CN109047965B - 一种多管脚封装器件的焊接工装及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多管脚封装器件的焊接工装及其使用方法，属于印制电路板制造技术领域，解决了现有焊接方法焊接的多管脚封装器件管脚易短路、管脚的玻璃体易破碎且焊点易开焊的问题。本发明的多管脚封装器件的焊接工装，包括管脚支撑件和固定件；管脚支撑件、固定件均位于多管脚封装器件和印制电路板之间，固定件用于将多管脚封装器件和印制电路板固定。本发明能够高质量、快速完成多管脚封装器件的焊接，提升了焊接产品的合格率和生产效率。

Description

一种多管脚封装器件的焊接工装及其使用方法

技术领域

本发明涉及印制电路板制造技术领域，尤其涉及一种多管脚封装器件的焊接工装及其使用方法。

背景技术

在印制电路板制作过程中，常规要求通孔插装元器件贴板焊接或者离印制电路板0.5-1mm距离焊接，对于非金属封装管脚较少的通孔插装器件是能够满足生产要求的，但是对于多管脚金属封装大型器件这个要求不适用，首先金属封装的器件贴板焊接，在焊接过程中容易导致管脚间短路；另外由于管脚较多，很难保证元器件的焊接高度，影响印制电路板的美观，同时在震动过程中增加对焊点的剪切力，容易使焊点受损。

目前对这种多管脚金属封装的器件主要是靠操作者目测焊接高度，很难保证器件两端焊接完成后，器件底面与印制电路板上表面平行，往往焊接完成后元器件为倾斜状态，使产品震动剪切力增大，同时影响产品的美观；再由于焊接过程中焊锡容易渗透到印制电路板A面导致管脚间短路，产生质量问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种多管脚金属封装器件的焊接工装及其使用方法，至少能够解决下列技术问题之一：(1)焊锡流到印制电路板背面导致器件管脚间短路；(2)管脚较多，为了防止管脚变形导致玻璃体破裂从而使元器件失效；(3)多管脚元器件一般体积和重量较大，在长时间振动、运输等试验，焊点剪切力相对较大，容易导致焊点开焊。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明公开了一种多管脚封装器件的焊接工装，所述焊接工装包括管脚支撑件和固定件；所述管脚支撑件、所述固定件均位于所述多管脚封装器件和印制电路板之间，所述固定件用于将所述多管脚封装器件和所述印制电路板固定。

另一方面，本发明还公开了一种多管脚封装器件焊接工装的使用方法，具体包括以下步骤：

(1)根据多管脚封装器件管脚的排数和数量，制作管脚支撑件；

(2)将制作好的管脚支撑件安装到管脚上；

(3)将硅橡胶涂覆在印制电路板上；

(4)将多管脚封装器件安装到印制电路板上，使管脚支撑件与印制电路板紧密贴合；

(5)将印制电路板翻转，以器件的上表面为支撑，待硅橡胶凝固后，进行管脚焊接。

本发明有益效果如下：

(1)本发明通过设置管脚支撑件，并通过对管脚支撑件上通孔直径的大小以及管脚支撑件厚度的控制，不仅能够起到支撑作用，而且还能起到隔离焊锡的作用，从而防止管脚间短路。

(2)通过设置固定件，起到固定管脚支撑件和印制电路板的作用，从而有效防止了固定管脚支撑件和印制电路板之间的相对移动。

(3)通过控制起固定作用的硅橡胶的用量，使得所使用的硅橡胶既能起到固定支撑，又不会导致印制电路板的断路。

(4)通过选择合适的固定件的材质，使得固定件既能起到固定支撑作用，又具有减震作用，延长了器件的使用寿命。

(5)按照本发明提供的使用方法按照多管脚封装器件的焊接工装后，在合理的焊接温度和焊接时间内完成焊接，能够保证器件焊接完成后均为合格产品，确保加工合格率为100％。

(6)本发明提供的焊接工装及使用方法大大缩短了焊接时间，焊接时间小于5分钟(未使用本发明的焊接工装时，焊接时间为2小时左右)，提高了生产效率，并且焊接出的器件底面与印制电路板上表面平行，提高了产品的美观度。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例多管脚插装器件的俯视图；

图2为本发明实施例多管脚支撑件的俯视图；

图3为本发明实施例多管脚插装器件、多管脚支撑件、印制电路板和固定件的安装关系示意图；

图4为本发明实施例多管脚插装器件的下表面具有1个固定件的示意图；

图5为本发明实施例多管脚插装器件的下表面具有3个固定件的示意图；

图6为本发明实施例多管脚支撑件为椭圆形的示意图；

图7为本发明实施例多管脚支撑件为椭圆形且数量为2个的示意图。

附图标记：

1-多管脚封装器件；2-管脚支撑件；3-印制电路板；4-固定件；5-管脚；6-管脚玻璃体；7-通孔。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例一

本发明的一个具体实施例公开了一种多管脚封装器件的焊接工装，包括管脚支撑件2和固定件4。

管脚支撑件2、固定件4均位于多管脚封装器件1和印制电路板3之间，固定件用于将多管脚封装器件1和印制电路板3固定。

所述管脚支撑件2设有供管脚5穿过的通孔7，所述通孔7直径与管脚玻璃体6外径相等。管脚支撑件2能够支撑1个或多个管脚5。

为了便于操作和易于实现，本实施例不是在每个管脚上均设置一个管脚支撑件，而是每一排管脚设置一个管脚支撑件，即管脚支撑件的数量与管脚的排数相等。为了使每个管脚都有支撑，每个所述管脚支撑件2上通孔的数量与间距与该排管脚位置一一对应。通过上述设计，不仅使得管脚支撑件易于制作，而且安装一个管脚支撑件能够实现对多个管脚的支撑，与每个管脚上单独安装一个管脚支撑件相比，节省时间成本，降低劳动强度。

实施例二

实际使用时发现，支撑件的厚度小于0.8mm时，焊接过程中焊锡从印制电路板背面渗透到正面，易导致管脚间短路；支撑件的厚度大于1.2mm时，由于此类器件管脚均较细，焊接高度增加，在使用过程中会使振动的力加大，使用一段时间后焊点受损，引起焊点开裂。本实施例将管脚支撑件的厚度(高度)选择为0.8～1.2mm，焊接后的产品能够完成大量振动试验，产品质量合格，不会出现上述问题。

本实施例中对器件和印制电路板起固定作用的是硅橡胶。在器件安装过程中，使用外力下压器件，当下压到0.8～1.2mm(与管脚支撑件的厚度相同)时，硅橡胶与器件的下表面紧密贴合，形成粘接平面，该硅橡胶凝固后，形成粘固面，起到对器件固定的作用；硅橡胶涂覆高度不宜太高，不能大于2mm，如果涂覆量太多，在器件下压过程中，硅橡胶容易渗透到焊盘内，导致管脚间的短路，当涂覆厚度小于1.5mm时，厚度太低会使器件与硅橡胶粘接面积减小，起不到固定作用。因此，本发明选择固定件的厚度为1.5～2mm，不会出现上述情况，能够确保产品质量安全可靠。

在众多的硅橡胶中，本发明选用的是GD414，原因在于：GD414对金属无腐蚀性，具有强度高、断裂伸长率高等优点，并且在-60～200℃的宽温度范围内长期使用具有十分优异的耐紫外光、耐气候老化及良好的电绝缘性能等特点，还具有防潮、减震作用。

实施例三

本实施例中固定件的横截面为不规则形状，近似为圆形。经过大量实验发现，固定件的尺寸既不能太大，也不能太小。如果固定件的尺寸太小，则起不到固定、支撑的作用；如果横截面的尺寸太大，会造成焊接后的产品断路。因此，本实施例中要求固定件上相距最远的两点间的距离为多管脚封装器件短边边长的1/3至1/2。这样，既能保证固定件起到固定、支撑的作用，又不会造成产品断路。

根据印制电路板和器件的尺寸，本实施例固定件的数量可以为多个，并且均匀分布在器件的下表面和印制电路板之间，从而不仅能够使印制电路板和器件固定牢固，而且能够使器件和印制电路板受力均匀，防止受力不均匀引起器件管脚的玻璃体破碎，提高了产品合格率。

为了增强固定件的固定和支撑效果，本发明根据器件的形状，将硅胶涂覆为不同的形状。如果器件为正方形或圆形，则将硅胶涂覆为近似圆形，如果器件为长方形，则将硅胶涂覆为近似椭圆形。

实施例四

本发明的另一个实施例还公开了一种多管脚封装器件焊接工装的使用方法，具体包括以下步骤：

(1)根据多管脚封装器件管脚5的排数和数量，制作管脚支撑件2；

(2)将制作好的管脚支撑件2安装到管脚5上；

(3)将硅橡胶涂覆在印制电路板3上；

(4)将多管脚封装器件1安装到印制电路板3上，使管脚支撑件2与印制电路板3紧密贴合；

(5)将印制电路板3翻转，以器件的上表面为支撑，待硅橡胶凝固后，进行管脚焊接。

本实施例中选择聚四氟乙烯作为制作管脚支撑件的材质，原因在于：其具有非常优异的综合性能，一是具有非常宽的温度使用范围，如在-190～250℃均具有良好的性能；二是具有良好的耐腐蚀性能，对大多数化学药品和溶剂表现出惰性，能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂；三是具有生理惰性，对人体无毒害作用；四是具有非常好的电绝缘性，可以抵抗1500伏高压电。

本实施中，凝固方式为静置凝固。

实验发现，静置时间少于15h时，硅橡胶凝固不完全；静置时间为30h时已完全凝固，因此，为了使硅橡胶完全凝固，本实施例选择静置时间为15～30h。

实施例五

(1)根据器件管脚的排数和数量，制作聚四氟乙烯管脚支撑件。支撑的孔位(即管脚支撑件上的通孔)直径大小与器件管脚玻璃体的外径一致，支撑件的厚度(高度)为0.8mm；

(2)将支撑件安装到器件管脚上，将管脚朝上放置在防静电操作台上；

(3)将GD414涂覆在印制电路板安装器件位置的中间部分，硅橡胶的厚度为1.5mm，涂覆形状为近似圆形，圆形的最大直径为器件短边边长的1/3；

(4)将器件安装到印制电路板上，将器件压到底，使管脚支撑件与印制电路板紧密贴合；

(5)将印制电路板翻转，以器件的上表面为支撑，放置到防静电工作台，静置15h，待硅橡胶凝固后，进行管脚的焊接。

在5分钟内即可完成焊接，经测试，焊接后的产品合格。

实施例六

(1)根据器件管脚的排数和数量，制作聚四氟乙烯管脚支撑件。支撑的孔位(即管脚支撑件上的通孔)直径大小与器件管脚玻璃体的外径一致，支撑件的厚度(高度)为1.2mm；

(2)将支撑件安装到器件管脚上，将管脚朝上放置在防静电操作台上；

(3)将GD414涂覆在印制电路板安装器件位置的中间部分，硅橡胶的厚度为2mm，涂覆形状为近似圆形，圆形的最大直径为器件短边边长的1/2；

(4)将器件安装到印制电路板上，将器件压到底，使管脚支撑件与印制电路板紧密贴合；

(5)将印制电路板翻转，以器件的上表面为支撑，放置到防静电工作台，静置30h，待硅橡胶凝固后，进行管脚的焊接。

在5分钟内即可完成焊接，经测试，焊接后的产品合格。

实施例七

(1)根据器件管脚的排数和数量，制作聚四氟乙烯管脚支撑件。支撑的孔位(即管脚支撑件上的通孔)直径大小与器件管脚玻璃体的外径一致，支撑件的厚度(高度)为1mm；

(2)将支撑件安装到器件管脚上，将管脚朝上放置在防静电操作台上；

(3)将GD414涂覆在印制电路板安装器件位置的中间部分，硅橡胶的厚度为1.7mm，涂覆形状为近似椭圆形，椭圆长轴的长度为器件短边边长的1/2；

(4)将器件安装到印制电路板上，将器件压到底，使管脚支撑件与印制电路板紧密贴合；

(5)将印制电路板翻转，以器件的上表面为支撑，放置到防静电工作台，静置24h，待硅橡胶凝固后，进行管脚的焊接。

在5分钟内即可完成焊接，经测试，焊接后的产品合格。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多管脚封装器件的焊接工装，其特征在于，所述焊接工装包括管脚支撑件(2)和固定件(4)；

所述管脚支撑件(2)、所述固定件(4)均位于所述多管脚封装器件(1)和印制电路板(3)之间，所述固定件用于将所述多管脚封装器件(1)和所述印制电路板(3)固定；

所述固定件(4)的材质为硅橡胶；

所述管脚支撑件(2)设有供管脚(5)穿过的通孔(7)，所述管脚支撑件(2)的材质为聚四氟乙烯；

所述固定件(4)上相距最远的两点间的距离为多管脚封装器件(1)短边长度的1/3至1/2。

2.根据权利要求1所述的多管脚封装器件的焊接工装，其特征在于，所述通孔(7)直径与管脚玻璃体(6)外径相等。

3.根据权利要求1所述的多管脚封装器件的焊接工装，其特征在于，所述管脚支撑件(2)能够支撑1个或多个管脚(5)。

4.根据权利要求1所述的多管脚封装器件的焊接工装，其特征在于，所述管脚支撑件(2)的厚度为0.8～1.2mm。

5.根据权利要求1所述的多管脚封装器件的焊接工装，其特征在于，所述固定件(4)的厚度为1.5～2mm。

6.一种多管脚封装器件焊接工装的使用方法，其特征在于，使用权利要求1至5任一项所述的多管脚封装器件的焊接工装，具体包括以下步骤：

(1)根据多管脚封装器件管脚(5)的排数和数量，制作管脚支撑件(2)；

(2)将制作好的管脚支撑件(2)安装到管脚(5)上；

(3)将硅橡胶涂覆在印制电路板(3)上；

(4)将多管脚封装器件(1)安装到印制电路板(3)上，使管脚支撑件(2)与印制电路板(3)紧密贴合；

(5)将印制电路板(3)翻转，以器件的上表面为支撑，待硅橡胶凝固后，进行管脚焊接。

7.根据权利要求6所述的多管脚封装器件焊接工装的使用方法，其特征在于，所述管脚支撑件(2)的材质为聚四氟乙烯。

8.根据权利要求6所述的多管脚封装器件焊接工装的使用方法，其特征在于，步骤(5)中，凝固方式为静置凝固，静置时间为15～30h。

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