CN205029166U - 一种多引脚电子元器件与芯片插座的插拔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多引脚电子元器件与芯片插座的插拔装置，包括旋转调整结构、元器件压入结构和底部支撑结构，所述旋转调整结构包括异型支撑板、导向柱、螺块、球头螺杆、球窝上盖和球窝横杆；元器件压入结构包括元器件压入板、元器件、PCB电路板和PCB固定板；其中异型支撑板为对称两部分，中间通过螺块连接，连接后的异型支撑板两端通过绝缘套筒与底部支撑结构相连，球头螺杆穿过螺块中心，带球头一端通过球窝上盖与置于异型支撑板下方的球窝横杆转动连接。本实用型装置小型易操作、空间限制小、制作简单、成本低、实用性好、可扩展性好，提高元器件的插拔质量和安全性，为工作人员的操作带来便利。

Description

一种多引脚电子元器件与芯片插座的插拔装置

技术领域

本实用新型涉及一种插拔装置，特别涉及一种多引脚电子元器件与芯片插座的插拔装置。

背景技术

随着芯片集成度不断提高，I/O引脚数急剧增加，对集成电路封装的要求也更加严格目前，出现了适用于多引脚元气件封装的球栅阵列BGA封装、陈列引脚PGA封装、四侧引脚扁平QFP封装、塑封四角扁平封装PQFP等封装方式，其中QFP和PQFP为表面贴装型封装，BGA和PGA为插装型封装。BGA和PGA基本都是插装在与PCB穿孔焊接的芯片插座上，其特点是元器件固定牢靠、可靠性较高，但随着引脚数目的增加，插装摩擦力会急剧变大。根据插座的结构构型可分为有插拔力插座和零插拔力插座。其中零插拔力插座是插座厂家专门针对大规模及超大规模的PGA封装，其基本原理为通过一偏心板控制接触件喇叭口在自由状态和收拢状态间变化，其插拔容易、连接方便，但其抗冲击性能较差，在可靠性上等还有待验证，虽然未来应用前景可观，但无法满足航天或军用的使用要求。而针对有插拔力插座，根据单列、双列插入式电子元器件插座总规范(GJB978A-97)中的规定，试验最大插入力为3.34N×引脚数，试验最小拔出力为0.14N×引脚数。我们初步估计当阵脚数达到100针以上时，插入力可高达300N，拔出力相对较小也约100N。另外，电子元器件引脚直径普遍较小(0.8mm左右)，引脚受力不均易变形、折弯，严重时引起元器件报废。

目前，对于此类元器件的插装，一般从两方面着手。一种是靠人力或借助简易工具(例如橡胶锤等)直接进行操作，但其操作难度大，人为事故概率大，元器件的插装质量和可靠性都得不到保证。另一种对元器件进行改造，如设计针脚的长度递减的元器件来进行操作等，改造元器件的方法虽然可行，但因为市面上元器件封装形式已经比较成熟，应用局限性较大。当然，应用零插拔力插座。

国内有人设计一种多针脚安装支架，其给出一种将针脚多而长得元器件对准PCB上相应的固定孔，但其主要起到导向的作用，局限于PCB上作业，且PCB上为通孔，同时插拔力也较小，不适合将元器件向插座上插拔。由此可看出，多针脚元器件与芯片插座的插拔问题目前暂无通用、可靠地解决方案。

由于电子元器件针脚本身的脆弱性及元器件的防护要求，因此辅助插装的工具需要满足操作方便可靠、对元器件及PCB无损害、应用范围广、通用性好、作用效率高等特点，而本文中发明初步实现了这些要求。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：为克服现有技术的不足，提供一种多引脚电子元器件与芯片插座的插拔装置，尤其解决针脚较多、插拔摩擦力较大的元器件向插座上进行的插拔问题，起到平稳施压、静电防护等作用，大大降低了多针脚元器件的安装难度、提高安插装质量和工作效率、避免针脚的损坏。

本实用新型的技术解决方案是：

一种多引脚电子元器件与芯片插座的插拔装置，包括旋转调整结构、元器件压入结构和底部支撑结构，所述旋转调整结构包括异型支撑板、导向杆、螺块、球头螺杆、球窝上盖和球窝横杆；元器件压入结构包括元器件压入板、元器件、PCB电路板和PCB固定板；

其中异型支撑板为对称两部分，中间通过螺块连接，连接后的异型支撑板两端通过绝缘套筒与底部支撑结构相连，球头螺杆穿过螺块中心，带球头一端通过球窝上盖与置于异型支撑板下方的球窝横杆转动连接，位于球窝横杆下方的元器件压入板与球窝横杆固连，元器件压入板两端分别设置有用于固定位于元器件压入板下方的元器件的C型起拔器，导向杆一端固定在异型支撑板上，另一端置于固定在元器件压入板上的导向套筒中；

PCB固定板一端连接在异型支撑板上，另一端与置于底部支撑结构上的PCB电路板压紧接触。

所述球头螺杆与球窝横杆的球面的理论球心重合。

所述导向杆与导向套筒间隙配合，螺块与球头螺杆螺纹配合。

异型支撑板、螺块、球头螺杆、球窝上盖、球窝横杆所使用材料采用比强度高的钛合金TC1-TC17或TB2-TB6中的一种或采用高强度合金钢。

PCB固定压板、C型起拔器、元器件压入板、导向杆和导向套筒所使用材料采用密度小、加工性能好的铝合金5A06或2A12。

异型支撑板、螺块、球头螺杆、球窝上盖、球窝横杆的零件表面采用发黑处理或喷涂黑漆。

底部支撑结构、PCB固定压板、C型起拔器、元器件压入板、导向杆和导向套筒的表面采用导电阳极化，实现静电防护。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

本实用型装置小型易操作、空间限制小、制作简单、成本低、实用性好、可扩展性好，提高元器件的插拔质量和安全性，为工作人员的操作带来便利。

附图说明

图1为本实用新型主剖视图；

图2为图1的A向视图。

具体实施方式

下面参见附图对本实用新型进行详细描述。

如图1-2所示，一种多引脚电子元器件与芯片插座的插拔装置，包括旋转调整结构、元器件压入结构和底部支撑结构，所述旋转调整结构包括异型支撑板9、导向杆10、螺块11、球头螺杆12、球窝上盖13和球窝横杆14；元器件压入结构包括元器件压入板15、元器件17、PCB电路板4和PCB固定板5；

其中异型支撑板9为对称两部分，中间通过螺块11连接，连接后的异型支撑板9两端通过绝缘套筒3与底部支撑结构相连，球头螺杆12穿过螺块11中心，带球头一端通过球窝上盖13与置于异型支撑板9下方的球窝横杆14转动连接，位于球窝横杆14下方的元器件压入板15与球窝横杆14固连，元器件压入板15两端分别设置有用于固定位于元器件压入板15下方的元器件17的C型起拔器6，导向杆10一端固定在异型支撑板9上，另一端置于固定在元器件压入板15上的导向套筒8中；插拔过程中导向杆10保持不动、导向套筒随元器件压入板15上下移动，过程中导向杆10与导向套筒始终不脱离，间隙为0.1-0.2mm。

PCB固定板5一端连接在异型支撑板9上，另一端与置于底部支撑结构上的PCB电路板4压紧接触。

所述球头螺杆12与球窝横杆14的球面的理论球心重合，两个零件装配到位后，保持球头螺杆12不动，球窝横杆14可以以球头螺杆12球心为参考点进行三维旋转调整，同时通过控制球头螺杆12与球头上盖13光孔之间的间隙控制球窝横杆14的二维旋转角度范围。

所述导向杆10与导向套筒8间隙配合，通过控制两者间隙，即可实现导向精度的调节。

螺块11与球头螺杆12螺纹配合，采用梯形螺纹，实现高对中传动，但在对传动精度要求不高时也可以为普通螺纹。

异型支撑板9、螺块11、球头螺杆12、球窝上盖13、球窝横杆14所使用材料采用比强度高的钛合金TC1-TC17或TB2-TB6中的一种或高强度合金钢；PCB固定压板5、C型起拔器6、元器件压入板15、导向杆10和导向套筒8所使用材料采用密度小、加工性能好的铝合金5A06或2A12；异型支撑板9、螺块11、球头螺杆12、球窝上盖13、球窝横杆14的零件表面采用发黑处理或喷涂黑漆；底部支撑结构、PCB固定压板5、C型起拔器6、元器件压入板15、导向杆10和导向套筒的表面采用导电阳极化，实现静电防护。

压入时，装置本身除C型起拔器6、底部支撑结构外完成初步装配，形成装配体A，压入时，装配体A与PCB电路板4、底部支撑结构通过螺母紧固后，顺时针缓缓旋转球头螺杆12，进行压入操作；拔出时，装配体A与PCB电路板4、底部支撑结构完成装配后，再将C型起拔器紧固在元器件17上，逆时针缓缓旋转球头螺杆12即可进行拔出操作。

本实用新型受力均匀、插拔到位。在连接处设置为球头球窝关节，其中球头球窝采用配研工艺，球面贴合紧密，球窝横杆14在球头螺杆12的球头和球窝上盖13的约束下可以自由地三维旋转，保证球头螺杆12与球头横杆14的同轴度，避免出现偏移或卡死现象，同时元器件压入板15与球头横杆14紧固，通过面接触保证元器件17受力均匀。为限制球窝横杆14的三维旋转幅度，设计的球头螺杆12的球头分为不等径的两部分，在球头螺杆12与球窝横杆14之间设计有用于限制球头横杆14的偏转幅度的限位间隙，间隙值单边0.05mm,形成铰接式微调限位结构，同时在元器件压入板15对角安装导向套筒8，与固定在异型支撑板9上的导向杆10配合限制球窝横杆14的三维旋转幅度，保证元器件压入板15的基本水平，确保不会出现针脚插入深度不一致的现象。同时，方形螺块11与球头螺杆12的螺纹采用梯形螺纹，螺纹副对中性好，也确保了元器件17阵脚插入或拔出一致。在上行过程，即元器件17拔出的过程中，在球头球窝和导向的共同作用下，元器件17受力均匀、各针脚拔出亦可同步。传统的机械方式，通过手动或橡胶锤，因为没有对力和运行控制的措施，很容易产生受力不均匀，上下行不平稳。

本实用新型结构简单、操作方便。装配过程简单，装配误差通过球头球窝和导向定位装置可以有效消除。在操作过程中，整体结构可见性好，方便操作者观察。与传统方式相比，保证性能的同时，实现了操作方便。

本实用新型可扩展性好。通过控制方形螺块11的大小，整个结构可以使得适应不同大小的元器件；通过加长球头螺杆12和异型支撑板9的长度可以适应不同高度的元器件，其中异型支撑板9可通过使用M3螺柱增加长度，节省成本。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种多引脚电子元器件与芯片插座的插拔装置，其特征在于，包括旋转调整结构、元器件压入结构和底部支撑结构，所述旋转调整结构包括异型支撑板(9)、导向杆(10)、螺块(11)、球头螺杆(12)、球窝上盖(13)和球窝横杆(14)；元器件压入结构包括元器件压入板(15)、元器件(17)、PCB电路板(4)和PCB固定板(5)；

其中异型支撑板(9)为对称两部分，中间通过螺块(11)连接，连接后的异型支撑板(9)两端通过绝缘套筒(3)与底部支撑结构相连，球头螺杆(12)穿过螺块(11)中心，带球头一端通过球窝上盖(13)与置于异型支撑板(9)下方的球窝横杆(14)转动连接，位于球窝横杆(14)下方的元器件压入板(15)与球窝横杆(14)固连，元器件压入板(15)两端分别设置有用于固定位于元器件压入板(15)下方的元器件(17)的C型起拔器(6)，导向杆(10)一端固定在异型支撑板(9)上，另一端置于固定在元器件压入板(15)上的导向套筒(8)中；

PCB固定板(5)一端连接在异型支撑板(9)上，另一端与置于底部支撑结构上的PCB电路板(4)压紧接触。

2.如权利要求1所述的一种多引脚电子元器件与芯片插座的插拔装置，其特征在于：所述球头螺杆(12)与球窝横杆(14)的球面的理论球心重合。

3.如权利要求1所述的一种多引脚电子元器件与芯片插座的插拔装置，其特征在于：所述导向杆(10)与导向套筒(8)间隙配合。

4.如权利要求1所述的一种多引脚电子元器件与芯片插座的插拔装置，其特征在于：螺块(11)与球头螺杆(12)螺纹配合。

5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的一种多引脚电子元器件与芯片插座的插拔装置，其特征在于：异型支撑板(9)、螺块(11)、球头螺杆(12)、球窝上盖(13)、球窝横杆(14)所使用材料采用比强度高的钛合金TC1-TC17或TB2-TB6中的一种或采用高强度合金钢。

6.如权利要求1-4中任一权利要求所述的多引脚电子元器件与芯片插座的插拔装置，其特征在于：PCB固定压板(5)、C型起拔器(6)、元器件压入板(15)、导向杆(10)和导向套筒(8)所使用材料采用密度小、加工性能好的铝合金5A06或2A12。

7.如权利要求1-4中任一权利要求所述的一种多引脚电子元器件与芯片插座的插拔装置，其特征在于：异型支撑板(9)、螺块(11)、球头螺杆(12)、球窝上盖(13)、球窝横杆(14)的零件表面采用发黑处理或喷涂黑漆。

8.如权利要求1-4中任一权利要求所述的一种多引脚电子元器件与芯片插座的插拔装置，其特征在于：底部支撑结构、PCB固定压板(5)、C型起拔器(6)、元器件压入板(15)、导向杆(10)和导向套筒的表面采用导电阳极化，实现静电防护。