困难,进一步提高了电路板装配时的难度。
现有技术之三的电路板的装配方法中,首先将功率管2焊接在PCB板1上,再利用螺钉把功率管2与散热器3锁紧。采用该装配方法,装配螺钉时功率管2受到的机械应力无法释放,容易造成功率管2的损伤,从而影响电路板长期使用时的可靠性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述电路板装配中产生功率管引脚与PCB板对位困难以及容易造成功率管机械应力损伤的缺陷,提供一种功率管引脚与PCB板对位简便且不会造成功率管机械应力损伤的电路板装配方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种电路板的装配方法,包括以下步骤:
S1、提供PCB板、多个功率管、散热器以及紧固件;所述PCB板设置有用于供多个所述功率管插装的引脚插孔;每个所述功率管包括功率管本体,以及设置在所述功率管本体上的引脚;所述功率管本体具有散热面;
S2、将每个所述功率管的引脚的末端穿过相应的所述引脚插孔;
S3、将所述散热器与每个所述功率管的散热面相互贴合;
S4、将紧固件固定在所述散热器上,使得每个所述功率管固定安装在所述散热器上;
S5、将每个所述功率管的引脚与相应的所述引脚插孔进行焊接。
在本发明所述的电路板的装配方法中,所述步骤S1还包括:提供PCB板限位装置、功率管夹持装置以及散热器限位装置;
所述步骤S1和所述步骤S2之间还包括步骤:S11、将每个所述功率管的引脚向背离所述散热面的一侧弯折;S12、将所述PCB板放置在所述PCB板限位装置中以限制所述PCB板的位置;
所述步骤S2和所述步骤S3之间还包括步骤:S21、控制所述功率管夹持装置夹紧每个所述功率管的引脚,使得每个所述功率管与所述PCB板相对固定;S22、将所述散热器放置在所述散热器限位装置中以限制所述散热器的位置;
所述步骤S3进一步包括:将所述PCB板限位装置倒扣在所述散热器限位装置上,使得所述散热器与每个所述功率管的散热面相互贴合;
所述步骤S3和所述步骤S4之间还包括步骤:S31、控制所述功率管夹持装置松开每个所述功率管的引脚;S32、将所述PCB板限位装置以及所述功率管夹持装置从所述散热器限位装置的上方移开。
在本发明所述的电路板的装配方法中,所述PCB板限位装置包括第一基座,以及设置在所述第一基座上的第一限位结构;所述散热器限位装置包括第二基座,以及设置在所述第二基座上的第二限位结构;
所述步骤S12进一步包括:将所述PCB板放置在所述第一基座中,使得所述第一限位结构以限制所述PCB板的位置;
所述步骤S22进一步包括:将所述散热器放置在所述第二基座中,使得所述第二限位结构以限制所述散热器的位置。
在本发明所述的电路板的装配方法中,所述步骤S1还包括:提供功率管限位装置;所述功率管限位装置包括凸设在所述第一基座上的限位座,以及设置在所述限位座上的第三限位结构;所述PCB板还包括通孔,所述PCB板放置在所述PCB板限位装置中时,所述第三限位结构穿过所述通孔;
所述步骤S2还包括:将每个所述功率管的功率管本体放置在所述第三限位结构中以限制所述功率管的位置。
在本发明所述的电路板的装配方法中,所述第一限位结构为第一限位槽;
所述步骤S12进一步包括:将所述PCB板放置在所述第一限位槽中,使得所述第一限位槽限位所述PCB板的外框。
在本发明所述的电路板的装配方法中,所述第二限位结构为第二限位槽;
所述步骤S22进一步包括:将所述散热器放置在所述第二限位槽中,使得所述第二限位槽限位所述散热器的外框。
在本发明所述的电路板的装配方法中,所述功率管夹持装置包括固定安装在所述第一基座上的固定夹持件、活动夹持件,以及控制所述活动夹持件运动的驱动机构;
所述步骤S21进一步包括:控制所述驱动机构以带动所述活动夹持件朝向所述固定夹持件运动,使得所述固定夹持件与所述活动夹持件夹紧每个所述功率管的引脚;
所述步骤S31进一步包括:控制所述驱动机构以带动所述活动夹持件远离所述固定夹持件运动,使得所述固定夹持件与所述活动夹持件松开每个所述功率管的引脚。
在本发明所述的电路板的装配方法中,所述PCB板限位装置还包括设置在所述第一基座上的第一定位结构;所述散热器限位装置还包括设置在所述第二基座上的第二定位结构;
所述步骤S3进一步包括:将所述第一定位结构对准所述第二定位结构,使得所述PCB板限位装置倒扣在所述散热器限位装置上。
在本发明所述的电路板的装配方法中,所述步骤S11进一步包括:将每个所述功率管的引脚向背离所述散热面的一侧弯折的角度为89°~91°。
在本发明所述的电路板的装配方法中,所述步骤S1还包括:提供绝缘垫;
所述步骤S3进一步包括:将所述散热器、所述绝缘垫以及每个所述功率管依次相互贴合。
实施本发明的一种电路板的装配方法,具有以下有益效果:所述电路板的装配方法先将功率管的引脚插装在PCB板的引脚插孔中,再组装散热器等结构,因此不会产生功率管的引脚与PCB板的引脚插孔对位困难的现象,从而能够提高电路板的装配效率,以实现大规模量产,而且能够使得PCB板上装配更多数量的功率管,以提高电路板的集成度和工作效率并提升散热器的散热效率;再者,所述电路板的装配方法先将功率管固定安装在散热器上,再将功率管的引脚与PCB板的引脚插孔进行焊接,因此能够有效地避免功率管产生机械应力损伤,从而提高装配的电路板的产品质量,而且多个功率管的引脚与相应的PCB板的引脚插孔可同时进行焊接,极大地提升了电路板的生产效率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是现有技术之一的电路板的结构示意图;
图2是图1所示的电路板中装配功率管与散热器时的结构图;
图3是现有技术之二的电路板中装配功率管与散热器时的结构示意图;
图4是本发明较佳实施例提供的PCB板的结构示意图;
图5是本发明较佳实施例提供的功率管弯折时的结构示意图;
图6是本发明较佳实施例提供的散热器的结构示意图;
图7是本发明较佳实施例提供的PCB板限位装置、功率管夹持装置以及功率管限位装置的结构示意图;
图8是本发明较佳实施例提供的散热器限位装置的结构示意图;
图9是本发明较佳实施例提供的PCB板放置在PCB板限位装置中的结构示意图;
图10是本发明较佳实施例提供的功率管的引脚与PCB板插装时的结构示意图;
图11是图10所示的功率管夹持装置夹紧功率管的结构示意图;
图12是本发明较佳实施例提供的散热器与绝缘垫放置在散热器限位装置中的结构示意图;
图13是本发明较佳实施例提供的组装有PCB板与功率管的PCB板限位装置倒扣在组装有散热器的散热器限位装置上的结构示意图;
图14是图13所示的结构移开PCB板限位装置之后的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图4、图5、图6并参阅图14所示,本发明提供一种电路板的装配方法,其包括步骤:
S1、提供PCB板1、多个功率管2、散热器3以及紧固件4。PCB板1设置有用于供多个功率管2插装的引脚插孔11。每个功率管2包括功率管本体21,以及设置在功率管本体21上的引脚22;功率管本体21具有散热面23。
具体地,如图4、图5以及图6所示,PCB板1大致为方形的板状结构,其上设置的引脚插孔11的数量与多个功率管2的引脚22的总数量相等。功率管本体21大致为长方体结构,引脚22位于功率管本体21上与散热面23相邻的侧面上。该引脚22与PCB板1上的引脚插孔11插接,以实现与PCB板1的连接。散热面23与散热器3相互贴合,用于传导出功率管本体21工作时产生的热量。本实施例中,该散热面23上安装有散热金属片结构,以提高功率管2的散热性能。
S2、将每个功率管2的引脚22的末端穿过相应的引脚插孔11。
具体地,将多个功率管2分别插装在PCB板1上,使得每个功率管2的引脚22的末端穿过相应的引脚插孔11,此时,每个功率管2的引脚并未与相应的引脚插孔11实现固定连接。
S3、将散热器3与每个功率管2的散热面23相互贴合。
具体地,该散热器3的数量可根据多个功率管2在PCB板1上的位置进行选择。在本发明的一个实施例中,多个功率管2均采用直立方式安装在PCB板1上,也即功率管2安装在PCB板1上时,散热面23与PCB板1相互垂直。当多个功率管2多排设置时,散热器3亦设置有多个,每个散热器3对应与一排功率管2的散热面23相互贴合。在本发明的另一个实施例中,多个功率管2均采用卧立方式安装在PCB板1上,也即功率管2安装在PCB板1上时,散热面23与PCB板1相互平行,且散热面23位于功率管本体21远离PCB板1的一侧。此时,散热器3可设置一个,其与多个功率管2的散热面23相互贴合时,使得多个功率管2位于PCB板1与散热器3之间。
S4、将紧固件4固定在散热器3上,使得每个功率管2固定安装在散热器3上。
具体地,在本发明的实施例之一中,紧固件4采用螺钉,其数量与功率管2的数量相等。该紧固件4穿过开设在功率管本体21上的固定孔24并固定在散热器3上,从而使得功率管2固定安装在散热器3上。在本发明的实施例之二中,紧固件4采用螺钉和压条(未图示)的结构,组装时,首先将压条放置在功率管本体21远离散热器3的一侧,再利用螺钉将压条固定在散热器3上,使得功率管2抵持在压条与散热器3之间,既而使得功率管2固定安装在散热器3上。在本发明的实施例之三中,功率管2与散热器3之间通过粘性绝缘膜实现粘接固定。
S5、将每个功率管2的引脚22与相应的引脚插孔11进行焊接。多个功率管2的引脚22与相应的引脚插孔11采用波峰焊接的方式进行焊接,以实现功率管2与PCB板1之间的连接。
采用如上所述的电路板的装配方法,由于先将功率管2的引脚22插装在PCB板1的引脚插孔11中,再组装散热器3等结构,因此不会产生功率管2的引脚22与PCB板1的引脚插孔11对位困难的现象,从而能够提高电路板的生产效率,以实现大规模量产,而且能够使得PCB板1上装配更多数量的功率管2,以提高电路板的集成度和工作效率并提升散热器3的散热效率;再者,由于所述电路板的装配方法先将功率管2固定安装在散热器3上,再将功率管2的引脚22与PCB板1的引脚插孔11进行焊接,因此能够有效地避免功率管2产生机械应力损伤,从而提高装配的电路板的产品质量,而且多个功率管2的引脚22与相应的PCB板的引脚插孔可同时进行焊接,极大地提升了电路板的生产效率。
如图4、图5、图6、图7以及图8所示,在本发明的较佳实施例中,所述电路板的装配方法中:
步骤S1还包括:提供PCB板限位装置5、功率管夹持装置6、散热器限位装置7以及功率管限位装置8。
具体地,本实施例中,如图4、如图7并参阅图9所示,PCB板限位装置5用于限制PCB板1的位置,该PCB板限位装置5包括第一基座51、设置在第一基座51上的第一限位结构,以及设置在第一基座51上的第一定位结构。当PCB板1放置在第一基座51中时,第一限位结构用于限制PCB板1的位置,使得PCB板1与第一基座51相对固定。本实施例中,第一限位结构为第一限位槽52,其开设在第一基座51上,且该第一限位槽52用于限位PCB板1的外框,其尺寸略大于PCB板1的外形尺寸,从而便于PCB板1放置在第一限位槽52中。本发明的其它实施例中,第一限位结构并不局限于上述结构,其亦可以采用夹持式定位结构(未图示),或者粘贴式定位结构(未图示)等。当PCB板1放置在PCB板限位装置5上时,夹持式定位结构用于夹持PCB板1,以使得PCB板1与第一基座51相对固定。或者,当PCB板1放置在PCB板限位装置5上时,粘贴式定位结构用于将PCB板1粘贴在第一基座51上,以使得PCB板1与第一基座51相对固定。
如图13并参阅图7以及图9所示,当PCB板限位装置5倒扣在散热器限位装置7上时,第一定位结构起到定位作用,利于放置在PCB板限位装置5内的PCB板1以及功率管2与放置在散热器限位装置7内的散热器3的位置相对。本实施例中,第一定位结构为定位孔53,相应地,散热器限位装置7中设置有与该定位孔53相适配的定位结构。在本发明的其它实施例中,该第一定位结构亦可以采用定位柱的结构,其与散热器限位装置7中的定位结构相适配。
如图7并参阅图9所示,功率管夹持装置6用于夹紧功率管2的引脚,该功率管夹持装置6包括固定安装在第一基座51上的固定夹持件61、活动夹持件62,以及控制活动夹持件62运动的驱动机构。本实施例中,驱动机构包括推动活动夹持件62运动的推动件63,以及控制推动件63运动的扳手64。在本发明的其它实施例中,该驱动机构亦可以采用螺杆传动机构等。固定夹持件61大致为条形板状结构,其凸设在第一限位槽52中,活动夹持件62同样大致为条形板状结构,其可滑动地安装在第一限位槽52中。当活动夹持件62朝向固定夹持件61运动时,活动夹持件62与固定夹持件61可用于夹紧功率管2的引脚22;当活动夹持件62远离固定夹持件61运动时,活动夹持件62与固定夹持件61松开功率管2的引脚22。本实施例中,PCB板1上组装的功率管2的数量为十二个,将十二个功率管2分成两排设置,两排功率管2相互平行。相应地,固定夹持件61与活动夹持件62分别设置有两个,一对固定夹持件61与活动夹持件62用于夹紧或松开一排功率管2的引脚22。推动件63大致为杆状结构,其设置有两个,活动夹持件62的两端分别固定连接有一个推动件63,两个推动件63推动活动夹持件62运动时较为平稳。扳手64安装在推动件63远离活动夹持件62的一端,其用于控制活动夹持件62靠近或远离固定夹持件61运动。
如图8并参阅图12所示,散热器限位装置7用于限制散热器3的位置,该散热器限位装置7包括第二基座71、设置在第二基座71上的第二限位结构,以及设置在第二基座71上的第二定位结构。当散热器3放置在第二基座71中时,第二限位结构用于限制散热器3的位置,使得PCB板1与第二基座71相对固定。本实施例中,第二限位结构为第二限位槽72,其开设在第二基座71上,且该第二限位槽72用于限位散热器3的外框,其尺寸略大于散热器3的外形尺寸,从而便于散热器3放置在第二限位槽72中。本发明的其它实施例中,第二限位结构并不局限于上述结构,其亦可以采用如上所述的夹持式定位结构,或者粘贴式定位结构等。第二定位结构与PCB板限位装置5中的第一定位结构相适配,以起到定位作用。本实施例中,第二定位结构为定位柱73,该定位柱73为圆形的柱状结构,其凸设在第二基座71的边角处,该定位柱73与定位孔53相适配。本发明的其它实施例中,该第二定位结构亦可以采用定位孔的结构,其与第一定位结构相适配。
如图7并参阅图10所示,功率管限位装置8用于限制每个功率管2的位置,以保证功率管2之间的距离,使得PCB板1中的各个功率管2之间的爬电距离以及电气间隙满足安规要求。该功率管限位装置8包括凸设在第一基座51上的限位座81,以及设置在限位座81上的第三限位结构。当PCB板1放置在限位座81中时,第三限位结构用于限制功率管2的位置,使得功率管2与限位座81相对固定。本实施例中,第三限位结构为第三限位槽82,其开设在限位座81上,且该第三限位槽82用于限位功率管2的功率管本体21的外框,其尺寸略大于功率管本体21的外形尺寸,从而便于功率管本体21放置在第三限位槽82中。PCB板1还设置有通孔12,PCB板1放置在PCB板限位装置1中时,第三限位结构穿过该通孔12。
步骤S1和步骤S2之间还包括步骤:S11、将每个功率管2的引脚22向背离散热面23的一侧弯折。如图5所示,具体地,将每个功率管2的引脚22向背离散热面23的一侧弯折的角度为89°~91°,优选地,该弯折的角度为90°。采用功率管2的引脚22向背离散热面23的一侧弯折的结构,使得电路板中的散热器3可以安装更多数量的功率管2,以提高散热器3的散热效率并提升电路板的集成度与工作效率。
S12、将PCB板1放置在PCB板限位装置1中以限制PCB板1的位置。如图9所示,具体地,将PCB板1放置在第一限位槽52中,使得第一限位槽52限位PCB板1的外框,且第三限位槽82穿过PCB板1中的通孔12,也即第三限位槽82凸出于PCB板1中的通孔12。
如图10并参阅图9所示,步骤S2还包括:将每个功率管2的功率管本体21放置在第三限位槽82中以限制功率管2的位置,且将每个功率管2的引脚22的末端穿过相应的引脚插孔11,使得散热面23位于功率管本体21远离PCB板1的一侧。
步骤S2和步骤S3之间还包括步骤:
S21、控制功率管夹持装置6夹紧每个功率管2的引脚22,使得每个功率管2与PCB板1相对固定。如图11并参阅图10所示,具体地,驱动扳手64以带动推动件63运动,使得活动夹持件62朝向固定夹持件61运动,进而使得固定夹持件61与活动夹持件62夹紧每个功率管2的引脚22。
S22、将散热器3放置在散热器限位装置7中以限制散热器3的位置。如图12并参阅图8所示,将散热器3放置在第二限位槽72中,使得第二限位槽72限位散热器3的外框。
如图13所示,步骤S3进一步包括:将PCB板限位装置1倒扣在散热器限位装置7上,使得散热器3贴合在每个功率管2的散热面23上。具体地,将第一定位结构对准第二定位结构,使得PCB板限位装置1倒扣在散热器限位装置7上,此时,散热器3贴合在每个功率管2的散热面23上。
步骤S3和步骤S4之间还包括步骤:
S31、控制功率管夹持装置6松开每个功率管2的引脚22。具体地,如图13所示,驱动扳手64以带动推动件63运动,使得活动夹持件62远离固定夹持件61运动,进而使得固定夹持件61与活动夹持件62松开每个功率管2的引脚22。
S32、将PCB板限位装置5以及功率管夹持装置6从散热器限位装置7的上方移开。具体地,如图14并参阅图13所示,当PCB板限位装置5以及功率管夹持装置6从散热器限位装置7的上方移开时,功率管2的引脚22凸出于PCB板1的引脚插孔11,此时便于后续的将紧固件4固定安装在散热器3上,以及将
在本发明的其它实施例中,步骤S1还包括:提供绝缘垫9。如图12所示,绝缘垫9用于实现功率管2与散热器3之间的电性隔离,其大致为方形片状结构,且该绝缘垫9与功率管2的数量相等。每个绝缘垫9对应地放置于功率管2与散热器3之间。本实施例中,绝缘垫9可采用绝缘膜或陶瓷绝缘片等结构。
步骤S3进一步包括:将散热器3、绝缘垫9以及每个功率管2依次相互贴合。如图12以及图13所示,将绝缘垫9分别放置在散热器3上相应的位置,将PCB板限位装置1倒扣在散热器限位装置7上时,散热器3、绝缘垫9以及每个功率管2依次相互贴合。本实施例中采用绝缘垫9的结构,能够提高功率管2与散热器3之间的绝缘性能,进而提高电路板使用时的可靠性能。
采用如上较佳实施例所述的电路板的装配方法,由于先将功率管2的引脚22插装在PCB板1的引脚插孔11中,再组装散热器3等结构,因此不会产生功率管2的引脚22与PCB板1的引脚插孔11对位困难的现象,从而能够提高电路板的装配效率,以实现大规模量产,而且能够使得PCB板1上装配更多数量的功率管2,以提高电路板的集成度和工作效率并提升散热器3的散热效率;其次,由于所述电路板的装配方法先将功率管2固定安装在散热器3上,再将功率管2的引脚22与PCB板1的引脚插孔11进行焊接,因此能够有效地避免功率管2产生机械应力损伤,从而提高装配的电路板的产品质量,而且多个功率管2的引脚22与相应的PCB板1的引脚插孔11可同时进行焊接,极大地提升了电路板的生产效率;再者,由于所述电路板的装配方法采用PCB板限位装置5、功率管夹持装置6、散热器限位装置7以及功率管限位装置8等结构,提高了功率管2与散热器3装配在PCB板1上的位置精度,且提高了电路板的装配效率。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。