JP6328249B2 - 溶接用トレイ - Google Patents

Description

本開示はトレイに関し、特に、溶接用トレイに関する。

電子溶接技術の発展につれ、様々なコネクタインタフェース付きのプリント回路基板がますます多くなり、例えば、ダイレクトプラグインタイプのユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ、Universal Serial Bus）データカードがその１つである。コネクタは、様々な形式のものがあり、図１に示すＵＳＢコネクタが一般的なものである。前記コネクタはＵＳＢ規格のインタフェース構造によって定義され、ＵＳＢコネクタは、図２に示すように、プリント回路基板上に配置され、ＬはＵＳＢコネクタがプリント回路基板よりも下方へ延出した調節用長さである。

従来技術において、コネクタは、通常、手動で又は表面実装技術（ＳＭＴ、Surface Mounted Technology）の自動チップ実装によって、プリント回路基板に溶接される。図２に示すように、コネクタは、一部がプリント回路基板の縁に露出するとともに、４つのピンがプリント回路基板にＳＭＴによって溶接される必要があり、別の２つのピンがプリント回路基板における貫通孔に直接挿入される。ウェーブソルダリングによる溶接時に、ＵＳＢコネクタは、支持の過不足が出る場合、ハンダの溶融によって垂れたり反ったりする等の異常が発生しやすく、大量の溶接不良を招き、後続の装着や保守にとって不便になる。図３と図４は、ＵＳＢコネクタが溶接中に反る様子や垂れる様子をそれぞれ示し、図３におけるαが反り角であり、図４におけるβが垂れ角である。

現在、上記問題の対応策として、通常、コネクタの下方に対するパッドを溶接用トレイ上に一時的に配置することで、リフローソルダリング及びウェーブソルダリングが施される際のＵＳＢコネクタの変位を防止するようにする。しかし、このような対応策には、一般、以下の問題点がある。

効果が悪い。従来の対応策によって、溶接中に垂れたり反ったりする等の状況が依然として発生する。

高コストになる。このようなトレイは一般、汎用性が悪く、チップ実装過程において製品ごとにそれぞれ異なるトレイによる支持が必要である。現在の専用のトレイの材料として、一般的には、耐熱性及び一定の強度を有する複合材料が要求され、このようなトレイは、一般的に中国人民元で３０００元の費用がかかり、１つのチップ実装ラインには、一般に、少なくとも１０つのトレイが必要であるため、トレイの費用は少なくとも３万元を要し、また、複数のチップ実装ラインが同時に動作する場合、費用が倍増する。

機能が単一であり、操作可能性が悪い。このようなトレイが制御困難であるとともに、専用のトレイを他のプロジェクトに転用しにくいため、トレイの保守や保存に不必要な支出がされる。このようなトレイがプリント回路基板と溶接対象部品の実際の高さに基づいて正確に調整されにくいため、ウェーブソルダリングによる溶接が施されたマザーボードは、両側が非常に容易に傾くようになる。

本開示は、コネクタとプリント回路基板との溶接中にコネクタの縁先が垂れたり反ったりする状況を回避し、プリント回路基板と溶接対象部品の実際の高さに応じる正確な調整を可能とし、コネクタとプリント回路基板との溶接品質及び汎用性を向上させる溶接用トレイを提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本開示は、トレイフレームと支持装置とを備え、
前記支持装置は、支持面を有する支持部材と、調節可能な接続部材とを含み、
前記調節可能な接続部材により、前記支持部材が前記トレイフレームの側辺に接続されるとともに、前記支持面と前記トレイフレームの載置面との間の距離が調節可能にされる溶接用トレイを提供する。

前記トレイフレームは、２つの横方向の支持梁と２つの縦方向の支持梁とを含む矩形状の外枠を備え、
前記支持部材は、前記支持面を有する支持部と、前記支持部の両端に位置する２つの接続部とを含み、
前記２つの接続部は、前記支持面から距離がある２つの接続面を有し、
前記調節可能な接続部材は、それぞれ前記２つの接続部と横方向又は縦方向の２つの支持梁とを接続するとともに、前記２つの接続部の接続面と前記２つの支持梁との間の距離を変化させることで、前記支持面と前記トレイフレームの載置面との間の距離を調節することが好ましい。

前記調節可能な接続部材は、係止素子と２つのスタッドとを含み、
前記２つのスタッドは、それぞれ前記２つの接続部の接続面における貫通孔と２つの支持梁における貫通孔とを順に挿通し、
前記係止素子は、前記２つの接続部と前記２つの支持梁とを対応するスタッドに対して係止させ、且つ係止位置を調節可能にすることが好ましい。

前記係止素子は、前記スタッドに外挿され、前記接続部の接続面と前記支持梁との間に位置するバネと、前記バネと連携して前記支持梁を係止するナットと、を含むことが好ましい。

前記支持部材の横断面が

形状をなし、
前記

形状の中央部が支持面を有する前記支持部になり、支持部の両端が折り曲げ状の２つの接続部になり、前記２つの接続部の接続面は、前記支持面と平行であり、且つ前記支持面よりも低くなることが好ましい。

前記支持部材の支持面には、溶接対象の移動を規制する少なくとも１組の位置決め用ピンがさらに設けられ、各組の位置決め用ピンは、少なくとも２つの位置決め用ピンを含むことが好ましい。

前記溶接用トレイは金属押えバーをさらに備え、前記金属押えバーに押えバー位置決め用柱が設けられ、前記金属押えバーは、前記押えバー位置決め用柱により、２つの支持梁における押えバー位置決め用穴に固定されることが好ましい。

前記支持面は、前記トレイフレームの載置面よりも上方又は下方にあることが好ましい。

前記横方向の支持梁には、トレイ位置決め用穴が設けられ、
前記トレイフレームは補強支持バーをさらに備えることが好ましい。

前記トレイフレームはプリント回路基板を載せるように構成され、
前記溶接用トレイの材料は耐熱性材料であり、
前記支持部材の支持面は、前記プリント回路基板への溶接が必要となり且つ前記プリント回路基板の外に延出するコネクタを支持するように構成されることが好ましい。

上記ソリューションの溶接用トレイによれば、プリント回路基板に対するコネクタの延出部分の長さに基づいて、支持装置の支持面とトレイフレームの載置面との間の距離を正確に調節することができ、コネクタが溶接時に垂れたり反ったりする問題を効果的に解決し、汎用性がよい。そして、該溶接用トレイは、構造が簡単で、操作が便利であり、コストの低下や、コネクタとプリント回路基板との溶接品質の向上を効果的に図ることができる。

コネクタを示す図である。 コネクタとプリント回路基板との接続を示す図である。 コネクタが溶接後に傾く様子を示す図である。 コネクタが溶接後に傾く様子を示す図である。 実施例１におけるトレイフレームの構造を示す平面図である。 実施例１における支持装置を示す平面図である。 実施例１における支持装置を示す側面図である。 実施例１における溶接用トレイの全体構造を示す図である。 実施例２におけるコネクタとプリント回路基板との接続を示す図である。 実施例２における溶接用トレイの全体構造を示す図である。 実施例３における金属押えバーを示す側面図である。 実施例３におけるコネクタ、プリント回路基板及び溶接用トレイの全体装着を示す図である。

本願の目標、技術案及び利点をより明瞭にするために、以下、図面を参照しつつ本願の実施例について詳しく説明する。なお、衝突しない限り、本願の実施例及び実施例中の構成要件を任意に組み合わせることができる。

（実施例１）
本開示は、コネクタの溶接中に、コネクタの縁先が垂れたり反ったりする問題を解決するためになされたものであり、コネクタの一端にＵＳＢインタフェース又は他のタイプのインタフェースが接続されることができ、本実施例にて図２に示すコネクタ１７を例として、本開示に係る溶接用トレイを詳しく説明するが、図２におけるコネクタ１７の延出部分はプリント回路基板１９よりも下方にある。

図５は実施例１におけるトレイフレームの構造の平面図で、図６は実施例１における支持装置の平面図で、図７は実施例１における支持装置の側面図で、図８は実施例１における溶接用トレイの全体構造を示す図である。図５乃至図８に示すように、本実施例で提供される溶接用トレイは、トレイフレーム１８と支持装置１６とを備え、前記トレイフレーム１８はプリント回路基板を載せるように構成され、前記溶接用トレイの全体構造は金属などの耐熱性材料で形成されることができる。

前記支持装置１６は、支持部材と、調節可能な接続部材とを含む。

前記支持部材は、プリント回路基板への溶接が必要となり、且つプリント回路基板の外に延出するコネクタ１７を支持するように構成される支持面を有する。前記支持部材は、支持面を有する支持部と、支持部の両端に位置する２つの接続部とを含み、そして、前記２つの接続部は、前記支持面から距離がある２つの接続面を有する。前記調節可能な接続部材により、前記支持部材を前記トレイフレーム１８の側辺に接続させるとともに、前記支持面と前記トレイフレーム１８の載置面との間の距離を調節可能にする。

前記トレイフレーム１８は、２つの横方向の支持梁４，１９と２つの縦方向の支持梁５，７とを含む矩形状の外枠を備える。

前記調節可能な接続部材は、２つの接続部と横方向又は縦方向の２つの支持梁とをそれぞれ接続するとともに、２つの接続部の接続面と２つの支持梁との間の距離を変化させることで、前記支持面とトレイフレーム１８の載置面との間の距離を調節する。

ここで、前記距離の大きさは、コネクタのプリント回路基板１９よりも下方に延出した長さ、即ち、図２におけるＬの大きさに基づいて決められることができる。

実際の操作において、前記プリント回路基板１９を前記トレイフレーム１８上に置き、前記トレイフレーム１８により前記プリント回路基板１９が支持され、前記コネクタ１７の露出部分を前記支持部材の支持面に載せさせ、前記コネクタのプリント回路基板１９よりも下方へ延出した長さＬに基づいて、支持面と前記トレイフレーム１８の載置面との間の距離を設定し、また、コネクタが溶接中に垂れたり反ったりすることを防止するように、実際の状況に応じてトレイフレームを正確に調節することができる。

好ましくは、前記調節可能な接続部材は、係止素子と２つのスタッド１２とを含み、前記２つのスタッド１２はそれぞれ、２つの接続部の接続面における貫通孔１０と２つの支持梁における貫通孔１とを順に挿通し、貫通孔が設けられた支持梁は、通常、対向する２つの支持梁である。前記係止素子は、２つの接続部と２つの支持梁とを対応するスタッド１２に対して係止させ、且つ係止位置を調節可能にする。

各コネクタの型番が異なる一方、コネクタの露出部分の厚さが異なっており、前記コネクタがプリント回路基板１９よりも下方へ延出した高さも異なっているため、異なるタイプのコネクタごとに、支持面と前記トレイフレーム１８の載置面との間の距離を調節することができる。前記係止素子及び前記スタッド１２の位置調節により、前記支持面と前記トレイフレーム１８の載置面との間の距離を調節する目的を達成することができ、前記トレイフレーム１８を、異なる厚さのコネクタに適用可能で、良好な汎用性を有するものにすることができる。

前記係止素子は、前記スタッド１２に外挿され、且つ接続部の接続面と前記支持梁との間に位置するバネ１４と、前記バネ１４と連携して前記支持梁を係止するナット１３と、を含むことが好ましい。

他の実施例において、前記バネ１４の代わりに他の弾性部材を用いてもよい。前記バネ１４等の弾性部材を前記スタッド１２に外挿することで、調節効果をより理想的なものにし、調節後の各部材のアタッチメント効果をより良好なものにすることができる。また、他の実施例において、接続部を１つのナットで係止し（スタッドヘッドに合わせ）、支持梁を２つのナットで係止してもよい。

好ましくは、前記支持部材の横断面が

形状をなし、
前記

形状の中央部が支持面を有する支持部になり、前記支持部の両端が折り曲げ状の２つの接続部になり、２つの接続部の接続面は支持面と平行でありながら支持面よりも低くなる。

前記支持部材の支持面には、溶接対象の移動を規制する少なくとも１組の位置決め用ピン８がさらに設けられており、各組の位置決め用ピン８は少なくとも２つの位置決め用ピン８を含み、前記支持部材の支持面には、溶接対象を固定するための少なくとも１組の位置決め用ピン８がさらに設けられ、前記コネクタの露出部分を支持梁に固定できる程度まで、各組のコネクタ位置決め用ピン８間のギャップをコネクタの露出部分の幅に適合させる。ウェーブソルダリングが施される際にトレイの滑りや変位が生じないように、前記コネクタ位置決め用ピン８により、溶接を必要とするコネクタの締め付け及び位置決めを行うことができる。

好ましくは、前記横方向の支持梁にトレイ位置決め用穴３が設けられ、ろう付け炉を通る際にトレイの位置決めを行うために、前記トレイ位置決め用穴３を複数設けてもよい。前記トレイフレーム１８は補強支持バー６をさらに備える。

本実施例における溶接用トレイは、ＵＳＢ等のインタフェース付きのコネクタとプリント回路基板１９とを溶接する場合に適用され、前記コネクタのプリント回路基板１９よりも下方へ延出した調節用長さに基づいて、前記支持面と前記トレイフレーム１８の載置面との間の距離を正確に調節することにより、前記コネクタと前記プリント回路基板１９とは、全体として両側が傾くことなく、相対的に平行な状態になり、従来のトレイにおける低調節精度や悪汎用性の問題を回避する。

以下、図面を通じて本実施例に係る溶接用トレイの構造及び装着を詳しく説明する。

図５乃至図８に示すように、トレイフレーム１８は、矩形構造をなすトレイフレーム１８を含み、前記トレイフレーム１８は、横方向の支持梁４，１９と縦方向の支持梁５，７とが備えられる。支持装置１６は、

字状構造であり、両端のそれぞれには、スタッド１２が挿通するための貫通孔１０が設けられる。

字状の支持装置１６の支持面には、個々のコネクタごとにコネクタ位置決め用ピン８が設けられ、前記位置決め用ピン８は、耐熱性金属で製造されることができ、コネクタ１７を固定するためのものであり、前記コネクタ１７がろう付け炉を通る際に、高温で溶融したハンダの表面張力によって変位することを防止する。前記コネクタ１７の位置決め用ピン８の幅を、前記コネクタ１７の実幅に合わせて決めることができ、各組の位置決め用ピン８は少なくとも２つの位置決め用ピンを含む。

前記支持装置１６は、前記支持装置の接続面における貫通孔１０と前記トレイフレーム１８の支持梁における貫通孔１とを揃えるように、矩形のトレイフレーム１８の左右両端よりも下方に配置される。

前記支持装置１６の高さは、溶接されるコネクタとプリント回路基板１９との相対的な高さに基づいて決められる。ナット１３を回すことで弾性部材を締めたりゆるめたりすることができ、これにより、支持梁とトレイフレーム１８の距離を調節する。本実施例において、コネクタの露出部分がプリント回路基板１９よりも低く、図５に示す調節方法で高さを設定し、コネクタの位置と高さＬに適合させる。

上記ソリューションにより、前記支持装置１６の支持面と前記トレイフレーム１８の載置面との間の距離を十分に正確に調整することができ、コネクタが溶接時に垂れたり反ったりする問題を徹底的に解決する。

（実施例２）
図９は、実施例２におけるコネクタとプリント回路基板との接続を示す図であり、本実施例では、図９におけるコネクタを例として説明するが、本実施例は、実施例１に類似したものであり、実施例１のすべての機能を有し、同様な事項についてはその説明を省略する。

前記コネクタの延出部分が前記プリント回路基板１９よりも上方にある点で実施例１と異なり、図９に示すように、Ｍは前記コネクタの延出部分を前記プリント回路基板１９に対して調節する長さであり、本実施例において、前記支持装置１６の支持面と前記トレイフレーム１８の載置面との間の距離は、Ｍの大きさに基づいて調整されるべきである。

図１０は実施例２における溶接用トレイの全体構造を示す図であり、図９と図１０に示すように、前記支持装置１６の支持面を、前記トレイフレーム１８の載置面よりも上方に調節してもよいし、前記トレイフレーム１８の載置面よりも下方に調節してもよい。前記支持装置１６を調節する場合、前記支持装置１６の支持面を前記トレイフレーム１８の載置面よりも上方又は下方に位置させることができるように、前記トレイフレーム１８は前記支持装置１６の上下移動を可能にする十分なギャップを保証する必要がある。

上述した実施例１及び実施例２から分かるように、前記プリント回路基板１９に対するコネクタの高さＬとＭを測定し、係止素子と２つのスタッド１２とを調節することにより、前記支持装置１６の支持面の上下方向の高さを十分に正確に調整することができるとともに、前記スタッド１２にバネ１４を外挿することで、調節後の部材をよりしっかりとアタッチメントさせることができ、コネクタが溶接時に垂れたり反ったりする等の異常を回避する。調節可能な距離であるＬ、Ｍは、前記プリント回路基板１９に対するコネクタの高さに基づいて測定されることができ、完全な精密制御が達成される。また、前記支持装置１６における位置決め用ピン８により、コネクタは、ウェーブソルダリング又はリフローソルダリングが施される際に左右移動しないように保証され、コネクタの溶接効果を良好に保証する。

（実施例３）
図１１は、実施例３における金属押えバーの側面図であり、図１１に示すように、本実施例の溶接用トレイは、金属押えバー１５をさらに備え、前記金属押えバー１５に押えバー位置決め用柱９が設けられ、前記金属押えバー１５は、前記押えバー位置決め用柱９により、２つの支持梁における押えバー位置決め用穴に固定される。

図１２は、実施例３におけるコネクタ、プリント回路基板及び溶接用トレイの全体装着を示す図であり、図１２に示すように、実際の操作において、前記プリント回路基板１９を前記トレイフレーム１８に置き、前記コネクタの、前記プリント回路基板１９への溶接が必要となる箇所を前記プリント回路基板１９に置き、前記コネクタの延出部分を前記支持装置１６に置いてから、前記金属押えバー１５を、前記プリント回路基板１９とコネクタの溶接箇所の上に押し付け、前記金属押えバー１５に設けられた前記押えバー位置決め用柱９により、前記トレイフレーム１８の支持梁４，１９における押えバー位置決め用穴に固定し、そして、前記押えバー位置決め用穴付近には、前記金属押えバー１５の位置決めのために、一定のギャップを設けるべきである。前記金属押えバー１５を追加することで、前記コネクタをより安定して溶接することができ、位置ずれの発生に起因して垂れたり反ったりする等の異常を回避することができる。

以上で図示や文字記述したように、本開示に係る溶接用トレイは、操作が便利であり、操作者の作業要求が簡略化されるとともに、継ぎ合わせられる複数枚のプリント回路基板におけるコネクタの押圧位置を完全に一致させるように保証することができ、コネクタ付きのプリント回路基板の加工における欠陥を効果的に解決することができる。同時に、本開示は、プリント回路基板に対するコネクタの延出部分の状況に応じた調節を可能にし、一定の汎用性を有し、従来案の非汎用性問題を避ける。

以上は、本願の好適な実施例に過ぎず、本願を限定することは意図していない。当業者であれば、本願に様々な変更や変形が可能である。本願の思想や原則内の如何なる修正、均等の置き換え、改良なども、本願の保護範囲内に含まれるべきである。

本開示の実施例に係る溶接用トレイによれば、プリント回路基板に対するコネクタの延出部分の長さに基づいて、支持装置の支持面とトレイフレームの載置面との間の距離を正確に調節することができ、コネクタが溶接時に垂れたり反ったりする問題を効果的に解決し、汎用性がよい。そして、該溶接用トレイは、構造が簡単で、操作が便利であり、コストの低下や、コネクタとプリント回路基板との溶接品質の向上を効果的に図ることができる。

１...支持梁における貫通孔 ２...押えバー位置決め用穴
３...トレイ位置決め用穴 ４，１９...横方向の支持梁
５，７...縦方向の支持梁 ６...補強支持バー
８...位置決め用ピン ９...押えバー位置決め用柱
１０...支持装置の接続面における貫通孔 １２...スタッド
１３...ナット １４...バネ
１５...金属押えバー １６...支持装置
１７...コネクタ １８...トレイフレーム
１９...プリント回路基板 α...コネクタの垂れ角
β...コネクタの反り角
Ｌ...プリント回路基板よりも下方にあるコネクタの調節用長さ
Ｍ...プリント回路基板よりも上方にあるコネクタの調節用長さ

Claims (10)

1. トレイフレームと支持装置とを備え、
   前記支持装置は、支持面を有する支持部材と、調節可能な接続部材とを含み、
   前記調節可能な接続部材により、前記支持部材が前記トレイフレームの側辺に接続されるとともに、前記支持面と前記トレイフレームの載置面との間の距離が調節可能にされる、
   溶接用トレイ。
2. 前記トレイフレームは、２つの横方向の支持梁と２つの縦方向の支持梁とを含む矩形状の外枠を備え、
   前記支持部材は、前記支持面を有する支持部と、前記支持部の両端に位置する２つの接続部とを含み、
   前記２つの接続部は、前記支持面から距離がある２つの接続面を有し、
   前記調節可能な接続部材は、それぞれ前記２つの接続部と横方向又は縦方向の２つの支持梁とを接続するとともに、前記２つの接続部の接続面と前記２つの支持梁との間の距離を変化させることで、前記支持面と前記トレイフレームの載置面との間の距離を調節する、
   請求項１に記載の溶接用トレイ。
3. 前記調節可能な接続部材は、係止素子と２つのスタッドとを含み、
   前記２つのスタッドは、それぞれ前記２つの接続部の接続面における貫通孔と２つの支持梁における貫通孔とを順に挿通し、
   前記係止素子は、前記２つの接続部と前記２つの支持梁とを対応するスタッドに対して係止させ、且つ係止位置を調節可能にする、
   請求項２に記載の溶接用トレイ。
4. 前記係止素子は、前記スタッドに外挿され、前記接続部の接続面と前記支持梁との間に位置するバネと、前記バネと連携して前記支持梁を係止するナットと、を含む、
   請求項３に記載の溶接用トレイ。
5. 前記支持部材の横断面が
   

   

   形状をなし、
   前記
   

   

   形状の中央部が支持面を有する前記支持部になり、支持部の両端が折り曲げ状の２つの接続部になり、前記２つの接続部の接続面は、前記支持面と平行であり、且つ前記支持面よりも低くなる、
   請求項２に記載の溶接用トレイ。
6. 前記支持部材の支持面には、溶接対象の移動を規制する少なくとも１組の位置決め用ピンがさらに設けられ、各組の位置決め用ピンは、少なくとも２つの位置決め用ピンを含む、
   請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の溶接用トレイ。
7. 金属押えバーをさらに備え、前記金属押えバーに押えバー位置決め用柱が設けられ、前記金属押えバーは、前記押えバー位置決め用柱により、２つの支持梁における押えバー位置決め用穴に固定される、
   請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の溶接用トレイ。
8. 前記支持面は、前記トレイフレームの載置面よりも上方又は下方にある、
   請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の溶接用トレイ。
9. 前記横方向の支持梁には、トレイ位置決め用穴が設けられ、
   前記トレイフレームは補強支持バーをさらに備える、
   請求項２乃至５のうち何れか１項に記載の溶接用トレイ。
10. 前記トレイフレームはプリント回路基板を載せるように構成され、
    前記溶接用トレイの材料は耐熱性材料であり、
    前記支持部材の支持面は、前記プリント回路基板への溶接が必要となり且つ前記プリント回路基板の外に延出するコネクタを支持するように構成される、
    請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の溶接用トレイ。

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