專利名稱:焊接物件時用于固定電氣或電子部件的設(shè)備的制作方法
本說明書主要說明焊接物件時用于固定電氣或電子部件的設(shè)備。這個發(fā)明主要針對焊接時雙列直插式組件(DIPs)的固定問題。
DIPs在平面圖上一般為長方形。每邊有一行觸針或鉛條。每邊標(biāo)準(zhǔn)的鉛條數(shù)目為7條，但也可為2條至32條，或者為32條以上。DIPs包括有集成電路。部分或全部鉛條都聯(lián)接在電路上的不同部位。DIPs可插入線路板或合適的固定器上。它可以在同一個地方進(jìn)行焊接，也可在其他地方焊接?？傊?，鉛條最好涂上一層焊錫，在成批生產(chǎn)中用波焊設(shè)備進(jìn)行。
一般來講，將一定數(shù)目的DIPs裝進(jìn)托架，然后按操作程序進(jìn)行清潔、沖洗、蝕刻、沖洗、干燥、降溫以及從托架上卸貨。托架在操作程序中沿著軌道進(jìn)行。在成批生產(chǎn)中，DIPs從裝進(jìn)托架到卸貨之間的波焊平均周期為20到22秒。
托架特別是在重復(fù)循環(huán)中必須能承受其操作過程中的溫度變化，并且必須有很容易的方法對DIPs的鉛條進(jìn)行焊接。托架必須能夠安全地固定DIPs。由于商業(yè)上的需要，托架要能夠以很小的地方托住很多的DIPs。
一個已知的托架有一個普通的長方形框，并有一定數(shù)目的平行軌道。標(biāo)準(zhǔn)的為14條軌道，用于托住DIPs。每條軌道分布有6個平行的鎢鋼棒，用于限制DIPs在任何方向中的橫向移動。在操作過程中，托架某一端的門在軌道中托住DIPs，限制軸上行列的移動。這扇門是用于裝貨和卸貨的。托架的另一端則被永久阻住。
這樣的一種安排制造復(fù)雜，而且并不可靠。相當(dāng)一部分的DIPs丟失，可能是由于過熱導(dǎo)致軌道變形所造成。需要有一個門能夠從軸向進(jìn)入軌道，則棒端的部位會有困難。再者，裝貨和卸貨的時間都長。在已知的安排中，卸貨的時間大約是32秒，比DIPs加工周期時間長得多。這樣會拖延了時間或者不必要地需要很多托架。
本說明書主要地介紹一種用于多個電氣或電子部件，如雙列直插式組件的托架，包括一個框架，其上設(shè)有多條平行軌道用來接受部件，這些軌道是由多條平行的，側(cè)向間隔的，軸向延伸的上承重構(gòu)件形成，每個構(gòu)件構(gòu)成一對平行的，軸向延伸帶有向下部分的上路軌，這些軌道還有多條平行的，側(cè)向間隔的，軸向延伸的下承重構(gòu)件，與上承重構(gòu)件對準(zhǔn)并在重直方向與其間隔，每個下承重構(gòu)件構(gòu)成一對平行的，軸向延伸帶有向上部分的下路軌。
因此，在任何相鄰的兩對對準(zhǔn)的上承重構(gòu)件和下承重構(gòu)件之間都有一條由4條路軌構(gòu)成的軌道，每個構(gòu)件一條。有兩條側(cè)向間隔的、有向下部分的上路軌和兩條側(cè)向間隔的，有向上部分的下路軌。這些路軌設(shè)置成支承一排組件，例如DIPs，并限制其垂直和水平的運(yùn)動?？傊诮oDIPs提供有效定位的同時，承重構(gòu)件自身能可靠就位，隨時可軸向進(jìn)入軌道。
用4條路軌去支撐一個雙列直插式組件DIP有許多方法。最好是，DIP架在兩條下路軌的向上端。然而，路軌可成梯級形，以得到側(cè)向延伸但是面向上的部分，DIP能架在這些部分上。同樣，向上的運(yùn)動能受到兩條上路軌的向下端的限制。然而最好是上路軌成梯級形，以得到側(cè)向延伸但是面向下的部分，限制DIP的向上運(yùn)動。梯級形路軌的一個優(yōu)點(diǎn)是側(cè)向面對部分能借助于與DIP的側(cè)邊配合，來限制其側(cè)向運(yùn)動。一些DIPs的邊可能有傾斜部分，在這種情況下，用路軌終端進(jìn)行約束，可限制垂直和側(cè)面的移動。在這種情況下，梯級形路軌則不一定需要，但它們可以用于提供鄰近路軌之間的準(zhǔn)確空間。
一般說來，路軌的排列、垂直和側(cè)面空間的選擇要適合DIP的規(guī)格和形狀或其他要固定的部件。對任何側(cè)面或垂直方向的運(yùn)動提供適當(dāng)?shù)目刂啤Ｗ詈靡幸欢康膶捲?，便于將DIPs插入軌道，但要注意不要因熱漲冷縮的影響，使空間增大到DIPs在軌道上移位，在焊接操作時掉出來。
特別優(yōu)先選用的設(shè)備中，每個承重構(gòu)件都有U形的橫斷面?？卣丈衔乃龅淖罴寻才?，上部構(gòu)件的腳端是向里的，成梯級形。
總之，每個承重構(gòu)件都由承重構(gòu)件路軌之間的裝置固定到框上。因此，兩個相鄰的承重構(gòu)件之間的空隙(軌道為接受DIPs)，不受固定裝置的影響。它提供軸上進(jìn)入，便于DIPs插入和取出。使用兩端是可能的，一端插入DIPs，由一端取出DIPs。不僅構(gòu)造上有較大的可靠性和靈活性，而且改進(jìn)了外理方法，減少卸貨時間，相當(dāng)于或少于焊接的循環(huán)時間，即大約為12秒。
本文介紹裝卸托架的設(shè)備，兩端有入口。托架本身在兩端各有一門，將DIPs在原位托住。托架放在設(shè)備中的傾斜位置上。操縱裝置打開上部的門，以便DIPs滑入托架。門于是關(guān)上，滿載的托架進(jìn)入波焊程序。托架然后放回設(shè)備，操縱裝置打開下部的門，以便DIPs滑出托架。因DIPs可以任意在任何一端進(jìn)出，托架在裝貨和卸貨操作之間是否旋轉(zhuǎn)了180度并不要緊。這種雙入操作概念是特別有利的。
用于固定承重構(gòu)件的裝置在聯(lián)成一直線的上和下構(gòu)件的兩軸端的位置上有隔離物，它們可能是連續(xù)的或半連續(xù)的隔離板?？赡苡袃蓚€聯(lián)成一直線的上和下承重構(gòu)件和一個整體的隔離物。最好它們是分開的，便于安排熱運(yùn)動。其中有一個有利的安排，在兩軸端有和框連成整體的隔離物，承重構(gòu)件通過隔離物上突出部與孔咬合而固定，進(jìn)行軸的熱運(yùn)動。這些孔有便于裝配隔離物的第一個部分，以及裝配時，通過軸運(yùn)動將承重構(gòu)件鎖在隔離物上的第二個狹窄部分。第二部分的軸擴(kuò)展的程度應(yīng)該達(dá)到設(shè)有第一個孔的部分進(jìn)行操作情況下可適應(yīng)熱致的軸運(yùn)動，而不會造成構(gòu)造上的不穩(wěn)定性。固定承重構(gòu)件的方法可以用其他方法，不需要受到上述特別的托架的限制。
使用時，軌道支撐的DIP鉛條在每邊的承重構(gòu)件之一的路軌內(nèi)側(cè)。其安排應(yīng)該是為焊接這一地區(qū)提供方便的條件。只要在適當(dāng)?shù)某兄貥?gòu)件上提供小孔，這個問題便可解決。所以，最好的安排是在下承重構(gòu)件上打孔，而上承重構(gòu)件則不必打孔。
框中可提供盡量多的所需的軌道。如果從頭至尾使用標(biāo)準(zhǔn)的元件，排列的兩邊將有一半軌道空出來，而制造將簡化。
部件可用任何一種能耐受有關(guān)的溫度和應(yīng)力的合適材料制造。鈦可以用。路軌可涂上P.T.F.E.在裝貨和卸貨時便于DIPs滑動。
上述設(shè)備以及其他一些大的方面現(xiàn)在用例子和附圖加以闡述
圖1a和1b是托架所用的一個上承重構(gòu)件的上下兩面的透視圖。
圖2a和2b是托架所用的一個下承重構(gòu)件的上下兩面的透視圖。
圖3是無承重構(gòu)件的托架側(cè)視圖。
圖4是圖3中Ⅳ部分的放大透視圖。
圖5是原位上有承重構(gòu)件和其他部件的托架側(cè)視圖。
圖6是放大的部分側(cè)視圖，說明DIP在位置上的情況。
圖7是托架的平面圖。
圖8是處理托架的設(shè)備平面圖。
圖9是設(shè)備的側(cè)面圖。
如圖1a和1b所示，上承重構(gòu)件1為長鈦管，上涂有P.T.F.E.。管的橫斷面通常是U形，但是腳為向下方向的、有側(cè)面空間的、平行的路軌2，在3處為梯級形，以便末端4為插入物。每條軌道的末端都提供有孔5，在下面有詳細(xì)的說明。
圖2a和2b為下承重構(gòu)件6。它仍是長鈦管，上涂有P.T.F.E.。它的橫斷面是U形，腳是向上方向的、有側(cè)面空間的、平行的路軌7，以及末端8。構(gòu)件6的寬度主要和上部構(gòu)件1的寬度相同。但是末端8之間的空隙要比路軌2末端4之間的大，因?yàn)槁奋?不是梯級形的。構(gòu)件6的長度提供有孔9，便于焊接，而它的軸端有孔10，相當(dāng)于上部構(gòu)件的孔5。
圖3說明框11的一部分和邊構(gòu)件12，上有把手13。兩端各有橫構(gòu)件14(僅可見一個)，上有15個向下方向的整體安裝架15。圖4中清楚可見。每個架子都設(shè)計有兩對表面，即16和16′，17和17′。每對的兩個表面由各個減小的橫斷面的突出部18和19分開，而兩對則由隔離物部分20分開。這個隔離物部分的直徑減小，以便有減小的橫斷面，特別是減小安排的熱容量。
裝配時，上與下承重構(gòu)件安裝在框11兩端的安裝架15上。孔5和10的洞足夠安裝架的自由端和中間部分通過，但是在要求的成雙表面之間定位后。即表面16對表面16′，或表面17對表面17′，相對的軸上移動會以孔5′和10′的形式接合突出部18或19，造成孔5或10的較小部分。于是承重構(gòu)件在這個地方鎖住，但是仍然能夠作有限度的軸上移動，允許熱漲冷縮。孔5和10的較小部分的軸上范圍比突出部18或19大。
圖5顯示有15個上和下承重構(gòu)件1、6，并排在各自的安裝架上。圖7顯示上和下承重構(gòu)件排成一直線，全部構(gòu)件都是軸上平行。圖6中清楚可見，任何兩個相鄰的安裝架15之間都有軌道T，包括兩條軌7和兩條軌2，軌7的末端8較軌2的末端4相距較近。軌道可接受一排DIPs，即圖表上所示的200，DIPs停在軌7的末端8上，向上移動受到軌2的階形部分3的限制。DIPs200與階形部分3之間有少量的空隙。水平橫向移動受到軌2的末端4的限制，擋住DIPs微斜的邊的部分21。圖示22為DIPs的鉛條，位于軌7的內(nèi)側(cè)，但是承重構(gòu)件6的孔9是可自由焊接。
為了限制一排DIPs的軸上移動，框的兩端提供門23，見圖5和圖7。框邊部分24裝在垂直導(dǎo)框25上，門依賴彈簧26的作用可以向上移動，便于在兩端插入或取下DIPs。在靜止位置時，如圖5所示，門上的指形物27限制DIPs移動。圖上未標(biāo)明的還有可為門提供調(diào)節(jié)螺絲釘。
設(shè)備上所用的金屬為鈦，這是一種抗腐蝕的材料，能夠承受例如溫度受化等所使用的條件的影響，而且鈦的本身不會被焊接。
上述安排中有焊接過程產(chǎn)生的毒煙溢出通道。此外，在清洗過程中可以節(jié)約用水。水流順DIPs的觸針向下流，清洗鉛條，保證水的充分利用。
這種設(shè)備可以制造成各種規(guī)格和尺寸大小，視所固定的部件數(shù)目、大小和形狀而定。軌道可多可少，數(shù)目不限，可以提供任何適合的長度，軌道的長度足可容納每排14個DIPs。
為了適應(yīng)不同寬度的DIPs，相同的承重構(gòu)件1和6仍可用，但安裝架15的橫向間隔要不同。和安裝架結(jié)合的框構(gòu)件14要交換，其他框部件可以保留?；顒拥陌惭b架15有可能重新定位在框構(gòu)件14上。門23可能需要更換，視DIPs的位置而定。
圖8和圖9通過圖分別介紹設(shè)備波焊操作之前和之后如何裝上和卸下上述的托架。設(shè)備包括基座28和一個斜臺29。斜臺29的上端為裝物臺30，可以在圖9的A部位和虛線B部位之間轉(zhuǎn)動，通過氣動傳動裝置31，移動到虛線B部位，便與斜臺29成一直線。使用時，裝物臺30在A部位，將DIPs的箱子放在上面后，裝物臺30升至B部位。斜臺29上的兩個門32和33于是打開，而門34則仍關(guān)閉。裝物臺30上的DIPs沿著斜臺向下滑到35和36部位。然后，裝物臺30降到A部位，再裝DIPs的箱子。
圖1至圖7所描述的托架于是放置在定位區(qū)37內(nèi)的門34下斜臺29上，托架在此處被4個扣子自動扣位。兩個托架門23在這個階段關(guān)閉。上門23于是打開，門33關(guān)閉，1.5秒之后，門34打開，讓DIPs在部位36內(nèi)向下滑動，填充托架內(nèi)的軌道。托架滿了，部位36空了，門34關(guān)上，托架門23關(guān)上，門33打開讓部位35的DIPs向下滑到部位36?？圩佑谑撬砷_，托架射出由波焊設(shè)備按程序進(jìn)行波焊操作。
如又有托架填入，過程便重復(fù)進(jìn)行。如果部位35留有任何DIPs，傳感開關(guān)38會防止裝物臺30升至B部位。
相同的設(shè)備被用作從托架卸出焊好的DIPs。空箱子被放在卸貨臺39上。滿滿的托架放在斜臺29上，再次就地被扣住。它的下卸貨門23打開，DIPs向下滑至部位40和41。它們之間的門42打開。
下托架門23于是關(guān)上。如有任何DIPs被截留，下一步操作便不會進(jìn)行，直至由人工將阻塞清除為止。然后空的托架如上述方法填充，射出，托架上滿滿的焊好的DIPs，按上述方法卸出。部位40和41填進(jìn)焊好的DIPs，門42關(guān)上，原先關(guān)閉的門43打開，使焊好的DIPs向下進(jìn)入卸貨臺39上的箱子。部位41內(nèi)的全部DIPs卸出后，門43關(guān)上，門42打開，卸貨臺39上裝滿了的箱子移去。
斜臺29設(shè)有44和45所示的那種導(dǎo)框，保證DIPs沿著正確的路線進(jìn)行裝貨和卸貨過程中的各個程序。
這種過程可以根據(jù)需要一次又一次重復(fù)進(jìn)行，次數(shù)不限。令人贊賞的是托架各端能按需要開啟，到了位置，便能卸空，并能裝滿，這樣才能連續(xù)作業(yè)。它的制造新穎，提供方便的軸上進(jìn)入。
這種標(biāo)準(zhǔn)的裝貨和卸貨的設(shè)備和過程優(yōu)點(diǎn)是可以采用托架兩端設(shè)計有簡便軸上進(jìn)入的其他任何形式的托架。
上文討論過的大的方面和具體安排都有可能加以改進(jìn)，但所述的托架、設(shè)備或過程的一些優(yōu)點(diǎn)最少要保留下來。這個意思是指這些改進(jìn)應(yīng)包括不限于附帶要求的技術(shù)范圍，即目前所尋求的保護(hù)。再者，這些要求意思是想包括改進(jìn)，而在范圍方面不限于所述的具體安排。例如托架打算用于DIPs的波焊，它還可以用于其他焊接作業(yè)或其他方面，以及用于其他部件。
本文介紹的大的方面，重點(diǎn)著重于波焊復(fù)雜的電機(jī)或電子部件的過程，主要是雙列直插式組件，在波焊操作的各個步驟中，部件放在托架中的軌道上。同時還特別強(qiáng)調(diào)裝卸托架的兩個門的設(shè)備方面的大的概念，包括一個傾斜的斜臺，它有一個部位適合在原處扣住或放開托架，托架在位置上選擇性地打開或關(guān)閉托架門的裝置，斜臺上復(fù)雜的門用于控制部件下到斜臺的通道，在接受托架地區(qū)下邊的斜臺下端有一個卸貨臺，在接受托架地區(qū)上邊的斜臺上端有一個裝貨臺，裝貨臺來往于部件可以裝在臺上的第一個位置和臺上的部件可以滑下斜臺到達(dá)裝入托架的位置的第二個位置之間。
補(bǔ)正 85105859文件名稱 頁 行 補(bǔ)正前 補(bǔ)正后權(quán)利要求
書 1 3 ……構(gòu)件(6)組…… ……構(gòu)件(1)組……
權(quán)利要求
1.用于多個電氣或電子部件(200)的托架包括一個框架(11)，框架內(nèi)設(shè)有多條平行的軌道(T)，用于接受部件，其特征在于這些軌道是由多條平行的、側(cè)向間隔的、軸向延伸的上承重構(gòu)件(1)形成，每個構(gòu)件構(gòu)成一對平行的、軸向延伸帶有向下部分的上路軌(2)，這些軌道還有多條平行的，側(cè)向間隔的下承重構(gòu)件(6)，與上承重構(gòu)件(1)對準(zhǔn)并在垂直方向與其間隔，每個下承重構(gòu)件構(gòu)成一對平行的，軸向延伸帶有向上部分(8)的下路軌(7)，由此每條軌道(T)是由4條路軌(27)構(gòu)成，位于兩個相鄰的上承重構(gòu)件(1)和與其對準(zhǔn)的下承重構(gòu)件(6)之間。
2.權(quán)利要求
1中所要求的托架，其特征在于，上承重構(gòu)件的路軌是成梯級形，以便有側(cè)向面對部分(4)。
3.權(quán)利要求
1或2中所要求的托架的特點(diǎn)為下承重構(gòu)件(6)在它們的長度上提供孔(9)。
4.權(quán)利要求
1、2或3中所要求的托架的特點(diǎn)為每個承重構(gòu)件(1.6)都是U形橫斷面的長管構(gòu)件。
5.前述任何權(quán)利要求
中所要求的托架的特點(diǎn)為每對聯(lián)成一直線的上和下承重構(gòu)件(1.6)都通過承重構(gòu)件每端的安裝架(15)固定在框(11)內(nèi)，根據(jù)所要求的重直空間托住承重構(gòu)件(1.6)。
6.權(quán)利要求
5中所要求的托架的特點(diǎn)為承重構(gòu)件(1.6)通過承重構(gòu)件(1.6)中的孔(5′，10′)與安裝架(15)結(jié)合，與安裝架(15)上的橫斷面減小的突出部(18.19)咬合;孔(5′.10′)容許承重構(gòu)件(1.6)和安裝架(15)之間的相對的熱運(yùn)動。
7.前述任何權(quán)利要求
中所要求的托架的特點(diǎn)為承重構(gòu)件(1，6)所規(guī)定的軌道(T)兩端都提供有門(23)。門(23)在部件(200)可以插入軌道(T)或自軌道(T)中取出的位置與部件(200)保留在軌道(T)中的位置之間移動。
8.波焊許多電氣或電子部件(200)的方法的特點(diǎn)為部件(200)固定在前述任何權(quán)利要求
所要求的托架內(nèi)的軌道(T)中，進(jìn)行波焊操作中的各個程序。
9.權(quán)利要求
8中所要求的方法的特點(diǎn)為部件(200)為雙列直插式組件。它們的鉛條(22)在波焊操作中都涂有焊錫。
10.用于裝卸如權(quán)利要求
7所述托架的設(shè)備，其特點(diǎn)為設(shè)備包括一個傾斜的斜臺(29)。它有適合在原位將托架扣住或松開的地區(qū)(37);托架到達(dá)位置時按要求打開或關(guān)上門(23)的裝置;斜臺(29)上有許多控制部件滑下斜臺(29)的通道的門(32，33，34，42，43)接受托架地區(qū)(37)下邊的斜臺(29)下端有一個卸貨臺(39);在接受托架地區(qū)(37)上邊的斜臺(29)上端有一個裝貨臺(30)。裝貨臺(30)在部件可以裝在臺上的第一個位置與臺上(30)的部件可以滑下斜臺(29)到達(dá)可以裝入托架的位置的第二個位置之間按要求移動。
專利摘要
進(jìn)行波焊雙列直插式組件的托架包括有軌道的框，框內(nèi)雙列直插式組件可在軌道上滑動。軌道規(guī)定用聯(lián)成一直線的上和下U形管構(gòu)件構(gòu)成，內(nèi)有路軌。每條軌道規(guī)定在相鄰的一對上和下構(gòu)件之間。軌道兩端的門控制雙列直插式組件進(jìn)入或離開托架的活動。托架通過有傾斜的斜臺的設(shè)備進(jìn)行裝卸，斜臺上的托架可以不受限制的固定住，組件裝入斜臺的頂端裝填托架，滑到斜臺的底部，在再次裝填之前將已焊的組件從托架中出空。組件滑下斜臺的運(yùn)動由門控制。
文檔編號B23K37/00GK85105859SQ85105859
公開日1987年1月28日 申請日期1985年7月31日
發(fā)明者沈亞娣 申請人:太陽工業(yè)鍍層有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan