用于自动化热压焊机的定位模具的制作方法

本实用新型涉及热压焊接技术领域，特别涉及一种用于自动化热压焊机的定位模具。

背景技术：

热压焊接是连接柔性电路板和刚性电路板的一种焊接工艺，作为微电子表面组装技术领域的新兴制造工艺和重要组成部分，稳定和高效的热压焊接工艺无疑是保证产品良好品质的重要环节。对于那些不能使用SMT和回流炉进行焊接的器件，而如果使用烙铁进行焊接时则容易出现焊接外观不一致、不平整、虚焊短路等品质问题。热压焊机不同于恒温烙铁，热压焊机在通电瞬间即可达到所要温度，焊接完成后，焊锡在凝固的情况下抬起焊头，而且焊头平整，所以焊接出来的外观平整一致，极少出现虚焊连锡等不良。热压焊机在焊接前需将待焊接的两个元件先定好位，再置于热压焊机的焊接工位上，现有的定位方式不适应流水式作业，生产效率较低。

技术实现要素：

鉴于以上所述，本实用新型提供一种用于自动化热压焊机的定位模具，以解决上述存在的问题。

本实用新型涉及的技术解决方案：

一种用于自动化热压焊机的定位模具，包括模具主体、若干磁片以及若干压杆，模具主体为长条形板体，模具主体中部沿模具主体长度方向开设有长条形孔，模具主体上表面上位于长条形孔的一侧开设若干间距均匀的第一工件定位槽，模具主体上表面上开设有与第一工件定位槽对应的第二工件定位槽，第二工件定位槽与第一工件定位槽具有重合部，重合部用于容纳待焊接工件组的焊接部，第二工件定位槽从长条形孔的一侧延伸至相对一侧，模具主体上表面开设有与每一第一工件定位槽对应的若干压杆容置槽，每一压杆容置槽从与其对应的第一工件定位槽处延伸贯穿模具主体的前端面，每一压杆的一端铰接于每一压杆容置槽的前端，每一压杆的另一端镶嵌有磁片，每一压杆容置槽也对应镶嵌有磁片，当模具主体经旋转后容置于每一压杆容置槽内时，每一压杆上的磁片与每一压杆容置槽内的磁片相吸附。

进一步地，还包括长转轴，模具主体上位于每一压杆容置槽前端开设有预设深度的铰接端容置槽，模具主体前端面开设有长转轴容置槽，长转轴容置槽从起始端的铰接端容置槽延伸至末端的铰接端容置槽，每一压杆的铰接端开设有轴孔，长转轴可转动地穿设于每一压杆的轴孔内，长转轴通过若干螺钉固接于长转轴容置槽的角落处。

进一步地，每一所述压杆采用金属材料制成。

进一步地，所述第二工件定位槽用于容置刚性电路板，第一工件定位槽用于容置柔性电路板，设定第一工件定位槽的深度为h1，第二工件定位槽的深度为h2，压杆容置槽的深度为h3,刚性电路板的厚度为d1，容置柔性电路板的厚度为d2，则h1＝h3+d2，且h2＝h1+d1。

进一步地，所述模具主体采用耐燃材料等级代号为FR4的环氧树脂板。

本实用新型的有益效果：

综上，本实用新型用于自动化热压焊机的定位模具，通过模具主体上开设若干间距均匀的第一工件定位槽和第二工件定位槽，将柔性电路板置于第一工件定位槽内，将刚性电路板置于第二工件定位槽内，通过每一压杆的磁吸力将每一柔性电路板和每一刚性电路板定位于模具主体上，配合自动化热压焊机使用，可实现多工位循环焊接，并实现放件、焊接、取件流水式作业，有效提高生产效率。

附图说明

图1为本实用新型自动化热压焊机的结构示意图；

图2为本实用新型自动化热压焊机的焊接装置的局部放大图；

图3为图1中沿A-A线的剖面图；

图4为本实用新型自动化热压焊机拆除防护罩后的结构示意图；

图5为本实用新型自动化热压焊机的承载板的结构示意图；

图6为本实用新型自动化热压焊机的定位模具的结构示意图；

图7为本实用新型自动化热压焊机的待焊接工件组的分解结构示意图；

图8为本实用新型自动化热压焊机的待焊接工件组焊接后的结构示意图；

图9为本实用新型自动化热压焊机的定位模具安装于承载板上的结构示意图；

图10为本实用新型自动化热压焊机的定位模具的侧视结构示意图；

图11为本实用新型自动化热压焊机的定位模具的局部放大图；

图12为本实用新型自动化热压焊机的焊丝传送机构的局部放大图；

图13为本实用新型自动化热压焊机的焊丝传送机构的侧视图；

图14为图13中B部分的放大图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型保护范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种自动化热压焊机，包括机座1、两个焊接装置2、滑动定位机构3、两个焊丝传送机构4、冷却装置以及电控箱5。

两个焊接装置2间隔预设距离地安装在机座1上，每一焊接装置2均包括可升降的焊接头组件6，滑动定位机构3安装于机座1上位于两个焊接头组件6 的正下方，滑动定位机构3用于对若干待焊接工件组定位，每一待焊接工件组包括柔性电路板7和刚性电路板8(如图7所示)，滑动定位机构3带动若干待焊接工件组间歇滑动，以配合两个焊接头组件6对若干待焊接工件组进行逐一焊接。

两个焊丝传送机构4安装在机座1上分别位于两个焊接装置2的后侧，每一焊丝传送机构4为与其对应的焊接装置2提供焊丝9，焊丝9被传送在每一焊接头组件6与滑动定位机构3上的待焊接工件组之间，以供每一焊接头组件6 带动焊丝9下降至待焊接工件组上进行焊接。

冷却装置安装在机座1上，用于对焊接好的工件组进行快速冷却，使焊点加速凝固。

电控箱5安装在机座1上，用于控制自动化热压焊机的焊接动作、焊接时间和焊接温度。

可以理解，焊接装置2也可以按上述方式设置一个或多个，当焊接装置2 设置一个时，焊接装置2对滑动定位机构3上的若干待焊接工件组从第一个至最后一个逐一焊接；当焊接装置2设置多个时，滑动定位机构3上的若干待焊接工件组分成待焊接工件组数量一致的多段，每一焊接装置2对每一段内的待焊接工件组从一端向另一端逐一焊接，如此可同时实现多个待焊接工件组的焊接，大幅提高生产效率。

每一焊接装置2还包括升降组件10及压力调节组件11，升降组件10安装于机座1上，压力调节组件11固定于升降组件10的升降端，焊接头组件6固定于压力调节组件11底部，升降组件10用于带动压力调节组件11及焊接头组件6升降，压力调节组件11用于调节焊接头组件6作用于待焊接工件组上的压力。

请参阅图1及图2，升降组件10包括立柱12、滑槽座13、滑块14及升降驱动件15，立柱12的底端固接于机座1上，滑槽座13固接于立柱12上端，滑槽座13包括相对设置的两滑轨及固接于两滑轨顶端的连接板，两滑轨上均开设有滑槽，滑块14的两侧分别可升降滑动地设置于两滑槽内，升降驱动件15固接于滑槽座13的连接板上，升降驱动件15的活塞杆可升降地设置于滑槽座13 的两滑轨之间，升降驱动件15的活塞杆底端与滑块14固接。本实施方式中的升降驱动件15可采用气缸，在升降驱动件15的驱动下，升降驱动件15的活塞杆推动滑块14沿滑槽座13往复滑动，如此结构的升降方式可使得滑块14的升降更平稳可靠。

请参阅图1及图3，压力调节组件11包括固定主体16、升降杆17、弹簧 18及调节手柄19，固定主体16固接于滑块14上，固定主体16上竖直开设有阶梯孔20，阶梯孔20贯穿固定主体16的两端面，升降杆17可升降地设置于阶梯孔20内，升降杆17的底端伸出至固定主体16外且与焊接头组件6固接，升降杆17外周壁预设位置设有抵持块21，安装时，抵持块21抵持于阶梯孔20内的阶梯面上，阶梯孔20的上孔段靠近顶部开口处设有内螺纹，调节手柄19为顶端封口的圆筒状，其底端的外周壁设有外螺纹，弹簧18置于调节手柄19内，调节手柄19螺接于阶梯孔20的顶部开口处，升降杆17的顶端可升降地设置于调节手柄19内，弹簧18弹性地抵持于升降杆17的顶端与调节手柄19的顶壁之间，通过旋转调节手柄19，起到调节弹簧18弹力大小的目的。

请参阅图2，焊接头组件6包括安装于升降杆17的底端的发热元件22，安装于发热元件22上的温度传感器(图未示)，以及安装于发热元件22底部一侧的焊咀23，发热元件22和温度传感器分别与电控箱5电性连接，发热元件22 为焊咀23焊接时提供合适的焊接温度，在焊咀23下降焊接时，电控箱5控制发热元件22通电瞬间加热，在焊咀23焊接完成后，电控箱5控制发热元件22 断电冷却，采用通电瞬间加热和断电冷却的方式，可有效地防止焊接部浮起及虚焊，并且能良好地抑制对周围部件的热影响。电控箱5通过温度传感器检测到的数据可精确调节适宜的焊接温度。

本实施方式中的焊咀23采用锯齿片状焊咀，焊咀23底端凸出的每一锯齿点与待焊接工件组上的每一焊接点位置相对应，以供焊咀23对待焊接工件组上的多个焊点同时焊接。

请参阅图1及图4，滑动定位机构3包括固接于机座1上的导轨24，滑动设置于导轨24上的滑块(图未示)，固接于滑块上的支撑座25，固接于支撑座 25上的承载板26，定位于承载板26上的定位模具27(如图9所示)，相对固接于导轨24两端的两个轴承座28，丝杠29，联轴器30以及固接于机座1上的丝杠驱动件31，支撑座25上开设有螺孔，丝杠29螺接于此螺孔内，丝杠29的两端为光滑轴段，丝杠29的两端通过轴承可转动地安装于两个轴承座28上，丝杠29的一端从一轴承座28伸出，丝杠驱动件31的输出轴通过联轴器30与丝杠29的伸出端相传动连接。

请参阅图5及图6，承载板26上设有定位槽32，定位槽32的形状和外周尺寸与定位模具27的形状和外周尺寸相当，使得定位模具27可拆卸地定位于定位槽32内，承载板26的前侧设有开口，以供置入或取出定位模具27。

承载板26上位于其前侧开口处开设有两个缺口33，以更方便地置入或取出定位模具27。

请参阅图1，滑动定位机构3还包括防护罩34，防护罩34的两端通过螺栓可拆卸地安装于导轨24的两端，防护罩34罩设于导轨24和丝杠29上方，以防止灰尘或其它杂物落入导轨24和丝杠29上。防护罩34位于导轨24的两侧开设有滑动孔，支撑座25呈“凵”形，具有水平支撑板及垂直凸伸于水平支撑板两端的立板，水平支撑板的两侧分别从防护罩34两侧的滑动孔伸出，承载板 26固接于两立板上。

请参阅图6、图10及图11，定位模具27包括模具主体35、若干磁片36以及若干压杆37，模具主体35为长条形板体，模具主体35中部沿模具主体35长度方向开设有长条形孔38，模具主体35上表面上位于长条形孔38的一侧开设若干间距均匀的第一工件定位槽39，模具主体35上表面上开设有与第一工件定位槽39对应的第二工件定位槽40，第二工件定位槽40与第一工件定位槽39具有重合部41，重合部41用于容纳待焊接工件组的焊接部，第二工件定位槽40 从长条形孔38的一侧延伸至相对一侧，第二工件定位槽40用于容置刚性电路板8，第一工件定位槽39用于容置柔性电路板7，模具主体35上表面开设有与每一第一工件定位槽39对应的若干压杆容置槽42，每一压杆容置槽42从与其对应的第一工件定位槽39处延伸贯穿模具主体35的前端面，每一压杆37的一端铰接于每一压杆容置槽42的前端，每一压杆37的另一端镶嵌有磁片36，每一压杆容置槽42也镶嵌有磁片36，当模具主体35经旋转后容置于每一压杆容置槽42内时，每一压杆37上的磁片36与每一压杆容置槽42内的磁片36相吸附。

进一步地，定位模具27还包括长转轴43，模具主体35上位于每一压杆容置槽42前端开设有预设深度的铰接端容置槽44，模具主体35前端面开设有“┍”形的长转轴容置槽45，长转轴容置槽45从起始端的铰接端容置槽44延伸至末端的铰接端容置槽44，每一压杆37的铰接端开设有轴孔，长转轴43可转动地穿设于每一压杆37的轴孔内，长转轴43通过若干螺钉46固接于长转轴容置槽 45的角落处。较佳地，每一压杆37采用金属材料制成，如铝、铁或不锈钢。

设定第一工件定位槽39的深度为h1，第二工件定位槽40的深度为h2，压杆容置槽42的深度为h3,刚性电路板8的厚度为d1，容置柔性电路板7的厚度为d2，则h1＝h3+d2，且h2＝h1+d1。

模具主体35采用耐燃材料等级代号为FR4的环氧树脂板，以方便加工和节约制造成本。

可以理解，若第一工件定位槽39的个数为m，焊接装置2的个数为n，则m： n应为自然数，以使得每一焊接装置2焊接的待焊接工件组的数量一致，以配合滑动定位机构3带动若干待焊接工件组进行逐一焊接。

请参阅图7、图8及图11，图7为待焊接工件组的柔性电路板7和刚性电路板8焊接前的分解示意图，图8为柔性电路板7和刚性电路板8焊接后的结构示意图，在焊接前，刚性电路板8上已具有若干焊点47，使用时，先将刚性电路板8定位于第二工件定位槽40内，再将柔性电路板7定位于第一工件定位槽39 内，使得刚性电路板8的焊接部和柔性电路板7的焊接部堆叠在一起，最后旋转压杆37，将压杆37下压在柔性电路板7上，通过磁片36相吸附而将刚性电路板8和柔性电路板7稳定地夹压在一起。请结合参阅图12，焊咀23带动焊丝9 下降至柔性电路板7上表面的焊接部进行焊接，在柔性电路板7上表面的焊接部对应形成若干焊点47，刚性电路板8上的若干焊点47在焊咀23加热下熔化，经冷却后与柔性电路板7焊接在一起。

请参阅图12至图14，焊丝传送机构4包括上料架48、引导架49、第一引导管50、第二引导管51、第三引导管52、上齿轮53、下齿轮54、焊丝压紧组件55、软连接管56及齿轮驱动件57，上料架48包括固接于机座1上的固定板，侧伸于固定板一侧的支撑轴，以及螺接于支撑轴伸出端的螺帽，缠绕有焊丝9 的转盘58可转动地套设于支撑轴上，并可转动地夹持于固定板与螺帽之间；引导架49固接于机座1上位于上料架48上的焊丝9引出端，引导架49具有相对的两竖壁以及固接于两竖壁同一侧端面的连接壁，引导架49的两竖壁上均开设有通孔，第一引导管50穿设于靠近上料架48一侧的竖壁的通孔内，第二引导管51穿设于另一竖壁的通孔内，第一引导管50和第二引导管51之间可转动地设置有啮合安装的上齿轮53和下齿轮54，上齿轮53和下齿轮54的水平切线方向与第一引导管50和第二引导管51的中心线重合，上齿轮53和下齿轮54的外端均具有滚轮，每一滚轮上开设有引导槽59，焊丝压紧组件55设置于上齿轮 53与第二引导管51之间，用于将焊丝9压紧于引导槽59内，以增强焊丝9与引导槽59的摩擦力，防止焊丝9在传送过程中打滑；齿轮驱动件57固接于引导架49上，齿轮驱动件57的输出轴与上齿轮53或下齿轮54固接，用于驱动上齿轮53或下齿轮54间歇转动；软连接管56的一端与第二引导管51的输出端接通，其另一端与第三引导管52的输入端接通，第三引导管52固接于焊接头组件6上。焊丝9依次穿过第一引导管50、引导槽59、第二引导管51、软连接管56及第三引导管52，焊丝9最终从第三引导管52伸出。

具体地，齿轮驱动件57驱动上齿轮53转动预设角度后停止，上齿轮53的转动带动下齿轮54相应转动，使得夹持于上下引导槽59内的焊丝9向输出端传送出预设长度的一段焊丝9。

焊丝压紧组件55包括一体连接于引导架49的固定块60、调节螺杆61、抵持片62、两螺栓63、压簧64、下压块65及弹性导管66，固定块60上开设有螺孔，调节螺杆61螺接于此螺孔内，调节螺杆61的下端通过两螺栓63安装有抵持片62，抵持片62可转动地套设于调节螺杆61的下端，压簧64的上端固接于抵持片62上，其下端固接于下压块65上，弹性导管66穿设于第二引导管51 的输入端，下压块65弹性地抵持于弹性导管66上。通过旋转调节螺杆61，可调节压簧64的压缩程度，进而起到作用于弹性导管66上的压力的大小，弹性导管66在压力作用下发生弹性形变而将焊丝9压紧于下方的引导槽59内。

焊丝传送机构4还包括支架67，第三引导管52通过支架67固接于焊接头组件6上。

在本实施例中，第一引导管50、第二引导管51及第三引导管52采用金属管制成。弹性导管66采用弹性软胶管。

请参阅图1及图12，冷却装置包括制冷风机、若干软连接管68及若干出风嘴69，制冷风机安装于机座1上，每一软连接管68的一端与制冷风机的出风端口接通，其另一端与每一出风嘴69接通，每一软连接管68可弯曲成任意形状，以调节出风嘴69的出风口对准待焊接工件组。

电控箱5包括PLC控制器、显示屏70及若干控制按钮71，PLC控制器用于控制自动化热压焊机的生产过程，显示屏70用于显示工作状态和工作参数，若干控制按钮71分别用于控制自动化热压焊机的各种工作状态。

本实用新型自动化热压焊机的工作原理：

将若干待焊接工件组定位于滑动定位机构3上，滑动定位机构3带动若干待焊接工件组移动至若干焊接头组件6的下方，若干待焊接工件组被平均分成若干段，每一焊接头组件6对每一段内的若干待焊接工件组逐一焊接，每焊接完一个待焊接工件组，冷却装置送出冷风以实现焊点的快速凝固，每一焊接头组件6焊接完一个待焊接工件组后，每一焊接头组件6同时上升，滑动定位机构3带动若干待焊接工件组移动预设距离，以对下一个待焊接工件组进行焊接。

综上，本实用新型自动化热压焊机通过设置若干个焊接装置2以及与若干个焊接装置2相滑动配合的滑动定位机构3，可将若干个待焊接工件组定位于滑动定位机构3上，若干个待焊接工件组被平均分成若干段，每一焊接装置2的焊接头组件6对每一段内的若干待焊接工件组逐一焊接，刚焊接完的待焊接工件组在冷却装置的快速冷却下实现焊点的快速凝固。每焊接完一个待焊接工件组，滑动定位机构3相应滑动预设距离，以将下一相邻的待焊接工件组传送至对应的每一焊接头组件6的下方，以供焊接。如此循环的多工位焊接方式可实现放件、焊接、取件流水式作业，有效提高了生产效率。通过电控箱5自动控制焊接动作、焊接时间和焊接温度，每一待焊接工件组上的多个焊点一次完成，焊点凝固快、一致性好、焊接强度高、焊点美观并且操作简单，有效提高了自动化程度。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。