一種插件方法
【專利摘要】為克服現(xiàn)有PCBA組裝技術(shù)中機(jī)械化自動(dòng)插裝元器件時(shí)因震動(dòng)造成的PCBA可靠性缺陷以及易造成元器件脫落問題；或因彎腳而造成的空洞、虛焊等問題，本發(fā)明提供了一種PCB板或PCBA插件方法，包括采用插件機(jī)在PCB板或PCBA上插裝元器件，其特征在于，所述PCB板或PCBA設(shè)置于彈性體上；所述彈性體的邵氏硬度為10?50，拉伸強(qiáng)度為5?40kg/cm2，斷裂伸長率為300?700％，撕裂強(qiáng)度為5?30kg/cm。采用本發(fā)明提供的方法插裝元器件時(shí)，可使元器件在不彎曲的狀態(tài)下有效的定位于PCB板或PCBA上的通孔內(nèi)，減少因元器件腳彎曲而造成的空焊、半焊等焊接品質(zhì)問題。同時(shí)，上述彈性體可有效的吸收插件機(jī)碰撞PCB板或PCBA而產(chǎn)生的振動(dòng)，避免因震動(dòng)造成的PCBA可靠性缺陷以及元器件脫落。
【專利說明】一種插件方法
[0001]本申請以2015年I月19日提交的申請?zhí)枮镃N201510024606.3，名稱為“一種插件方法”以及2015年2月10日提交的申請?zhí)枮镃N201510070500.7，名稱為“一種插件方法”的中國發(fā)明專利申請為基礎(chǔ)，并要求其優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種插件方法。
【背景技術(shù)】
[0003]在電子制造業(yè)界，通孔焊接工藝歷史悠久，其高強(qiáng)度的焊接可靠性是其他焊接工藝無法比擬與超越的，在電子產(chǎn)品制造工程中發(fā)揮著重要作用，是電子制造工藝中不可或缺的工藝之一。而將元器件插裝到PCB(Printed Circuit Board，印制電路板)板是通孔焊接工藝中的一個(gè)關(guān)鍵步驟之一。
[0004]在整個(gè)的PCBA(Printed Circuit Board Assembly)裝配過程中，通常都是在做完SMT(表面貼裝技術(shù)，Surface Mount Technology)工藝后再做通孔焊接工藝。
[0005]以往的元器件插裝都是通過人工來實(shí)現(xiàn)的，隨著自動(dòng)化程度的提高，采用機(jī)械化自動(dòng)插裝元器件逐步得到普及，同時(shí)大大提高了效率。
[0006]但是，在通孔焊接工藝的機(jī)械化自動(dòng)插裝元器件時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)對SMT貼裝好的元器件及PCB內(nèi)部的精密線路造成嚴(yán)重的安全隱患，嚴(yán)重影響PCBA的可靠性，甚至使貼裝好的元器件脫落。
[0007]為將元器件固定，常規(guī)的方法是將元器件腳順著PCBA的焊接面進(jìn)行彎曲，然而該方法極易對元器件孔壁的金屬化層造成破壞，同時(shí)還易造成空洞、虛焊等一系列焊接品質(zhì)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械化自動(dòng)插裝元器件時(shí)易造成元器件脫落或空洞、虛焊的問題，提供一種插件方法。
[0009]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0010]提供一種插件方法，包括采用插件機(jī)在PCB板或PCBA上插裝元器件，所述PCB板或PCBA設(shè)置于彈性體上；所述彈性體的邵氏硬度為10-50，拉伸強(qiáng)度為5-40kg/cm2，斷裂伸長率為300-700%，撕裂強(qiáng)度為5-30kg/cm。
[0011 ] 采用本發(fā)明提供的插件方法進(jìn)行插件時(shí)，先將上述彈性體置于PCB板或PCBA的底部，然后采用插件機(jī)在PCB板或PCBA上進(jìn)行自動(dòng)插裝元器件。此時(shí)，元器件針腳穿過PCB上的通孔插入PCB板或PCBA下方的彈性體上。
[0012]由于所述彈性體的邵氏硬度為10-50，拉伸強(qiáng)度為5-40kg/cm2，斷裂伸長率為300-700%,撕裂強(qiáng)度為5-30kg/cm。此時(shí)，該彈性體可有效緩沖和吸收插件機(jī)所帶來的的沖擊力和震動(dòng)，避免PCB板或PCBA出現(xiàn)明顯震動(dòng)，從而防止已插裝好的元器件發(fā)生脫落。同時(shí)，由于該彈性體具有合適的力學(xué)性能，可使元器件的針腳穩(wěn)定的插入彈性體內(nèi)部，使元器件穩(wěn)定的固定于彈性體上。此時(shí)，無需彎折元器件的針腳，可有效的避免在后續(xù)焊接過程中出現(xiàn)空洞、虛焊等問題。
[0013]在整個(gè)PCB的插件工序完成后，將PCB板或PCBA與彈性體分離，即可將元器件從彈性體內(nèi)取出，同時(shí)元器件仍位于PCB板或PCBA的通孔內(nèi)。最后可直接進(jìn)入焊接工藝階段。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0015]本發(fā)明提供的插件方法包括采用插件機(jī)在PCB板或PCBA上插裝元器件，所述PCB板或PCBA設(shè)置于彈性體上；所述彈性體的邵氏硬度為10-50，拉伸強(qiáng)度為5-40kg/cm2，斷裂伸長率為300-700%，撕裂強(qiáng)度為5-30kg/cm。
[0016]本發(fā)明中，在PCB板或PCBA上插裝元器件時(shí)所采用的插件機(jī)可以為本領(lǐng)域所常用的各種插件機(jī)，本發(fā)明中對插件機(jī)的具體種類和結(jié)構(gòu)沒有特殊限制，例如，插件機(jī)可采用如中國專利CN203206665U中所公開的插件機(jī)，也可采用中國專利CN104010449A所公開的插件機(jī)。
[0017]通常，插件機(jī)上具有用于放置PCB板或PCBA的平臺。使用時(shí)，PCB板或PCBA放置于該平臺上，插件機(jī)夾持元器件插入PCB板或PCBA上相應(yīng)的通孔內(nèi)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，先將彈性體設(shè)置于上述用于放置PCB板或PCBA的平臺上，然后將PCB板或PCBA放置于該彈性體上即可。
[0019]本發(fā)明中，上述彈性體用于吸收插件機(jī)插件時(shí)帶來的沖擊和振動(dòng)，避免已插裝好的元器件脫落。同時(shí)，該彈性體供元器件的針腳插入，并可固定元器件，進(jìn)一步避免元器件的脫落。
[0020]然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，元器件插裝與PCB板或PCBA的通孔內(nèi)，在后續(xù)焊接過程中，元器件的針腳焊接固定于PCB板或PCBA上并與PCB板或PCBA上的相應(yīng)線路導(dǎo)通。而元器件的針腳由特定材料制成，易彎折。若彈性體的力學(xué)性能不合適，不僅無法有效固定元器件，反而易使元器件針腳發(fā)生彎折而帶來隱患。
[0021]為實(shí)現(xiàn)上述目的，
【申請人】通過大量實(shí)驗(yàn)研究元器件針腳力學(xué)性能后，根據(jù)元器件針腳力學(xué)性能特點(diǎn)，針對性的進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)彈性體的邵氏硬度為10-50，拉伸強(qiáng)度為5-40kg/cm2，斷裂伸長率為300-700 %，撕裂強(qiáng)度為5-30kg/cm時(shí)，彈性體一方面可有效的起到緩沖和減震作用，另一方面可有效的固定元器件，避免針腳發(fā)生彎折。同時(shí)，具有上述力學(xué)性能的彈性體可反復(fù)多次使用，使用壽命長。
[0022]
【申請人】在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，若彈性體硬度過高，極易導(dǎo)致元器件無法有效插入彈性體或?qū)е略骷樐_發(fā)生彎折。若彈性體硬度過低，將導(dǎo)致無法有效的固定元器件，元器件仍易脫落。
[0023]同時(shí)，若彈性體拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度過高，不利于元器件的插入及固定，反之，若彈性體的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度過低，元器件在插入過程中易戳破彈性體，使元器件無法有效固定。
[0024]另外，若彈性體斷裂伸長率過高，其緩沖和減震效果較差，同時(shí)不利于元器件的插入，反之，若彈性體斷裂伸長率過低，其緩沖和減震效果同樣較差。
[0025]本發(fā)明中，優(yōu)選情況下，所述彈性體的針入度為3-8mm，更優(yōu)選為所述彈性體的針入度為4-6mm。此時(shí)，彈性體可更有效的將元器件固定，并且具有較高的使用壽命。上述針入度可通過現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)方法測試得到，例如可通過GB/T 4509-2010規(guī)定的測試方法和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。
[0026]根據(jù)本發(fā)明，為實(shí)現(xiàn)更好的緩沖、減震效果，且更利于對元器件的固定，優(yōu)選情況下，所述彈性體的邵氏硬度為20-40，拉伸強(qiáng)度為10-30kg/cm2，斷裂伸長率為400-600%，撕裂強(qiáng)度為10-20kg/cm。
[0027]本發(fā)明中，上述邵氏硬度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率和撕裂強(qiáng)度均通過本領(lǐng)域常用的方法和標(biāo)準(zhǔn)測試得到，例如，按照ASTM D2240的標(biāo)準(zhǔn)測試邵氏硬度(單位為Aore A)，按照ASTM D412的標(biāo)準(zhǔn)測試邵氏硬度(單位為kg/cm2)，按照ASTM D412的標(biāo)準(zhǔn)測試邵氏硬度(單位為％ )，按照ASTM D624的標(biāo)準(zhǔn)測試邵氏硬度(單位為kg/cm)。
[0028]同時(shí)，由于在PCB板或PCBA上插裝元器件時(shí)，元器件和PCB板或PCBA均為電器元件。為避免插裝過程中產(chǎn)生的靜電等因素對元器件產(chǎn)生負(fù)面作用甚至損傷，優(yōu)選情況下，所述彈性體的電阻率為16-1O9 Ω.Mo
[0029]本發(fā)明中，上述彈性體的材質(zhì)可采用現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的各種，只需其力學(xué)性能滿足前述條件即可，例如SEBS、SBS、EBS、尼龍、TPE、TPR、TPU、硅膠中的一種或多種。
[0030]如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉的，同一種材質(zhì)的彈性體，通過調(diào)整原料組成及成型工藝可對其力學(xué)性能產(chǎn)生不同影響，本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過對原料組成及成型工藝的調(diào)整使彈性體的力學(xué)性能落入上述范圍內(nèi)即可。例如，可采用SEBS (氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)為原料。制備時(shí)，可先將原料在50°C的熱風(fēng)式料斗內(nèi)干燥2-4h。然后進(jìn)行注射成型，具體注射成型工藝條件可以為:進(jìn)料端溫度150-160°C，中段溫度170-180°C，前段溫度180-200°C，噴嘴溫度180-200°C，模具溫度30-40°C。注射成型時(shí)，注射壓力根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)及產(chǎn)品形狀尺寸而有所不同，一般而言，能使物料剛好平滑的填滿模腔的壓力即已足夠。根據(jù)產(chǎn)品不同的尺寸和表面積，注射壓力可調(diào)校在30-60bar。
[0031]根據(jù)本發(fā)明，對于上述彈性體的厚度沒有特殊限制，在保證實(shí)現(xiàn)上述目的的前提下，較薄的厚度利于減小原料的消耗，從而降低成本。具體的，所述彈性體的厚度優(yōu)選為1-6mmο
[0032]根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步的，為更好的將彈性體連同PCB板或PCBA固定于插件機(jī)的平臺上，避免在插裝元器件時(shí)，彈性體帶動(dòng)PCB板或PCBA在插件機(jī)的平臺產(chǎn)生水平位移而影響插件操作。優(yōu)選情況下，彈性體的下表面(與平臺接觸的表面)為光滑面，其具有非常低的表面粗糙度，利于彈性體在平臺上的固定。同時(shí)，在插件操作完成后，為利于PCB板或PCBA與彈性體分離，優(yōu)選情況下，彈性體的上表面(與PCB板或PCBA接觸的表面)為毛面，具有相對較高的表面粗糙度。即，所述彈性體的上表面粗糙度大于下表面粗糙度。
[0033]通過上述方法完成插裝元器件操作后，將PCB板或PCBA與彈性體分離即可。后續(xù)可按常規(guī)操作對PCB板或PCBA和插裝于PCB板或PCBA上的元器件進(jìn)行焊接即可。
[0034]以下通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0035]實(shí)施例1
[0036]本實(shí)施例用于說明本發(fā)明公開的插件方法。
[0037]采用SEBS彈性體，其邵氏硬度為10，拉伸強(qiáng)度為5kg/cm2，斷裂伸長率為300 %，撕裂強(qiáng)度為5kg/cm，電阻率為16 Ω.M，針入度為4.2_。彈性體厚度為2_。
[0038]將上述彈性體置于插件機(jī)用于放置PCB板的平臺上，然后將PCB板置于該彈性體上，并定位。啟動(dòng)插件機(jī)進(jìn)行自動(dòng)插件操作。
[0039]插件完成后，將彈性體與PCB板分離，觀察元器件插裝準(zhǔn)確，元器件無脫落，元器件針腳無彎折。
[0040]實(shí)施例2
[0041]本實(shí)施例用于說明本發(fā)明公開的插件方法。
[0042]采用尼龍彈性體，其邵氏硬度為50，拉伸強(qiáng)度為40kg/cm2，斷裂伸長率為700 %，撕裂強(qiáng)度為30kg/cm，電阻率為19 Ω.M，針入度為4.8_。彈性體厚度為4_。
[0043]將上述彈性體置于插件機(jī)用于放置PCB板的平臺上，然后將PCB板置于該彈性體上，并定位。啟動(dòng)插件機(jī)進(jìn)行自動(dòng)插件操作。
[0044]插件完成后，將彈性體與PCB板分離，觀察元器件插裝準(zhǔn)確，元器件無脫落，元器件針腳無彎折。
[0045]實(shí)施例3
[0046]本實(shí)施例用于說明本發(fā)明公開的插件方法。
[0047]采用SEBS彈性體，其邵氏硬度為20，拉伸強(qiáng)度為15kg/cm2，斷裂伸長率為400%，撕裂強(qiáng)度為lOkg/cm，電阻率為18 Ω.M，針入度為4.5_。彈性體厚度為5_。
[0048]將上述彈性體置于插件機(jī)用于放置PCB板的平臺上，然后將PCB板置于該彈性體上，并定位。啟動(dòng)插件機(jī)進(jìn)行自動(dòng)插件操作。
[0049]插件完成后，將彈性體與PCB板分離，觀察元器件插裝準(zhǔn)確，元器件無脫落，元器件針腳無彎折。
[0050]實(shí)施例4
[0051]本實(shí)施例用于說明本發(fā)明公開的插件方法。
[0052]采用SEBS彈性體，其邵氏硬度為40，拉伸強(qiáng)度為30kg/cm2，斷裂伸長率為600%，撕裂強(qiáng)度為20kg/cm，電阻率為17 Ω.M，針入度為4.2_。彈性體厚度為6_。
[0053]將上述彈性體置于插件機(jī)用于放置PCB板的平臺上，然后將PCB板置于該彈性體上，并定位。啟動(dòng)插件機(jī)進(jìn)行自動(dòng)插件操作。
[0054]插件完成后，將彈性體與PCB板分離，觀察元器件插裝準(zhǔn)確，元器件無脫落，元器件針腳無彎折。
[0055]對比例I
[0056]本對比例用于對比說明本發(fā)明公開的插件方法。
[0057]采用SEBS彈性體，其邵氏硬度為80，拉伸強(qiáng)度為5kg/cm2，斷裂伸長率為300%，撕裂強(qiáng)度為5kg/cm，電阻率為16 Ω.Mo彈性體厚度為2_。
[0058]將上述彈性體置于插件機(jī)用于放置PCB板的平臺上，然后將PCB板置于該彈性體上，并定位。啟動(dòng)插件機(jī)進(jìn)行自動(dòng)插件操作。
[0059]插件完成后，將彈性體與PCB板分離，觀察元器件插裝準(zhǔn)確，元器件部分脫落，元器件針腳大量彎折。彈性體表面完好。
[0060] 對比例2
[0061 ] 本對比例用于對比說明本發(fā)明公開的插件方法。
[0062]采用SEBS彈性體，其邵氏硬度為2，拉伸強(qiáng)度為5kg/cm2，斷裂伸長率為300%，撕裂強(qiáng)度為5kg/cm，電阻率為16 Ω.Mo彈性體厚度為2_。
[0063]將上述彈性體置于插件機(jī)用于放置PCB板的平臺上，然后將PCB板置于該彈性體上，并定位。啟動(dòng)插件機(jī)進(jìn)行自動(dòng)插件操作。
[0064]插件完成后，將彈性體與PCB板分離，觀察元器件插裝準(zhǔn)確，元器件部分脫落，元器件針腳無彎折。彈性體表面完好。
[0065]對比例3
[0066]本對比例用于對比說明本發(fā)明公開的插件方法。
[0067]采用SEBS彈性體，其邵氏硬度為10，拉伸強(qiáng)度為5kg/cm2，斷裂伸長率為1000%，撕裂強(qiáng)度為5kg/cm，電阻率為16 Ω.Mo彈性體厚度為2_。
[0068]將上述彈性體置于插件機(jī)用于放置PCB板的平臺上，然后將PCB板置于該彈性體上，并定位。啟動(dòng)插件機(jī)進(jìn)行自動(dòng)插件操作。
[0069]插件完成后，將彈性體與PCB板分離，觀察元器件插裝準(zhǔn)確，元器件部分脫落，元器件針腳無彎折。彈性體表面完好。
[0070]對比例4
[0071 ] 本對比例用于對比說明本發(fā)明公開的插件方法。
[0072]采用SEBS彈性體，其邵氏硬度為10，拉伸強(qiáng)度為5kg/cm2，斷裂伸長率為100 %，撕裂強(qiáng)度為5kg/cm，電阻率為16 Ω.Mo彈性體厚度為2_。
[0073]將上述彈性體置于插件機(jī)用于放置PCB板的平臺上，然后將PCB板置于該彈性體上，并定位。啟動(dòng)插件機(jī)進(jìn)行自動(dòng)插件操作。
[0074]插件完成后，將彈性體與PCB板分離，觀察元器件插裝準(zhǔn)確，元器件部分脫落，元器件針腳無彎折。彈性體表面完好。
[0075]對比例5
[0076]本對比例用于對比說明本發(fā)明公開的插件方法。
[0077]采用SEBS彈性體，其邵氏硬度為10，拉伸強(qiáng)度為60kg/cm2，斷裂伸長率為300%，撕裂強(qiáng)度為50kg/cm，電阻率為16 Ω.Mo彈性體厚度為2mm。
[0078]將上述彈性體置于插件機(jī)用于放置PCB板的平臺上，然后將PCB板置于該彈性體上，并定位。啟動(dòng)插件機(jī)進(jìn)行自動(dòng)插件操作。
[0079]插件完成后，將彈性體與PCB板分離，觀察元器件插裝準(zhǔn)確，元器件部分脫落，元器件針腳部分彎折。彈性體表面完好。
[0080]對比例6
[0081 ] 本對比例用于對比說明本發(fā)明公開的插件方法。
[0082]采用SEBS彈性體，其邵氏硬度為10，拉伸強(qiáng)度為lkg/cm2，斷裂伸長率為300%，撕裂強(qiáng)度為lkg/cm，電阻率為16 Ω.Mo彈性體厚度為2mm。
[0083]將上述彈性體置于插件機(jī)用于放置PCB板的平臺上，然后將PCB板置于該彈性體上，并定位。啟動(dòng)插件機(jī)進(jìn)行自動(dòng)插件操作。
[0084]插件完成后，將彈性體與PCB板分離，觀察元器件插裝準(zhǔn)確，元器件無脫落，元器件針腳無彎折。彈性體表面出現(xiàn)大量元器件針腳穿刺后產(chǎn)生的破損。
[0085]對比上述實(shí)施例和對比例可知，不同材質(zhì)的彈性體，只需其力學(xué)性能滿足本發(fā)明的要求，均可達(dá)到本發(fā)明的目的和效果。而若彈性體硬度過高，極易導(dǎo)致元器件無法有效插入彈性體或?qū)е略骷樐_發(fā)生彎折。若彈性體硬度過低，將導(dǎo)致無法有效的固定元器件，元器件仍易脫落。
[0086]同時(shí)，若彈性體拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度過高，不利于元器件的插入及固定，反之，若彈性體的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度過低，元器件在插入過程中易戳破彈性體，使元器件無法有效固定。
[0087]另外，若彈性體斷裂伸長率過高，其緩沖和減震效果較差，同時(shí)不利于元器件的插入，反之，若彈性體斷裂伸長率過低，其緩沖和減震效果同樣較差。
[0088]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種插件方法，包括采用插件機(jī)在PCB板或PCBA上插裝元器件，其特征在于，所述PCB板或PCBA設(shè)置于彈性體上； 所述彈性體的邵氏硬度為10-50，拉伸強(qiáng)度為5-40kg/cm2，斷裂伸長率為300-700 %，撕裂強(qiáng)度為5-30kg/cm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插件方法，其特征在于，所述彈性體的電阻率為106-1O9Ω.m03.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插件方法，其特征在于，所述彈性體的針入度為3-8mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插件方法，其特征在于，所述彈性體的上表面粗糙度大于下表面粗糙度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插件方法，其特征在于，所述彈性體的厚度為l_6mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的插件方法，其特征在于，所述彈性體的邵氏硬度為20-40，拉伸強(qiáng)度為10-30kg/cm2，斷裂伸長率為400-600%，撕裂強(qiáng)度為10_20kg/cm。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的插件方法，其特征在于，所述彈性體的電阻率為107-1O8Ω.Mo8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的插件方法，其特征在于，所述彈性體的針入度為4-6mm。9.根據(jù)權(quán)利要求1_5、7、8中任意一項(xiàng)所述的插件方法，其特征在于，所述彈性體選自SEBS、SBS、EBS、尼龍、TPE、TPR、TPU、硅膠中的一種或多種。
【文檔編號】H05K3/30GK106034384SQ201510109537
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月13日
【發(fā)明人】嚴(yán)永農(nóng)
【申請人】深圳市堃琦鑫華股份有限公司