CN209969928U - 一种共面性焊接工装及总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种共面性焊接工装及总成，包括：平台，平台具有用于同若干个第一部件的散热面配合的抵接面，抵接面的形状与散热面的形状匹配，平台能够与第一部件固定连接。通过模拟散热器的平整精度，同封装和不同封装的功率器件同时焊接时，确保功率器件的散热面的处于同一平面要求的一种固定式焊接工装。本设计采用螺栓连接方式将功率器件与工装紧固在一起，且由于安装区域的平整度与散热器的平整度相同，使得多个功率器件的散热面达到共面性要求。采用可拆卸更换式螺母，可提高工装的使用寿命和降低更换成本。还设有定位销和螺柱，使得PCB基板面与工装表面平行；并且通过定位销定位固定，复现了功率器件装配在散热器上的状态。

Description

一种共面性焊接工装及总成

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，特别涉及一种共面性焊接工装及总成。

背景技术

随着电气行业不断朝着模块集成化方向发展，产品尺寸逐渐的微小化，对功率器件的集成有更大的考验。往往需要将多个同封装和不同封装的功率器件同时焊接到一块有限尺寸的PCB基板上。功率器件在工作时会伴随着热量的产生，现需将功率器件装配在铝制散热器上来进行散热。功率器件和散热器的接触面是其中最关键的因素，要求功率器件的散热面在同一平面上，才能提高器件散热表面与散热器的表面配合度，从而满足散热需求。

由于传统的波峰焊设备无法实现焊接，目前采用选择焊设备进行焊接。现有的技术是将基板放置于选择焊设备的多功能工装上，功率器件通过定位工装与基板定位，可确保焊接后的位置精度。但由于此工装仅为功率器件在基板上的位置起到定位固定作用，经选择焊设备焊接后，多个功率器件的散热面不能达到百分百共面性精度的要求，从而影响功率器件散热效果，导致功率器件损坏。

现有的技术通过工装将功率器件焊接位置进行定位固定，由于PCB基板材料特性的影响，在焊接后会存在一定的拱度，多个同封装和不同封装的功率器件同时焊接时，会出现功率器件的散热面不在一个平面内的情况，以致功率器件因散热失效而损坏。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种共面性焊接工装，解决多个同封装和不同封装的功率器件同时焊接到同一块PCB基板上而导致功率器件散热面不共面性问题。此共面性焊接工装表面的平整度与铝制散热器表面的平整度相同，整个焊接过程处于模拟功率器件与铝制散热器装配状态，确保功率器件达到实际装配时精度。

本实用新型还提供了一种应用上述工装的共面性焊接总成。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种共面性焊接工装，用于第一部件在第二部件上的焊接，包括：平台，所述平台具有用于同若干个所述第一部件的散热面配合的抵接面，所述抵接面的形状与所述散热面的形状匹配，所述平台能够与所述第一部件固定连接。

优选的，所述平台具有用于同多个所述第一部件的散热面配合的抵接面，所述抵接面的形状与用于跟所述第一部件配合的散热器的表面形状相同。

优选的，所述抵接面为平面。

优选的，还包括：螺母和螺母盖，所述平台开设有螺母槽；所述螺母盖能够将所述螺母固定在所述螺母槽中；

所述平台能够通过所述螺母与所述第一部件螺接。

优选的，还包括用于连接所述第二部件和所述平台的固定机构，所述固定机构包括设置于所述平台的多个螺柱。

优选的，所述固定机构还包括设置于所述平台的定位销。

优选的，所述平台采用铝制材料。

优选的，所述平台设置有镂空。

优选的，所述第一部件为功率器件，所述第二部件为PCB基板。

一种共面性焊接总成，包括第一部件、第二部件和上述的共面性焊接工装，所述共面性焊接工装的所述平台分别与所述第一部件和所述第二部件固定连接。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的共面性焊接工装，其有益效果为：

1、与现有的焊接工装对比，此设计方案可以确保多个同封装和多个不同封装的功率器件安装在PCB基板上焊接后散热面均在同一平面上；以此彻底解决了封装不同、数量多的功率器件焊接后散热面不共面的问题，增强了产品的可靠性和提高产品的竞争力。

2、精准地、有效地控制基板面与功率器件散热面的平行度。散热效果提升，器件失效性减少；产品可靠性得到增强。

3、精准地、有效地控制功率器件焊接位置，确保功率器件的位置精度。

本实用新型还提供了一种共面性焊接总成，由于采用了上述的工装，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的共面性焊接工装的一面结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的共面性焊接工装的另一面结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的PCB基板、功率器件与共面性焊接工装的装配结构示意图。

其中，1为螺柱，2为平台，3为镂空，4为螺母槽，5为定位销，6为螺母，7为螺母盖，8为PCB基板，9为功率器件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供的共面性焊接工装，用于第一部件在第二部件上的焊接，包括：平台2，该平台2具有用于同若干个第一部件的散热面配合的抵接面，该抵接面的形状与散热面的形状匹配，以模拟散热器与第一部件的装配状态；平台2能够与所述第一部件固定连接。在本实施例中，第一部件可以为功率器件9，第二部件可以为PCB基板8，其结构可以参照图1-图3所示，为了便于描述和理解，下文会以此为例进行说明。当然，本方案还能够用于其他部件之间的焊接，如其他类型电子元器件在PCB基板8上的焊接，第二部件也可为除PCB基板8之外的其他焊接基体。

使用时，第一部件和平台2固定连接后，平台2的抵接面与第一部件的散热面相抵接触配合，整个焊接过程处于模拟第一部件与散热器装配状态，确保第一部件达到实际装配时精度。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的共面性焊接工装，与现有的焊接工装对比，通过平台2的抵接面与第一部件的散热面配合，使第一部件在第二部件上焊接后能够保持姿态，以提高第一部件与散热器的装配精度，增大接触面积，进而确保散热效果，器件失效性减少；

本方案可实现在第二部件上焊接的多个第一部件的散热面的共面性，增强了产品的可靠性和提高产品的竞争力；

另外，上述抵接配合结构，更精准地、有效地控制第一部件焊接位置，确保第一部件的位置精度。本方案特别适用于功率器件在PCB基板上的焊接。

作为优选，平台2具有用于同多个第一部件的散热面配合的抵接面，抵接面的形状与用于跟第一部件配合的散热器的表面形状相同。其结构可以参照图1所示，本方案能够解决多个第一部件散热面不共面性问题，且通过模拟散热器表面形状，以进一步提高姿态保持和装配精度。本方案中多个“功率器件”其数量是可变的、封装尺寸是可变的，可根据功率器件的数量和尺寸衍生成不同规格的焊接工装，例如两个同封装或不同封装的功率器件的共面焊接工装。本方案可根据功率器件插放位置衍生成数字“一”字型摆放，字母“C”字型摆放等多种规格的焊接工装。

针对现有第一部件散热面多为平面(如功率器件9)的情况，具体的，平台2抵接面为平面。其结构可以参照图1所示，平台2用于同第一部件配合的整个侧面均位于同一平面，能够保证多个第一部件的共面性。通过模拟散热器表面平整度，采用如螺栓等的连接方式将功率器件9与工装平台2紧固在一起，且由于安装区域的平整度与散热器的平整度相同，使得多个同封装和不同封装的功率器件9的散热面焊接后都处于同一平面内，以达到共面性要求。当然，还可以根据第一部件散热面的具体形状采用非平面的抵接面，或者根据多个第一部件散热面不在同一平面的错落形态采用相应的错落的抵接面。

本实用新型实施例提供的共面性焊接工装，还包括：螺母6和螺母盖7，平台2开设有螺母槽4；螺母盖7能够将螺母6固定在螺母槽4中；

平台2能够通过螺母6与第一部件螺接。其结构可以参照图2所示，该工装采用了可更换的螺母设计。生产过程中，工装需重复使用，若直接在本体攻丝，长时间使用易导致螺纹滑丝以至于无法实现功率器件的紧固。将螺母6放入螺母槽4内，并通过螺母盖7将其固定在螺母槽4中，实现可拆卸更换螺母的功能。此设计可延长工装使用寿命和降低更换成本。平台2与第一部件之间通过可拆卸结构连接固定，便于更换和调整，使工装可重复使用，延长工装使用寿命，同时还可实现与不同第一部件的装配，提高本方案的广泛适用性。本方案中固定方式不唯一，例如：通过卡扣进行紧固的方式。

本实用新型实施例提供的共面性焊接工装，还包括用于连接第二部件和平台2的固定机构，该固定机构包括设置于平台2的多个螺柱1，可实现第二部件和平台2之间精准定位和牢靠连接。其结构可以参照图1-图3所示，多个螺柱将PCB基板9紧固在工装平台2，使得基板面与平台2表面平行。可以理解的是，螺母槽4开设在平台2与第二部件上第一部件相对应的位置，固定机构与螺母槽4在平台2上错开设置以避免干涉。

为了进一步优化上述的技术方案，固定机构还包括设置于平台2的定位销5，以提高第二部件和平台2之间装配的定位精度。在本实施例中，定位销5将PCB基板8定位固定到与功率器件8尺寸相同高度的工装平台2上方，确定了基板与工装的相对位置，且由于功率器件9事先插放在PCB基板8上，其相对于工装的位置也可确定。通过定位销5定位固定，复现了功率器件装配在散热器上的状态。

作为优选，平台2采用铝制材料，铝制材料导热效果较好，设计成镂空可提高焊接前预热温度，以获得较好焊接效果，在焊接完成后可及时将热量导出，提高生产效率。

在本实施例中，平台2设置有镂空3，其结构可以参照图1所示，镂空设计可降低工装的自重，减轻对焊接设备的轨道压迫变形，便于传输，同时方便工人的操作。

具体的，第一部件为功率器件9，第二部件为PCB基板8，此时的工装即为一种功率器件共面性焊接工装。

基于前述结构说明，本工装使用方法具体包括以下步骤：

1、功率器件插放在PCB基板上，再将焊接工装与PCB基板装配在一起。定位销确定PCB基板与工装的相对位置；

2、将组合体翻转180度后，通过螺栓先将功率器件与工装锁紧，再将PCB基板与工装紧固在一起；

3、将紧固后的组合体翻转180度，放置流水线，流向选择焊设备；

4、待焊接完成冷却后取出。

本实用新型实施例还提供了一种共面性焊接总成，包括第一部件、第二部件和如上述的共面性焊接工装，该共面性焊接工装的平台2分别与第一部件和第二部件固定连接。本总成由于采用了上述的工装，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。

综上所述，本实用新型实施例公开了一种共面性焊接工装，特别适用于功率器件在PCB基板上的焊接。本设计是模拟散热器的平整精度，同封装和不同封装的功率器件同时焊接时，确保功率器件的散热面的处于同一平面要求的一种固定式焊接工装。本设计是采用螺栓连接方式将功率器件与工装紧固在一起，且由于安装区域的平整度与散热器的平整度相同，使得多个同封装和不同封装的功率器件的散热面焊接后都处于同一平面内，以达到共面性要求。本设计采用可拆卸更换式螺母设计，可提高工装的使用寿命和降低更换成本。本设计设有定位销和螺柱，使得PCB基板面与工装表面平行；并且通过定位销定位固定，复现了功率器件装配在散热器上的状态。本设计采用铝制材料，并设计成镂空；以增加焊接过程中导热效果和降低工装的自重，减轻对焊接设备的轨道压迫变形，便于传输及提高操作便利性。本实用新型实施例还公开了一种应用上述工装的共面性焊接总成。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型方法及结构精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。类似的解决多个物体表面共面性问题，而采用的模拟平台；如螺栓紧固或卡扣式固定、定位销定位固定、镂空减重等等。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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)

1.一种共面性焊接工装，用于第一部件在第二部件上的焊接，其特征在于，包括：平台(2)，所述平台(2)具有用于同若干个所述第一部件的散热面配合的抵接面，所述抵接面的形状与所述散热面的形状匹配，所述平台(2)能够与所述第一部件固定连接。

2.根据权利要求1所述的共面性焊接工装，其特征在于，所述平台(2)具有用于同多个所述第一部件的散热面配合的抵接面，所述抵接面的形状与用于跟所述第一部件配合的散热器的表面形状相同。

3.根据权利要求1所述的共面性焊接工装，其特征在于，所述抵接面为平面。

4.根据权利要求1所述的共面性焊接工装，其特征在于，还包括：螺母(6)和螺母盖(7)，所述平台(2)开设有螺母槽(4)；所述螺母盖(7)能够将所述螺母(6)固定在所述螺母槽(4)中；

所述平台(2)能够通过所述螺母(6)与所述第一部件螺接。

5.根据权利要求1所述的共面性焊接工装，其特征在于，还包括用于连接所述第二部件和所述平台(2)的固定机构，所述固定机构包括设置于所述平台(2)的多个螺柱(1)。

6.根据权利要求5所述的共面性焊接工装，其特征在于，所述固定机构还包括设置于所述平台(2)的定位销(5)。

7.根据权利要求1所述的共面性焊接工装，其特征在于，所述平台(2)采用铝制材料。

8.根据权利要求1所述的共面性焊接工装，其特征在于，所述平台(2)设置有镂空(3)。

9.根据权利要求1所述的共面性焊接工装，其特征在于，所述第一部件为功率器件(9)，所述第二部件为PCB基板(8)。

10.一种共面性焊接总成，其特征在于，包括第一部件、第二部件和如权利要求1-9任意一项所述的共面性焊接工装，所述共面性焊接工装的所述平台(2)分别与所述第一部件和所述第二部件固定连接。

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