CN110666422A

CN110666422A - 一种通用型平行缝焊工装夹具

Info

Publication number: CN110666422A
Application number: CN201910852797.0A
Authority: CN
Inventors: 牛永斌; 金龙; 李�杰; 高亮; 赵毅
Original assignee: China North Industries Group Corp No 214 Research Institute Suzhou R&D Center
Current assignee: China North Industries Group Corp No 214 Research Institute Suzhou R&D Center
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2020-01-10

Abstract

本发明公开了一种通用型平行缝焊工装夹具，包括可调节地连接在底座和平台之间的可升降结构；底座的两个相对的外框内侧面上设置有滑道；可升降结构包括可移动框架、连杆结构和可绕中心轴转动的调节旋钮；可移动框架的两个相对的边框外侧面上配合地设有可沿滑道水平移动的凸起结构；连杆结构包括第一固定块、第二固定块、第一连杆和第二连杆；调节旋钮轴向固定在底座上，并与容纳在底座的外框内部空间中的可移动框架通过螺纹互连。本夹具适用于多种规格的封装电路，尤其是不规则的基体或外壳的电路，通用性好。

Description

一种通用型平行缝焊工装夹具

技术领域

本发明涉及一种工装夹具，尤其涉及一种通用型平行缝焊工装夹具。

背景技术

平行缝焊工艺在有气密性要求的各种电子封装中大量使用。平行缝焊封装工艺是借助于平行缝焊机，通过大电流脉冲在缝焊电极锥面与外壳盖板边缘的接触点处产生极高密度的热能，使外壳壳体100与盖板200的局部金属体及其镀层迅速加热而熔合在一起，随着电极在盖板边缘上的连续滚动前行，持续被熔合点形成一条致密焊道，焊道闭合后实现气密封装，如图1所示。平行缝焊一般仅用于边缘为矩形、圆形的规则形状薄片盖板的外壳封焊。

通常，平行缝焊机两个电极的工作轨迹呈对称分布并且有适宜的工作高度范围，因此，对封装盖板几何中心的水平位置和高度有要求。平行缝焊机在使用时，需要特定的工装夹具固定待封装电路，使得平行缝焊机电极锥面能很好的与外壳盖板边缘接触。通常，面对不同型号的封装电路，都需要定制平行缝焊夹具。然而，现在封装的电路型号多种多样，如果为每一种封装形式、每一种尺寸的外壳都定制平行缝焊夹具，会增加生产成本。

目前主要的平行缝焊夹具有以下典型的几类：

一种平行缝焊夹具（发明授权专利，申请号201610911773.4）；

简介：本发明结构简单、使用方便，制造成本低廉等优点，特别是通过夹具主体上的限位板Ⅰ、限位板Ⅱ和在限位板Ⅲ在水平面上的对应配合以及视情况加装不同的垫板的方式来，完成不同封装类型管壳，如FP、QFP、DIP、BGA/PGA等各类型管壳的平行缝焊封装，这样不仅减少平行缝焊专用夹具配套量，降低科研生产制造成本，还缩短了科研生产周期，避免工装的加工成本及管理成本的提高。

不足：1.该平行缝焊夹具调节高度是通过加装垫板实现，在平行缝焊机内部进行高度调节时，操作复杂，且无法进行连续的高度调节；

2.该平行缝焊夹具对不规则的基体或外壳无法起到很好的固定效果，寻找待封装件几何中心困难；

3.该平行缝焊夹具仍然需要另外的装置固定盖板。

一种用于平行缝焊的夹具（实用新型专利，申请号201420818702.6）；

简介：本实用新型公开了一种用于平行缝焊的夹具，包括平行缝焊平台，其特征在于，还包括固定在所述平行缝焊平台之上的夹具主体，所述夹具主体的中心位置上设有用于放置待焊壳体的放置槽和用于取出壳体的取件槽，所述夹具主体为不完整圆柱体，所述夹具主体左右两侧分别设置有切面。本实用新型可以快速准确装夹定位，而且在定位后零件能够平稳的焊接。

不足：该平行缝焊夹具只适用于一种型号电路的平行缝焊。

可调节平行缝焊的工装夹具（实用新型专利，申请号201420288019.6）；

简介：本实用新型的结构简单，加工成本低，操作方便，控制精度高。一套工装夹具可以适应多模块的封装应用，大大提高了生产效率。通过调节和设置，解决了平行缝焊工艺找待封装件几何中心的难题，实现了设计一种工装夹具可以完成更多模块封装的目标，使原本一个模块对应一个平行缝焊工装夹具，实现了更多半成品模块仅用一种工装夹具，就可以完成多工序加工的目标，节约了成本，缩短了加工时间，提高了生产效率。

不足：1.该平行缝焊夹具无法进行高度调节；

2.该平行缝焊夹具对不规则的基体或外壳无法起到很好的固定效果；

3.该平行缝焊夹具仍然需要另外的装置固定盖板。

一种表面贴装陶瓷外壳的可调平行缝焊夹具（发明专利，申请号201811277015.7）。

简介：本发明的陶瓷外壳夹具具有以下优点：

1）一种表面贴装陶瓷外壳的可调平行缝焊夹具，结构设计简单合理；

2）本发明通过设计了灵活的可调固定装置，同时配合弹簧固定组件，可以实现不同外形尺寸表面贴装陶瓷外壳的装载及固定，不需要额外再定制夹具，保证了封装工艺的顺利进行，提升了生产效率，降低了生产成本。

不足：1.该平行缝焊夹具无法进行高度调节；

3.该平行缝焊夹具仍然需要另外的装置固定盖板。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种通用型平行缝焊工装夹具，适用于多种规格的封装电路，尤其是不规则的基体或外壳的电路，通用性好。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种通用型平行缝焊工装夹具，包括可调节地连接在底座和平台之间的可升降结构；

底座的两个相对的外框内侧面上设置有滑道；

可升降结构包括可移动框架、连杆结构和可绕中心轴转动的调节旋钮；

可移动框架的两个相对的边框外侧面上配合地设有可沿滑道水平移动的凸起结构；

连杆结构包括第一固定块、第二固定块、第一连杆和第二连杆；第一连杆的一端与第二连杆的中点通过可转动节点连接，第一连杆的另一端与第一固定块通过可转动节点连接，第二连杆的一端与可移动框架通过可转动节点连接，第二连杆的另一端与第二固定块通过可转动节点连接；第一固定块连接固定在底座的外框上；第二固定块连接固定在平台上；

调节旋钮轴向固定在底座上，并与容纳在底座的外框内部空间中的可移动框架通过螺纹互连。

进一步地，平台内部设置多个磁铁；位置固定器通过磁铁的磁力吸引连接在平台上表面。

进一步地，第一连杆和第二连杆上的各相邻的可转动节点之间的轴心距相等。

进一步地，各可转动节点均为孔轴间隙配合的转动节点。

进一步地，各可转动节点均绕孔或轴的中心轴转动。

进一步地，各可转动节点处的孔或轴相互平行。

进一步地，所述连杆结构为四组，对称地连接在可移动框架的两侧。

进一步地，所述平台上表面设置刻度线。

进一步地，所述位置固定器为L形或圆柱形。

进一步地，所述底座固定在平行缝焊机的可移动操作台上。

本发明所达到的有益效果：

(a)可以进行连续的高度调节，且操作简单；

(b)借助刻度线，可以很好的寻找盖片的几何中心；

(c)对于基体或外壳不规则的电路也可以通过多个位置固定器实现固定；

(b)不需要额外的装置固定外壳盖板，避免了外壳盖板由于固定而出现机械损伤的可能。

附图说明

图1现有技术中的平行缝焊封装工艺示意图；

图2本实施例的平行缝焊工装夹具装配图；

图3本实施例的图2隐藏平台后的示意图；

图4本实施例的图3的仰视示意图；

图5本实施例的平行缝焊工装夹具可升降结构装配图；

图6本实施例的平行缝焊工装夹具底座装配图；

图7本实施例的平行缝焊夹具连杆结构装配图；

图8本实施例的平行缝焊夹具零部件示意图;

图9连杆间距示意图。

图中：1、底座；11、滑道；12、定位孔；2、可升降结构；3、平台；4、位置固定器；41、L形位置固定器；42、圆柱形位置固定器；5、外框架；51、阶梯面；6、挡板；7、螺丝；8、可移动框架；81、凸起结构；82、螺栓孔；9、连杆结构；911、912、913、914、螺栓；921、922、固定块；93、连杆；94、连杆；10、螺柱旋钮；14、磁铁；15、刻度线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

1、结构

结合图2至图7，本装置主要结构包括底座1、可升降结构2、平台3和位置固定器4。

可升降结构2通过螺丝和螺柱连接底座1和平台3，位置固定器4和平台3通过磁力吸引互连。通过调节可升降结构2来控制夹具总高度。

底座1包括外框架5和挡板6。外框架5和挡板6上设有贯穿的定位孔12，底座1通过定位孔12固定在平行缝焊机的可移动操作台上。挡板6通过螺丝7与外框架5连接固定，两个挡板6分别设置在外框架5的两个相对的侧边上，与外框架5形成可容纳凸起结构81的滑道11，支撑可移动框架8的凸起结构81。

可升降结构2由可移动框架8、连杆结构9和螺柱旋钮10构成。连杆结构9通过螺栓911与可移动框架8上的螺栓孔82连接。可移动框架8的两个相对的侧面分别设置凸起结构81，凸起结构81安装在底座的滑道11上。螺柱旋钮10轴向固定在底座1的外框架5上，并可绕螺柱旋钮的中心轴转动，与可移动框架8通过螺纹互连。通过控制螺柱旋钮10的转动，调节螺纹连接的可移动框架8的位置，可以使可移动框架8沿滑道11进行水平移动。

连杆结构9由固定块92、连杆93、连杆94和螺栓构成。连杆93的一端与连杆94之间通过螺栓913可转动地连接。连杆93的另一端通过螺栓912可转动地连接固定块921。连杆94的其中一端通过螺栓914可转动地连接固定块922，连杆94的另一端通过螺栓911可转动地连接在可移动框架8的侧面螺纹孔82中。固定块921通过螺丝连接在底座1下部的阶梯面52上。固定块922通过螺丝与平台3互连，固定在平台3上。连杆93上有两个平行的螺栓孔，分别用于安装螺栓912、913；连杆94上有3个螺栓孔，分别用于安装螺栓911、913、914，各相邻螺栓孔的轴心距X相等。与固定块921互连的螺栓912和与可移动框架8互连的螺栓911位于同一水平高度。连杆结构9中各可转动地节点处均是绕对应节点处的螺栓或螺栓孔的轴线进行转动。

在其他实施方式中，螺栓也可以采用其他零件代替。

平台3内部均匀分布设置多个磁铁14。平台3上表面制作刻度线15。

位置固定器4由金属铁制成，涂镀防锈层并对棱角做钝化处理。与平台3内部的磁铁15通过磁力吸引互连，将位置固定器4吸在平台3表面上。

平行缝焊工装夹具的装配：

(a)将四组连杆结构9通过螺栓911与可移动框架8相连；

(b)将可移动框架8和底座1通过外框架5和挡板6形成的滑道11相连；

(c)用螺柱旋钮10连接可移动框架8和底座1；

(d)将固定块921通过螺丝与底座1相连；

(e)将固定块922通过螺丝与平台3相连；

(f)将位置固定器4放到平台3上，即完成平行缝焊工装夹具的装配。

2、设计规则

(1)整体尺寸

本工装夹具要小于或等于平行缝焊机最大可装载的夹具尺寸，不能影响平行缝焊机载物台的运动。

例如SM8500型平行缝焊机，可装载的最大夹具尺寸为200mm。

(2)底座上定位孔12的尺寸和间距。

依据平行缝焊机的型号而定。

例如SM8500型平行缝焊机，定位孔12的尺寸为Ф6.4±0.05mm，定位孔12的中心距为101.6±0.01mm，孔深大于6mm。

(3)底座、连杆、平台

底座、连杆和平台的主体结构均为不锈钢。

夹具最小高度为底座1高度与平台3高度之和，连杆夹角为0时达到最大高度。依据平行缝焊机的型号和封装电路的类型选择合适的连杆尺寸、底座高度和平台高度。要求连杆93和连杆94上螺栓孔的轴心距一致。平台具有一定的支撑强度，平台3内部的高度能容纳镶嵌磁铁14。

例如SM8500型平行缝焊机，对于MCM-C（MCM-Ceramic，陶瓷型多芯片组件或陶瓷厚膜型多芯片组件）型封装电路，适宜的尺寸为：底座高度10mm，平台高度5mm，螺栓孔轴心距14mm。

(4)圆形磁铁

磁铁的大小选择常规的尺寸即可，要求能够镶嵌在平台内部，能够提供足够的磁力吸引固定位置固定器和盖板。常规圆形磁铁的直径在5mm～40mm之间，厚度在1.5mm～8mm之间。

(5)位置固定器

位置固定器4的材料为金属铁制成，涂镀防锈层并对棱角做钝化处理。

尺寸、高度和形状由待封装电路的结构确定。要求位置固定器的尺寸不能大于封装电路，高度不能高于封装电路盖片的位置。

对于基体或外壳为矩形的电路，可采用L型位置固定器41进行固定；对于基体或外壳不规则的电路，可采用圆柱形位置固定器42进行固定。对MCM-C型电路，位置固定器的适宜高度为与陶瓷基体高度相等。

设计制作一套常用的不同尺寸的L形和圆柱形位置固定器41、42即可满足大多数电路的固定要求。

对于一些特殊的封装电路，例如带引线或引脚的封装电路，需要额外设计制作特定的位置固定器。然而这类位置固定器的设计制作成本都很低，且制作周期短。

3、使用方法

(1)通过移动位置固定器4至合适位置用于固定待封装电路，通过刻度线确定待封装电路处于合适的封装位置，待封装电路的外壳盖板直接通过磁力吸引固定。

(2)通过旋转螺柱旋钮来控制平行缝焊工装夹具和封装电路的总高度，使得外壳盖板边缘处于合适的高度位置，顺利完成电路的平行缝焊。

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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种通用型平行缝焊工装夹具，其特征是，包括可调节地连接在底座和平台之间的可升降结构；

底座的两个相对的外框内侧面上设置有滑道；

2.根据权利要求1所述的通用型平行缝焊工装夹具，其特征是，平台内部设置多个磁铁；位置固定器通过磁铁的磁力吸引连接在平台上表面。

3.根据权利要求1所述的通用型平行缝焊工装夹具，其特征是，第一连杆和第二连杆上的各相邻的可转动节点之间的轴心距相等。

4.根据权利要求1所述的通用型平行缝焊工装夹具，其特征是，各可转动节点均为孔轴间隙配合的转动节点。

5.根据权利要求4所述的通用型平行缝焊工装夹具，其特征是，各可转动节点均绕孔或轴的中心轴转动。

6.根据权利要求4所述的通用型平行缝焊工装夹具，其特征是，各可转动节点处的孔或轴相互平行。

7.根据权利要求1所述的通用型平行缝焊工装夹具，其特征是，所述连杆结构为四组，对称地连接在可移动框架的两侧。

8.根据权利要求1所述的通用型平行缝焊工装夹具，其特征是，所述平台上表面设置刻度线。

9.根据权利要求1所述的通用型平行缝焊工装夹具，其特征是，所述位置固定器为L形或圆柱形。

10.根据权利要求1所述的通用型平行缝焊工装夹具，其特征是，所述底座固定在平行缝焊机的可移动操作台上。