CN111715991A - 隔离式焊接装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔离式焊接装置及方法，隔离式焊接装置包括：线圈和壳体；线圈设置在壳体内；线圈用于接收交变电流以产生交变磁场以使外部导磁发热单元通过感应交变磁场产生热量以使靠近导磁发热单元的工件的焊锡熔化。本发明通过隔离式焊接装置，在通入交变电流后产生交变磁场以使外部导磁发热单元通过感应交变磁场产生热量以使靠近外部导磁发热单元的工件的焊锡熔化，实现了隔离式焊接，提高了产品组装的方便性。

Description

隔离式焊接装置及方法

技术领域

本发明涉及电子产品领域，尤其涉及一种隔离式焊接装置及方法。

背景技术

现有技术中的焊接方法采用的是脉冲热压机，脉冲热压机利用变压器产生一个低电压的脉冲大电流，该脉冲大电流通过由钼、钛等高电阻材料制成的热压头时使得热压头发热以实现加热焊接。采用脉冲热压机的焊接方法的工作过程主要为：将工件固定到夹具上并送到热压头下，启动脉冲热压机将热压头直接压在工件上，在热压头上加载脉冲电压使其迅速发热，通过热传导方式将热量传递到工件上，当温度达到焊锡熔点后，将相连的物体间的焊锡熔融并连接到在一起。可见，现有的焊接方法中脉冲热压机的热压头和工件必须直接接触来实现热量传导，所以必须在产品组装前完成焊接工作，具有一定的局限性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中无法隔离焊接的缺陷，提供一种隔离式焊接装置及方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种隔离式焊接装置，包括线圈和壳体；

所述线圈设置在所述壳体内；

所述线圈用于接收交变电流以产生交变磁场以使外部导磁发热单元通过感应所述交变磁场产生热量以使靠近所述导磁发热单元的工件的焊锡熔化。

较佳地，所述隔离式焊接装置还包括非金属柱体；

所述非金属柱体设置于所述壳体内，所述线圈围绕所述非金属柱体，所述非金属柱体的一端与所述壳体固定连接。

较佳地，所述壳体的底部为平面。

较佳地，所述壳体的底部设有开口；或所述壳体的底部为封闭结构。

较佳地，所述壳体为非金属壳体。

一种隔离式焊接方法，所述隔离式焊接方法基于上述所述的隔离式焊接装置实现，所述隔离式焊接方法包括：

所述隔离式焊接装置产生交变磁场以使外部导磁发热单元通过感应所述交变磁场产生热量以使靠近所述导磁发热单元的工件的焊锡熔化。

较佳地，所述工件包括待焊物与电路板；

在所述隔离式焊接装置产生交变磁场以使外部导磁发热单元通过感应所述交变磁场产生热量以使靠近所述导磁发热单元的工件的焊锡熔化的步骤之前，所述隔离式焊接方法还包括：

将所述待焊物的焊盘与所述电路板的焊盘位置对准；

将所述导磁发热单元紧贴所述待焊物的背面并用治具固定。

较佳地，在所述将所述待焊物的焊盘与所述电路板的焊盘位置对准的步骤之前，所述隔离式焊接方法还包括：

在所述待焊物的焊盘上设置电镀导通孔作为热传导通道。

较佳地，所述导磁发热单元为导磁性的面板；

所述将所述导磁发热单元紧贴所述待焊物的背面并用治具固定的步骤包括：

将所述导磁性的面板紧贴所述待焊物的背面并用治具固定。

较佳地，所述隔离式焊接方法还包括：

在接入所述交变电流一定时间后，断开所述交变电流以使得焊锡冷却。

本发明的积极进步效果在于：本发明通过隔离式焊接装置，在通入交变电流后产生交变磁场以使外部导磁发热单元通过感应交变磁场产生热量以使靠近外部导磁发热单元的工件的焊锡熔化，实现了隔离式焊接，提高了产品组装的方便性。

附图说明

图1为本发明实施例1的隔离式焊接装置的结构示意图。

图2为本发明实施例1的隔离式焊接装置的应用结构图。

图3为本发明实施例2的隔离式焊接装置的结构示意图。

图4为本发明实施例3的隔离式焊接方法的流程图。

图5为本发明实施例4的隔离式焊接方法的流程图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例提供一种隔离式焊接装置，如图1所示，该隔离式焊接装置包括：线圈1和壳体2；

线圈1设置在壳体2内；

线圈1用于接收交变电流以产生交变磁场以使外部导磁发热单元通过感应交变磁场产生热量以使靠近导磁发热单元的工件的焊锡熔化。

本实施例的隔离式焊接装置的底部为平面，底部的平面作为压头使用。

本实施例的隔离式焊接装置在进行焊接时，将导磁发热单元紧贴待焊接的工件，用治具固定后送入到本实施例的隔离式焊接装置进行焊接。焊接时本实施例的隔离式焊接装置的底部的压头4压紧导磁发热单元后，通入高频交变电流，使线圈1产生交变磁场，导磁发热单元通过电磁感应产生热量以融化工件上的焊锡，实现了工件的隔离焊接。

本实施例的隔离式焊接装置的底部的压头4在焊接时不再直接作为热源压在待焊接的工件上，也不再通过热传导方式将热量传递到工件上，使工件温度达到焊锡熔点后，将相连的物体间的焊锡熔融并连接到在一起。

本实施例的隔离式焊接装置的底部的压头4在焊接时用于压紧导磁发热单元使工件中与导磁发热单元贴紧，工件中包括FPC(柔性电路板)与电路板时，通过压头压紧导磁发热单元可实现FPC的焊盘与电路板的焊盘的充分紧贴。

本实施例的隔离式焊接装置，在通入交变电流后产生交变磁场以使外部导磁发热单元通过感应交变磁场产生热量以使靠近外部导磁发热单元的工件的焊锡熔化，实现了隔离式焊接。

本实施例的隔离式焊接装置还包括非金属柱体3；

非金属柱体3设置在壳体2内，非金属柱体3的一端与壳体2固定连接，线圈1围绕非金属柱体3的另一自由端上；

壳体2的底部的压头4用于在焊接时压紧外部导磁发热单元；

本实施例的隔离式焊接装置中壳体2为非金属壳体，壳体2的底部的压头4为封闭结构，在线圈1中通入高频交变电流后，壳体2的底部的压头4的周围会产生交变磁场。在进行焊接时，待焊接的工件与导磁发热单元贴紧后用治具固定，再送人到隔离式焊接装置的底部的压头4的下面。本实施例的隔离式焊接装置在焊接时，壳体2的底部的压头4不再直接作为热源，直接压在待焊接的工件上进行焊接，而是通过产生交变磁场，让紧贴工件的导磁发热单元通过电磁感应产生热量进行隔离焊接。

壳体2可以为PVC(聚氯乙烯)、玻璃、陶瓷等壳体。

非金属柱体3可以为PVC、玻璃、陶瓷等柱体。

本实施例的隔离式焊接装置采用电磁感应加热，实现可隔离的热压焊接工艺。待焊接的工件包括手机、平板等电子通讯类产品，该电子产品后壳上的指纹FPC、无线充电FPC、NFC-FPC(近场通信-柔性电路板)等均需要和前壳上的PCB(印制电路板)进行连接。该电子产品的整体结构具体如图2所示，该电子产品内部设置有FPC8和PCB9，该电子产品的外壳包括后壳5和前壳6，FPC8上设置有若干圆形的电镀导通孔用于改善热传导，也可以通过其他方式改善热传导，不限于本实施例的设置方式；FPC8上还设置有两个位置相对齐的圆形定位孔；后壳5上相对应位置设置有2个定位柱，通过将后壳5上的定位柱插入FPC8上的定位孔实现FPC8的焊盘位置与电路板PCB9的焊盘位置对准；后壳5上设置有泡棉胶7，泡棉胶7用于在隔离式焊接装置的底部的压头4按压在后壳5上时进行预压，以保证FPC8和PCB9的焊盘贴紧；PCB9固定设置在前壳6上，泡棉胶7与FPC8之间放置有钢片10，可以采用导磁性较好的碳钢，也可以采用其它导磁性材料，既有补强作用，也是作为焊接的热源；FPC8通过双面背胶粘到后壳5上。使用本实施例的隔离式焊接装置将该电子产品进行隔离焊接的具体过程如下：

1)将FPC8贴合到后壳5上，通过将后壳5上的定位柱插入FPC8上的定位孔实现FPC8的焊盘位置与电路板PCB9的焊盘位置对准；

2)将后壳5按正常方式装配到前壳6上；

3)将装配完成的电子产品用治具固定，送入到本实施例的隔离式焊接装置的底部的压头4下；

4)在线圈1中输入高频交变电流，以产生交变磁场使FPC8上钢片10通过电磁感应迅速加热，达到焊锡熔融的温度；

5)保持通入高频交变电流一定时间后停止输入电流，进行冷却，使得焊锡冷却后在FPC8和电路板PCB9之间形成稳定可靠的连接。

本实施例的隔离式焊接装置，外壳的底部不再直接作为热源，而是通过产生交变磁场使工件中的导磁发热单元产生热量，实现隔离式焊接；同时，电子产品的FPC与PCB的连接导通是在装配以后完成的，因此FPC长度不需要考虑操作空间，可以减少FPC长度，提高信号传输的质量，并避免FPC过长导致的错位压折问题，在电子产品装配完成后再进行焊接，提高了产品组装的方便性；由于FPC和PCB间是通过焊盘焊接在一起的，因此连接稳定可靠，跌落测试中不会出现接触阻抗变化等问题，适合对导通性要求较高的场合；不需要用支架压紧，节省物料成本。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例提供一种隔离式焊接装置。如图3所示，本实施例的隔离式焊接装置中壳体2为低导磁率的金属壳体，壳体2的底部的压头4设置有开口，在线圈1中通入高频交变电流后，线圈1上产生交变磁场，该交变磁场通过壳体2的底部的压头4的开口向外传播。低导磁率的金属壳体能够防止线圈1产生的交变磁场四处泄露，壳体2的底部4设置的开口用于将壳体2内的交变磁场集中输出到外部待焊接的工件上，以提高焊接的速度。

本实施例的隔离式焊接装置在对实施例1中的电子产品进行焊接时，需将电子产品放置在本实施例的隔离式焊接装置的底部的压头4的开口处，使得线圈1产生的交变磁场能最大限度的传播到电子产品上，以使得电子产品内部的钢片能通过电磁感应迅速产生热量，融化焊锡，实现FPC与PCB的电路连接。

本实施例的隔离式焊接装置具体应用与实施例1中类似，此处不再赘述。

本实施例的隔离式焊接装置，壳体为低导磁率的金属壳体，壳体底部设有开口，可防止线圈产生的交变磁场的四处泄露，将交变磁场集中输出到外部待焊接的工件上，以提高焊接的速度。

实施例3

如图4所示，本实施例的隔离式焊接方法利用实施例1或2的隔离式焊接装置实现，本实施例的隔离式焊接方法包括：

S400、隔离式焊接装置产生交变磁场以使外部导磁发热单元通过感应交变磁场产生热量以使靠近导磁发热单元的工件的焊锡熔化。

本实施例的隔离式焊接方法在进行焊接时，将导磁发热单元紧贴待焊接的工件，用治具固定后送入到隔离式焊接装置进行焊接。焊接时隔离式焊接装置的底部的压头压紧导磁发热单元后，通入高频交变电流，使线圈产生交变磁场，导磁发热单元通过电磁感应产生热量以融化工件上的焊锡，实现了工件的隔离焊接。隔离式焊接装置的底部的压头在焊接时不再直接作为热源压在待焊接的工件上，也不再通过热传导方式将热量传递到工件上，使工件温度达到焊锡熔点后，将相连的物体间的焊锡熔融并连接到在一起。隔离式焊接装置的底部的压头在焊接时用于压紧导磁发热单元使工件中与导磁发热单元贴紧，工件中包括FPC与电路板时，通过压头压紧导磁发热单元可实现FPC的焊盘与电路板的焊盘的充分紧贴。

本实施例的隔离式焊接方法具体应用与实施例1中类似，此处不再赘述。

本实施例的隔离式焊接方法，在通入交变电流后产生交变磁场以使外部导磁发热单元通过感应交变磁场产生热量以使靠近外部导磁发热单元的工件的焊锡熔化，实现了隔离式焊接。

实施例4

在实施例3的基础上，本实施例提供一种隔离式焊接方法。如图5所示，本实施例的隔离式焊接方法还包括：

在步骤S400之前，本实施例的隔离式焊接方法还包括：

S200、将待焊物的焊盘与电路板的焊盘位置对准；

S300、将导磁发热单元紧贴待焊物的背面并用治具固定。

在步骤S200之前，本实施例的隔离式焊接方法还包括：

S100、在待焊物的焊盘上设置电镀导通孔作为热传导通道。设置电镀导通孔可以改善热传导，加速焊接。

导磁发热单元为导磁性的面板；步骤S300具体包括：

将导磁性的面板紧贴待焊物的背面并用治具固定。

本实施例的导磁性的面板包括：钢片，导磁性较好的碳钢，也可以采用其它材料，既有补强作用，也是作为焊接的热源；

本实施例的隔离式焊接方法还包括：

S500、在接入交变电流一定时间后，断开交变电流以使得焊锡冷却。

冷却处理以使工件形成稳定可靠的电气导通。

本实施例的隔离式焊接方法具体应用与实施例1中类似，此处不再赘述。

本实施例的隔离式焊接方法，外壳的底部不再直接作为热源，而是通过产生交变磁场使工件中的导磁发热单元产生热量，实现隔离式焊接；同时，电子产品的FPC与PCB的连接导通是在装配以后完成的，因此FPC长度不需要考虑操作空间，可以减少FPC长度，提高信号传输的质量，并避免FPC过长导致的错位压折问题，在电子产品装配完成后再进行焊接，提高了产品组装的方便性；由于FPC和PCB间是通过焊盘焊接在一起的，因此连接稳定可靠，跌落测试中不会出现接触阻抗变化等问题，适合对导通性要求较高的场合；不需要用支架压紧，节省物料成本。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种隔离式焊接装置，其特征在于，包括线圈和壳体；

所述线圈设置在所述壳体内；

所述线圈用于接收交变电流以产生交变磁场以使外部导磁发热单元通过感应所述交变磁场产生热量以使靠近所述导磁发热单元的工件的焊锡熔化。

2.如权利要求1所述的隔离式焊接装置，其特征在于，所述隔离式焊接装置还包括非金属柱体；

所述非金属柱体设置于所述壳体内，所述线圈围绕所述非金属柱体，所述非金属柱体的一端与所述壳体固定连接。

3.如权利要求1所述的隔离式焊接装置，其特征在于，所述壳体的底部为平面。

4.如权利要求1所述的隔离式焊接装置，其特征在于，所述壳体的底部设有开口；或所述壳体的底部为封闭结构。

5.如权利要求1所述的隔离式焊接装置，其特征在于，所述壳体为非金属壳体。

6.一种隔离式焊接方法，其特征在于，所述隔离式焊接方法基于上述权利要求1-5中任一所述的隔离式焊接装置实现，所述隔离式焊接方法包括：

所述隔离式焊接装置产生交变磁场以使外部导磁发热单元通过感应所述交变磁场产生热量以使靠近所述导磁发热单元的工件的焊锡熔化。

7.如权利要求6所述的隔离式焊接方法，其特征在于，所述工件包括待焊物与电路板；

在所述隔离式焊接装置产生交变磁场以使外部导磁发热单元通过感应所述交变磁场产生热量以使靠近所述导磁发热单元的工件的焊锡熔化的步骤之前，所述隔离式焊接方法还包括：

将所述待焊物的焊盘与所述电路板的焊盘位置对准；

将所述导磁发热单元紧贴所述待焊物的背面并用治具固定。

8.如权利要求7所述的隔离式焊接方法，其特征在于，在所述将所述待焊物的焊盘与所述电路板的焊盘位置对准的步骤之前，所述隔离式焊接方法还包括：

在所述待焊物的焊盘上设置电镀导通孔作为热传导通道。

9.如权利要求7所述的隔离式焊接方法，其特征在于，所述导磁发热单元为导磁性的面板；

所述将所述导磁发热单元紧贴所述待焊物的背面并用治具固定的步骤包括：

将所述导磁性的面板紧贴所述待焊物的背面并用治具固定。

10.如权利要求6所述的隔离式焊接方法，其特征在于，所述隔离式焊接方法还包括：

在接入所述交变电流一定时间后，断开所述交变电流以使得焊锡冷却。

Images