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Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verschweißen eines Schaltungsleiters und eines Anschlusselements einer Steuerungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von Anschlusselementen durch Schmelzen und Verbinden durch einen Schweißlichtbogen.
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Die US-Patentanmeldung mit der Nummer 2008-102716 (die der
japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2008-110357 entspricht) offenbart ein Schweißverfahren zum Verschweißen eines Anschlusselements eines FET (Feldeffekttransistors) und einer Stromschiene durch ein Widerstandsschweißen, die ein Schaltungsleiter ist, der in einer EPS-Steuereinheit (Steuereinheit einer elektrischen Servolenkung) verwendet wird. Das heißt, im Allgemeinen ist der FET in der EPS-Steuereinheit auf ein Glasepoxidsubstrat (Glasepoxidplatine) gelötet oder der FET ist auf ein Metallsubstrat (Metallplatine) gelötet. Im Allgemeinen ist darüber hinaus ein Vorsprung am Anschlusselement des FET vorgesehen und der FET wird mit der Stromschiene usw. durch das Widerstandsschweißen verbunden. Beim Lichtbogenschweißen fließt beim Schweißen ein zu großer Strom und der zu große Strom kann das elektronische Bauteil beschädigen. Demzufolge wird das Lichtbogenschweißen selten verwendet.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Zur Befestigung der weiteren Komponenten der Steuereinheit für das EPS usw., die für den hohen Strom ausgelegt sind, wird häufig der Mikro-TIG-Punktschweißer (Mikromini-TIG-Schweißer) eingesetzt. Falls die Anschlusselemente des FET und der Schaltungsleiter verschweißt werden, kann durch das Fliegen des Lichtbogens zum Bereich zwischen den Anschlusselementen das Element jedoch durch die Spannung, die größer als die Spannungsfestigkeit ist, oder den Spitzenstrom (Überstrom) beschädigt werden. Demzufolge ist es beim herkömmlichen Verfahren schwierig, den Mikro-TIG-Punktschweißer bei der kleinen, am Fahrzeug montierten Steuervorrichtung einzusetzen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verschweißen eines Anschlusselements eines elektronischen Bauteiles und eines Schaltungsleiters bereitzustellen, das entwickelt wurde, um das oben genannte Problem zu lösen und das Anschlusselement des elektronischen Bauteils, wie z. B. eines FET, und den Schaltungsleiter, wie z. B. die Stromschiene, durch einen Mikromini-TIG-Schweißer zu verschweißen, um eine Beschädigung des elektronischen Bauteils zu verhindern und bequem und zuverlässig mit niedrigen Kosten zu schweißen. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1. Die Unteransprüche offenbaren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Verschweißen eines Schaltungsleiters und einer Mehrzahl von Anschlusselementen eines elektronischen Bauteils einer Steuerungsvorrichtung durch Schmelzen und Verbinden mittels eines Schweißlichtbogens von einer ersten Elektrode eines Mikromini-TIG-Schweißers bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Verwenden des Elektronikbauteils, das die voneinander entfernten bzw. voneinander beabstandeten Anschlusselemente aufweist; und Lichtbogenschweißen, während nur das eine aus der Mehrzahl der Anschlusselemente des Elektronikbauteils der Steuerungsvorrichtung, das angeschweißt werden soll, und der zu verschweißende Schaltungsleiter von einer Masse-Klemm-Spannvorrichtung sandwichartig umschlossen sind, die als zweite Elektrode dient, sodass das eine aus der Mehrzahl der Anschlusselemente des zu verschweißenden Elektronikbauteils der Steuerungsvorrichtung, das verschweißt werden soll, und der zu verschweißende Schaltungsleiter geerdet sind.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Verschweißen eines Schaltungsleiters und einer Mehrzahl von Anschlusselementen eines elektronischen Bauteils einer Steuerungsvorrichtung durch Schmelzen und Verbinden mittels eines Schweißlichtbogens von einer ersten Elektrode eines Mikromini-TIG-Schweißers bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Anlegen von mindestens zwei aus der Mehrzahl der Anschlusselemente des Elektronikbauteils, das das eine aus der Mehrzahl der zu verschweißenden Anschlusselemente beinhaltet, und einem weiteren aus der Mehrzahl der Anschlusselemente, das von einem Fliegen des Lichtbogens beeinflusst wird, an ein identisches Potential, indem die mindestens zwei aus der Mehrzahl der Anschlusselemente des Elektronikbauteils der Steuerungsvorrichtung von einer Masse-Klemm-Spannvorrichtung sandwichartig umschlossen sind, die als zweite Elektrode dient; und Lichtbogenschweißen des einen aus der Mehrzahl der zu verschweißenden Anschlusselemente des Elektronikbauteils und des zu verschweißenden Schaltungsleiters während das eine aus der Mehrzahl der zu verschweißenden Anschlusselemente des Elektronikbauteils und der zu verschweißende Schaltungsleiter geerdet sind.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Verschweißen eines Schaltungsleiters und einer Mehrzahl von Anschlusselementen eines elektronischen Bauteils einer Steuerungsvorrichtung durch Schmelzen und Verbinden mittels eines Schweißlichtbogens von einer ersten Elektrode eines Mikromini-TIG-Schweißers bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Verwenden des Elektronikbauteils, das die voneinander entfernten Anschlusselemente aufweist; Anlegen von mindestens zwei aus der Mehrzahl der Anschlusselemente des Elektronikbauteils, das das eine aus der Mehrzahl der zu verschweißenden Anschlusselemente beinhaltet, und einem weiteren aus der Mehrzahl der Anschlusselemente, das von einem Fliegen des Lichtbogens beeinflusst wird, an ein identisches Potential, indem die mindestens zwei aus der Mehrzahl der Anschlusselemente des Elektronikbauteils von einer Masse-Klemm-Spannvorrichtung sandwichartig umschlossen sind, die als zweite Elektrode dient; und Lichtbogenschweißen des einen aus der Mehrzahl der zu verschweißenden Anschlusselemente des Elektronikbauteils und des zu verschweißenden Schaltungsleiters, während das eine aus der Mehrzahl der zu verschweißenden Anschlusselemente des Elektronikbauteils und der zu verschweißende Schaltungsleiter geerdet sind.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
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Darin zeigt: 1 eine illustrative Darstellung zur Veranschaulichung einer Schweißung mit einem Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine illustrative Darstellung zur Veranschaulichung einer Schweißung mit einem Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 eine illustrative Darstellung, bei der der Schweißlichtbogen im Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung klein ist;
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4 eine perspektivische Ansicht, die ein elektronisches Bauteil zeigt, das für den Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß der zweiten Ausführungsform prädestiniert ist;
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5 eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres elektronisches Bauteil zeigt, das für den Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß der zweiten Ausführungsform prädestiniert ist;
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6A ist eine perspektivische Ansicht, die eine Steuerungsvorrichtung zeigt, die bei einem Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß der dritten Ausführungsform eingesetzt wird, 6B eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die einen Schweißbereich der Steuerungsvorrichtung zeigt;
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7A eine perspektivische Ansicht, die eine Masse-Klemm-Spannvorrichtung veranschaulicht, die beim Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß der dritten Ausführungsform eingesetzt wird, 7B eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, bei dem die Klemmen der Masse-Klemm-Spannvorrichtung geöffnet sind;
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8 eine perspektivische Ansicht, die ein elektronisches Bauteil zeigt, das beim Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß der dritten Ausführungsform eingesetzt wird;
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9 eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres elektronisches Bauteil zeigt, das beim Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß der dritten Ausführungsform eingesetzt wird;
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10 eine perspektivische Ansicht, die eine Variante einer Masse-Klemm-Spannvorrichtung veranschaulicht, die beim Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß der dritten Ausführungsform eingesetzt wird;
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11 eine illustrative Darstellung, die eine Schweißung eines weiteren Elements durch den Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht;
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12 eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres elektronisches Bauteil zeigt, das beim Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß der dritten Ausführungsform eingesetzt wird.
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13 eine perspektivische Ansicht, die noch ein weiteres elektronisches Bauteil zeigt, das beim Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß der dritten Ausführungsform eingesetzt wird;
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14 eine illustrative Darstellung, die eine Schweißung durch einen Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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15A–15D jeweils eine illustrative Darstellung von Formen von Anschlusselementen, die bei der Schweißung der dritten Ausführungsform eingesetzt werden; und
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16 eine illustrative Darstellung, die eine Schweißung durch einen Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Der FET ist für den hohen Strom ausgelegt. Wenn das Anschlusselement des FET auf der Glasepoxydharz-Platine durch Löten befestigt wird, ist es erforderlich, dass eine spezielle Wärmesenke für den FET und ein Wärmeabgabesystem an der Außenseite oder außen als Kühlplatte (Wärmesenke) verwendet wird. Daher erhöhen sich die Anzahl der Bauteile, die Kontroll-Mannstunden usw., so dass die Kosten steigen. Darüber hinaus ist ein maximal zulässiger Strom der Glasepoxydplatine niedrig. Die Dauerhaltbarkeit des Lötzinns ist Besorgnis erregend.
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Wenn das Anschlusselement des FET auf der Metallplatine durch Löten befestigt wird, sind zudem die Kosten der Platine hoch. Außerdem erhöhen sich die Anzahl der Bauteile, die Kontroll-Mannstunden usw. Darüber hinaus wird eine spezielle Fertigungsstraße zur Montage auf der Metallplatine benötigt. Demzufolge steigen die Kosten. Darüber hinaus ist die Dauerhaltbarkeit des Lötzinns Besorgnis erregend.
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Wenn das Anschlusselement des FET und die Stromschiene durch das Widerstandsschweißen befestigt werden, ist das Widerstandsschweißen ferner eine Schweißtechnik, bei der die Hitze durch den Widerstand des verschweißten Elements (Objekts) erzeugt wird. Die Stromschiene, die den Schaltungsleiter darstellt, ist ein Metall mit niedrigem Widerstand (reines Kupfer, KFT usw.). Der Einsatz des Widerstandsschweißens ist bei niedrigem Widerstandswert des Metalls problematisch. Wenn das Anschlusselement des FET und die Stromschiene aus Kupfer hergestellt sind, wird zum Schweißen darüber hinaus das Punktschweißen eingesetzt. Folglich ist die Festigkeit des geschweißten Teils beim Widerstandsschweißen nicht stabil. Darüber hinaus wird die Belastung des Schweißers groß und die Maßnahme hierfür ist problematisch.
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Wenn darüber hinaus eine Beschichtung aus einem unterschiedlichen Metall zur Erhöhung des Widerstandswerts verwendet wird, erhöht sich zudem der elektrische Widerstand des Verbindungsbereichs nach dem Schweißen. Dies bewirkt die Wärmeentwicklung beim Einsatz des FET. Dies erfordert eine Maßnahme zur Wärmeabgabe.
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Darüber hinaus gibt es ein Laserstrahlschweißen als Schweißverfahren. Das Anschlusselement des FET und die Stromschiene sind aus reinem Kupfer hergestellt. Diese Anschlusselemente aus reinem Kupfer, wie z. B. die Anschlusselemente des FET und die Stromschiene, absorbieren das Laserlicht (den Laserstrahl) unzureichend und reflektieren den größten Teil der Energie. Demzufolge ist es erforderlich, eine Absorptionsrate durch Aufbringen der Beschichtung zu erhöhen. In diesem Fall ist die Kontrolle der Beschichtung mit höchster Sorgfalt erforderlich. Dies erhöht folglich die Kosten.
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung erläutert.
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1 ist eine illustrative Darstellung, die eine Schweißung durch einen Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Wie in 1 dargestellt, ist der Mikro-TIG-Punktschweißer 1 ein Mikromini-TIG-Schweißer. Der Mikro-TIG-Punktschweißer 1 schmelzt (verschmelzt) durch einen Schweißlichtbogen 9 ein Anschlusselement 11 eines FET (Feldeffekttransistor), der ein elektronisches Bauteil ist, und eine Stromschiene 22, die ein Schaltungsleiter ist, der in einer elektronischen Steuereinheit 20, wie z. B. einer EPS (elektrischen Servolenkung) verwendet wird. Der Mikro-TIG-Punktschweißer 1 umfasst ein Schweißer-Hauptteil 2, eine Elektrode (erste Elektrode) 4 eines Schweißbrenners, der über ein Kabel 3 mit einem negativen Anschlusselement bzw. Minuspol des Schweißer-Hauptteils 2 verbunden ist, und eine Masse-Klemm-Spannvorrichtung 5, die über das Kabel 3 mit einem positiven Anschlusselement bzw. Pluspol des Schweißer-Hauptteils 2 verbunden ist und das als Elektrode (zweite Elektrode) dient, um eine Lichtbogenentladung zwischen der Elektrode 4 und dem Anschlusselement 11 durch Einspannen des Anschlusselements 11 zu erzeugen. Diese als zweite Elektrodenklemme dienende Masse-Klemm-Spannvorrichtung 5 klemmt und umschließt das Anschlusselement 11 des FET 10 und die Stromschiene 22 sandwichartig, die verschweißt werden sollen, um das Anschlusselement 11 des FET 10 und die Stromschiene 22 zu erden, die beim Schweißen verschweißt werden sollen.
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Ein Hauptteil des FET 10 ist aus einer Source (nicht dargestellt), einer Drain (nicht dargestellt), einem Gate (nicht dargestellt) usw. gebildet. Am Hauptteil bzw. Körper des FET 10 ragen drei Anschlusselemente für die Source, die Drain bzw. das Gate aus einer Rückseite des Hauptteils des FET 10 nach oben heraus und erstrecken sich in Reihe. Die Anschlusselemente 11 sind durch einen Abstand voneinander getrennt, durch den kein Austritt des Schweißlichtbogens 9 zu den weiteren Anschlusselementen 11, die nicht verschweißt werden, erzeugt wird.
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Die elektronische oder elektrische Steuereinheit 20 umfasst einen aus synthetischem Harz hergestellten Gehäusekörper 21 und eine Vielzahl von Stromschienen (Schaltungsleiter) 22, die ein Schaltungsmuster auf dem Gehäusekörper 21 bilden und die durch Gießen ausgebildet sind, um nach oben herauszuragen.
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Nachfolgend wird eine Schweißung zwischen dem Anschlusselement 11 des FET 10 und der Stromschiene 22 der elektrischen bzw. elektronischen Steuereinheit 20 durch ein Schweißverfahren unter Verwendung des Mikro-TIG-Punktschweißers 1 erläutert.
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Wie in 1 dargestellt, wird ein großer FET 10 verwendet, um den Einfluss des von der ersten Elektrode 4 des Mikro-TIG-Punktschweißers 1 erzeugten Schweißlichtbogens 9 zu verringern. Beim großen FET 10 sind die Anschlusselemente voneinander getrennt, um keinen Austritt des Schweißlichtbogens 9 zu den anderen Anschlusselementen 11, die nicht verschweißt werden, zu erzeugen.
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Der FET 10 ist von der Unterseite des Gehäusekörpers 21 der elektronischen Steuereinheit 20 eingefügt. Eines der Anschlusselemente 11 des FET 10, das verschweißt werden soll, wird nachfolgend so angebracht, dass eines der Anschlusselemente 11 an der Stromschiene 22 anliegt, die verschweißt werden soll, und die auf dem Gehäusekörper 21 vorragt.
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Anschließend wird ein Endbereich des zu verschweißenden Anschlusselements 11 des FET 10 und ein Schweißbereich eines Endbereichs der zu verschweißenden Stromschiene 22 geschmolzen und verbunden, während nur ein Basisendbereich des Anschlusselements 11 des zu verschweißenden FET 10 und ein Basisendbereich der zu verschweißenden Stromschiene 22 von der Masse-Klemm-Spannvorrichtung 5 sandwichartig umschlossen werden, um geerdet zu sein. Bei diesem Lichtbogenschweißen wird die Schweißbedingung gewählt, die für das Anschlusselement 11 und die Stromschiene 22 geeignet ist, die das verschweißte Objekt (Erzeugnis) bilden. Zum Beispiel ist die Schweißbedingung derart, dass ein Abstand zwischen der Elektrode 4 und dem Schweißbereich des verschweißten Objekts eventuell verkürzt ist und die Größe des Schweißlichtbogens 9 durch eine Reduzierung des Schweißstroms verringert wird. Da eine Anstiegzeit vorgesehen ist, um den Schweißstrom langsam zu erhöhen, steigt der Schweißstrom darüber hinaus beim Beginn der Schweißung nicht schlagartig an. Dadurch ist es möglich, ein Fliegen des Schweißlichtbogens 9 zu den peripheren Anschlusselementen 11 usw., aufgrund eines plötzlichen Fliegens des Schweißlichtbogens 9, zu unterbinden und zu verhindern, dass die Verbindungsfestigkeit und die elektrische Kapazität des Verbindungsbereichs durch eine Erzeugung eines Lunkers unzureichend werden.
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Nachdem das TIG-Schweißen beendet ist, wird die Masse-Klemm-Spannvorrichtung 5 entfernt, worauf der Schweißvorgang abgeschlossen ist. Damit werden die Schmelzverbindung und die Diffusionsverbindung des Elements ausgeführt, das das einzige Metallmaterial aufweist. Somit ist es möglich, die Verbindung mit dem kleinen elektrischen Widerstand und der hohen Festigkeit auszuführen.
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Die Anschlusselemente 11 des großen FET 10 sind deshalb voneinander beabstandet, um keinen Austritt des Schweißlichtbogens 9 zu den anderen Anschlusselementen 11 zu erzeugen, die nicht verschweißt werden. Wenn z. B. das Anschlusselement 11 für das Gate verschweißt wird, sind nur eines der zu verschweißenden Anschlusselemente 11 und die Stromschiene 22, die an das eine der Anschlusselemente 11 angrenzt, von der Masse-Klemm-Spannvorrichtung 5 sandwichartig umschlossen, um geerdet zu sein. Somit fliegt der Schweißlichtbogen 9 nicht zu den Anschlusselementen 11 für die Drain und die Source. Der Austritt des Schweißlichtbogens 9 erreicht die Innenseite des FET 10 nicht. Demzufolge ist es möglich, die Erzeugung der großen Spannungsdifferenz zwischen dem Gate und der Drain oder der Source und die Beschädigung einer Isolierschicht im FET 10 zu verhindern. Darüber hinaus ist es zudem möglich, die Beschädigung des FET 10 durch die Spannungsdifferenz zwischen den weiteren Anschlusselementen zu verhindern, wenn die Anschlusselemente 11 für die Drain und die Source verschweißt werden.
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In einem Fall, bei dem die anderen Bauteile der elektronischen Steuereinheit 20 vom Mikro-TIG-Punktschweißer 1 montiert werden, ist es darüber hinaus möglich, die Schweißung zwischen dem Anschlusselement 11 des FET 10 und der Stromschiene 22 durch den gleichen Mikro-TIG-Punktschweißer 1 auszuführen. Somit ist es möglich, den Lötzinn, das Equipment, die Spannvorrichtung und das Werkzeug, die Bedienungs- und Kontroll-Mannstunden usw. zu reduzieren und dadurch die Kosten zu mindern. Darüber hinaus ist es möglich, ein großes Produktionsvolumen (eine Massenproduktion) zu erreichen.
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2 ist eine illustrative Ansicht zur Veranschaulichung einer Schweißung durch einen Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 ist eine illustrative Darstellung, wenn ein Schweißlichtbogen im Mikro-Punktschweißer klein ist.
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Dieser Mikro-TIG-Punktschweißer 1' umfasst eine Masse-Klemm-Spannvorrichtung 6, die alle drei Anschlusselemente des FET (des elektronischen Bauteils) 10 durch Einklemmen aller drei Anschlusselemente des FET 10' auf ein identisches Potenzial (eine identische elektrische Spannung) bringt und die ebenfalls als zweite Elektrode dient. Der Mikro-TIG-Punktschweißer 1' ist in den meisten Aspekten im Wesentlichen identisch zum Schweißer von 1, wie dies durch die Verwendung der gleichen Bezugszeichen dargestellt ist.
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Als nächstes wird nachfolgend die Schweißung zwischen dem Anschlusselement 11 des FET 10' und der Stromschiene 22 der elektronischen Steuereinheit 20 durch das Schweißverfahren unter Verwendung des Mikro-TIG-Punktschweißers 1' erläutert.
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Der Mikro-TIG-Punktschweißer 1' verwendet die Masse-Klemm-Spannvorrichtung 6, die alle Anschlusselemente 11 des FET 10' an das gleiche Potenzial anlegt, und einen kleinen FET 10', bei dem ein Abstand zwischen den Anschlusselementen 11 und 11 gering ist.
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Wie in 2 dargestellt, ist der FET 10' von der Unterseite der Gehäuseeinheit 21 der elektronischen Steuereinheit 20 eingefügt. Das zu verschweißende Anschlusselement 11 des FET 10', das an der Gehäuseeinheit 21 vorragt, wird anliegend an der zu verschweißenden Stromschiene 22 angebracht.
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Danach werden die Basisendbereiche aller Anschlusselemente 11 des FET 10' und der Basisendbereich der zu verschweißenden Stromschiene 22 von der Masse-Klemm-Spannvorrichtung 6 sandwichartig umschlossen, um geerdet zu sein, und danach werden ein Endbereich des zu verschweißenden Anschlusselements 11 und ein Schweißbereich eines Endbereichs der Stromschiene 22 geschmolzen (verschmolzen) und verbunden. Bei diesem Lichtbogenschweißen wird die Schweißbedingung gewählt, die für das Anschlusselement 11 und die Stromschiene 22 geeignet ist, die das verschweißte Objekt (Erzeugnis) bilden. Zum Beispiel ist die Schweißbedingung derart, dass ein Abstand zwischen der Elektrode 4 und dem Schweißbereich des verschweißten Objekts verkürzt ist und die Größe des Schweißlichtbogens 9 durch eine Reduzierung des Schweißstroms verringert wird. Dadurch, dass eine Anstiegzeit vorgesehen ist, um den Schweißstrom langsam zu erhöhen, steigt der Schweißstrom darüber hinaus beim Beginn der Schweißung nicht schlagartig an. Dadurch ist es möglich, ein Fliegen des Schweißlichtbogens 9 zu den peripheren Anschlusselementen 11 usw. aufgrund eines plötzlichen Fliegens des Schweißlichtbogens 9 zu unterbinden und zu verhindern, dass die Verbindungsfestigkeit und die elektrische Kapazität des Verbindungsbereichs durch eine Erzeugung eines Lunkers usw. unzureichend werden.
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Nachdem das TIG-Schweißen beendet ist, wird sodann die Masse-Klemm-Spannvorrichtung 6 entfernt, worauf der Schweißvorgang abgeschlossen ist.
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Wie in 2 dargestellt, wird das Lichtbogenschweißen ausgeführt, während die Basisendbereiche aller Anschlusselemente 11 des FET 10' durch die Masse-Klemm-Spannvorrichtung 6 sandwichartig umschlossen sind, um geerdet zu sein. Selbst wenn der Schweißlichtbogen 9 zu den benachbarten Anschlusselementen 11 des FET 10' fliegt, die nicht verschweißt werden, tritt die Elektrizität bzw. der Strom somit nicht in den FET 10' ein, so dass der FET 10' nicht beschädigt wird.
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Selbst wenn die Größe des Schweißlichtbogens 9 durch eine Reduzierung des Schweißstroms des Mikro-TIG-Punktschweißers 1', wie in 3 dargestellt, verringert wird, werden alle Basisendbereiche der Anschlusselemente 11 des FET 10' von der Masse-Klemm-Spannvorrichtung 6 sandwichartig umschlossen, um geerdet zu sein, und das Lichtbogenschweißen wird ausgeführt. Hiermit erhalten alle Anschlusselemente 11 des FET 10' durch die Masse-Klemm-Spannvorrichtung 6 das gleiche Potenzial. Folglich ist es möglich, die Last zwischen den Anschlusselementen 11 des FET 10' zu mindern. Daher besteht keine Spannungsdifferenz zwischen den Anschlusselementen 11 und es möglich, eine Beschädigung des FET 10' zu verhindern.
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Die in 2 und 3 dargestellte zweite Ausführungsform wird jedoch am kleinen FET 10' angewendet, bei dem die Anschlusselemente 11 im Gegensatz zur ersten Ausführungsform durch einen relativ kleinen Abstand voneinander beabstandet sind. Der Schweißlichtbogen 9 des Mikro-TIG-Punktschweißers 1' kann zu den Anschlusselementen des FET 10' fliegen, die nicht verschweißt werden. Der Schweißgrad variiert an jedem Anschlusselement und die Schweißung kann nicht sich nicht stabilisieren. Wie in 4 und 5 dargestellt, ist es demzufolge vorteilhaft, den kleinen FET (das kleine elektronische Bauteil) 10A und 10B zu verwenden, bei dem die Anschlusselemente 11 durch einen vorgegebenen Abstand voneinander beabstandet sind.
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Der in 4 gezeigte FET 10A umfasst beiderseitige Anschlusselemente 11, die nach oben gebogen sind, um senkrecht zu einer Oberseite des FET 10A gerichtet zu sein, und ein mittiges Anschlusselement 11, das nach unten gebogen ist, um senkrecht zu einer Unterseite des FET 10A gerichtet zu sein. Hiermit ist ein Abstandsmaß zwischen den Schweißbereichen der Anschlusselemente 11 und 11 erweitert. Der in 5 dargestellte FET 10B umfasst beiderseitige Anschlusselemente 11, die nach unten gebogen sind, um senkrecht zu einer Unterseite des FET 10B gerichtet zu sein, und ein mittiges Anschlusselement 11, das nach oben gebogen ist, um senkrecht zu einer Oberseite des FET 10B gerichtet zu sein. Hiermit ist ein Abstandsmaß zwischen den Schweißbereichen der Anschlusselemente 11 erweitert.
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Durch die Verwendung des kleinen FET 10A und 10B, bei dem das Abstandsmaß zwischen den Anschlusselementen 11 erweitert ist, ist es möglich, ein Fliegen des Schweißlichtbogens 9 zu den anderen Anschlusselementen 11 zu verhindern, die nicht verschweißt werden. Somit ist es möglich, den Einfluss des Fliegens des Schweißlichtbogens 9 zu den anderen Anschlusselementen 11 zu unterdrücken, die nicht verschweißt werden, und eine Beschädigung des Inneren des FET 10A und 10B durch eine Reduzierung des Austritts des Schweißlichtbogens 9 zuverlässig zu verhindern. In einem Fall, bei dem das Abstandsmaß zwischen den Anschlusselementen 11 erweitert ist, um den Austritt des Schweißlichtbogens 9 zu den anderen Anschlusselementen 11, die nicht verschweißt werden, zu verhindern, kann das einzig zu verschweißende Anschlusselement 11, wie bei der Verwendung des großen FET 10, an Masse geklemmt sein.
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Auf diese Weise wird jedes der Anschlusselemente 11 des FET 10', 10A und 10B und die Stromschiene 22 durch den Mikro-TIG-Punktschweißer 1' verbunden. Damit ist es möglich, die Festigkeit der Schweißbereiche der Anschlusselemente 11 und der Stromschiene 22 für das Schmelzverbinden und das Diffusionsverbinden zu erhöhen und zu stabilisieren. Darüber hinaus ist es möglich, die Anzahl der Bauteile zu reduzieren. Zudem kann der Mikro-TIG-Punktschweißer 1' zum Befestigen weiterer Komponenten der elektronischen Steuereinheit 20 eingesetzt werden. Wenn der Mikro-TIG-Punktschweißer 1' für die Verbindung des Anschlusselements 11 und der Stromschiene 22 und die Verbindung der anderen Schweißbereiche gemeinsam benutzt wird, ist ein neues Equipment einzig für die Schweißung der Anschlusselemente 11 jedes FET 10', 10A und 10B und der Stromschiene 22 nicht erforderlich. Darüber hinaus ist es möglich, den Lötzinn, das Equipment, die Spannvorrichtung und das Werkzeug, die Bedienungs- und Kontroll-Mannstunden zu reduzieren und dadurch die Kosten zu mindern. Zudem ist die Erreichung der Massenfertigung möglich.
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6A ist eine perspektivische Ansicht, die eine elektronische Steuereinheit zeigt, die bei einem Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird. 6B ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die einen Schweißbereich der elektronischen Steuereinheit zeigt. 7A ist eine perspektivische Ansicht, die eine im Mikro-TIG-Punktschweißer verwendete Masse-Klemm-Spannvorrichtung zeigt. 7B ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem Klemmen der Masse-Klemm-Spannvorrichtung geöffnet sind. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die ein elektronisches Bauteil zeigt, das im Mikro-TIG-Punktschweißer verwendet wird.
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Wie in 6A und 6B dargestellt umfasst der Mikro-TIG-Punktschweißer 1 eine Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30, die als zweite Elektrode dient, die drei Anschlusselemente 11 eines FET (eines elektrischen Bauteils) 10C durch Einklemmen aller drei Anschlusselemente 11 des FET 10C an das identische Potenzial anlegt. Wie in 6A und 8 dargestellt, wird diese Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30 bei einem kleinen FET, wie z. B. einem FET 10C, eingesetzt, der Anschlusselemente 11 umfasst, die voneinander beabstandet sind. Beiderseitige Anschlusselemente 11 des FET 10C sind insbesondere nach oben gebogen. Ein mittiges Anschlusselement 11 des FET 10C erstreckt sich in eine Richtung weg vom FET 10C (eine im Wesentlichen senkrechte Richtung zu einer Richtung, in die sich die beiderseitigen Anschlusselemente 11 erstrecken) und ist mit seinem überwiegenden Teil nach oben gebogen. Damit sind die Abstandsmaße zwischen den Anschlusselementen 11 und 11 erweitert. Die Anschlusselemente 11 weisen ein Abstandsmaß auf, um keinen Austritt des Schweißlichtbogens 9 zu den Anschlusselementen 11 zu erzeugen, die nicht verschweißt werden. Die Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30 wird für den derart ausgebildeten FET 10C eingesetzt.
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Wie in 6A und 6B und 7A und 7B dargestellt, umfasst die Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30 einen rahmenförmigen Spannvorrichtungskörper 31, zylindrische Kolbenstangen 33, 33 und 33, eine lange Klemme 34 und kurze Klemmen 35 und 35. Der Spannvorrichtungskörper 31 ist aus Metall hergestellt. Der Spannvorrichtungskörper 31 umfasst einen Aufnahmeraum 32, der im Innern des Spannvorrichtungskörpers 31 ausgebildet ist und der eine angehobene Stufenform aufweist, die der Anordnung der Anschlusselemente 11 entspricht. Jede der zylindrischen Stangen 33, 33 und 33 ist aus Metall hergestellt. Die zylindrischen Stangen 33, 33 und 33 sind jeweils durch kreisförmige Öffnungen 31a, 31a und 31a verschiebbar abgestützt, die am Basisendbereich der Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30 ausgebildet sind. Die lange Klemme 34 ist aus Metall hergestellt. Die lange Klemme 34 ist an einem Ende der mittigen Kolbenstange 33 befestigt. Die lange Klemme 34 bewegt sich durch eine Druckschraubenfeder 36 in einem mittigen Aufnahmebereich 32a des Aufnahmeraums 32 hin und her (in Rückwärts- und Vorwärtsrichtung). Jede der kurzen Klemmen 35 und 35 ist aus Metall hergestellt. Die kurzen Klemmen 35 und 35 sind jeweils an Enden der Kolbenstangen 33 und 33 befestigt. Die kurzen Klemmen 35 und 35 bewegen sich durch die Druckschraubenfedern 36 in beiderseitigen Aufnahmebereichen 32b und 32b des Aufnahmeraums 32 hin und her (in Rückwärts- und Vorwärtsrichtung).
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Das mittige Anschlusselement 11 des FET 10 ist ohne einen Abstand zwischen einer Innenwand des mittigen Aufnahmebereich 32a der Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30 und dem Endbereich 34a der langen Klemme 34 sandwichartig angeordnet. Die beiderseitigen Anschlusselemente 11 und 11 sind jeweils ohne Abstände zwischen Innenwänden der beiderseitigen Aufnahmebereiche 32b und 32b der Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30 und Endbereichen 35a der beiderseitigen kurzen Klemmen 35 und 35 sandwichartig angeordnet. In diesem Fall sind die Anschlusselemente 11 des FET 10C jeweils zwischen den Endbereichen 34a und 35a der Klemmen 34 und 35 und den Innenwänden der Aufnahmebereiche 32a und 32b in einem Zustand sandwichartig umschlossen bzw. geklemmt, bei dem die Klemmen 34 und 35 in der Rückwärtsrichtung gegen die Vorspannkräfte der Druckschraubenfedern 36 positioniert sind. Die Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30 ist für den FET eingerichtet. Wenn die Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30 für die anderen Bauteile verwendet wird, wird demzufolge die Form entsprechend der Anzahl der Anschlusselemente und der Anordnung der Anschlusselemente der anderen Bauteile variiert.
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Darüber hinaus kann ein in 9 dargestellter FET (elektronisches Bauteil) 10D als kleiner FET eingesetzt werden, bei dem die Anschlusselemente 11 voneinander beabstandet sind. In diesem FET 10D umfasst jedes der beiderseitigen Anschlusselemente 11 einen Armbereich 11b, der sich in eine Richtung in Bezug auf das mittige Anschlusselement 11 (in eine im Wesentlichen senkrechten Richtung zu einer Richtung, in die sich das mittige Anschlusselement 11 erstreckt) weg vom FET 10D erstreckt und mit seinem überwiegenden Teil in einer L-Form nach oben gebogen ist. Darüber hinaus ist das mittige Anschlusselement 11 von einer Rückseite des FET 10D nach oben gebogen, um senkrecht zu einer Oberseite des FET 10D zu stehen. Damit ist ein Abstandsmaß zwischen den Schweißbereichen der Anschlusselemente 11 und 11 erweitert. Die Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30 wird in einer Richtung (einer Vorwärts- und Rückwärtsrichtung) entgegengesetzt zu der Richtung verwendet, bei der die Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30 die Anschlusselemente 11 des FET 10C sandwichartig umschließt.
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Nachfolgend wird die Schweißung zwischen dem Anschlusselement 11 des FET 10C und der Stromschiene 22 der elektronischen Steuereinheit 20 durch das Schweißverfahren unter Verwendung des Mikro-TIG-Punktschweißers 1'' detailliert erläutert.
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Der Mikro-TIG-Punktschweißer 1'' verwendet die Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30, die alle Anschlusselemente 11 des FET 10C durch Einklemmen aller Anschlusselemente 11 des FET 10C auf das gleiche Potenzial bringt. Somit ist es möglich, den kleinen FET 10C einzusetzen, der die Anschlusselemente 11 umfasst, die voneinander durch einen relativ kleinen Abstand beabstandet sind.
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Wie in 6A und 6B dargestellt, ist der FET 10C von der Unterseite der Gehäuseeinheit 21 der elektronischen Steuereinheit 20 eingefügt. Eines der Anschlusselemente 11 des zu verschweißenden FET 10C ist anliegend an eine der Stromschienen 22 angebracht, die am Gehäusekörper 21 vorragt und die verschweißt werden soll.
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Wie in 6B dargestellt, weist jede der Stromschienen 22, 22 und 22 eine Breite a auf, die größer als eine Breite b des entsprechenden der Anschlusselemente 11 ist. Darüber hinaus sind eine Breitseitenfläche von jedem der Anschlusselemente 11 und eine Breitseitenfläche von einer der Stromschienen 22 so eingeklemmt, dass die Breitseitenfläche von jedem der Anschlusselemente 11 und die Breitseitenfläche von einer der Stromschienen 22 einander kontaktieren. Ferner ist jede der Stromschienen 22, 22 und 22 auf einer Oberfläche von einem der Anschlusselemente 11, 11 und 11 angeordnet, die dem Körper (einem Zentrum) des FET 10C (auf der Innenseite in Bezug auf das Anschlusselement 11) gegenüberliegt. Die jeweilige Form und Anordnung zwischen den Stromschienen 22 und den Anschlusselementen 11 bewirkt Effekte, die nachfolgend beschrieben sind.
- 1) Die von den Druckschraubenfedern 36 der Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30 beaufschlagten langen und kurzen Klemmen 34 und 35 üben einen Druck auf die Stromschienen 22 mit der großen Breite aus. Außerdem pressen die Stromschienen 22 jeweils die Anschlusselemente 11 mit der kleinen Breite, die an den Stromschienen 22 anliegen, gegen die Innenwände der Aufnahmebereiche 32a und 32b. Folglich pressen die langen und kurzen Klemmen 34 und 35 die Anschlusselemente 11 mit der kleinen Breite nicht direkt zusammen. Die langen und kurzen Klemmen 34 und 35 pressen die Anschlusselemente 11 über die Stromschienen 22 mit der großen Breite zusammen. Selbst wenn ein Flankenspiel oder eine Fehlausrichtung der Druckrichtung und der Druckkraft der langen und kurzen Klemmen 33 und 35 verursacht wird, werden diese in den Aufnahmebereichen 32a und 32b der Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30 aufgenommen, die einstückig ausgebildet sind und die eine relativ große Festigkeit aufweisen. Damit werden die Anschlusselemente 11 beim Klemmen nicht falsch ausgerichtet oder gebogen. Demzufolge ist ein Klemmen derart möglich, dass jedes der Anschlusselemente 11 an einer im Wesentlichen mittigen Position der seitlichen Breite a von einer der Stromschienen 22 positioniert ist.
- 2) Jede der Stromschienen 22 weist die seitliche Breite a auf, die größer als die seitliche Breite b von einem der Anschlusselemente 22 ist. Demzufolge ist es möglich, den elektrischen Widerstandswert von jeder der Stromschienen 22 zu reduzieren, und die Wärmeerzeugung des Verbindungsbereichs zwischen jeder der Stromschienen 22 und einem der Anschlusselemente 11 zu unterdrücken.
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Als weitere Ausführungsform kann die mittige Stromschiene 22 auf einer Fläche des korrespondierenden Anschlusselements 11 angeordnet werden, die dem Körper (dem Zentrum) des FET 10C (auf der Innenseite in Bezug auf das entsprechende Anschlusselement 11) gegenüberliegt. Die beiderseitigen Stromschienen 22 können jeweils auf Oberflächen des korrespondierenden Anschlusselements 11 (auf der Außenseite in Bezug auf die korrespondierenden Anschlusselemente 11) angeordnet werden, die den Oberflächen der korrespondierenden Anschlusselemente 11 gegenüberliegen, die dem Körper des FET 10C gegenüberstehen. In diesem Fall können die beiderseitigen Stromschienen 22 und 22 von der Seite des FET 10C verdrahtet werden. Die mittige Stromschiene 22 kann von einer zur Seite des FET 10C gegenüberliegenden Richtung verdrahtet werden. Wenn der Leitungsdraht die mittige Stromschiene 22 umgehen muss, ist es unter Verwendung dieses Aufbaus möglich, die Verdrahtung der mittigen Stromschiene 22 zu vereinfachen und die Länge des Leitungsdrahts deutlich zu verkürzen.
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Die Basisendbereiche aller Anschlusselemente 11 des FET 10C und die Basisendbereiche der zu verschweißenden Stromschienen 22 zwischen den Innenwänden der Aufnahmebereiche 32a und 32b des Spannvorrichtungskörpers 31 der Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30 und den Endbereichen 34a und 35a der Klammer 34 und 35 werden sodann sandwichartig umschlossen, um geerdet zu sein, und die Endbereiche der zu verschweißenden Anschlusselemente 11 und die Endbereiche der Stromschienen 22 werden geschmolzen und verbunden. Bei diesem Lichtbogenschweißen wird die die für das Anschlusselement 11 und die Stromschiene 22 geeignete Schweißbedingung gewählt, die das verschweißte Objekt (Erzeugnis) bilden. Zum Beispiel ist die Schweißbedingung derart, dass ein Abstand zwischen der Elektrode 4 und dem Schweißbereich des verschweißten Objekts möglicherweise verkürzt ist und die Größe des Schweißlichtbogens 9 durch eine Reduzierung des Schweißstroms verringert wird. Dadurch, dass eine Anstiegzeit vorgesehen ist, um den Schweißstrom langsam zu erhöhen, steigt der Schweißstrom darüber hinaus beim Beginn der Schweißung nicht schlagartig an. Dadurch ist es möglich, ein Fliegen des Schweißlichtbogens 9 zu den peripheren Anschlusselementen 11 usw., aufgrund eines plötzlichen Fliegens des Schweißlichtbogens 9, zu unterbinden und zu verhindern, dass die Verbindungsfestigkeit und die elektrische Kapazität des Verbindungsbereichs durch eine Erzeugung eines Lunkers usw. unzureichend werden.
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Nachdem das TIG-Schweißen beendet ist, wird die Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30 entfernt, worauf der Schweißvorgang abgeschlossen ist.
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Wie in 6A und 6B dargestellt, wird das Lichtbogenschweißen durchgeführt, während die Basisendbereiche aller Anschlusselemente 11 des FET 10C von der Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30 sandwichartig umschlossen werden, um geerdet zu sein. Selbst wenn der Schweißlichtbogen 9 zu den benachbarten Anschlusselementen 11 des FET 10' fliegt, die nicht verschweißt werden, tritt die Elektrizität somit nicht in das Innere des FET 10C ein. Folglich wird der FET 10C nicht beschädigt. Selbst wenn die Größe des Schweißlichtbogens 9 durch eine Reduzierung des Schweißstroms des Mikro-TIG-Punktschweißers 1'' verringert wird, werden darüber hinaus alle Anschlusselemente des FET 10C von der Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30 bei der Ausführung des Lichtbogenschweißens auf das gleiche Potenzial gebracht, während die Basisendbereiche aller Anschlusselemente des FET 10C von der Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30 sandwichartig umschlossen sind. Damit ist es möglich, die Last zwischen den Anschlusselementen 11 des FET 10 zu verringern. Es besteht keine Potenzialdifferenz zwischen den Anschlusselementen 11 und 11. Folglich wird der FET 10 nicht beschädigt.
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Unter Verwendung des kleinen FET 10C, der die Anschlusselemente 11 umfasst, die voneinander mit einem großen Abstandsmaß getrennt sind, ist es möglich, das Fliegen des Schweißlichtbogens 9 zu den Anschlusselementen 11 zu verhindern, die nicht verschweißt werden. Somit ist es möglich, den Einfluss des Fliegens des Schweißlichtbogens 9 zu den anderen Anschlusselementen 11, die nicht verschweißt werden, zu unterdrücken. Zudem ist es möglich, die Beschädigung usw. des Inneren des FET 10C durch eine Reduzierung des Austritts des Schweißlichtbogens 9 zu verhindern.
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Darüber hinaus können die Basisendbereiche aller Anschlusselemente 11 des FET 10 bzw. die Basisendbereiche der zu verschweißenden Stromschienen 22 ohne Abstandsmaße zwischen den Innenwänden der Aufnahmebereiche 32a und 32b des Spannvorrichtungskörpers 31 der Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30 und den Endbereichen 34a, 35a der Klemmen 34 und 35 sandwichartig umschlossen werden. Damit ist es möglich, die Verbindungsgenauigkeit des TIG-Schweißens zu verbessern, die Massenfertigung zu steigern und die Kosten zu mindern.
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Darüber hinaus kann eine wie in 10 dargestellte Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30', die einen Masse-Klemm-Vorsprung 37 aufweist, als Masse-Klemm-Spannvorrichtung verwendet werden. Die Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30' weist den Masse-Klemm-Vorsprung 37 auf und demzufolge ist es möglich, auf einfache Weise eine Verbindung mit dem Erdungsdraht (der Masseleitung) herzustellen. Die Verdrahtung für jede Verbindung des jeweiligen Erdungsdrahts kann an der Klemme vorgesehen werden. Die in 10 dargestellte Masse-Klemm-Spannvorrichtung 30' ist nicht die in 8 dargestellte, für den kleinen FET 10 verwendete Masse-Klemm-Spannvorrichtung, die die Anschlusselemente 11 mit den großen Abstandsmaßen umfasst. Es ist jedoch möglich, das Schweißen der Anschlusselemente 11 des kleinen FET 10C usw. durch Variieren der Positionen der drei Kammern 35, 35 und 35 wie bei der in 7A und 7B dargestellten Massenklemme 30 zu handhaben.
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In der dritten Ausführungsform wird der FET als elektronisches Bauteil verwendet. Wie in 11 dargestellt, ist die dritte Ausführungsform jedoch ferner für einen Kondensator (ein anderes Element) 10'' oder einen I/C usw. einsetzbar. In dieser Ausführungsform sind alle Anschlusselemente eingeklemmt. Es ist jedoch optional, lediglich ein Anschlusselement einzuklemmen, das ein Problem mit einer Spannungsfestigkeit usw. verursachen kann.
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Der Mikro-TIG-Punktschweißer 1'' kann ferner zur Befestigung der anderen Bauteile der elektronischen Steuereinheit 20 eingesetzt werden. Falls der Mikro-TIG-Punktschweißer 1'' für die Schweißung der Anschlusselemente 11 des FET 10C und der Stromschiene 22 und die Schweißung der weiteren Schweißbereiche gemeinsam genutzt wird, wird ein neues Equipment nur zum Schweißen der Anschlusselemente 11 des FET 10C und der Stromschiene 22 überflüssig. Ferner ist es möglich, den Lötzinn, das Equipment, die Spannvorrichtung und das Werkzeug, die Bedienungs- und Kontroll-Mannstunden zu reduzieren, um dadurch die Kosten zu mindern und die Massenfertigung zu erreichen.
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Wenn das Anschlusselement 11 und die Stromschiene 22 vom Mikro-TIG-Punktschweißer 1'' verschweißt werden, ist es ferner möglich, kleine FET's (elektronischen Bauteile) 10E und 10F zu verwenden, die jeweils Anschlusselemente 11 umfassen, die voneinander, wie in 12 und 13 dargestellt, beabstandet sind.
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Der in 12 dargestellte FET 10E umfasst beiderseitige Anschlusselemente 11, die nach oben oder nach unten gebogen sind, um senkrecht zu einer Oberseite oder einer Unterseite des FET 10E zu stehen, und ein mittiges Anschlusselement 11, das nicht gebogen ist und das sich von der Rückseite des FET 10E geradlinig erstreckt. Damit wird ein Abstandsmaß zwischen den Schweißbereichen der Anschlusselemente 11 und 11 erweitert. Der in 13 dargestellte FET 10F umfasst beiderseitige Anschlusselemente 11, die nicht nach oben gebogen sind, um senkrecht zur Oberseite des FET 10F zu stehen, und die sich geradlinig von der Rückseite des FET 10F erstrecken, und ein mittiges Anschlusselement 11, das nach oben oder nach unten gebogen ist, um senkrecht zu einer Oberseite oder einer Unterseite des FET 10F zu stehen. Damit wird ein Abstandsmaß zwischen den Schweißbereichen der Anschlusselemente 11 und 11 ausgedehnt. Somit ist es möglich, das Abstandsmaß zwischen dem mittigen Anschlusselement 11 und den beiderseitigen Anschlusselementen 11 und 11 zu erweitern und das Fliegen des Schweißlichtbogens 9 zu den benachbarten Anschlusselementen 11 beim Schweißen zu unterbinden.
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14 ist eine illustrative Darstellung zur Veranschaulichung einer Schweißung durch einen Mikro-TIG-Punktschweißer gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Um die Größe des Schweißlichtbogens 9 des Mikro-TIG-Punktschweißers 1 zu reduzieren, weist der Endbereich 11a des Anschlusselements 11 des großen FET 10, das den Schweißbereich darstellt, bei der vierten Ausführungsform eine konisch zulaufende Form auf und der Endbereich 22a der Stromschiene 22 weist eine konisch zulaufende Form auf.
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Unter Verwendung des konisch zulaufenden Endbereichs 11a des Anschlusselements 11 des großen FET 10 und des konisch zulaufenden Endbereichs 22a der Stromschiene 22, die die Schweißbereiche darstellen, ist es dadurch möglich, das Ausbreiten (Fliegen) des Schweißlichtbogens 9 zu unterbinden. Somit ist es möglich, den Schweißlichtbogen 9 exakt einzubringen und dadurch selbst mit der kleinen Lichtbogenkugel hinreichend zu schweißen. Demzufolge ist es möglich, die Energie des Mikro-TIG-Punktschweißers 1 zu unterdrücken und dadurch den Einfluss der Wärme auf die anderen Teile weiter zu reduzieren. Demzufolge ist es möglich, selbst mit dem kleinen Schweißlichtbogen 9 hinreichend zu schweißen. Dadurch ist es möglich, die Größe des Schweißlichtbogens 9 durch eine Reduzierung der Energie der Schweißung des Mikro-TIG-Punktschweißers 1 in Relation zum in 1 dargestellten Mikro-TIG-Punktschweißer zu verringern. Somit ist es möglich, das Fliegen des Schweißlichtbogens 9 zu den weiteren Anschlusselementen 11, die nicht verschweißt werden, zu unterdrücken und dadurch den Einfluss des Fliegens des Schweißlichtbogens 9 zu den weiteren Anschlusselementen, die nicht verschweißt werden, zu unterbinden. Darüber hinaus ist es möglich, die Beschädigung usw. des Inneren des großen FET 10 durch eine Reduzierung des Austritts des Schweißlichtbogens 9 zu verhindern.
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Das Lichtbogenschweißen, das die konisch zulaufenden Endbereiche 11a und 22a des Anschlusselements 11 und der Stromschiene 22 verwendet, die die Schweißbereiche darstellen, ist insbesondere für den kleinen FET 10' und 10A–10F effizient, bei dem die Anschlusselemente 11 durch mit einem geringen Abstand voneinander beabstandet sind. Wenn die Anschlusselemente 11 des kleinen FET 10' und 10A–10F und die Stromschiene 22 verschweißt werden, ist es folglich möglich, die identischen Effekte wie die Effekte der zweiten und dritten Ausführungsformen zu erhalten. Unter Verwendung der konisch zulaufenden Endbereiche 11a und 22a des Anschlusselements 11 des kleinen FET 10' und 10A–10F und der Stromschiene 22 ist es möglich, das Ausbreiten (Fliegen)des Schweißlichtbogens 9 zu unterdrücken und mit dem kleinen Schweißlichtbogen 9 hinreichend zu schweißen. Folglich ist es möglich, die Größe des Schweißlichtbogens 9 durch eine Reduzierung der Energie der Schweißung des Mikro-TIG-Punktschweißers 1 in Relation zum Mikro-TIG-Punktschweißer von 1 zu verringern. Deshalb ist es möglich, das Fliegen des Schweißlichtbogens 9 zu den anderen Anschlusselementen 11, die nicht verschweißt werden, zu unterdrücken, um den Einfluss des Schweißlichtbogens auf die anderen Anschlusselemente 11, die nicht verschweißt werden, zu unterbinden und die Beschädigung usw. des Inneren des kleinen FET 10' und 10A–10F durch eine Abnahme des Fliegens des Schweißlichtbogens 9 zu den anderen Anschlusselementen 11 sicher zu unterbinden.
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Die Formen der Endbereiche 11a und 22a der Anschlusselemente 11 und der Stromschiene 22 sind nicht auf die in 14 dargestellten konisch zulaufenden Formen beschränkt. Wie in 15A dargestellt, kann das Anschlusselement 11 oder die Stromschiene 22 in ihrer Gesamtheit bis zu einem Spitzen- bzw. oberen Endbereich des Anschlusselements 11 oder der Stromschiene 22 konisch zulaufend ausgebildet sein. Wie in 5 10B dargestellt, kann der Endbereich eine erhöhte Form aufweisen. Wie in 15C dargestellt, kann der Endbereich eine halbkreisförmige (halbrunde) Form aufweisen. Wie in 15D dargestellt, kann der ganze Endbereich dünn ausgebildet sein (eine geringe Breite aufweisen). Die Enden der Endbereiche 11a und 22a des Anschlusselements 11 und der Stromschiene 22, die der Elektrode 4 des Mikro-TIG-Punktschweißers 1 gegenüberstehen, sind auf diese Weise auf geringe Breiten zugeschnitten und folglich werden das Anschlusselement 11 und die Stromschiene 22 durch den Schweißlichtbogen 9 verschweißt. Da die Endbereiche 11a und 22a die geringen Breiten aufweisen ist es somit möglich, den Schweißlichtbogen 9 exakt einzubringen. Demzufolge ist es möglich, selbst mit der kleinen Lichtbogenkugel hinreichend zu schweißen, um die Energie des Mikro-TIG-Punktschweißers 1 zu unterdrücken und den Wärmeeinfluss auf die anderen Teile weiter zu verringern.
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In den oben beschriebenen Ausführungsformen weist die Masse-Klemm-Spannvorrichtung sowohl die Masse-(Erdungs-)Funktion als auch die Klemmfunktion auf. Jedoch können das Anschlusselement 11 usw. und die Stromschiene 22 durch einen Lichtbogen unter Verwendung eines Mikro-TIG-Punktschweißers 1A verschweißt werden, der eine Masseplatte 7, die als Masse-Spannvorrichtung dient, und eine Klemm-Spannvorrichtung 8 unabhängig voneinander umfasst, wie dies in 16 dargestellt ist. Bei diesem Mikro-TIG-Punktschweißer 1A ist die mit dem Schweißer-Hauptteil 2 durch das Kabel 3 verbundene Masseplatte 7 aus einem leitfähigem Material hergestellt. Die Masseplatte 7 bringt alle Anschlusselemente der verschweißten Bauteile auf das identische Potenzial. Alle Anschlusselemente 11 des FET 10 werden beim Schweißen von oben auf die Masseplatte 7 gepresst, so dass alle Anschlusselemente 11 des FET 10 die Masseplatte 7 kontaktieren. Die Klemm-Spannvorrichtung 8 muss darüber hinaus nicht mit dem Schweißer-Hauptteil 2 verbunden sein. Diese Klemm-Spannvorrichtung 8 kann das Anschlusselement und die Stromschiene einklemmen, die verschweißt werden sollen. Darüber hinaus können alle Anschlusselemente oder die Anschlusselemente, die in Bezug auf die Spannungsfestigkeit usw. problematisch sind, eingeklemmt werden.
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Die zweiten und dritten Ausführungsformen verwenden ferner den FET (das elektronische Bauteil), der Anschlusselemente umfasst, die voneinander durch eine Variation der Vorsprungpositionen der Anschlusselemente beabstandet sind. Jedoch ist es optional, das ausreichende Abstandsmaß zwischen den Anschlusselementen unter Verwendung der anderen Bauteile (z. B. eines Pins, eines Metallsubstrats (einer Metallplatine) usw. im FET zu gewährleisten.
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Die gesamten Inhalte der
japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2009-215144 vom 17. September 2009 werden hiermit durch Bezugnahme miteinbezogen.
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Obwohl die Erfindung zuvor mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Modifikationen und Variationen der oben beschriebenen Ausführungsformen werden dem Durchschnittsfachmannangesichts der obigen Lehre einleuchten. Der Umfang der Erfindung ist mit Bezug auf die nachfolgenden Ansprüche definiert.
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Zusammenfassend ist festzustellen:
Ein Verfahren zum Verschweißen eines Schaltungsleiters und eines aus einer Mehrzahl von Anschlusselementen 11 eines Elektronikbauteils einer Steuerungsvorrichtung durch Schmelzen und Verbinden mittels eines Schweißlichtbogens 9 von einer ersten Elektrode 4 eines Mikromini-TIG-Schweißers 1 wird bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Verwenden des Elektronikbauteils, das die voneinander entfernten Anschlusselemente 11 aufweist; und Lichtbogenschweißen, während nur das eine aus der Mehrzahl der Anschlusselemente 11 des Elektronikbauteils der Steuerungsvorrichtung, das angeschweißt werden soll, und der zu verschweißende Schaltungsleiter von einer Masse-Klemm-Spannvorrichtung 5, 6, 30 sandwichartig umschlossen sind, die als zweite Elektrode dient, sodass das eine aus der Mehrzahl der Anschlusselemente 11 des zu verschweißenden Elektronikbauteils der Steuerungsvorrichtung, das verschweißt werden soll, und der zu verschweißende Schaltungsleiter geerdet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mikro-TIG-Punktschweißer
- 2
- Schweißer-Hauptteil
- 3
- Kabel
- 4
- Elektrode
- 5, 6, 30
- Masse-Klemm-Spannvorrichtung
- 7
- Masseplatte
- 9
- Schweißlichtbogen
- 10, 10', 10'', 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F
- FET
- 11
- Anschlusselement
- 11a
- Endbereich des Anschlusselements
- 11b
- Armbereich
- 20
- elektronische Steuereinheit
- 21
- Gehäusekörper
- 22
- Stromschiene
- 31
- Spannvorrichtungskörper
- 31a
- Kreisförmige Öffnungen
- 32
- Aufnahmeraum
- 32a
- Mittiger Aufnahmebereich
- 32b
- Beiderseitige Aufnahmebereiche
- 33
- Kolbenstangen
- 34
- Lange Klemme
- 35
- Kurze Klemme
- 35a
- Endbereich der langen Klemme
- 35b
- Endbereich der kurzen Klemme
- 36
- Druckschraubenfeder
- a, b
- Seitliche Breite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2008-110357 [0002]
- JP 2009-215144 [0082]
