CN114256661A - Pin针、连接器及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种PIN针、连接器及其生产工艺，该PIN针包括：插拔件和连接件，连接件可拆卸连接于插拔件的一端；连接件和插拔件同轴设置，且连接件和插拔件的材料部分或者全部不同。本公开技术方案有效解决了传统连接器生产效率低的技术问题，有效降低了连接器的生产成本、提高了单位时间内连接器的产量。
Description
技术领域
本公开涉及电器设备领域，尤其涉及一种PIN针、连接器及其生产工艺。
背景技术
随着电子技术的快速发展，越来越多的电路模板得到了广泛应用，而这些模块要与外部元件传递信息就必然要用到连接器，其中，功率模块的PIN针能让电路模板与外部元件实现电性能连接和特定的移动。相关技术中，功率模块的PIN针多为圆头针。生产中，为防止PIN针氧化过快，一般会对整个铜质PIN针进行电镀镍层，然后一根一根地将PIN针插入治具内定位，再通过焊锡连接在DBC上。但是，该生产方式存在以下问题：
①由于焊锡的导电率比铜低，PIN针与DBC通过焊锡连接使得生产得到的连接器的导电率降低；
②每根PIN针都需要消耗锡膏；并且每根PIN针与DBC的连接均需经过以下工序：DBC点锡膏→PIN针定位和固定→真空回流焊才能实现PIN针与DBC的连接，使得整个连接器的生产成本高；
③每一PIN针需要单独插入治具内并进行②中作业，使得生产效率低下。
如此，使得整个连接器的生产效率低。因此，本公开拟寻找一种新式PIN针和与该PIN针匹配的生产工艺，以提高连接器的生产效率、并得到基于该PIN针的连接器。
发明内容
本公开提供了一种PIN针、连接器及其生产工艺，以解决传统连接器生产效率低的技术问题。
为此，第一方面，本公开实施例提供了一种PIN针，包括：
插拔件；
连接件，可拆卸连接于所述插拔件的一端；所述连接件和所述插拔件同轴设置，且所述连接件和所述插拔件的材料部分或者全部不同。
在一种实施方式中，在垂直所述连接件的轴向上，所述连接件的截面积大于所述插拔件的截面积。
在一种实施方式中，所述插拔件包括本体和镀层，所述镀层电镀于所述本体外。
在一种实施方式中，所述连接件的材料为金属铜、金属铝或金属银中的任一者；和/或，
所述插拔件的镀层材料为金属镍、金属钯或金属银中的任一者。
在一种实施方式中，所述插拔件与所述连接件螺纹连接。
在一种实施方式中，所述插拔件的一端外侧设置有外螺纹，所述连接件的一端设置有与所述外螺纹相适配的内螺纹，所述插拔件与所述连接件通过所述外螺纹和所述内螺纹螺纹连接。
在一种实施方式中，所述连接件具有靠近所述插拔件设置的限位部，在垂直所述连接件的轴向上，所述限位部的截面积大于所述插拔件的截面积。
在一种实施方式中，所述限位部的外壁为平面、斜面或曲面中的任一者。
第二方面，本公开实施例还提供了一种连接器，包括：
DBC件，具有多个连接位；
如上所述的多个PIN针；所述PIN针与所述连接位一一对应设置；所述PIN针包括插拔件和连接于所述DBC件上的连接件，所述连接件远离所述插拔件的一端连接于所述连接位；
PCB板，具有多个过孔；所述过孔与所述PIN针一一对应；所述PCB板的过孔套接穿过所述插拔件套接于所述连接件外。
第三方面，本公开实施例还提供了一种连接器的生产工艺，包括如下生产步骤：
通过真空回流焊将芯片焊接于DBC件的指定位置；
在DBC件上焊接铝线形成预定电路；
通过超声波焊接将PIN针焊接至DBC件的指定位置；
安装PCB板；
装壳注胶，获得如上连接器。
根据本公开实施例提供的PIN针、连接器及其生产工艺，该PIN针，包括：插拔件；连接件，可拆卸连接于插拔件的一端；连接件和插拔件同轴设置，且连接件和插拔件的材料部分或者全部不同。本公开通过优化PIN针结构以及优化连接器的生产工艺，提高了连接器的生产效率，降低了连接器的生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。另外，在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，且附图并未按照实际的比例绘制。
图1为本公开实施例提供的PIN针的立体结构示意图；
图2为本公开实施例提供的连接器的局部示意图；
图3为本公开实施例提供的连接器的生产工艺的流程图。
附图标记说明：
100、插拔件；200、连接件；210、限位部；300、DBC件；400、PCB板；500、芯片。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
传统功率模块的PIN针多为圆头针。生产中，为防止PIN针氧化过快，一般会对整个铜质PIN针进行电镀镍层，然后一根一根地将PIN针插入治具内定位，再通过焊锡连接在DBC上。但是，该生产方式存在以下难点：①由于焊锡的导电率比铜低，PIN针与DBC通过焊锡连接使得生产得到的连接器的导电率降低；②每根PIN针都需要消耗锡膏，成产成本高；并且每根PIN针与DBC的连接均需经过以下工序：DBC点锡膏→PIN针定位和固定→真空回流焊才能实现PIN针与DBC的连接，使得整个连接器的生产成本高且效率低下；③每一PIN针需要单独插入治具内，耗时耗力。
参见图1和图2，本公开提供了一种PIN针，包括插拔件100和连接件200。
连接件200可拆卸连接于插拔件100的一端；连接件200和插拔件100同轴设置，且连接件200和插拔件100的材料部分或者全部不同。
由上，区别于传统PIN针，本实施例将PIN针分体设置。具体地，PIN针包括可拆卸连接的连接件200和插拔件100，连接件200同轴连接在插拔件100的一端，以形成针形。例如但不限于，连接件200为柱状，插拔件100为柱状。该柱状包括圆柱状或方柱状。
该插拔件100用于电连接外部元件，该连接件200用于连接在DBC件300的指定位置上，同时，该DBC件300的指定位置上还设置有芯片500，芯片500与连接件200电连接，如此，以通过PIN针实现芯片500与外部元件的电连通。
应当理解，为实现PIN针的导电性能，连接件200和插拔件100均为导电材质。但是，为适应本公开提供的连接器的生产工艺，以及各个部件的作用，本公开将插拔件100的材料部分或全部不同于连接件200的材料。具体地，连接件200的材料为可焊接材料，如此，以减小连接件200在DBC件300上的焊接难度，提高生产效率；插拔件100的材料为硬质材料，如此，以增加插拔件100的硬度，防止PIN针插拔时应磨损过快而过快消耗。
具体地，连接件200至少远离插拔件100的一端的材料为可焊接材料，以保证连接件200和DBC件300的连接工序能正常作业。在其他实施例中，连接件200的其他部位的材料还可另做选择，为导电材料即可。
同时，插拔件100和连接件200为可拆卸连接。使用过程中，整个连接器的严重磨损部位插拔件100处。如此，在该插拔件100遭受严重磨损而无法继续使用时，可更换新的插拔件100，而不必将整个连接器更换掉，有效降低了使用成本，延长了连接件200的使用寿命，延长了连接器的使用寿命。
在一种实施方式中，在垂直连接件200的轴向上，连接件200的截面积大于插拔件100的截面积。
本实施例中，为提高整个PIN针的稳定性，将连接件200的截面积大于插拔件100的截面积设置。如此，连接在DBC件300上的连接件200能为插拔件100提供更大的支撑力，使得插拔件100更稳定；同时，还在装配PCB板400时，限制PCB板400于DBC件300的距离。
在一种实施方式中，插拔件100包括本体(图中未画出)和镀层(参见图中插拔件位置)，镀层电镀于本体外。
本实施例中，考虑到PIN针的生产成本，将插拔件100制备为镀层构件。具体地，该本体与连接件200为同一种材料制备而成，如此，可减小连接件200和插拔件100连接处的表面张力。在其他实施例中，该本体与连接件200还可为不同材料制备而成，具体可根据实际需要进行选择，只要满足两者都为导电材料即可。
镀层通过电镀的方式连接在本体外，既有效防止了插拔件100的氧化，又提高了插拔件100的硬度。使得插拔件100插拔时不易受损。
在一种实施方式中，为简化生产工艺，插拔件100还可整体为同一种硬质材料制备而成。
在一种实施方式中，连接件200的材料为金属铜、金属铝或金属银中的任一者；和/或，
插拔件100的镀层材料为金属镍、金属钯或金属银中的任一者。
本实施例中，连接件200的材料选择可焊接的材料即可，例如但不限于，DBC件300上连接PIN针的指定位置为铜质材料，连接件200通过纯铜材料制备而成。插拔件100的材料选择硬质材料即可，例如但不限于，插拔件100的镀层为镍材料，插拔件100为镀镍件。
在一种实施方式中，插拔件100与连接件200螺纹连接。
本实施例中，为精简工艺，将插拔件100和连接件200螺纹连接，如此，不仅使得到的PIN针在外观上也有很强的整洁性和美观性，还使整个PIN针的装配方式简洁、易上手。
在一种实施方式中，插拔件100的一端外侧设置有外螺纹，连接件200的一端设置有与外螺纹相适配的内螺纹，插拔件100与连接件200通过外螺纹和内螺纹螺纹连接。
本实施例中，进一步结合PIN针的装配特点，为提高插拔件100和连接件200的装配效率，将外螺纹设置在插拔件100上、同时将内螺纹设置在连接件200上，如此，通过外螺纹和内螺纹的咬合，实现插拔件100和连接件200的螺纹连接。应当理解，在其他实施例中，外螺纹还可设置在连接件200上，内螺纹还可设置在插拔件100上。
在一种实施方式中，连接件200具有靠近插拔件100设置的限位部210，在垂直连接件200的轴向上，限位部210的截面积大于插拔件100的截面积。
本实施例中，考虑到PIN针上需套设PCB板400，在连接件200上设置了限位部210，如此，以在安装PCB板400时，限定PCB板400继续向靠近DBC件300的方向移动。
在一种实施方式中，限位部210的外壁为平面、斜面或曲面中的任一者。
本实施例中，限位部210可设置为方形柱体，或者圆柱体，或者锥形体。例如但不限于，限位部210为锥形体。该限位部210的斜面在从连接件200至插拔件100的方向上呈缩口设置。
参见图1至图3，第二方面，本公开实施例还提供了一种连接器，包括：
DBC件300，具有多个连接位；
多个PIN针；PIN针与连接位一一对应设置；PIN针包括插拔件100和连接于DBC件300上的连接件200，连接件200远离插拔件100的一端连接于连接位，连接件200和插拔件100的材料部分或者全部不同；
PCB板400，具有多个过孔；过孔与PIN针一一对应；PCB板400的过孔套接穿过插拔件100套接于连接件200外。
本实施例中，PIN针如上所述。该PIN针的具体结构参照上述实施例，由于本连接器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
具体地，连接器包括用于焊接芯片500并形成电路的DBC件300、电连接DBC件300的多个PIN针、以及套设在PIN针外侧的PCB板400。如此，该DBC件300和PCB板400间隔设置；该PIN针的插拔件100部分露出PCB板400，以实现和外部元件的插拔连接。
参见图3和图2，第三方面，本公开实施例还提供了一种连接器的生产工艺，包括如下生产步骤：
通过真空回流焊将芯片500焊接于DBC件300的指定位置；
在DBC件300上焊接铝线形成预定电路；
通过超声波焊接将PIN针焊接至DBC件300的指定位置；
安装PCB板400；
装壳注胶，获得如上连接器。
本实施例中，PIN针与DBC件300的连接方式为超声波焊接，通过超声波让PIN针的连接件200与DBC件300的连接位产生高频振动和摩擦，使得两个部件的物体分子之间能进行交换，然后连接位一个整体。该方法规避了通过焊锡实现PIN针与DBC件300连接所带来的弊端，有效提高了PIN针与DBC件300的导电率，提高了整个连接器的导电率，优化了连接器的导电性能。并且整个工艺无需对每一PIN针进行“对DBC的连接位点锡膏→PIN针定位和固定→对其进行真空回流焊”的焊锡作业，仅需通过超声波焊接即可，整个操作简单、高效。
具体地，整个连接器的生产工艺为：准备好DBC件300，通过丝印将锡膏印刷到DBC件300的指定位置，然后通过Die Bond设备将芯片500从晶圆膜上抓取后焊接至指定位置；然后DBC件300经过真空回流焊设备，通过设备腔体内的高温熔化锡膏、并利用腔体内产生的真空减小焊锡中的气泡，实现DBC件300与芯片500的连接；应当理解，由于真空回流焊设备的腔体内有挥发的松香，而松香会影响芯片500和DBC件300的焊接可靠性，因此，在进入真空回流焊设备后需要通过药水清洗DBC件300和芯片500表面的松香等挥发性物质，避免因材料本身被污染而影响产品的可靠性；然后将铝线根据设定的电路，焊接在DBC件300上；然后再使用超声波焊接设备，将连接件200的底部为铜质材料的PIN针焊接在DBC件300的指定位置(连接位)，此时，由于PIN针底部和DBC件300(连接位)的表面均为铜质材料，使得两者很容易通过超声波焊接为一个整体，且用时短；然后将PCB板400装配在DBC件300上，由于PIN针的连接件200比插拔件100的尺寸大，因此，在将PCB板400套接在PIN针上时，PIN针可以很好的阻止PCB板400继续朝靠近DBC件300的方向移动，规避了芯片500短路的情况的发生；最后将整个产品装壳，注入硅胶，以固定产品内部零部件的相对位置，保护产品。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种PIN针，其特征在于，包括：
插拔件；
连接件，可拆卸连接于所述插拔件的一端；所述连接件和所述插拔件同轴设置，且所述连接件和所述插拔件的材料部分或者全部不同。
2.根据权利要求1所述的PIN针，其特征在于，在垂直所述连接件的轴向上，所述连接件的截面积大于所述插拔件的截面积。
3.根据权利要求1所述的PIN针，其特征在于，所述插拔件包括本体和镀层，所述镀层电镀于所述本体外。
4.根据权利要求3所述的PIN针，其特征在于，所述连接件的材料为金属铜、金属铝或金属银中的任一者；和/或，
所述插拔件的镀层材料为金属镍、金属钯或金属银中的任一者。
5.根据权利要求1所述的PIN针，其特征在于，所述插拔件与所述连接件螺纹连接。
6.根据权利要求5所述的PIN针，其特征在于，所述插拔件的一端外侧设置有外螺纹，所述连接件的一端设置有与所述外螺纹相适配的内螺纹，所述插拔件与所述连接件通过所述外螺纹和所述内螺纹螺纹连接。
7.根据权利要求6所述的PIN针，其特征在于，所述连接件具有靠近所述插拔件设置的限位部，在垂直所述连接件的轴向上，所述限位部的截面积大于所述插拔件的截面积。
8.根据权利要求7所述的PIN针，其特征在于，所述限位部的外壁为平面、斜面或曲面中的任一者。
9.一种连接器，其特征在于，包括：
DBC件，具有多个连接位；
如权利要求1至8任一项所述的多个PIN针；所述PIN针与所述连接位一一对应设置；所述PIN针包括插拔件和连接于所述DBC件上的连接件，所述连接件远离所述插拔件的一端连接于所述连接位；
PCB板，具有多个过孔；所述过孔与所述PIN针一一对应；所述PCB板的过孔套接穿过所述插拔件套接于所述连接件外。
10.一种连接器的生产工艺，其特征在于，包括如下生产步骤：
通过真空回流焊将芯片焊接于DBC件的指定位置；
在DBC件上焊接铝线形成预定电路；
通过超声波焊接将PIN针焊接至DBC件的指定位置；
安装PCB板；
装壳注胶，获得如权利要求9所述的连接器。
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