CN110911929A - 一种解决pin针在焊接中烫伤壳体的方法 - Google Patents

一种解决pin针在焊接中烫伤壳体的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种解决PIN针在焊接中烫伤壳体的方法，所述方法包括以下步骤：提供壳体，所述壳体包括第一表面和第二表面；提供PIN针，所述PIN针包括第一端部和第二端部；所述第一端部露出于所述第一表面，所述第二端部露出于所述第二表面；提供热源，所述热源配置为焊接PIN针的第一端部；提供冷凝装置，所述冷凝装置设置在靠近所述壳体第二表面，所述冷凝装置配置为降低所述第二端部的温度。本发明在实现PIN针焊接时，在靠近壳体的第二表面一侧设置冷凝装置，使得在焊接过程中第二端部的温度低于壳体的熔融温度，提高壳体外观的美感。

Description

一种解决PIN针在焊接中烫伤壳体的方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体地涉及一种解决PIN针在焊接中烫伤壳体的方法。
背景技术
随着智能穿戴设备等电子产品的迅速发展，逐渐形成了一种吸盘接触式充电结构，例如采用PIN针直接焊接在产品壳体中，形成一体结构，PIN针一端在壳体内部，另一端裸露在壳体外，用于与充电器连接.
但是现有技术中在对PIN针焊接时，往往因为PIN针温度的升高，造成PIN针外露的部分与壳体交接处形成熔料外翻，影响壳体的外观。传统的为了解决这一技术问题，通常是采用耐高温的壳体，但是采用耐高温的壳体无疑增加了电子产品的成本。
因此为了解决这一技术问题，本发明提供一种解决PIN针在焊接中烫伤壳体的方法。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种解决PIN针在焊接中烫伤壳体的方法。
根据本发明的第一方面，提供一种解决PIN针在焊接中烫伤壳体的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
提供壳体，所述壳体包括第一表面和第二表面；
提供PIN针，所述PIN针包括第一端部和第二端部；所述第一端部露出于所述第一表面，所述第二端部露出于所述第二表面；
提供热源，所述热源配置为焊接PIN针的第一端部；
提供冷凝装置，所述冷凝装置设置在靠近所述壳体第二表面，所述冷凝装置配置为降低所述第二端部的温度。
可选地，所述冷凝装置配置为能够提供冷气，所述冷气的温度范围为4℃～12℃。
可选地，所述PIN针通过焊盘焊接固定。
可选地，所述壳体采用低耐温注塑壳体。
可选地，所述壳体的材质选用PC料，ABS料，PEI料等低耐温材质。
可选地，所述冷凝装置对第二端部降温的时间大于热源工作的时间。
可选地，在焊接过程中，所述第二端部的温度低于所述壳体的熔融温度。
可选地，所述第二端部配置为与外部设备连接。
可选地，所述热源采用激光焊接机。
本发明的有益效果：本发明提供一种解决PIN针在焊接中烫伤壳体的方法，在实现PIN针与壳体焊接时，在靠近壳体第二表面一侧设置冷凝装置，抑制PIN针的第二端部温度，使得在焊接过程中温度低于壳体的熔融温度，提高壳体外观的美感；
另一方面采用本发明记载的方法，壳体可以采用低耐温材质，相对于现有技术中为了防止壳体的烫伤或熔融，采用耐高温材质相比，本发明能够降低生产成本。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1所示为本发明PIN针结构图；
图2所示为在焊接过程中PIN针温度分布图；
图3所示为本发明解决PIN针在焊接中烫伤壳体方法提供的结构示意图；
图4所示为本发明解决PIN针在焊接中烫伤壳体方法提供的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1～图4所示，根据本发明的一个实施例，一种解决PIN针在焊接中烫伤壳体的方法，所述方法包括以下步骤：
提供壳体201，所述壳体201包括第一表面2011和第二表面2012；
提供PIN针101，所述PIN针101包括第一端部1011和第二端部1012；所述第一端部1011露出于所述第一表面2011，所述第二端部1012露出于所述第二表面2012；
提供热源，所述热源配置为焊接PIN针的第一端部1011；
提供冷凝装置401，所述冷凝装置401设置在靠近所述壳体的第二表面2012，所述冷凝装置2012配置为降低所述第二端部1012的温度。
本例子中，焊接PIN针时，在靠近壳体的第二表面2012一侧设置冷凝装置，用于抑制PIN针的第二端部温度的升高，使得在焊接过程中第二端部的温度低于壳体的熔融温度，壳体不会发生熔融或外翻情况，提高壳体外观的美感；
另一方面采用本例子记载的方法，壳体可以采用低耐温材质，相对于现有技术中为了防止壳体的烫伤或熔融，采用耐高温材质相比，本发明能够降低生产成本。例如电子产品本身不需要耐高温的情况下，电子产品的壳体壳体采用低耐温的材质，以降低电子产品本身的生产成本。
在一个实施例中，本发明在电子产品上设置PIN针，采用PIN针完成电信号的导电实现对电子产品的充电。
如图1～图3所示，所述PIN针101包括第一端部1011和第二端部1012，将PIN针101设置在壳体201上，例如可以采用注塑方式将PIN针101注塑在壳体201上，或在壳体201上设置通孔，将PIN针101的第一端部1011从壳体第二表面2012插入至壳体第一表面2011，使第一端部1011露出于所述第一表面2011，所述第二端部1012露出于所述第二表面2012。
具体地，PIN针101的第一端部1011通过与焊盘焊接固定在第一表面2011；第二端部1012用于与外部设备连接；其他电路元器件(如PCB板)(图中未示出)装配在壳体201中。例如第二端部1012的表面可以与第二表面2012表面平齐或突出于第二表面2012与外部设备连接。
当通过PIN针实现电子产品的充电时，需要将电路元器件上的焊盘与PIN针101短接，本例子中PIN针通过焊盘501焊接固定。
例如，本例子采用热源将锡加热到融化温度，并使焊盘501或PIN针101的温度保持在熔锡温度以上，使得锡爬满焊盘501或PIN针101，完成焊接过程。
低温锡的熔锡和爬锡温度一般大于138℃，高温锡的熔锡和爬锡温度为一般大于217℃，因此要使得锡爬满焊盘完成焊接，需要PIN针的温度分布大于锡的熔锡温度。如图2所示，需要T1>熔锡温度。
其中在焊接过程中，PIN针的温度分布如图2所示，A点表示PIN针第二端部1012的温度值T2，B点表示PIN针第一端部1011的温度值T1，L表示PIN针温度分布曲线图，因此从PIN针温度分布曲线图中可以看出：由于PIN针采用金属材质制成，具有导热性能；在第一端部1011通过焊盘焊接固定时，随着热源的持续加热锡，T1和T2的值会随时间的增加越来越大，通常也会使得T2温度值大于壳体201的熔融温度，造成壳体201发生外翻或熔融现象，影响壳体的外观。
因此为了解决这一技术问题，在靠近所述壳体的第二表面2012一侧设置冷凝装置401，在不影响锡爬满焊盘或PIN针的同时，所述冷凝装置401配置为降低所述第二端部1012的温度，使得第二端部1012的温度低于壳体的熔融温度。
在一个例子中，所述热源采用激光焊接机，例如采用激光喷锡球焊接机，其中激光喷锡球焊接机包括外壳，所述外壳内设置送料通道304，激光通道301和气体通道303；
所述送料通道304配置为用于将锡球302通过所述送料通道304至出锡嘴；所述激光通道301配置为用于将激光射至出锡嘴，并对位于出锡嘴内的锡球302加热至熔融状态，其中图3中虚线所述为激光；所述气体通道303配置为用于将高压气体传输至出锡嘴，并将已经处于熔融状态的锡球推出至焊盘501和PIN针101的第一端部1011。
其中激光在对锡球进行加热时，出锡嘴距焊盘501和PIN针的第一端部1011的距离为1mm～3mm，在该范围内，激光在对锡球加热的同时，也进一步对焊盘和PIN针进行加热，使得锡球达到熔融状态时，PIN针和焊盘的表面温度已经满足锡球爬锡的要求。
例如，如图4所示，当锡球达到熔融状态时，同时PIN针和焊盘的表面温度已经满足锡球爬锡的要求时，锡球被氮气推出至焊盘和PIN针表面，实现PIN针，焊盘和壳体三者的焊接固定。其中锡球被推出至焊盘和PIN针表面时呈半球状结构。其中采用熔融状态的锡球进行焊接一方面能够实现导电作用，另一方面能够将PIN针固定在壳体201上。
其中，本例子中，激光喷锡球焊接机让锡球达到熔融状态，并利用高压气体将熔状锡球喷射到焊盘或PIN针上，整个持续时间＜0.1s，因此激光喷锡球焊接机的焊接工艺降低了对电子产品和焊盘的热影响。
在一个实施例中，所述冷凝装置401配置为能够提供冷气，所述冷气降低第二端部的温度。所述冷气的温度范围为4℃～12℃。当冷气的温度持续在所述范围内，一方面保证PIN针和焊盘温度能够达到爬锡标准，另一方面保证PIN针的第二端部的温度不能超过壳体的熔融温度；特别地，本发明人发现，当冷凝装置提供的冷气温度控制在10℃时，一方面能够将PIN针第二端部的温度不会超过壳体的熔融温度，壳体的第二表面2012不会产生熔融状态或发生表面外翻情况；另一方面也不会延长焊盘和PIN针到达爬锡温度的时间，在此温度时，锡球达到熔融状态时，PIN针和焊盘的表面温度也能够到达锡球爬锡的标准。
在一个实施例中，所述壳体201采用低耐温注塑壳体。例如所述壳体的材质选用PC料，ABS料，PEI料等低耐温材质。其中PC料的熔融温度为135℃、ABS料的熔融温度为97℃、PEI料的熔融温度为180℃。其中壳体的熔融温度越高，其生产成本相应的也会越高。
本例子中壳体201的材质选用ABS料时，采用本发明记载的方法，通过冷凝装置401也会使得PIN针的第二端部1012的温度降低至低于ABS料的熔融温度97℃。
在一个例子中，所述冷凝装置401对第二端部1012降温的时间大于热源工作的时间。在准备焊接过程之前，例如，可以在投放锡球之前就给第二端部进行降温处理，同时在整个焊接过程之间也通过冷凝装置对第二端部进行降温处理。本发明发现这样会抑制PIN针温度的传导，使得PIN针的第二端部的温度累积无法达到壳体的熔融温度。
在一个例子中，所述第二端部配置为与外部设备连接。当PIN针的第二端部与外部设备实现连接，例如与外部充电器连接时，可以实现对电子产品的无线充电。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种解决PIN针在焊接中烫伤壳体的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
提供壳体，所述壳体包括第一表面和第二表面；
提供PIN针，所述PIN针包括第一端部和第二端部；所述第一端部露出于所述第一表面，所述第二端部露出于所述第二表面；
提供热源，所述热源配置为焊接PIN针的第一端部；
提供冷凝装置，所述冷凝装置设置在靠近所述壳体第二表面，所述冷凝装置配置为降低所述第二端部的温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷凝装置配置为能够提供冷气，所述冷气的温度范围为4℃～12℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PIN针通过焊盘焊接固定。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述壳体采用低耐温注塑壳体。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述壳体的材质选用PC料，ABS料，PEI料中的一种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷凝装置对第二端部降温的时间大于热源工作的时间。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的方法，其特征在于，在焊接过程中，所述第二端部的温度低于所述壳体的熔融温度。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二端部的温度低于97℃。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二端部配置为与外部设备连接。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热源采用激光焊接机。
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