CN115533413A - 用于封装器件平行封焊的通用装夹方法及装置 - Google Patents

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范晓敬
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李亚宾
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Abstract

本发明提供了一种用于封装器件平行封焊的通用装夹方法及装置，包括：通过壳体定位板与底板对封装壳体进行固定与定位；通过盖板定位板、密封转接板、负压吸附装置结合成盖板定位装置，对待焊接的盖板进行定位；通过所述负压吸附装置在所述盖板底部形成的气压差，对所述盖板进行固定，进而将所述盖板与所述壳体对位贴合；移除负压吸附装置和密封转接板后对所述盖板和所述壳体进行激光点焊，再移除盖板定位板进行批量平行封焊。本发明提出的通用的装夹方法与装夹结构，保证了器件壳体定位与盖板定位，避免了操作过程中盖板粘连与移动的问题，能够降低成本，提高焊接效率与成品率。

Description

用于封装器件平行封焊的通用装夹方法及装置
技术领域
本发明涉及SOP封装器件平行封焊领域，具体地，涉及一种用于封装器件平行封焊的通用装夹方法及装置。
背景技术
平行封焊作为一种电阻焊接方式，相较于其他的焊接方式具有更好的密闭性，是微电子器件或电子器件常用的封盖方式之一。与此同时这类器件具有外形尺寸小，封装形式各异，定位困难，防静电要求高等多种特点。所以装夹方法与装夹夹具对焊接效果的影响较大，是提升效率与质量的较为简单、有效的方式。
当前平行封焊的一般实施步骤是将电子器件的主体即壳体进行定位，盖板使用机器视觉或者人工与壳体对位，然后在一台或者两台设备上一次或分步完成进行点焊与缝焊工序。当前的微波组件激光焊接夹具大多是专用夹具，点焊与焊接一次完成。
电子器件的外置封装管脚决定了壳体的定位形式。对几种常见的封装结构主要有以下几种定位方式：DIP封装的器件，使用其壳体的外形进行定位(CN 201413819Y)，需要对双排插针通过两个旋钮施加压力，防止壳体粘连，存在管脚损伤的可能性，且未对盖板进行定位与施加压力，存在盖板粘连问题，只能适用于一种DIP器件，且单个装夹，工时耗费较多；同样使用DIP封装器件壳体的外形进行定位并同时施加压力(CN 203738283U)，使用可调定位块与弹簧压杆配合实施定位，在一定范围内可适用多种DIP器件，不损伤管脚，但同样没有对盖板进行定位，一次只能装夹一个器件，且工装体积较大；使用滑轨和滑块配合对壳体的外形进行定位(CN 206455344U和CN 204135611U)，适用无伸出引脚的电子器件，如LLP BLa等，在使用过程中要调节锁紧螺钉和弹簧或滑块的位置。可以在一定范围适应不同外形尺寸(CN 206455344U比CN 204135611U的可调范围更大)。CN 206455344U重复定位效果差，两种方式都一次只能装夹一个零件。
由现有专利分析可得，工时主要耗费在盖板对位，电子器件转移装夹与焊接平台转换上。存在操作重复次数多，夹具种类繁多且重复定位效果差等问题。且多数夹具并未对盖板进行固定，在某些情况下存在盖板滑动和粘连，产生废品。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于封装器件平行封焊的通用装夹方法与装置，以解决用于SOP封装器件平行封焊时效率低的问题，SOP封装器件平行封焊时盒体与焊接头粘连的问题，SOP封装器件平行封焊时盖板位置变动或与焊接头粘连的问题以及SOP封装器件平行封焊时使用夹具种类多且需要转换工装的问题。
根据本发明提供的用于封装器件平行封焊的通用装夹方法，包括如下步骤：
步骤A1：通过壳体定位板与底板对SOP封装壳体进行固定与定位；
步骤A2：通过盖板定位板、密封转接板、负压吸附装置结合成盖板定位装置，对待焊接的盖板进行定位；
步骤A3：通过所述负压吸附装置在所述盖板底部形成的气压差，对所述盖板进行固定，进而将所述盖板与所述壳体对位贴合；
步骤A4：移除负压吸附装置和密封转接板后对所述盖板和所述壳体进行激光点焊，再移除盖板定位板进行批量平行封焊。
优选地，当通过壳体定位板对SOP封装壳体进行定位时，将壳体的待焊接面朝下扣放在壳体定位板上。
优选地，所述底板通过螺钉与装有壳体的壳体定位板固连。
优选地，所述盖板定位板与装在负压吸附装置的密封转接板通过双向锁紧装置固连，形成所述盖板定位装置。
优选地，所述待焊接盖板放置在盖板定位板的凹槽中。
优选地，所述盖板通过气压差贴合在盖板定位装置中，所述气压差由负压吸附装置产生。
优选地，所述步骤A4具体为：
将双向锁紧装置翻转，以实现盖板定位板与底板的固连；
依次移开负压装置与密封转接板，进行激光点焊；
激光点焊之后放松双向锁紧装置，移开盖板定位板，进行平行封焊。
根据本发明提供的用于封装器件平行封焊的通用装夹装置，包括：壳体定位板、底板、盖板定位板、密封转接板以及负压吸附装置；
所述底板扣装在壳体定位板，以进行壳体定位板上的每一壳体定位槽中待焊接器件壳体的定位；
所述盖板定位板，一侧面用于放置待焊接器件盖板；所述盖板定位板的另一侧面通过密封转接板连接放松状态的负压吸附装置连接；
所述盖板定位板的外侧壁上设置有双向锁紧装置，所述双向锁紧装置用于与所述密封转接板上的锁紧槽连接，或与所述底板上的锁紧槽连接。
优选地，所述盖板定位板上设置有呈矩阵排列的盖板定位槽；每一所述盖板定位槽包括呈矩阵排列的多个激光点焊位置和位于多个激光点焊位置围成的矩形中间的负压吸附孔；
所述密封转接板上设置有与所述负压吸附孔相对应的吸附对接孔。
优选地，所述负压吸附装置包括负压吸附薄膜、负压吸附外壳结构、活塞以及拉手；
所述负压吸附外壳结构的一侧面设置有所述负压吸附薄膜；所述负压吸附薄膜的中央设置有所述活塞；
所述拉手设置在所述负压吸附外壳结构上且穿过所述负压吸附外壳结构连接所述活塞，用于拉动所述活塞运动。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明提出的通用的装夹方法与装夹结构，保证了器件壳体定位与盖板定位，避免了操作过程中盖板粘连与移动的问题，能够降低成本，提高焊接效率与成品率；
本发明在点焊与平行封焊过程中均可批量操作，且一次装夹，可以先后完成两个工序，避免了重新定位问题，减少重复操作，提高工作效率，降低了加工成本，提高了生产效率；
本发明通过盖板定位板和负压装置实现了盖板在整个流程中的完全定位，使用技术成熟的负压吸附原理实现了盖板的批量拾取与装配，提高了盖板定位与转移的操作效率；
本发明通过盖板定位装置与壳体定位装置实现了点焊与平行封焊的工装的通用性，且在整个焊接过程中不存在壳体或盖板与焊接头粘结后位置变动的情况，提高了焊接的成品率；
本发明通过使用一个可转换方向的双向锁紧装置，实现了不通过工步的锁紧需求，减小了装置的体积，提高了锁紧效率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例中用于封装器件平行封焊的通用装夹装置示意图；
图2为本发明实施例中通用装夹步骤与方法示意图；
图3为本发明实施例中SOP封装器件的示意图；
图4为本发明实施例中盖板定位板定位结构示意图；
图5为本发明实施例中双向锁紧装置结构示意图；
图6为本发明实施例中盖板定位装置与壳体定位装置对接后的结构剖面图；
图7为本发明实施例负压吸附孔的结构示意图；
图8为本发明实施例中负压吸附装置与密封转接板的配合示意图；
图9为本发明实施例中负压吸附装置的吸附原理示意图。
图中：
1-壳体定位板，2-底板，3-SOP封装器件，4-盖板定位板，5-密封转接板，6-负压吸附装置，7-壳体定位装置，8-盖板定位装置，9-激光点焊装置，10-平行封焊装置，31-盖板，32-壳体，41-激光点焊位置，42-负压吸附孔，43-双向锁紧装置，44-对接定位块，51-吸附对接孔，52-锁紧槽，61-负压吸附薄膜，62-负压吸附外壳结构，63-活塞，64-拉手。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
图1为本发明实施例中用于封装器件平行封焊的通用装夹装置示意图，图2为本发明实施例中通用装夹步骤与方法示意图，如图1、图2所示，先将壳体定位板1与底板2组成壳体定位装置7，壳体32装在两者之间；再将盖板定位板4、密封转接板5与负压吸附装置6组成盖板定位装置8，盖板31装在盖板定位板4与密封转接板5之间；盖板定位装置8与壳体定位装置7对接并锁紧后内部结构如图6所示，移去负压吸附装置6与密封转接板5后，成为激光点焊工装9，点焊完成后，移去盖板定位板4成为平行封焊工装10，完成阵列平行封焊。
具体操作包括以下步骤：
步骤A1：先将待焊接器件壳体32待焊接面朝下盲装放在壳体定位板1上，使用其外形和管脚弯折前的部分进行五自由度定位。再将底板2扣装在壳体定位板1上，拧紧螺钉，完成待焊接器件壳体32的完全定位，组成壳体定位装置7；
步骤A2：先在盖板定位板4上放置盖板31，后放置于密封转接板5与放松状态的负压吸附装置6组成的平台上，双向锁紧装置43锁紧密封转接板5上的锁紧槽52，组成盖板定位装置8，负压吸附装置6的拉手64由放松位转为拉紧位，驱动活塞63与负压吸附薄膜61形成负压状态，将盖板31完全定位。
步骤A3：翻转盖板定位装置8并与壳体定位装置7对接，定位块44对位，双向锁扣43(图5)翻转锁紧底板2。
步骤A4：移去负压吸附装置6与密封转接板5后，成为激光点焊工装9，根据激光点焊位置41(图4为一种示意图)的不同形状设计，可以适用不同设备要求。使用激光点焊工装9进行点焊，对盖板进行点焊定位。完成后，松开双向锁紧装置43，移去盖板定位板4成为平行封焊工装10，完成阵列平行封焊。
在本发明实施例中，本发明提供的用于封装器件平行封焊的通用装夹装置，如图4至9所示，包括：壳体定位板1、底板2、盖板定位板4、密封转接板5以及负压吸附装置6；
所述底板2扣装在壳体定位板1，以进行壳体定位板1上的每一壳体定位槽中待焊接器件壳体32的定位；
所述盖板定位板2，一侧面用于放置待焊接器件盖板32；所述盖板定位板2的另一侧面通过密封转接板5连接放松状态的负压吸附装置6连接；
所述盖板定位板2的外侧壁上设置有双向锁紧装置43，所述双向锁紧装置43用于与所述密封转接板5上的锁紧槽52连接，或与所述底板2上的锁紧槽连接。
所述盖板定位板2上设置有呈矩阵排列的盖板定位槽；每一所述盖板定位槽包括呈矩阵排列的多个激光点焊位置42和位于多个激光点焊位置围成的矩形中间的负压吸附孔42；
所述密封转接板5上设置有与所述负压吸附孔42相对应的吸附对接孔51。
所述负压吸附装置6包括负压吸附薄膜61、负压吸附外壳结构62、活塞63以及拉手64；
所述负压吸附外壳结构62的一侧面设置有所述负压吸附薄膜61；所述负压吸附薄膜的61中央设置有所述活塞63；
所述拉手64设置在所述负压吸附外壳结构62上且穿过所述负压吸附外壳结构62连接所述活塞63，用于拉动所述活塞63运动，以产生负压。
本发明解决了SOP封装器件的批量平行封焊的装夹问题，使SOP封装器件的平行封焊夹具具有通用性和灵活性。利用成熟的负压吸附装置和双向锁紧装置进行器件转移与锁紧定位，成本低廉，设计简单。同时实现了不同大小的SOP封装器件可以同时进行激光点焊和平行封焊，适用于多种工况，且实现了壳体与盖板在点焊与平行封焊过程中的完全定位，规避了常规的夹具不能定位盖板的缺点。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种用于封装器件平行封焊的通用装夹方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A1：通过壳体定位板与底板对封装壳体进行固定与定位；
步骤A2：通过盖板定位板、密封转接板、负压吸附装置结合成盖板定位装置，对待焊接的盖板进行定位；
步骤A3：通过所述负压吸附装置在所述盖板底部形成的气压差，对所述盖板进行固定，进而将所述盖板与所述壳体对位贴合；
步骤A4：移除负压吸附装置和密封转接板后对所述盖板和所述壳体进行激光点焊，再移除盖板定位板进行批量平行封焊。
2.根据权利要求1所述的用于封装器件平行封焊的通用装夹方法，其特征在于，当通过壳体定位板对封装壳体进行定位时，将壳体的待焊接面朝下扣放在壳体定位板上。
3.根据权利要求1所述的用于封装器件平行封焊的通用装夹方法，其特征在于，所述底板通过螺钉与装有壳体的壳体定位板固连。
4.根据权利要求1所述的用于封装器件平行封焊的通用装夹方法，其特征在于，所述盖板定位板与装在负压吸附装置的密封转接板通过双向锁紧装置固连，形成所述盖板定位装置。
5.根据权利要求1所述的用于封装器件平行封焊的通用装夹方法，其特征在于，所述待焊接盖板放置在盖板定位板的凹槽中。
6.根据权利要求1所述的用于封装器件平行封焊的通用装夹方法，其特征在于，所述盖板通过气压差贴合在盖板定位装置中，所述气压差由负压吸附装置产生。
7.根据权利要求1所述的用于封装器件平行封焊的通用装夹方法，其特征在于，所述步骤A4具体为：
将双向锁紧装置翻转，以实现盖板定位板与底板的固连；
依次移开负压装置与密封转接板，进行激光点焊；
激光点焊之后放松双向锁紧装置，移开盖板定位板，进行平行封焊。
8.一种用于封装器件平行封焊的通用装夹装置，其特征在于，包括：壳体定位板、底板、盖板定位板、密封转接板以及负压吸附装置；
所述底板扣装在壳体定位板，以进行壳体定位板上的每一壳体定位槽中待焊接器件壳体的定位；
所述盖板定位板，一侧面用于放置待焊接器件盖板；所述盖板定位板的另一侧面通过密封转接板连接放松状态的负压吸附装置连接；
所述盖板定位板的外侧壁上设置有双向锁紧装置，所述双向锁紧装置用于与所述密封转接板上的锁紧槽连接，或与所述底板上的锁紧槽连接。
9.根据权利要求8所述的用于封装器件平行封焊的通用装夹装置，其特征在于，所述盖板定位板上设置有呈矩阵排列的盖板定位槽；每一所述盖板定位槽包括呈矩阵排列的多个激光点焊位置和位于多个激光点焊位置围成的矩形中间的负压吸附孔；
所述密封转接板上设置有与所述负压吸附孔相对应的吸附对接孔。
10.根据权利要求8所述的用于封装器件平行封焊的通用装夹装置，其特征在于，所述负压吸附装置包括负压吸附薄膜、负压吸附外壳结构、活塞以及拉手；
所述负压吸附外壳结构的一侧面设置有所述负压吸附薄膜；所述负压吸附薄膜的中央设置有所述活塞；
所述拉手设置在所述负压吸附外壳结构上且穿过所述负压吸附外壳结构连接所述活塞，用于拉动所述活塞运动。
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