一种插针过锡工艺中的定位工装装置及插针过锡方法.pdf

本发明公开了一种插针过锡工艺中的定位工装装置，该装置包括：导正杆、支架和定位销，导正杆两端分别与支架垂直连接，每个支架底部连接有定位销，导正杆中导正部分的作用高度与插针塑胶件之间的距离的差值在0和预先设定的公差值之间，插针中针与针之间的距离同导正杆导正部分的宽度的差值在0和预先设定的公差值之间。本发明还公开了一种使用所述定位工装的插针过锡方法，该方法包括以下步骤：首先，将插针插入线路板中，通过定位工装的定位销将定位工装插放在线路板上，使得定位工装导正杆上的导向部分作用于插针上；然后，进行插针过锡。

1、  一种插针过锡工艺中的定位工装装置，其特征在于该装置包括：
导正杆、支架和定位销，导正杆两端分别与支架垂直连接，每个支架底部连接有定位销，导正杆中导正部分的作用高度与插针塑胶件之间的距离的差值在0和预先设定的公差值之间，插针中针与针之间的距离同导正杆导正部分的宽度的差值在0和预先设定的公差值之间。

2、  根据权利要求1所述的插针过锡工艺中的定位工装装置，其特征在于所述导正杆的导正部分的前端沿导正杆的横向剖面为三角形或圆弧。

3、  根据权利要求1所述的插针过锡工艺中的定位工装装置，其特征在于所述导正杆的导正部分为导正杆上的凹槽。

4、  根据权利要求1所述的插针过锡工艺中的定位工装装置，其特征在于所述导正杆沿导正杆的横向剖面为一圆形。

5、  根据权利要求1所述的插针过锡工艺中的定位工装装置，其特征在于所述一个导正杆上具有多于1排的导正部分。

6、  根据权利要求1所述的插针过锡工艺中的定位工装装置，其特征在于该装置包括多于1个的导正杆，每个导正杆分别与所述支架连接。

7、  根据权利要求1所述的插针过锡工艺中的定位工装装置，其特征在于所述导正杆与支架的连接为螺钉连接。

8、  根据权利要求1所述的插针过锡工艺中的定位工装装置，其特征在于所述导正杆与支架的连接为焊接。

9、  一种使用所述定位工装装置的插针过锡方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤A：将插针插入线路板中，通过定位工装装置的定位销将定位工装装置插放在线路板上，使得定位工装装置导正杆上的导向部分作用于插针上；
步骤B：进行插针过锡。

10、  根据权利要求9所述的插针过锡方法，其特征在于步骤B后，该方法进一步包括：
将所述定位工装从线路板上取走。

一种插针过锡工艺中的定位工装装置及插针过锡方法
技术领域
本发明涉及线路板加工领域，尤其涉及线路板上的插针过锡工艺领域。
背景技术
插针是一种在线路板上应用较广泛的电子元器件，插针具有多种规格，包括接插件型、贴片型、单排、双排、多排，并且根据不同的需要，插针的尺寸也会有所不同。本文所针对的是接插件型插针。它的结构形式如图1所示。在图1所示插针结构中，插针由多个相同单元组合而成，插针的组合单元的数量以及各个组合单元中的插针排数可以根据实际需要而变化。在线路板的加工过程中，需要进行过锡工序，该工序也叫过回流焊，是将插在线路板上的元器件经过熔化的锡水而焊接在线路板上的一个过程。
在进行过锡工序之前，首先需要将包括插针在内的元器件插入线路板，为了方便插针插入线路板，线路板上对应插针的孔径比图1所示插针自身的直径大，而由图1又可以看出，作为插针长径的插针塑胶件之间的距离B较短径A和C要大得多；由于上述两个因素，在将插针插入线路板的过程中，可能会遇到如下问题：
1)插针插入线路板后在没有辅助固定的情况下很容易倾斜，导致插针焊接后与线路板不垂直；
2)由于过锡时锡的浮力及单板受热变形等作用，很容易使插针浮起，造成插针在高度方向上的尺寸不准确，并容易形成虚焊。
现有技术中为了解决上述两个问题，采用红胶辅助固定的方法实现插针过锡工艺，其具体工序如下：
a、将插针插入线路板对应的孔；
b、操作人员扶正插针，使得插针与线路板垂直并完全接触；
c、在插针与线路板之间点红胶；
d、将线路板移出生产线，等待红胶固化；
e、红胶固化后，将线路板移回生产线；
f、进行插针过锡；
g、对线路板进行清理。
上述各工序中的点红胶工序和等待红胶固化的工序是不可或缺的，其原因一方面在于由于插针过高，插入线路板后易倾斜，因此必须在过锡前点红胶固定插针；另一方面则是由于红胶的特性，线路板在点红胶后必须移出生产线，等待红胶固化。因此，该现有技术中实现过锡工艺的方法具有如下缺点：
(1)制作周期长，工作效率低：由于该过锡工艺需要点红胶的工序，且因红胶固化时间较长，线路板需移出生产线等原因，会造成耗费工时、影响生产线节奏、破坏工序平衡地缺点；
(2)由于采用点红胶工步，以及需要将线路板移出生产线等待红胶固化，会造成场地及周转设备的暂用；
(3)使用红胶会造成过锡工艺的成本增加；
(4)产品质量低：点红胶时依靠操作员的操作技能来保证插针与线路板垂直且完全接触，由于操作员的随意性大，因此会造成过锡工艺后线路板焊接品质的不稳定；同时，因在红胶未固化时线路板需移出生产线，在移动的过程中，插针有可能倾斜，其倾斜可能造成过锡工艺后线路板的焊接品质不良。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种插针过锡工艺中的定位工装装置及使用该装置进行插针过锡的方法。采用该定位工装装置，能够实现在进行插针过锡时对插针进行导正，从而保证插针在过锡工艺过程中的尺寸精度要求。利用该定位工装装置进行插针过锡工艺，能够实现直接进行插针过锡，而无需利用红胶进行辅助固定，并减少人为操作对该工艺的影响，以提高焊接品质。
为实现上述目的，本发明提供了一种插针过锡工艺中的定位工装装置，该装置包括：
导正杆、支架和定位销，导正杆两端分别与支架垂直连接，每个支架底部连接有定位销，导正杆中导正部分的作用高度与插针塑胶件之间的距离的差值在0和预先设定的公差值之间，插针中针与针之间的距离同导正杆导正部分的宽度的差值在0和预先设定的公差值之间。
其中，所述导正杆的导正部分的前端沿导正杆的横向剖面为三角形或圆弧。
其中，所述导正杆的导正部分为导正杆上的凹槽。
其中，所述导正杆沿导正杆的横向剖面为一圆形。
其中，所述一个导正杆上具有多于1排的导正部分。
其中，该装置包括多于1个的导正杆，每个导正杆分别与所述支架连接。
其中，所述导正杆与支架的连接为螺钉连接。
其中，所述导正杆与支架的连接为焊接。
为实现上述目的，本发明还提供了一种使用所述定位工装装置的插针过锡方法，该方法包括以下步骤：
步骤A：将插针插入线路板中，通过定位工装的定位销将定位工装插放在线路板上，使得定位工装导正杆上的导向部分作用于插针上；
步骤B：进行插针过锡。
其中，步骤B后，该方法进一步包括：
将所述定位工装从线路板上取走。
可见，本发明技术方案相对于现有技术来说具有如下有益效果：
(1)提高工作效率，缩短制作周期：
现有技术方案需要点胶工序，因红胶固化时间较长，制作周期自然也长，而且，在该工序中线路板需移出生产线，耗费工时，严重影响生产线节奏，效率低；本发明的方案取消了点红胶工序，同时减少了多道工序，所以较现有技术方案提高了工作效率，缩短制作周期；
(2)降低成本：
因本发明不再使用红胶，从而节省了红胶的物料成本，虽然增加了定位工装，但该定位工装可重复使用，成本低廉，同时消除了线路板下线等待周转和存放的环节，节省了设备及场地，从而也达到了降低成本的效果；
(3)改善了产品质量：
现有技术在点胶时靠操作员工的操作技能保证插针与线路板垂直且完全接触，随意性大，产品品质不稳定，同时，因红胶未固化时线路板需移出生产线，在移动和存放的过程中，插针有可能倾斜，造成产品品质不良；采用本发明后，因插针的定位是靠工装来完成的，所以上述问题完全得到解决，产品品质大大改善。
图1为插针的结构示意图。
图2为本发明实施例中的定位工装的示意图。
图3为本发明实施例中的定位工装的左视图。
图4为本发明实施例中的插针的结构示意图。
图5为本发明实施例中的定位工装作用于插针上时的组装图。
图6为本发明中导正杆的导正部分与插针配合的示意图。
图7为本发明一实施例中导正杆的导正部分的示意图。
图8为本发明一实施例中导正杆的导正部分的示意图。
图9为本发明一实施例中定位工装的左视图。
图10为本发明一实施例中定位工装作用于插针上时的组装示意图。
图11为本发明一实施例中导正杆的导向部分与插针配合的示意图。
图12为本发明一实施例中导正杆的导向部分与插针配合的示意图。
图13为本发明实施例中定位工装作用于插针上的示意图。
本发明为一种插针过锡工艺中的定位工装装置及使用该装置的插针过锡方法，该定位工装装置由支架、定位销和导正杆组成，通过导正杆上的导正部分实现对插针的导正作用，从而确保插针在过锡工艺过程中的尺寸精度。使用该定位工装进行插针过锡时，在将插针插入线路板之后，采用该定位工装作用于插针上，对插针进行导正，使得插针达到尺寸上的定位要求，然后，在该定位工装的作用下对插针进行过锡。
下面结合附图对本发明进行详细描述。
为实现插针在线路板上的过锡工艺，本发明采用图2所示的工装完成插针过锡。该工装在过锡工艺中用作对插入线路板的插针进行导正，以确保插针在焊接过程中始终与线路板保持垂直，并使得插针在各个方向上达到相应的尺寸要求。参见图2所示，该工装至少包括左右支架201、定位销203和导正杆202，其中，左右支架201分别与一个定位销203无间隙连接，通过将定位销203插入线路板上的相应孔中，使得工装与插针相对位置固定；左右支架201与导正杆202垂直连接，用于支撑导正杆202，在本发明实施例中，支架201与导正杆202为通过螺钉连接，在其它实施例中，也可采用包括焊接在内的其他连接方式。
图3所示为本发明实施例工装的侧视图，剖面部分表示该工装中导正杆301的横截面，其中，在该图中，尺寸C表示导正杆中导正部分的宽度，尺寸L1表示工装用作导正时的作用高度，302表示支架。图4所示为本发明实施例中导正杆所导正的插针的示意图，其中，尺寸B表示插针的针与针之间的距离，尺寸L2表示插针上塑胶件之间的距离。图5所示为本发明实施例中图3所示导正杆对图4所示插针进行导正时的组装图，在该图中，虚线部分表示线路板，并且，其中，导正杆的导正部分的尖点与插针按如图所示方式相接触，尺寸A为当工装中的导正部分尖点与插针接触后工装的支撑板底面与线路板之间的间隙，其尺寸大小满足：A＝L2-L1。在本发明实施例中，为了使得工装能够在过锡工艺中实现对插针的导正作用，工装作用于插针上时，需要满足如下的组装尺寸要求：
(1)0＜B-C＜预先设定的一个公差值，B-C的值表示的是：导正杆作用于插针上时插针与导正杆中导正部分的间隙，在设计中，保证存在该间隙，以使得导正杆的导正部分能够容易的作用于插针或者从插针上取出，同时，为了保证导正杆对插针的导正作用，实现导正杆对插针在图5所示上下方向上的精确定位，该间隙需要小于一定的尺寸，以使得导正杆作用于插针之后，插针不会在图5所示上下方向上有过大的偏移，从而影响定位精度要求，本发明实施例中，根据插针过锡工艺中的加工精度要求，将该间隙的数值大小设定为：B-C＝0.3mm，从而一方面保证工装能够容易的作用于插针并从插针上取下，另一方面保证导正杆能够在图5所示上下方向上对插针进行精确定位；
(2)0＜L2-L1＜预先设定的一个公差值，L2-L1实际就是图5所示中的尺寸A，尺寸A为当工装中的导正杆尖点与插针接触后工装的支撑板底面与线路板之间的间隙，该间隙一方面要小于预先设定的一个公差值，从而使得导正杆作用于插针时不会因为间隙过大而使得导正杆无法正常作用于插针上，另一方面，该间隙要大于0，从而使得在导正杆作用于插针上时，存在该间隙，以利用该间隙使得导正杆的自身重力能够作用于插针之上，从而保证插针在图5所示的左右方向上精确定位；在本发明实施例中，根据精确定位的需要，做如下设定：A＝L2-L1＝0.5mm；
根据上述的尺寸要求，在加工该工装中的导正杆的过程中，需要根据插针中的尺寸L2和B，并按照精确定位和方便导正的需要，设计导正杆上的尺寸L1和C，并按照该尺寸进行导正杆的加工生产。针对不同的插针以及不同的精确定位和方便导正的需要，导正杆的尺寸L1和C会有所不同，只需满足上述对尺寸的要求即可。
在本发明的其它实施例中，根据导正杆导正部分一次进行导正的插针排数的不同，还可将导正杆的导正部分设计为具有与一次导正的插针排数相等排数，从而以更高效率进行过锡工艺。图6所示为一次进行1排、2排和3排插针过锡时，工装中导正杆与插针配合的示意图。图7所示为本发明中提供具有3排导正部分的导正杆中导正部分的剖面图，该导正杆上的导正部分的前端可采用三角形或圆弧形。在本发明中，还可实现一次进行更多排插针的过锡，只需根据插针的排数设计出具有相应排数导正部分的导正杆即可，导正部分作用于插针的方式以及尺寸要求，与上述本发明实施例中所述内容一致。
在本发明实施例中，导正杆导正部分的前端沿导正杆的横向剖面为三角形，参见图8所示，在本发明其它实施例中，导正杆的导正部分的前端沿导正杆的横向剖面还可以为圆弧形，另外，图8还给出了本发明可以采用的其它形式的导正部分的剖面图，具体包括：圆形导正部分和内槽导向形导正部分，下面分别对具有上述形式的导正部分作用于插针的方式进行描述。
(1)导正杆前端剖面为圆弧形的导正部分作用于插针上进行导正时，其作用方式与上述本发明实施例中的导正部分作用于插针的方式相同；
(2)当采用剖面为圆形的导正部分时，参见图9所示，导正杆901的剖面为圆形，具有该导正部分的导正杆901直接垂直焊接于左右支架902上，其作用于插针的高度为L1，其宽度为C，图10所示为当剖面为圆形的导正部分作用于插针时的组装图，其组装尺寸要求仍然满足本发明实施例中所述的要求；
(3)图11所示为内槽导向型导正部分作用于插针时的组装图，插针插入内槽中，用内槽对插针进行精确定位，其中，插针和内槽具有一定的间隙，该间隙保证导正部分能够方便的作用于插针并从插针取下，并能够满足插针精确定位的需要，该种形式导正杆的其余尺寸要求与上述本发明实施例所述要求相同。
参见图12所示，在线路板133上，一次需要同时进行2排插针导正的情况下，可以采用两个具有内槽导向型导正部分的导正杆131分别对每排插针132进行导正，此时，这些导正杆分别连接在左右支架上；根据一次导正插针排数的不同，还可以在左右支架上连接相应排数的导正杆，用于对插针进行导正；导正杆中的导正部分可采用上述任意形式的导正部分。
在本发明中，只要导正杆的导正部分能够对插针精确定位，均应认为该导正杆在本发明的保护范围之内；另外，导正杆与支架之间还可采用包括焊接在内的其它方式连接，只要导正杆与支架按照如图2所示的相互位置关系连接，均应认为在本发明的保护范围之内。
下面结合附图，对使用上述定位工装实现插针的过锡工艺的过程进行详细描述。
步骤A：线路板水平放置，插针垂直于线路板插入线路板上预先设置的孔中；参见图13所示，本发明实施例中，由于一次进行10个插针的过锡工艺，因此，将这10个插针分两排分别插入到线路板上的插孔中；
步骤B：将图2所示工装上的定位销插入线路板的相应定位孔中，从而使得该工装作用于插在线路板上的插针上，其中，导正杆上的导正部分中的尖点与每个插针的相互位置关系如图5所示，该导正部分一方面保证插针在图5所示的上下方向上的精确定位，另一方，通过导正部分的尖点压住插针，使得工装的自身重力有效作用于插针上，从而在保证插针在图5所示左右方向上精确定位的同时，能够避免过锡时由于锡的浮力而使得插针浮起；
步骤C：进行过锡工艺，过锡之后，进行清理，然后将工装从线路板上取出。
以上所述装置及方法仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。