CN110328627A

CN110328627A - 一种印制电路板的通用夹持工装

Info

Publication number: CN110328627A
Application number: CN201910660677.0A
Authority: CN
Inventors: 冯帆; 王松; 崔祺; 李明武; 王开伟; 邓颖祺
Original assignee: CETC 38 Research Institute
Current assignee: CETC 38 Research Institute
Priority date: 2019-07-22
Filing date: 2019-07-22
Publication date: 2019-10-15

Abstract

本发明涉及一种用于印制电路板的通用夹持工装，包括托盘和两组以上的定位夹持机构。每组定位夹持机构包括至少一个支撑机构和至少两个定位机构；定位机构包括定位固定板和定位柱，支撑机构包括固定板和支撑柱，固定板和定位固定板结构相同。托盘为平板状，其上开设有螺钉孔，螺钉孔按行列均匀排布；定位机构与支撑机构可使用螺钉通过其上的长腰形孔旋入托盘螺钉孔中。使用时，每个印制电路板通过一组定位夹持机构固定在托盘上。本发明能用于各类外形不规则印制板的流转与上机贴装，可提高印制板生产效率，减少制作专用托盘的费用及印制板流转过程中产生的质量问题。

Description

一种印制电路板的通用夹持工装

技术领域

本发明属于表面贴装技术（SMT）领域，具体涉及印制电路板（PCB）贴装过程中使用的一种通用夹持工装及其使用方法。

背景技术

随着电子技术的发展，印制电路板向着多功能、高集成、小型化方向发展。尤其是雷达核心模块使用的高频印制电路板，为适应模块内不同形状的腔体，印制电路板呈现出不规则的形状。此外，导弹等产品的截面因呈现出椭圆形，印制电路板也制作成相应椭圆形。

这些印制电路板在实际生产过程中面临着诸多问题：1、表贴设备使用两条平行轨道夹持印制板，高频印制电路板缺少夹持边，边缘不规则的印制板缺少平行边，这些印制板都无法使用表贴设备贴装元器件。2、高频印制板在流转过程中容易发生碰撞造成表面质量缺陷，如滤波器形变、微带线划伤等。

现有技术手段是针对不同形状大小的印制电路板制作专用托盘，但这种方法存在缺陷：1、在军工科研生产中产品种类多、批量小，每年制作的专用托盘有300件之多，每件的投产费用是800元，即一年要花费24万元制作专用托盘。2、专用托盘投产周期有1个月，严重影响科研产品交付。

鉴于上述问题，需要设计一种通用型、高灵活、且操作简单的工装。

发明内容

为了使各种形状印制电路板实现高效装夹贴装元器件，并避免流转过程中的碰撞变形、微带线划伤等，本发明提供一种印制电路板的通用夹持工装。

一种用于印制电路板的通用夹持工装包括托盘1和两组以上的定位夹持机构；

所述托盘1为平板状，其上均布开设有螺钉孔11，对称的两侧分别设有夹持边12；托盘1的顶面为工作面，两组以上的定位夹持机构固定在托盘1的工作面上；

每组定位夹持机构包括至少两个定位机构；所述定位机构包括定位固定板和定位柱3；

使用时，每个印制电路板通过一组定位夹持机构固定在托盘1上。

进一步限定的技术方案如下：

所述托盘1的夹持边12为角钢状，一侧为直立边，另一侧为水平边，直立边的下端固定连接着托盘1，水平边向外延伸形成夹持端。

所述托盘1上螺钉孔11按行列均匀排布。

所述托盘1的工作表面为硬质阳极氧化处理面，保证托盘的绝缘性。

所述定位固定板为条状短板，定位固定板的长度方向上开设有长腰形孔，长腰形孔内设有两个螺钉；与长腰形孔的一端对应的定位固定板上固定设有螺柱22，所述定位柱3或支撑柱4通过与螺柱22的螺纹连接设于定位固定板上；所述定位固定板通过螺钉和托盘1上的螺钉孔11的螺纹连接固定设于托盘1上。

所述定位柱3为三级阶梯状的圆柱体，由下至上直径依次减小，分别为上层圆柱33、中间圆柱32和底层圆柱31，底层圆柱31的下端开设有螺纹孔，使用时，上层圆柱33的上端与被加工印制电路板上的定位孔配合。

每组定位夹持机构还包括至少一个支撑机构，所述支撑机构包括固定板和支撑柱4；所述固定板和定位固定板结构相同。

所述支撑柱4为二级阶梯状的圆柱体，上部为小直径的上支撑柱42，下部为大直径的下支撑柱41，下支撑柱41的下端开设有螺纹孔，使用时，上支撑柱42上端与被加工印制电路板的底面接触。

所述通用夹持工装的材料为铝合金。

本发明的有益技术效果体现在以下方面：

1.本发明通用夹持工装，通用、灵活、操作简单；可对不同厚度与宽度的印制电路板进行有效固定。工装操作简单，对于小型印制板可摆放16件，形成拼板可适用于表贴设备。工装同样适用于常规形状的印制电路板。

2. 本发明通用夹持工装成本低，制作一套通用型印制电路板夹持工装的成本约1万元，制作2套可满足一条SMT生产线生产，减少反复制作专用托盘的费用与时间，提升了设备可动率约20%。

3. 本发明通用夹持工装方便流转、减少质量损失，通用型印制电路板夹持工装可用于外形不规则印制板的流转，对印制板的固定能够减少流转过程中产品的碰撞，防止产品表面形变、划伤。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是托盘结构示意图。

图3是固定板结构示意图。

图4是定位柱结构示意图。

图5是支撑柱结构示意图。

图6是定位机构示意图。

图7是支撑机构示意图。

图8是印制电路板固定示意图。

图9是夹持1/4圆形印制电路板示意图。

图10是夹持小型高频印制电路板示意图。

图11是工装在设备轨道中示意图。

上图中序号：托盘1、固定板2、定位柱3、支撑柱4、印制板5、1/4圆形印制电路板6、小型高频印制电路板7、设备轨道8、螺钉孔11、夹持边12、固定板主体结构21、螺柱22、底层圆柱31、中间层圆柱32、上层圆柱33、下支撑柱41、上支撑柱42。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。

实施例1

参见图1和图8，一种用于印制电路板的通用夹持工装包括托盘1和两组以上的定位夹持机构。

参见图2，托盘1为平板状，其上均布开设有螺钉孔11，螺钉孔11按行列均匀排布；对称的两侧分别连接着夹持边12，夹持边12为角钢状，一侧为直立边，另一侧为水平边，直立边的下端固定连接着托盘1，水平边向外延伸形成夹持端。托盘1的顶面为工作面，两组以上的定位夹持机构固定在托盘1的工作面上。

托盘1的材料为铝合金，工作面为硬质阳极氧化处理面，保证托盘的绝缘性。托盘1的底面长480mm、宽500mm、高6mm，夹持边12的宽13mm、厚3mm；托盘1上螺钉孔11的按行列排布为20行、20列，螺钉孔11为M4号，相邻两孔间距20mm，托盘1的整体高33mm。

参见图1，每组定位夹持机构包括个一支撑机构和四个定位机构；参见图7，支撑机构包括固定板2和支撑柱4；参见图6，定位机构包括定位固定板和定位柱3；其中固定板2和定位固定板结构相同。

参见图3，固定板2为条状短板，固定板2的长度方向上开设有长腰形孔，长腰形孔内设有两个螺钉；与长腰形孔的一端对应的固定板上固定安装有螺柱22。固定板2通过螺钉和托盘1上的螺钉孔11的螺纹连接固定安装于托盘1上。

固定板2的材料为铝合金，固定板2的长40mm、宽8mm、高5mm，长腰形孔的长30mm、宽4.5mm，圆角半径2.25mm。螺柱22为M3型号，高8mm。

参见图6和图7，定位柱3通过与螺柱22的螺纹连接设于固定板上，支撑柱4通过与螺柱22的螺纹连接设于固定板上。

参见图4，定位柱3为三级阶梯状的圆柱体，由下至上直径依次减小，分别为上层圆柱33、中间圆柱32和底层圆柱31，底层圆柱31的下端开设有螺纹孔，使用时，上层圆柱33的上端与被加工印制电路板上的定位孔配合。

定位柱3的材料为铝合金，根据实际生产印制电路板的螺钉孔内径制作成三种规格：

第一种：底层圆柱31的高11mm、直径6mm，螺纹孔为M3型号，孔深8mm；中间圆柱32的高5mm、直径4mm；上层圆柱33的高5mm、直径2mm，圆弧倒角半径0.5mm。

第二种：底层圆柱31的高11mm、直径6mm，螺纹孔为M3型号，孔深8mm；中间圆柱32的高5mm、直径4mm；上层圆柱33的高7mm、直径2.5mm，圆弧倒角半径1mm。

第三种：底层圆柱31的高11mm、直径6mm，螺纹孔为M3型号，孔深8mm；中间圆柱32的高5mm、直径5mm；上层圆柱33的高8mm、直径3mm，圆弧倒角半径1mm。

参见图5，支撑柱4为二级阶梯状的圆柱体，上部为小直径的上支撑柱42，下部为大直径的下支撑柱41，下支撑柱41的下端开设有螺纹孔，使用时，上支撑柱42上端与被加工印制电路板的底面接触，起支撑作用。

支撑柱4的材料为铝合金。下支撑柱41的高11mm、直径6mm，螺纹孔为M3型号，孔深8mm。上支撑柱42的高6mm，直径3mm，圆弧倒角半径1mm。

用于某1/4圆形印制电路板的具体使用操作说明如下：

1、测量1/4圆形印制电路板6的厚度与螺钉孔内径，该1/4圆形印制电路板6的厚度4mm，螺钉孔内径2.5mm。选择使用第二种规格的定位柱3，为使1/4圆形印制电路板6保持同设备贴装一水平面，在定位柱3下追加1mm垫圈2个，支撑柱4下追加1mm垫圈1个。

2、预放置1/4圆形印制电路板6，均匀分布放置2件。

3、参见图6，组装定位机构；参见图7，组装支撑机构。

4、参见图8，使用四个定位机构固定印制电路板四周，使用一个支撑机构托起印制电路板下方，上支撑柱42上端与被加工印制电路板的底面接触，注意不要接触印制电路板背面的元器件。

5、使用M4盘头螺钉通过定位机构的定位固定板与支撑机构的固定板上的长腰形孔旋入托盘螺钉孔11中，即将定位机构与支撑机构固定于托盘1上，见图8。

6、完成针对某1/4圆形印制电路板6的夹持工装。可使用工装夹持某1/4圆形印制电路板6进行流转，见图9。

实施例2

一种用于印制电路板的通用夹持工装的结构同实施例1。

用于小型高频印制电路板的具体使用操作说明如下：

1、测量小型高频印制电路板7的厚度与螺钉孔内径，该小型高频印制电路板7的厚度2mm，螺钉孔内径2mm。选择使用第一种规格的定位柱3，为使印制电路板保持与设备贴装同一水平面，在定位柱3下追加1mm垫圈4个。

2、预放置小型高频印制电路板7，均匀分布放置4件小型高频印制电路板7，形成拼板。

3、参照图6，组装五个定位机构。

4、参照图7，使用五个定位机构固定一件小型高频印制电路板7的四周，因小型高频印制电路板7面积较小，故不使用支撑机构。

5、参照图8，使用M4盘头螺钉通过定位固定板上的长腰形孔旋入托盘螺钉孔11中，即将定位机构固定于托盘1上。

6、完成针对小型高频印制电路板7的夹持装配，工装一次可夹持4件小型高频印制电路板7，见图10。可使用工装夹持小型高频印制电路板7进行上机贴装，见图11。

以上内容并非对本发明的结构、形状作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种用于印制电路板的通用夹持工装，其特征在于：包括托盘（1）和两组以上的定位夹持机构；所述托盘（1）为平板状，其上均布开设有螺钉孔（11），对称的两侧分别设有夹持边（12）；托盘（1）的顶面为工作面，两组以上的定位夹持机构固定在托盘（1）的工作面上；每组定位夹持机构包括至少两个定位机构；所述定位机构包括定位固定板和定位柱（3）；

使用时，每个印制电路板通过一组定位夹持机构固定在托盘（1）上。

2.根据权利要求1所述的一种用于印制电路板的通用夹持工装，其特征在于：所述托盘（1）的夹持边（12）为角钢状，一侧为直立边，另一侧为水平边，直立边的下端固定连接着托盘（1），水平边向外延伸形成夹持端。

3.根据权利要求1所述的一种用于印制电路板的通用夹持工装，其特征在于：所述托盘（1）上螺钉孔（11）按行列均匀排布。

4.根据权利要求1所述的一种用于印制电路板的通用夹持工装，其特征在于：所述托盘（1）的工作表面为硬质阳极氧化处理面。

5.根据权利要求1所述的一种用于印制电路板的通用夹持工装，其特征在于：所述定位固定板为条状短板，定位固定板的长度方向上开设有长腰形孔，长腰形孔内设有两个螺钉；与长腰形孔的一端对应的定位固定板上固定设有螺柱（22），所述定位柱（3）或支撑柱（4）通过与螺柱（22）的螺纹连接设于定位固定板上；所述定位固定板通过螺钉和托盘（1）上的螺钉孔（11）的螺纹连接固定设于托盘（1）上。

6.根据权利要求1或5所述的一种用于印制电路板的通用夹持工装，其特征在于：所述定位柱（3）为三级阶梯状的圆柱体，由下至上直径依次减小，分别为上层圆柱（33）、中间圆柱（32）和底层圆柱（31），底层圆柱（31）的下端开设有螺纹孔，使用时，上层圆柱（33）的上端与被加工印制电路板上的定位孔配合。

7.根据权利要求1所述的一种用于印制电路板的通用夹持工装，其特征在于：每组定位夹持机构还包括至少一个支撑机构，所述支撑机构包括固定板和支撑柱（4）；所述固定板和定位固定板结构相同。

8.根据权利要求7所述的一种用于印制电路板的通用夹持工装，其特征在于：所述支撑柱（4）为二级阶梯状的圆柱体，上部为小直径的上支撑柱（42），下部为大直径的下支撑柱（41），下支撑柱（41）的下端开设有螺纹孔，使用时，上支撑柱（42）上端与被加工印制电路板的底面接触。

9.根据权利要求1所述的一种用于印制电路板的通用夹持工装，其特征在于：所述通用夹持工装的材料为铝合金。