TW201313377A - 用於平面磁性元件之焊接治具及焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提出了一種用於平面磁性元件之焊接治具及焊接方法，焊接治具包含：一固定片及一彈片。固定片包含：一基部，具有一開口，開口之底部具有多個等間距凸塊，開口之兩側分別延伸出一操作端；以及一承載體，固定於基部上，並位於基部之開口內，具有多個通孔，通孔與凸塊相對應，當多個凸塊對應位於多個通孔中時，每兩個凸塊間形成一容置區間，容置區間用以放置平面磁性元件。彈片，固定於固定片上，當平面磁性元件放置於固定片中之容置區間裏時，彈片覆蓋在平面磁性元件之上，且所述平面磁性元件與彈片之兩側邊之內側相抵靠。本發明所提出之焊接治具及焊接方法，可以節省時間與人力成本及避免因焊錫對平面磁性元件所產生之品質隱患問題。
Description
本發明內容是有關於焊接，且特別是有關於用於一種新型平面磁性元件之焊接治具及焊接方法。
平面磁性元件，如平面變壓器，相對於傳統變壓器，其用單層或多層印刷線路板(Printed Wiring Board，PWB)、銅箔等材料替代了傳統變壓器中銅導線，平面變壓器中之導線實際上是平面之導體，電流會遠離中心趨於邊緣流動，但電流仍會全部流經導體，所以可以得到很高之電流密度。另，由於平面變壓器所使用之磁芯體積小、面積大、外形扁平，散熱效果好，這樣可以得到更高之效率。再，由於平面變壓器具有結構緊湊、耦合好、漏感小、絕緣性能優良等優點，使平面變壓器適應了產品小型化、功率密度高之發展趨勢，所以已經應用在諸多領域。
參照第7圖，第7圖繪示了現有之用於平面磁性元件之PIN針之前視圖。如第7圖所示，現有PIN針73為長直圓柱體狀。而利用現有PIN針製作平面磁性元件，其製作方式一般為，首先，提供半成品平面磁性元件，然後，將此現有PIN針穿入平面磁性元件中之印刷線路板之PIN腳中並放入治具，之後，手動用電烙鐵對平面磁性元件之正反面之PIN針與PIN腳之接合處進行焊錫(每次只能焊一個PIN腳之一端)，最後，剪除PIN針多餘部分。但採用如上方式製作平面磁性元件，至少具有如下不足之處：
1)手動用電烙鐵焊錫，作業空間小，並且作業時間較長；
2)手動用電烙鐵焊錫每次只能焊一個PIN腳之一端，將使產線之流水速度減慢；
3)由於採用手動焊錫，即人工方式，將增加人力成本；以及
4)剪PIN針時將使已焊好在印刷線路板上之錫有錫裂之可能，從而造成後續之品質隱患。
有鑒於此，如何設計一種應用於平面磁性元件之焊接治具及焊接方法，以使平面磁性元件之PIN腳焊接過程能夠節省時間與人力成本，並且能夠消除平面磁性元件之品質隱患，是業內相關技術人員亟待解決之一技術問題。
參照第7圖，第7圖繪示了現有之用於平面磁性元件之PIN針之前視圖。如第7圖所示，現有PIN針73為長直圓柱體狀。而利用現有PIN針製作平面磁性元件，其製作方式一般為，首先，提供半成品平面磁性元件，然後，將此現有PIN針穿入平面磁性元件中之印刷線路板之PIN腳中並放入治具，之後，手動用電烙鐵對平面磁性元件之正反面之PIN針與PIN腳之接合處進行焊錫(每次只能焊一個PIN腳之一端)，最後，剪除PIN針多餘部分。但採用如上方式製作平面磁性元件，至少具有如下不足之處：
1)手動用電烙鐵焊錫，作業空間小，並且作業時間較長；
2)手動用電烙鐵焊錫每次只能焊一個PIN腳之一端，將使產線之流水速度減慢；
3)由於採用手動焊錫，即人工方式，將增加人力成本；以及
4)剪PIN針時將使已焊好在印刷線路板上之錫有錫裂之可能，從而造成後續之品質隱患。
有鑒於此，如何設計一種應用於平面磁性元件之焊接治具及焊接方法，以使平面磁性元件之PIN腳焊接過程能夠節省時間與人力成本，並且能夠消除平面磁性元件之品質隱患，是業內相關技術人員亟待解決之一技術問題。
為了解決上述技術問題，本發明之一方面提出了一種用於平面磁性元件之焊接治具，包含：一固定片及一彈片。固定片包含：一基部，具有一開口，所述開口之底部具有多個等間距凸塊，所述開口之兩側分別延伸出一操作端；以及一承載體，固定於所述基部上，並位於所述基部之開口內，具有多個通孔，所述通孔與所述凸塊相對應，當所述多個凸塊對應位於所述多個通孔中時，每兩個凸塊間形成一容置區間，所述容置區間用以放置所述平面磁性元件。彈片，固定於所述固定片上，當所述平面磁性元件放置於所述固定片中之所述容置區間裏時，所述彈片覆蓋在所述平面磁性元件之上，且所述平面磁性元件與所述彈片之兩側邊之內側相抵靠。
根據本發明的一實施例，所述操作端靠近所述開口側各具有一螺栓，所述彈片之兩端各具有一第一貫穿孔，以供所述螺栓穿過，所述螺栓穿過所述第一貫穿孔並旋入一螺母，以使所述彈片固定於所述固定片上。
根據本發明的一實施例，焊接治具還包含：一壓片，位於所述彈片上，其兩端各具有一第二貫穿孔，所述第二貫穿孔與所述第一貫穿孔在同一軸向上，以供所述螺栓穿過，當所述螺栓穿過所述第一貫穿孔及所述第二貫穿孔並旋入所述螺母，以使所述壓片及彈片固定於所述固定片上。
根據本發明的一實施例，透過一夾子夾持在所述固定片之所述基部與所述壓片處以使所述焊接治具固定於所述夾子中，並將所述夾子固定於一錫爐中以對所述平面磁性元件進行焊錫。
根據本發明的一實施例，所述承載體與所述基部透過螺釘固定。
根據本發明的一實施例，所述彈片之兩側邊為弧形。
根據本發明的一實施例，所述承載體及所述彈片之材料為金屬。
根據本發明的一實施例，所述承載體及所述彈片之材料為鈦合金。
根據本發明的一實施例，所述平面磁性元件具有一印刷線路板，所述印刷線路板具有多個PIN腳，並且每一PIN腳貫穿有一電性導電之PIN針，其中，所述PIN針包含多個分段，所述多個分段中之至少兩個分段之徑向寬度不同，以便在焊錫操作之前，所述PIN針透過所述多個分段中之至少一分段預固定於所述PIN腳中。
根據本發明的一實施例，所述PIN針依次包含一第一分段、一第二分段及一第三分段，其中，所述第三分段之徑向寬度大於所述第二分段之徑向寬度，以及所述第二分段之徑向寬度大於所述第一分段之徑向寬度。
根據本發明的一實施例，所述PIN針之第二分段用於將所述PIN針預固定於所述PIN腳。
根據本發明的一實施例，所述PIN針包含一第一分段及一第二分段，其中，所述第二分段之徑向寬度大於所述第一分段之徑向寬度。
根據本發明的一實施例，所述第二分段用於將所述PIN針預固定於所述PIN腳。
根據本發明的一實施例，所述第二分段之形狀為耳朵狀。
根據本發明的一實施例，所述第二分段之形狀為印花狀。
根據本發明的一實施例，所述PIN針之各個分段為一體成型。
根據本發明的一實施例，所述平面磁性元件為平面變壓器、平面電感或平面濾波器。
本發明之另一方面提出了一種焊接方法，適於對一平面磁性元件中之印刷線路板上之PIN腳進行焊接，包含：a）將多個電性導電之PIN針對應地插入所述印刷線路板上之多個PIN腳，其中，所述每一PIN針包括多個分段，所述多個分段中之至少兩個分段之徑向寬度不同，並且所述PIN針透過所述多個分段中之至少一分段預固定於所述PIN腳中；b）將已插入所述PIN針之平面磁性元件放入一壓平機，利用所述壓平機對所述PIN腳進行平壓，以使所述PIN針貫穿於所述PIN腳，並且所述PIN針之兩端與所述PIN腳之兩端平齊；c）將所述經壓平處理後之平面磁性元件放入一焊錫治具；以及d）將已放入所述平面磁性元件之所述焊錫治具放入一錫爐，進行焊錫操作，以便所述PIN針與相應之PIN腳之間電性接觸。
根據本發明的一實施例，在步驟a）與步驟b）之間，還包含：將已插入所述PIN針之平面磁性元件放入一固定治具，用於固定所述平面磁性元件之印刷線路板。
根據本發明的一實施例，在步驟c）與步驟d）之間，還包含：透過一夾子夾持住所述焊接治具，並將所述夾子固定於所述錫爐中以對所述平面磁性元件進行焊錫。
由上可知，本發明所提出之用於對平面磁性元件之PIN腳及其PIN針進行焊錫之焊接治具及焊接方法，可以節省時間與人力成本。此外，基於此焊接治具及焊接方法對平面磁性元件之PIN腳與PIN針進行焊錫進而所製作之平面磁性元件，還可以避免現有技術中之因剪PIN針導致焊錫裂進而致使後續之平面磁性元件之可能產生品質隱患之問題。
根據本發明的一實施例，所述操作端靠近所述開口側各具有一螺栓，所述彈片之兩端各具有一第一貫穿孔，以供所述螺栓穿過，所述螺栓穿過所述第一貫穿孔並旋入一螺母，以使所述彈片固定於所述固定片上。
根據本發明的一實施例，焊接治具還包含：一壓片，位於所述彈片上，其兩端各具有一第二貫穿孔，所述第二貫穿孔與所述第一貫穿孔在同一軸向上，以供所述螺栓穿過，當所述螺栓穿過所述第一貫穿孔及所述第二貫穿孔並旋入所述螺母，以使所述壓片及彈片固定於所述固定片上。
根據本發明的一實施例，透過一夾子夾持在所述固定片之所述基部與所述壓片處以使所述焊接治具固定於所述夾子中，並將所述夾子固定於一錫爐中以對所述平面磁性元件進行焊錫。
根據本發明的一實施例，所述承載體與所述基部透過螺釘固定。
根據本發明的一實施例，所述彈片之兩側邊為弧形。
根據本發明的一實施例，所述承載體及所述彈片之材料為金屬。
根據本發明的一實施例，所述承載體及所述彈片之材料為鈦合金。
根據本發明的一實施例，所述平面磁性元件具有一印刷線路板，所述印刷線路板具有多個PIN腳，並且每一PIN腳貫穿有一電性導電之PIN針，其中，所述PIN針包含多個分段，所述多個分段中之至少兩個分段之徑向寬度不同，以便在焊錫操作之前，所述PIN針透過所述多個分段中之至少一分段預固定於所述PIN腳中。
根據本發明的一實施例，所述PIN針依次包含一第一分段、一第二分段及一第三分段，其中，所述第三分段之徑向寬度大於所述第二分段之徑向寬度，以及所述第二分段之徑向寬度大於所述第一分段之徑向寬度。
根據本發明的一實施例，所述PIN針之第二分段用於將所述PIN針預固定於所述PIN腳。
根據本發明的一實施例，所述PIN針包含一第一分段及一第二分段，其中，所述第二分段之徑向寬度大於所述第一分段之徑向寬度。
根據本發明的一實施例，所述第二分段用於將所述PIN針預固定於所述PIN腳。
根據本發明的一實施例，所述第二分段之形狀為耳朵狀。
根據本發明的一實施例，所述第二分段之形狀為印花狀。
根據本發明的一實施例，所述PIN針之各個分段為一體成型。
根據本發明的一實施例，所述平面磁性元件為平面變壓器、平面電感或平面濾波器。
本發明之另一方面提出了一種焊接方法，適於對一平面磁性元件中之印刷線路板上之PIN腳進行焊接，包含：a）將多個電性導電之PIN針對應地插入所述印刷線路板上之多個PIN腳，其中，所述每一PIN針包括多個分段，所述多個分段中之至少兩個分段之徑向寬度不同，並且所述PIN針透過所述多個分段中之至少一分段預固定於所述PIN腳中；b）將已插入所述PIN針之平面磁性元件放入一壓平機，利用所述壓平機對所述PIN腳進行平壓，以使所述PIN針貫穿於所述PIN腳，並且所述PIN針之兩端與所述PIN腳之兩端平齊；c）將所述經壓平處理後之平面磁性元件放入一焊錫治具；以及d）將已放入所述平面磁性元件之所述焊錫治具放入一錫爐，進行焊錫操作，以便所述PIN針與相應之PIN腳之間電性接觸。
根據本發明的一實施例，在步驟a）與步驟b）之間，還包含：將已插入所述PIN針之平面磁性元件放入一固定治具，用於固定所述平面磁性元件之印刷線路板。
根據本發明的一實施例，在步驟c）與步驟d）之間，還包含：透過一夾子夾持住所述焊接治具，並將所述夾子固定於所述錫爐中以對所述平面磁性元件進行焊錫。
由上可知，本發明所提出之用於對平面磁性元件之PIN腳及其PIN針進行焊錫之焊接治具及焊接方法，可以節省時間與人力成本。此外，基於此焊接治具及焊接方法對平面磁性元件之PIN腳與PIN針進行焊錫進而所製作之平面磁性元件，還可以避免現有技術中之因剪PIN針導致焊錫裂進而致使後續之平面磁性元件之可能產生品質隱患之問題。
以下將以附圖及詳細說明來清楚闡釋本發明之實施方式，下文是舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋之範圍，而結構運作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效之裝置，皆為本發明所涵蓋之範圍。此外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。
關於本文中所使用之“約”、“大約”或“大致”一般通常是指數值之誤差或範圍於百分之二十以內，較好地是於百分之十以內，而更佳地則是於百分之五以內。文中若無明確說明，其所提及之數值皆視作為近似值，即如“約”、“大約”或“大致”所表示之誤差或範圍。
請參照第1圖及第1A-1C圖，第1圖繪示了依照本發明一實施方式之用於平面磁性元件之焊接治具之爆炸圖，第1A-1C圖繪示了將平面磁性元件組裝於焊接治具中之示意圖。
在本實施方式中，焊錫治具1用於一平面磁性元件2，具體地說，此平面磁性元件2具有多個PIN腳，而每一PIN腳需貫穿一PIN針，並且需對相對應之PIN腳與PIN針進行焊錫以使其相電性連接。
在本實施方式中，焊接治具1，包含一固定片11及一彈片12。其中，固定片11包含一基部111及一承載體112；基部111具有一開口113，開口113之底部具有多個等間距凸塊115，開口113之兩側分別延伸出一操作端117；承載體112固定於基部111上，並位於基部111之開口113內，具有多個通孔114，通孔114與凸塊115相對應，當多個凸塊115對應位於多個通孔114中時，每兩個凸塊115間形成一容置區間116，容置區間116用以放置平面磁性元件2。彈片12，固定於固定片11上，當平面磁性元件2放置於固定片11中之容置區間116裏時，彈片12覆蓋在平面磁性元件2之上，且平面磁性元件2與彈片12之兩側邊121之內側相抵靠。
需說明的是，第1圖中示意性畫出了5個通孔114及與其相對應之5個凸塊115，並且此5個凸塊115間共形成4個容置區間116，但是，並不以此為限，即，通孔114及與其相對應之凸塊115之個數可以多於5個或少於5個，相應地，容置區間116之個數也可以多於4個或少於4個。
在本實施方式中，操作端117靠近開口113這一側各具有一螺栓119，相對應地，彈片12之兩端各具有一第一貫穿孔122，此貫穿孔122可以用來供螺栓119穿過，並且，當螺栓119穿過第一貫穿孔122並旋入一螺母(未繪示)，將使彈片12固定於固定片11上。
在本實施方式中，焊錫治具1還可以包含一壓片13，位於彈片12上，其兩端各具有一第二貫穿孔131，第二貫穿孔131與第一貫穿孔122在同一軸向上，以供螺栓119穿過，當螺栓119穿過第一貫穿孔122及第二貫穿孔131並旋入螺母，可以使得壓片13及彈片12固定於固定片11上。但是，需說明的是，在其他一些實施方式中，焊接治具1也可以不具有壓片13。
在本實施方式中，承載體112與基部111，透過螺釘118固定，即採用螺釘方式固定，但也可以採用其他方式固定，不以此為限。
在本實施方式中，彈片12之兩側邊121為弧形狀，以便更好地使平面磁性元件2與其側邊121相抵靠。
在本實施方式中，承載體112及彈片12之材料為金屬，較佳地，為鈦合金，但不以此為限。在本實施方式中，還可以將承載體112中之容置區間116中之中心部分材料採用含磁性金屬，其能夠與平面磁性元件2形成相吸關係，以便更好地固定平面磁性元件2。
下面將詳細介紹將平面磁性元件2組裝於焊接治具1中之具體過程。
首先，將多個平面磁性元件2對應放入多個容置區間116中(如第1A圖所示)。此時，平面磁性元件2位於兩個凸塊115之間，並與其相抵靠。
其次，將彈片12放在固定片11上(如第1B圖所示)。具體地說，將彈片12之貫穿孔122對位於固定片11中之螺栓119，以使螺栓119穿過，此時，彈片12之兩側邊121之內側將與平面磁性元件2相抵靠。由於平面磁性元件2與凸塊115及彈片12之兩側邊121之內側都相抵靠，從而使得平面磁性元件2不易移動。此外，在本實施方式中，彈片12之側邊121之形狀可以是弧形。
再次，將壓片13放在彈片12之上並使其相固定(如第1C圖所示)。具體地說，將壓片13中之貫穿孔131對位於彈片12之貫穿孔122及固定片11之螺栓119，以使螺栓119穿過貫穿孔122及131並旋入螺母中，此時，則使得壓片13及彈片12都固定於固定片11上。
之後，在本實施方式中，可以透過一夾子夾持住上述已放入平面磁性元件2之焊接治具1，具體地說，透過夾子夾住固定片11之基部111與壓片13處，以使焊接治具1固定於夾子中。
繼而，將夾子固定於一錫爐中，即可對平面磁性元件2之PIN腳進行焊錫。
在本實施方式中，透過採用焊錫治具1，可以達成在錫爐裏對平面磁性元件2之PIN腳進行批量焊錫，從而節省了時間。
請參照第2圖，第2圖繪示了依照本發明一實施方式之平面磁性元件之結構示意圖。如第2圖所示，平面磁性元件2具有一印刷線路板21，印刷線路板21中含有多個PIN腳22，每個PIN腳22中都對應設置有一個電性導電之PIN針23。在本實施方式中，平面磁性元件2可以是平面變壓器、平面電感或平面濾波器等各種類似電子元件。
下面，請參照第3圖，第3圖繪示了第2圖中的PIN針之前視圖。如第3圖所示，PIN針33包含：分段331、分段332及分段333，可稱此PIN針33為三段式PIN針。其中，分段332之徑向寬度大於分段331之徑向寬度，分段333之徑向寬度大於分段332之徑向寬度。
在本實施方式中，當PIN針33插入PIN腳22(如第2圖所示)中後，分段332可以預固定於PIN腳22中。
在本實施方式中，分段331為圓臺狀、分段332與分段333為圓柱體狀，在其他一些實施方式中，分段331、分段332及分段333可以都為圓柱體狀，或分段331、分段332及分段333之形狀為其他形狀組合，不以此為限。
在本實施方式中，分段331、分段332及分段333為一體成型。
在本實施方式中，PIN針33之長度約與PIN腳22之長度相等，在其他一些實施例中，PIN針33之長度可以約大於PIN腳22之長度。
下面，再請參照第4圖，第4圖繪示了第2圖中的PIN針之前視圖。如圖4所示，PIN針43包含：分段431及分段432。並且，分段432之徑向寬度大於分段431之徑向寬度。
在本實施方式中，當PIN針43插入PIN腳22(如圖2所示)中後，分段432可以預固定於PIN腳22中。
在本實施方式中，分段432之形狀為耳朵狀。在其他一些實施方式中，分段432之形狀可以是其他形狀。
在本實施方式中，分段431及分段432為一體成型。
在本實施方式中，PIN針43之長度約與PIN腳22之長度相等，在其他一些實施例中，PIN針43之長度可以約大於PIN腳22之長度。
再請參照第5圖，第5圖繪示了第2圖中的PIN針之前視圖。如第5圖所示，PIN針53包含分段531及分段532，且分段532之徑向寬度大於分段531之徑向寬度。且分段531與分段532為一體成型。
在本實施方式中，PIN針53與PIN針43之差別在於分段532形狀與分段432之形狀有一定不同，即，分段532之形狀為印花狀，而有別於分段432為耳朵狀。
在本實施方式中，當PIN針53插入PIN腳22(如第2圖2所示)中，分段532將預固定於PIN腳22中。
在本實施方式中，PIN針53之長度約與PIN腳22之長度相等，在其他一些實施例中，PIN針53之長度可以約大於PIN腳22之長度。
下面，再請參照第6圖，第6圖繪示了依照本發明另一實施方式之焊接方法的流程圖。
在本實施方式中，此焊接方法中，用於對平面磁性元件中之印刷線路板上之PIN腳進行焊接。
在本實施方式中，較佳地，以第3圖所示之PIN針為例進行說明，但不以此為限，比如，也可以是第4圖及第5圖所示之PIN針。
下面，結合第1圖、第1A-1C圖、第2圖、第3圖及第6圖所示，將對本實施方式中對平面磁性元件2之PIN腳焊錫之焊接方法作詳細說明。
首先，在步驟610中，將多個PIN針33對應插入多個PIN腳22中，在本實施方式中，PIN針33中之分段332將預固定於PIN腳22中，以使PIN針33可以預固定於PIN腳中。
之後，進入步驟620，將已插入PIN針33之平面磁性元件2放入一壓平機(未繪示)中，壓平機將對多個PIN針33進行平壓，以使PIN針33貫穿於PIN腳22，並使得PIN針33之兩端與PIN腳22之兩端相對齊。
然後，進入步驟630，將上述經壓平處理後之平面磁性元件2放入至焊錫治具1中。
最後，進入步驟640，將已放入平面磁性元件2之焊錫治具1放入一錫爐(未繪示)進行焊錫以使PIN針33與PIN腳22相固定，並使得PIN針33與其相對應之PIN腳電性接觸。在本實施方式中，在焊錫中，可以達成同時對PIN腳33之兩端同時進行焊錫之功效。
在本實施方式中，在步驟610與步驟620之間，還可以將已插入PIN針33之平面磁性元件2放入一固定治具中(未繪示)，此固定治具可以用於固定平面磁性元件2中之印刷線路板21，以便後續壓平機對PIN針進行平壓。
在本實施方式中，在步驟630與步驟640之間，還可以用一夾子夾持住已放入平面磁性元件2之焊錫治具1，以使此焊錫治具1固定於夾子中，為了對焊錫治具1之固定更加穩定，也可以同時採用兩個夾子夾持住焊錫治具1，當然也可以是更多個，不以此為限。
在現有技術中，採用的是手動電烙鐵進行焊錫，而且一次只能焊一個PIN腳之一端，而在本實施方式中，由於採用本發明所提出之PIN針來製作平面磁性元件，可以使得在錫爐中可以同時對多個PIN腳之兩端進行焊錫，而現有技術中，不能採用直接在錫爐中進行焊錫，因為現有PIN針會在PIN腳中上下滑動，從而可能會造成焊接不牢固或者虛焊。而本發明所提出之PIN針結構，可以使得PIN針預固定於PIN腳中，而在錫爐中進行焊錫時，PIN針不會上下滑動。並且，當PIN針長度約大於PIN腳長度時，可透過壓平機直接將PIN針兩端進行平壓使得PIN腳兩端與PIN腳兩端對齊，從而使得平面磁性元件達到一定之平整度。此外，在錫爐裏進行焊錫後，不需做現有技術中之剪PIN針之操作，從而可以避免錫裂之可能，進而不會對平面磁性元件造成品質隱患。
下面再舉具體參數來說明本發明相對於現有技術所具有之優越性。
假如，一個平面磁性元件(含一印刷線路板)有10個PIN腳，如果採用電烙鐵進行手動焊錫，那麼將PIN腳兩端焊錫完所需時間為0.5*2*10=10s，以及，剪PIN針所需時間為0.3*10=3s，則所需總時間為13s，即將每個印刷線路板焊錫完及剪完PIN針所需之時間為13s。
而採用本發明所提出之三段式PIN針並且在錫爐中進行焊錫，每次焊錫所需時間為2s，並且每次可以同時焊錫5個印刷線路板(含在平面磁性元件中)，也就是說，每個印刷線路板焊錫所需時間為2/5s，而相對於現有技術中之13s，其效率提高了32.5倍。而如果平面磁性元件所包含之PIN腳更多，那麼效率也就更高。
由上可知，本發明所提出之用於對平面磁性元件之PIN腳及其PIN針進行焊錫之焊接治具及焊接方法，可以節省時間與人力成本。此外，基於此焊接治具及焊接方法對平面磁性元件之PIN腳與PIN針進行焊錫進而所製作之平面磁性元件，還可以避免現有技術中之因剪PIN針導致焊錫裂進而致使後續之平面磁性元件之可能產生品質隱患之問題。
上文中，參照附圖描述了本發明之具體實施方式。但是，本領域中之普通技術人員能夠理解，在不偏離本發明之精神和範圍之情況下，還可以對本發明之具體實施方式作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本發明權利要求書所限定之範圍內。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
關於本文中所使用之“約”、“大約”或“大致”一般通常是指數值之誤差或範圍於百分之二十以內，較好地是於百分之十以內，而更佳地則是於百分之五以內。文中若無明確說明，其所提及之數值皆視作為近似值，即如“約”、“大約”或“大致”所表示之誤差或範圍。
請參照第1圖及第1A-1C圖，第1圖繪示了依照本發明一實施方式之用於平面磁性元件之焊接治具之爆炸圖，第1A-1C圖繪示了將平面磁性元件組裝於焊接治具中之示意圖。
在本實施方式中，焊錫治具1用於一平面磁性元件2，具體地說，此平面磁性元件2具有多個PIN腳，而每一PIN腳需貫穿一PIN針，並且需對相對應之PIN腳與PIN針進行焊錫以使其相電性連接。
在本實施方式中，焊接治具1，包含一固定片11及一彈片12。其中，固定片11包含一基部111及一承載體112；基部111具有一開口113，開口113之底部具有多個等間距凸塊115，開口113之兩側分別延伸出一操作端117；承載體112固定於基部111上，並位於基部111之開口113內，具有多個通孔114，通孔114與凸塊115相對應，當多個凸塊115對應位於多個通孔114中時，每兩個凸塊115間形成一容置區間116，容置區間116用以放置平面磁性元件2。彈片12，固定於固定片11上，當平面磁性元件2放置於固定片11中之容置區間116裏時，彈片12覆蓋在平面磁性元件2之上，且平面磁性元件2與彈片12之兩側邊121之內側相抵靠。
需說明的是，第1圖中示意性畫出了5個通孔114及與其相對應之5個凸塊115，並且此5個凸塊115間共形成4個容置區間116，但是，並不以此為限，即，通孔114及與其相對應之凸塊115之個數可以多於5個或少於5個，相應地，容置區間116之個數也可以多於4個或少於4個。
在本實施方式中，操作端117靠近開口113這一側各具有一螺栓119，相對應地，彈片12之兩端各具有一第一貫穿孔122，此貫穿孔122可以用來供螺栓119穿過，並且，當螺栓119穿過第一貫穿孔122並旋入一螺母(未繪示)，將使彈片12固定於固定片11上。
在本實施方式中，焊錫治具1還可以包含一壓片13，位於彈片12上，其兩端各具有一第二貫穿孔131，第二貫穿孔131與第一貫穿孔122在同一軸向上，以供螺栓119穿過，當螺栓119穿過第一貫穿孔122及第二貫穿孔131並旋入螺母，可以使得壓片13及彈片12固定於固定片11上。但是，需說明的是，在其他一些實施方式中，焊接治具1也可以不具有壓片13。
在本實施方式中，承載體112與基部111，透過螺釘118固定，即採用螺釘方式固定，但也可以採用其他方式固定，不以此為限。
在本實施方式中，彈片12之兩側邊121為弧形狀，以便更好地使平面磁性元件2與其側邊121相抵靠。
在本實施方式中，承載體112及彈片12之材料為金屬，較佳地，為鈦合金，但不以此為限。在本實施方式中，還可以將承載體112中之容置區間116中之中心部分材料採用含磁性金屬，其能夠與平面磁性元件2形成相吸關係，以便更好地固定平面磁性元件2。
下面將詳細介紹將平面磁性元件2組裝於焊接治具1中之具體過程。
首先，將多個平面磁性元件2對應放入多個容置區間116中(如第1A圖所示)。此時，平面磁性元件2位於兩個凸塊115之間，並與其相抵靠。
其次，將彈片12放在固定片11上(如第1B圖所示)。具體地說，將彈片12之貫穿孔122對位於固定片11中之螺栓119，以使螺栓119穿過，此時，彈片12之兩側邊121之內側將與平面磁性元件2相抵靠。由於平面磁性元件2與凸塊115及彈片12之兩側邊121之內側都相抵靠，從而使得平面磁性元件2不易移動。此外，在本實施方式中，彈片12之側邊121之形狀可以是弧形。
再次，將壓片13放在彈片12之上並使其相固定(如第1C圖所示)。具體地說，將壓片13中之貫穿孔131對位於彈片12之貫穿孔122及固定片11之螺栓119，以使螺栓119穿過貫穿孔122及131並旋入螺母中，此時，則使得壓片13及彈片12都固定於固定片11上。
之後，在本實施方式中，可以透過一夾子夾持住上述已放入平面磁性元件2之焊接治具1，具體地說，透過夾子夾住固定片11之基部111與壓片13處，以使焊接治具1固定於夾子中。
繼而，將夾子固定於一錫爐中，即可對平面磁性元件2之PIN腳進行焊錫。
在本實施方式中，透過採用焊錫治具1，可以達成在錫爐裏對平面磁性元件2之PIN腳進行批量焊錫，從而節省了時間。
請參照第2圖，第2圖繪示了依照本發明一實施方式之平面磁性元件之結構示意圖。如第2圖所示，平面磁性元件2具有一印刷線路板21，印刷線路板21中含有多個PIN腳22，每個PIN腳22中都對應設置有一個電性導電之PIN針23。在本實施方式中，平面磁性元件2可以是平面變壓器、平面電感或平面濾波器等各種類似電子元件。
下面，請參照第3圖，第3圖繪示了第2圖中的PIN針之前視圖。如第3圖所示，PIN針33包含：分段331、分段332及分段333，可稱此PIN針33為三段式PIN針。其中，分段332之徑向寬度大於分段331之徑向寬度，分段333之徑向寬度大於分段332之徑向寬度。
在本實施方式中，當PIN針33插入PIN腳22(如第2圖所示)中後，分段332可以預固定於PIN腳22中。
在本實施方式中，分段331為圓臺狀、分段332與分段333為圓柱體狀，在其他一些實施方式中，分段331、分段332及分段333可以都為圓柱體狀，或分段331、分段332及分段333之形狀為其他形狀組合，不以此為限。
在本實施方式中，分段331、分段332及分段333為一體成型。
在本實施方式中，PIN針33之長度約與PIN腳22之長度相等，在其他一些實施例中，PIN針33之長度可以約大於PIN腳22之長度。
下面，再請參照第4圖，第4圖繪示了第2圖中的PIN針之前視圖。如圖4所示，PIN針43包含：分段431及分段432。並且，分段432之徑向寬度大於分段431之徑向寬度。
在本實施方式中，當PIN針43插入PIN腳22(如圖2所示)中後，分段432可以預固定於PIN腳22中。
在本實施方式中，分段432之形狀為耳朵狀。在其他一些實施方式中，分段432之形狀可以是其他形狀。
在本實施方式中，分段431及分段432為一體成型。
在本實施方式中，PIN針43之長度約與PIN腳22之長度相等，在其他一些實施例中，PIN針43之長度可以約大於PIN腳22之長度。
再請參照第5圖，第5圖繪示了第2圖中的PIN針之前視圖。如第5圖所示，PIN針53包含分段531及分段532，且分段532之徑向寬度大於分段531之徑向寬度。且分段531與分段532為一體成型。
在本實施方式中，PIN針53與PIN針43之差別在於分段532形狀與分段432之形狀有一定不同，即，分段532之形狀為印花狀，而有別於分段432為耳朵狀。
在本實施方式中，當PIN針53插入PIN腳22(如第2圖2所示)中，分段532將預固定於PIN腳22中。
在本實施方式中，PIN針53之長度約與PIN腳22之長度相等，在其他一些實施例中，PIN針53之長度可以約大於PIN腳22之長度。
下面，再請參照第6圖，第6圖繪示了依照本發明另一實施方式之焊接方法的流程圖。
在本實施方式中，此焊接方法中，用於對平面磁性元件中之印刷線路板上之PIN腳進行焊接。
在本實施方式中，較佳地，以第3圖所示之PIN針為例進行說明，但不以此為限，比如，也可以是第4圖及第5圖所示之PIN針。
下面，結合第1圖、第1A-1C圖、第2圖、第3圖及第6圖所示，將對本實施方式中對平面磁性元件2之PIN腳焊錫之焊接方法作詳細說明。
首先，在步驟610中，將多個PIN針33對應插入多個PIN腳22中，在本實施方式中，PIN針33中之分段332將預固定於PIN腳22中，以使PIN針33可以預固定於PIN腳中。
之後，進入步驟620，將已插入PIN針33之平面磁性元件2放入一壓平機(未繪示)中，壓平機將對多個PIN針33進行平壓，以使PIN針33貫穿於PIN腳22，並使得PIN針33之兩端與PIN腳22之兩端相對齊。
然後，進入步驟630，將上述經壓平處理後之平面磁性元件2放入至焊錫治具1中。
最後，進入步驟640，將已放入平面磁性元件2之焊錫治具1放入一錫爐(未繪示)進行焊錫以使PIN針33與PIN腳22相固定，並使得PIN針33與其相對應之PIN腳電性接觸。在本實施方式中，在焊錫中，可以達成同時對PIN腳33之兩端同時進行焊錫之功效。
在本實施方式中，在步驟610與步驟620之間，還可以將已插入PIN針33之平面磁性元件2放入一固定治具中(未繪示)，此固定治具可以用於固定平面磁性元件2中之印刷線路板21，以便後續壓平機對PIN針進行平壓。
在本實施方式中，在步驟630與步驟640之間，還可以用一夾子夾持住已放入平面磁性元件2之焊錫治具1，以使此焊錫治具1固定於夾子中，為了對焊錫治具1之固定更加穩定，也可以同時採用兩個夾子夾持住焊錫治具1，當然也可以是更多個，不以此為限。
在現有技術中，採用的是手動電烙鐵進行焊錫，而且一次只能焊一個PIN腳之一端，而在本實施方式中，由於採用本發明所提出之PIN針來製作平面磁性元件，可以使得在錫爐中可以同時對多個PIN腳之兩端進行焊錫，而現有技術中，不能採用直接在錫爐中進行焊錫，因為現有PIN針會在PIN腳中上下滑動，從而可能會造成焊接不牢固或者虛焊。而本發明所提出之PIN針結構，可以使得PIN針預固定於PIN腳中，而在錫爐中進行焊錫時，PIN針不會上下滑動。並且，當PIN針長度約大於PIN腳長度時，可透過壓平機直接將PIN針兩端進行平壓使得PIN腳兩端與PIN腳兩端對齊，從而使得平面磁性元件達到一定之平整度。此外，在錫爐裏進行焊錫後，不需做現有技術中之剪PIN針之操作，從而可以避免錫裂之可能，進而不會對平面磁性元件造成品質隱患。
下面再舉具體參數來說明本發明相對於現有技術所具有之優越性。
假如，一個平面磁性元件(含一印刷線路板)有10個PIN腳，如果採用電烙鐵進行手動焊錫，那麼將PIN腳兩端焊錫完所需時間為0.5*2*10=10s，以及，剪PIN針所需時間為0.3*10=3s，則所需總時間為13s，即將每個印刷線路板焊錫完及剪完PIN針所需之時間為13s。
而採用本發明所提出之三段式PIN針並且在錫爐中進行焊錫，每次焊錫所需時間為2s，並且每次可以同時焊錫5個印刷線路板(含在平面磁性元件中)，也就是說，每個印刷線路板焊錫所需時間為2/5s，而相對於現有技術中之13s，其效率提高了32.5倍。而如果平面磁性元件所包含之PIN腳更多，那麼效率也就更高。
由上可知，本發明所提出之用於對平面磁性元件之PIN腳及其PIN針進行焊錫之焊接治具及焊接方法，可以節省時間與人力成本。此外，基於此焊接治具及焊接方法對平面磁性元件之PIN腳與PIN針進行焊錫進而所製作之平面磁性元件，還可以避免現有技術中之因剪PIN針導致焊錫裂進而致使後續之平面磁性元件之可能產生品質隱患之問題。
上文中，參照附圖描述了本發明之具體實施方式。但是，本領域中之普通技術人員能夠理解，在不偏離本發明之精神和範圍之情況下，還可以對本發明之具體實施方式作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本發明權利要求書所限定之範圍內。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1．．．焊錫治具
11．．．固定片
111．．．基部
112．．．承載體
113．．．開口
114．．．通孔
115．．．凸塊
116．．．容置區間
117．．．操作端
118．．．螺釘
119．．．螺栓
12．．．彈片
121．．．側邊
122．．．第一貫穿孔
13．．．壓片
131．．．第二貫穿孔
2．．．平面磁性元件
21．．．印刷線路板
22．．．PIN腳
23、33、43、53．．．PIN針
331、332、333．．．分段
431：、432．．．分段
531、532．．．分段
610、620、630、640．．．步驟
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
第1圖繪示了依照本發明一實施方式之焊接治具的爆炸圖；
第1A-1C圖繪示了將平面磁性元件組裝於焊接治具中的示意圖；
第2圖繪示了依照本發明一實施方式之平面磁性元件的結構示意圖；
第3圖繪示了第2圖中之PIN針的前視圖；
第4圖繪示了第2圖中之PIN針的前視圖；
第5圖繪示了第2图中之PIN針的前視圖；
第6圖繪示了依照本發明另一實施方式之焊接方法的流程圖；以及
第7圖繪示了現有之用於平面磁性元件之PIN針的前視圖。
第1圖繪示了依照本發明一實施方式之焊接治具的爆炸圖；
第1A-1C圖繪示了將平面磁性元件組裝於焊接治具中的示意圖；
第2圖繪示了依照本發明一實施方式之平面磁性元件的結構示意圖；
第3圖繪示了第2圖中之PIN針的前視圖；
第4圖繪示了第2圖中之PIN針的前視圖；
第5圖繪示了第2图中之PIN針的前視圖；
第6圖繪示了依照本發明另一實施方式之焊接方法的流程圖；以及
第7圖繪示了現有之用於平面磁性元件之PIN針的前視圖。
1．．．焊錫治具
11．．．固定片
111．．．基部
112．．．承載體
113．．．開口
114．．．通孔
115．．．凸塊
116．．．容置區間
117．．．操作端
118．．．螺釘
119．．．螺栓
12．．．彈片
121．．．側邊
122．．．第一貫穿孔
131．．．第二貫穿孔
13．．．壓片
Claims (20)
- 一種用於平面磁性元件之焊接治具，包括：
一固定片，包含：
一基部，具有一開口，所述開口之底部具有多個等間距凸塊，所述開口之兩側分別延伸出一操作端；以及
一承載體，固定於所述基部上，並位於所述基部之開口內，具有多個通孔，所述通孔與所述凸塊相對應，當所述多個凸塊對應位於所述多個通孔中時，每兩個凸塊間形成一容置區間，所述容置區間用以放置所述平面磁性元件；以及
一彈片，固定於所述固定片上，當所述平面磁性元件放置於所述固定片中之所述容置區間裏時，所述彈片覆蓋在所述平面磁性元件之上，且所述平面磁性元件與所述彈片之兩側邊之內側相抵靠。 - 如請求項1所述之焊接治具，其中所述操作端靠近所述開口側各具有一螺栓，所述彈片之兩端各具有一第一貫穿孔，以供所述螺栓穿過，所述螺栓穿過所述第一貫穿孔並旋入一螺母以使所述彈片固定於所述固定片上。
- 如請求項2所述之焊接治具，還包包括：
一壓片，位於所述彈片上，其兩端各具有一第二貫穿孔，所述第二貫穿孔與所述第一貫穿孔在同一軸向上，以供所述螺栓穿過，當所述螺栓穿過所述第一貫穿孔及所述第二貫穿孔並旋入所述螺母以使所述壓片及彈片固定於所述固定片上。 - 如請求項3所述之焊接治具，其中透過一夾子夾持在所述固定片之所述基部與所述壓片處，以使所述焊接治具固定於所述夾子中，並將所述夾子固定於一錫爐中，以對所述平面磁性元件進行焊錫。
- 如請求項1所述之焊接治具，其中所述承載體與所述基部透過螺釘固定。
- 如請求項1所述之焊接治具，其中所述彈片之兩側邊為弧形。
- 如請求項1所述之焊接治具，其中所述承載體及所述彈片之材料為金屬。
- 如請求項7所述之焊接治具，其中所述承載體及所述彈片之材料為鈦合金。
- 如請求項1所述之焊接治具，其中所述平面磁性元件具有一印刷線路板，所述印刷線路板具有多個PIN腳，並且每一PIN腳貫穿有一電性導電之PIN針，並且所述PIN針包含多個分段，所述多個分段中之至少兩個分段之徑向寬度不同，以便在焊錫操作之前，所述PIN針透過所述多個分段中之至少一分段預固定於所述PIN腳中。
- 如請求項9所述之焊接治具，其中所述PIN針依次包含一第一分段、一第二分段及一第三分段，其中，所述第三分段之徑向寬度大於所述第二分段之徑向寬度，以及所述第二分段之徑向寬度大於所述第一分段之徑向寬度。
- 如請求項10所述之焊接治具，其中所述PIN針之第二分段用於將所述PIN針預固定於所述PIN腳。
- 如請求項9所述之焊接治具，其中所述PIN針包含一第一分段及一第二分段，其中，所述第二分段之徑向寬度大於所述第一分段之徑向寬度。
- 如請求項12所述之焊接治具，其中所述第二分段用於將所述PIN針預固定於所述PIN腳。
- 如請求項12所述之焊接治具，其中所述第二分段之形狀為耳朵狀。
- 如請求項12所述之焊接治具，其中所述第二分段之形狀為印花狀。
- 如請求項9所述之焊接治具，其中所述PIN針之各個分段為一體成型。
- 如請求項9所述之焊接治具，其中所述平面磁性元件為平面變壓器、平面電感或平面濾波器。
- 一種用於平面磁性元件之焊接方法，適於對一平面磁性元件中之印刷線路板上之PIN腳進行焊接，包含：
a）將多個電性導電之PIN針對應地插入所述印刷線路板上之多個PIN腳，其中，所述每一PIN針包括多個分段，所述多個分段中之至少兩個分段之徑向寬度不同，並且所述PIN針透過所述多個分段中之至少一分段預固定於所述PIN腳中；
b）將已插入所述PIN針之平面磁性元件放入一壓平機，利用所述壓平機對所述PIN腳進行平壓，以使所述PIN針貫穿於所述PIN腳，並且所述PIN針之兩端與所述PIN腳之兩端平齊；
c）將所述經壓平處理後之平面磁性元件放入一焊錫治具；以及
d）將已放入所述平面磁性元件之所述焊錫治具放入一錫爐，進行焊錫操作，以便所述PIN針與相應之PIN腳之間電性接觸。 - 如請求項18所述之焊接方法，其中在步驟a）與步驟b）之間，還包含：
將已插入所述PIN針之平面磁性元件放入一固定治具，用於固定所述平面磁性元件之印刷線路板。 - 如請求項18所述之焊接方法，其中在步驟c）與步驟d）之間，還包含：
透過一夾子夾持住所述焊接治具，並將所述夾子固定於所述錫爐中以對所述平面磁性元件進行焊錫。
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