专利名称：一种悬空金丝球焊用工作台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金丝球焊用工作台，更具体地，涉及一种气体传感器气敏芯片悬空状态下金丝球焊用加热及固定的工作台，用于辅助金丝球焊机将气敏芯片与管壳的引脚通过金丝连接固定。
背景技术：
目前气体传感器广泛应用于工业生产、日常生活、环境检测和国防等领域，薄膜型气体传感器以其灵敏度高、响应快，工作温度低等优点成为气体传感器中重要的一员。为了使薄膜型气体传感器气敏芯片周围气体流通顺畅，工作时加热热量不传导给封装管壳底座，气敏芯片可以悬空于封装管壳底座上方。这种悬空设计就给气敏芯片的定位、夹持和加热带来很大困难。采用传统机械夹持方式，则悬空状态芯片定位、装卸、加热和调整困难，易对芯片产生物理损害。为此，如何将气敏芯片与管壳的引脚通过金丝进行悬空固定连接，成为加工的重要难题。
发明内容
发明目的:本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种悬空金丝球焊用工作台。为了解决上述技术问题，本发明公开了一种用于连接气体传感器气敏芯片与管壳的悬空金丝球焊用工作台,包括壳体,壳体内设有中心柱、吸气底座、吸气柱、加热柱、滑块、压块、水平压缩弹簧、竖直压缩弹簧、压盘、压杆、管壳动夹片、管壳静夹片以及静夹片底座；所述吸气底座上设置与外部吸气装置连通的吸气接头，吸气柱下方与吸气底座连通，吸气柱顶部用于放置所述芯片，吸气柱上部外围设有用于加热芯片的芯片加热螺线管；加热柱设置在吸气柱外层，顶部用于放置所述管壳，加热柱上部的外围设有用于加热管壳的管壳加热螺线管；吸气柱顶部高于加热柱顶部；所述中心柱位于壳体中心，中心柱内竖直方向设有十字形竖直滑槽，在竖直滑槽的上部设有水平滑槽；压块位于竖直滑槽内且沿竖直滑槽上下移动，压块底座设为与竖直滑槽适配的十字形，竖直压缩弹簧位于压块下方；滑块位于水平滑槽内且沿水平滑槽水平移动，管壳动夹片位于滑块顶部，滑块通过水平压缩弹簧连接一水平弹簧座；管壳静夹片设置在静夹片底座上方；压块和滑块之间通过互补斜面配合，通过压块的上下移动推动滑块水平移动；管壳动夹片和管壳静夹片位于同一水平面上，且高于加热柱顶部，低于吸气柱顶部；所述压盘嵌套在中心柱外，且与所述压块固定连接，压杆与压盘固定连接，且伸出所述外壳，外壳上设有供压杆上下移动的槽孔。本发明采用吸气方式实现悬于管壳上方的芯片固定，方便拆装，对芯片的物理损害小。使用芯片加热螺线管，芯片加热面积小，升温迅速，控温准确，耗能少。管壳通过加热柱和管壳加热螺线管实现支撑和加热，与芯片加热螺线管可以独立控制温度，满足压焊时对管壳和芯片不同的温度要求。
本发明中，所述吸气柱下部与吸气柱底座为圆形，且两者活动气密连接，吸气柱可在吸气柱底座上旋转；吸气柱底座上设有调节轮，调节轮与吸气柱下部摩擦接触。调节轮与吸气柱下部也可以进一步采用齿轮配合，由调节轮带动吸气柱绕轴线旋转，方便调节芯片方位。本发明中，所述外壳内设有顶升盘，顶升盘中心设有定位孔，中心柱外立面设有与大于定位孔的下凸台，用于支撑顶升盘。顶升盘上方设有拨盘，拨盘分为内外两圈，拨盘外圈设有一个以上与所述管壳形状适配的安放孔，拨盘内圈设有两圈拨孔；所述中心柱端部设有中心柱上凸台，拨盘中心设有与所述中心柱上凸台适配的定位孔；所述压块上设置有竖直的上拨爪和下拨爪，上拨爪和下拨爪上设有斜面，上拨爪和下拨爪分别与拨盘内圈设有两圈拨孔适配，压块位于顶端时，下拨爪位于拨孔内，压块位于底端时，上拨爪位于拨孔内，上拨爪和下拨爪依次插入两圈拨孔，推动拨盘陶中心柱旋转；所述吸气底座与压盘固定连接。拨抓和拨盘协同工作，实现工位自动旋转，把未压焊的管壳送入焊接工位，把焊接完毕的管壳送入成品工位。管壳夹紧，拨盘旋转，气吸加热装置上下同时由控制杆下压和弹起实现，操作方便。吸气柱在拨盘旋转时，巧妙的下降到底盘下方，避开旋转的管壳和拨盘。本发明中，所述顶升盘上方设有顶升凸台，顶升凸台两侧设有斜坡面。在于底盘成品工位处的斜面，实现管壳自动顶升便于抓取。
本发明中，所述顶升盘内设有加热棒。由此可以对拨盘中工作工位以外的工位上的管壳进行预加热，提高工作效率。工作过程:本发明所述气体传感器气敏芯片悬空金丝球焊用工作台放在金丝球焊机下方，通过吸气接头连接吸气泵，通过电缆连接温控加热电源，管壳放置在处顶升工位外的管壳安放孔内；压杆处于最高位置，拨抓的下拨抓处于内圈拨孔内，管壳、管壳安放孔、加热柱和吸气柱轴线重合，加热柱和吸气柱上升到要求高度，动夹片和静夹片夹紧管壳；芯片放置到吸气柱顶端面，拨动调节轮，调节芯片方位；打开吸气泵和加热电源，给管壳和芯片加热；待温度稳定在设置温度时进行金丝球焊。焊接完毕后，关闭吸气泵，下压压杆；压杆带动压盘、压块、拨抓、吸气固定及加热装置、方向调节装置和管壳支承及加热装置下降，加热柱和吸气柱下降到拨盘和管壳下方；压块斜面与滑块斜面作用推动滑块沿着水平滑槽后退，滑块带动动夹片松开管壳；随后拨抓插入外圈拨孔，带动拨盘顺时针旋转；松开压杆，压块及其相连的机构在竖直弹簧作用下上升；拨抓插入内圈拨孔，带动拨盘顺时针旋转，未焊接的管壳转到焊接工位，焊接好的传感器转到顶升工位；随后滑块在水平弹簧作用下回位，动夹片夹紧管壳，加热柱和吸气柱回到原位；放置新的气敏芯片，打开吸气泵，调整芯片方位，取走焊接好的管壳，放置新管壳；带温度稳定在设置温度时进行金丝球焊。如此循环进行焊接，或关闭所有电源停止焊接。有益效果:本发明所述的气体传感器气敏芯片悬空金丝球焊用工作台有益效果在于1、采用吸气固定，实现芯片悬空固定及加热，拆卸及方位调整方便，对芯片的物理伤害小；2、芯片加热面积小，升温迅速，控温准确；3、管壳和芯片的加热和控制分开，可精确加热到各自的最佳焊接温度，提高焊接质量；4、各部件结构及尺寸设计巧妙，使各机构协同工作，自动转换工位，夹持和顶升，装卸方便，提高效率。
图1为实施例局部剖视图。
图2为实施例中联动部件及管壳夹紧装置局部剖视图。图3为实施例中心柱内部结构示意图。图4为实施例管壳夹紧装置结构示意图。图5为实施例等待焊接时管壳的三种工位示意图。图6为实施例中拨盘结构示意图。图7为实施例中加热及测温部件结构示意图。图8为实施例中静夹片座、水平弹簧座和加热棒的安装示意图。图9为实施例中芯片吸气固定、方向调节装置和管壳支承装置组合结构图。图1Oa和图1Ob为实施例中吸气部件结构及连接示意图。图11为实施例中方向调节装置调整前后的示意图。图12为实施例中外壳剖视 图。图13为实施例中中心柱的轴侧示意图。图14为实施例中中心柱结构示意图。图15为实施例所述装置在金丝球焊机上放置位置示意图。
具体实施例方式本发明公开了一种气体传感器气敏芯片悬空金丝球焊用工作台，包括外壳，在外壳中央连接中心柱；所述中心柱内竖直方向设有十字型竖直滑槽，上部设有水平滑槽，并设有两层直径不同的支承台面；所述竖直滑槽内设置压块，所述水平滑槽内设置滑块，所述支撑面大直径处设置顶升盘，所述支撑面小直径处设置拨盘，所述中心柱下部外套压盘；所述压块上设有斜面，所述压块与竖直压缩弹簧、压盘和拨抓连接；所述滑块上设有斜面，所述斜面和压块斜面贴合滑动，所述滑块与水平压缩弹簧和管壳动夹片连接；所述水平压缩弹簧另一端安放在弹簧座上，所述弹簧座通过两根螺钉固定在顶升盘上；所述顶升盘上在焊接工位开有通孔，所述顶升盘在通孔同一径向位置圆周面上连接固定静夹片底座；所述顶升盘在焊接工位的下一工位处设有斜坡面和顶升凸台组成的顶升台阶，所述顶升盘在内部设有两加热棒；所述拨盘上均勾设有内外两圈各10个拨孔，两圈拨孔相错18° ;所述拨盘上均匀设有一圈10个台阶型管壳安放孔，所述安放孔都设有定位缺口 ；所述压盘与压杆、拨抓、吸气固定及加热装置、方向调节装置和管壳支承及加热装置连成一体，在竖直滑槽限制下做上下滑动。所述吸气固定及加热装置包括吸气底座、吸气柱、加热螺线管和热电偶；所述吸气底座设有圆形吸气室，吸气室内下侧面设有水平通孔，所述通孔外侧连接吸气接头，所述接头未与通孔相连的一侧接有吸气管，所述吸气管与吸气泵连接；所述吸气室上侧内壁设有铜制吸气垫圈，所述吸气垫圈与吸气柱形成轴孔配合；所述吸气柱上绕有加热螺线管，所述吸气柱顶部嵌有热电偶。所述方向调节装置，包括吸气柱和调节轮；所述吸气柱下侧圆盘设有摩擦面，所述摩擦面与调节轮上设置的摩擦面相互贴合，所述调节轮中心设有通孔，所述通孔内穿过螺钉将调节轮固定在吸气座上；所述调节轮带动吸气柱绕吸气室中心旋转，所述吸气柱带动顶端的芯片发生方位旋转。所述管壳支承及加热装置包括上盖板、加热柱、加热螺线管和热电偶；所述上盖板与吸气底座连接和加热柱连接，所述加热柱上缠绕加热螺线管，所述加热柱端嵌有热电偶；所述加热柱支承在管壳中央并与管壳腿接触。实施例更具体地说，如图1、图12、图5、图13和图14所示，本实施例所述气体传感器气敏芯片悬空金丝球焊用工作台包括外壳22，在外壳中央通过四根螺钉与中心柱21连接；所述中心柱内竖直方向设有十字型竖直滑槽44，上部设有水平滑槽43，并设有两层直径不同的支承台面，所述中心柱外立面下侧大直径支撑面处设置中心柱下凸台50 ;所述竖直滑槽内设置压块18，所述水平滑槽内设置滑块17，所述中心柱下凸台50上方设置顶升盘14，所述上侧小直径支撑面处设置中心柱上凸台45，所述中心柱上凸台45与拨盘12上设置的定位孔49配合，拨盘12上方设有拨盘限位圈48，所述拨盘限位圈48通过螺纹与中心柱21连接。如图2、图3、图4和图5所不，所述中心柱下部外套压盘23 ;所述压块18上设有斜面，所述压块通过面与面之间的配合和一根螺钉分别和压盘23和拨抓13连接，在压块下侧设有竖直压缩弹簧20 ;所述滑块17上设有斜面，所述斜面和压块18斜面贴合滑动，所述滑块17通过顶部螺钉与带有U形槽的管壳动夹片11连接，在水平后退方向设有水平压缩弹簧16 ;所述水平压缩弹簧16另一端安放在弹簧座15上，所述弹簧座15通过两根螺钉固定在顶升盘14上。如图2、图5和图8所示，所述顶升盘14上在焊接工位开有通孔39，所述顶升盘14在通孔38同一径向位置圆周面上连接固定静夹片底座7 ;所述顶升盘14在焊接工位的下一工位处设有斜坡面27和顶升凸台28组成的顶升台阶，所述顶升盘14在内部设有两加热棒37。如图5和图6所示，所述拨盘12上均匀设有内外两圈各10个拨孔31和32，两圈拨孔31和32相错18° ;所述拨盘12上均匀设有一圈10个台阶型管壳安放孔33，所述安放孔33都设有定位缺口。如图2和图3所示，所述压盘23与压杆19、拨抓13、吸气固定及加热装置、方向调节装置和管壳支承及加热装置连成一体，在竖直滑槽44限制下做上下滑动；如图7、图9和图1Oa和图1Ob所示，所述吸气固定及加热装置，包括吸气底座2、吸气柱3、加热螺线管24和热电偶38 ;所述吸气底座2设有圆形吸气室36，吸气室内下侧面设有水平通孔，所述通孔外侧连接吸气接头I，所述吸气接头I未与通孔相连的一侧接有吸气管41，所述吸气管41与吸气泵连接42 ;所述吸气室36上侧内壁与铜制吸气垫圈35形成过盈气密配合，所述吸气垫圈35与吸气柱形3成轴孔配合；所述吸气柱上绕有加热螺线管24，所述吸气柱3顶部嵌有热电偶38。如图9、图1Oa和图1Ob和图11所示，所述方向调节装置，包括吸气柱3和调节轮4;所述吸气柱下侧圆盘设有摩擦面，所述摩擦面与调节轮上设置的摩擦面相互贴合，所述调节轮中心设有通孔，所述通孔内穿过螺钉将调节轮4固定在吸气底座2上；所述调节轮4带动吸气柱3绕吸气室36中心旋转，所述吸气柱3带动顶端的芯片10发生方位旋转。如图1、图2和图9所示，所述管壳支承及加热装置，包括上盖板5、加热柱6、加热螺线管26和热电偶25 ;所述上盖板5与吸气底座2通过4根螺钉连接，所述上盖板5通过螺纹与加热柱6相接，所述加 热柱6上缠绕加热螺线管26，所述加热柱6端嵌有热电偶25 ；所述加热柱6支承在管壳8中央并与管壳腿34接触。如图7所示，所述加热柱6的加热螺线管26，热电偶25，吸气柱3的加热螺线管24，热电偶38和加热棒37的电线都通过外壳22侧面设有的线孔40与温控盒相连。本实施例的工作原理如下:如图1、图5、图8和图15所示，气体传感器气敏芯片悬空金丝球焊用工作台46放在金丝球焊机47下方，通过吸气管41连接吸气泵42，通过电缆连接温控加热电源，传感器管壳8放置在处顶升工位外的9个带定位缺口的管壳安放孔33内；压杆19处于最高位置，拨抓13的下拨抓处于内圈拨孔31内，管壳8、管壳安放孔33、加热柱6和吸气柱3轴线重合，加热柱6和吸气柱3上升到要求高度，动夹片11和静夹片9夹紧管壳8 ;芯片10放置到吸气柱3顶端面，拨动调节轮3，调节芯片方位；打开吸气泵42和加热电源，给管壳8和芯片10加热；待温度稳定在设置温度时进行金丝球焊。如图2、图3和图5所不焊接完毕后，关闭吸气泵42,下压压杆19 ;压杆19带动压盘23、压块18、拨抓13、吸气固定及加热装置、方向调节装置和管壳支承及加热装置下降，加热柱6和吸气柱3下降到拨盘12和管壳8下方；压块18斜面与滑块17斜面作用推动滑块沿着水平滑槽后退，滑块17带动动夹片11松开管壳；随后拨抓13插入外圈拨孔32，带动拨盘12逆时针旋转18° ;松开压杆19，压块18及其相连的机构在竖直弹簧20作用下上升；拨抓13插入内圈拨孔31，带动拨盘12逆时针旋转18°，未焊接的管壳8由预热工位30转到图4管壳8所在的焊接工位，焊接好的传感器转到顶升工位29 ;随后滑块17在水平弹簧16作用下回位， 动夹片11夹紧管壳，加热柱6和吸气柱3回到原位；放置新的气敏芯片，打开吸气泵42，调整芯片方位，取走焊接好的管壳，放置新管壳；带温度稳定在设置温度时进行金丝球焊。如此循环进行焊接，或关闭所有电源停止焊接。本气体传感器气敏芯片悬空金丝球焊用工作台采用吸气固定，实现芯片悬空固定及加热，拆卸及方位调整方便，对芯片的物理伤害小；芯片加热面积小，升温迅速，控温准确；管壳和芯片的加热和控制分开，可精确加热到各自的最佳焊接温度，提高焊接质量；各部件结构及尺寸设计巧妙，使各机构协同工作，自动转换工位，夹持和顶升，装卸方便，提高效率。本发明提供了一种悬空金丝球焊用工作台的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
权利要求
1.一种用于连接气体传感器气敏芯片与管壳的悬空金丝球焊用工作台，其特征在于，包括壳体，壳体内设有中心柱、吸气底座、吸气柱、加热柱、滑块、压块、水平压缩弹簧、竖直压缩弹簧、压盘、压杆、管壳动夹片、管壳静夹片以及静夹片底座； 所述吸气底座上设置与外部吸气装置连通的吸气接头，吸气柱下方与吸气底座连通，吸气柱顶部用于放置所述芯片，吸气柱上部外围设有用于加热芯片的芯片加热螺线管；力口热柱设置在吸气柱外层，顶部用于放置所述管壳，加热柱上部的外围设有用于加热管壳的管壳加热螺线管；吸气柱顶部高于加热柱顶部； 所述中心柱位于壳体中心，中心柱内竖直方向设有十字形竖直滑槽，在竖直滑槽的上部设有水平滑槽；压块位于竖直滑槽内且沿竖直滑槽上下移动，压块底座设为与竖直滑槽适配的十字形，竖直压缩弹簧位于压块下方；滑块位于水平滑槽内且沿水平滑槽水平移动，管壳动夹片位于滑块顶部，滑块通过水平压缩弹簧连接一水平弹簧座；管壳静夹片设置在静夹片底座上方；压块和滑块之间通过互补斜面配合，通过压块的上下移动推动滑块水平移动；管壳动夹片和管壳静夹片位于同一水平面上，且高于加热柱顶部，低于吸气柱顶部； 所述压盘嵌套在中心柱外，且与所述压块固定连接，压杆与压盘固定连接，且伸出所述外壳，外壳上设有供压杆上下移动的槽孔。
2.根据权利要求1所述的一种悬空金丝球焊用工作台，其特征在于，所述吸气柱下部与吸气柱底座为圆形，且两者活动气密连接，吸气柱可在吸气柱底座上旋转；吸气柱底座上设有调节轮，调节轮与吸气柱下部摩擦接触。
3.根据权利要求1所述的一种悬空金丝球焊用工作台，其特征在于，所述外壳内设有顶升盘，顶升盘上方设有拨盘，拨盘分为内外两圈，拨盘外圈设有一个以上与所述管壳形状适配的安放孔，拨盘内圈设有两圈拨孔；所述中心柱端部设有上凸台，拨盘中心设有与所述上凸台适配的定位孔；所述压块上设置有竖直的上拨爪和下拨爪，上拨爪和下拨爪上设有斜面，上拨爪和下拨爪分别与拨盘内圈设有两圈拨孔适配，压块位于顶端时，下拨爪位于拨孔内，压块位于底端时，上拨爪位于拨孔内，上拨爪和下拨爪依次插入两圈拨孔，推动拨盘陶中心柱旋转；所述吸气 底座与压盘固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种悬空金丝球焊用工作台，其特征在于，所述顶升盘上方设有顶升凸台，顶升凸台两侧设有斜坡面。
5.根据权利要求3所述的一种悬空金丝球焊用工作台，其特征在于，所述顶升盘内设有加热棒。
全文摘要
本发明公开了一种用于连接气体传感器气敏芯片与管壳的悬空金丝球焊用工作台，包括壳体，壳体内设有中心柱、吸气底座、吸气柱、加热柱、滑块、压块、水平压缩弹簧、竖直压缩弹簧、压盘、压杆、管壳动夹片、管壳静夹片以及静夹片底座；所述吸气底座上设置与外部吸气装置连通的吸气接头，吸气柱下方与吸气底座连通，吸气柱顶部用于放置所述芯片，吸气柱上部外围设有用于加热芯片的芯片加热螺线管；加热柱设置在吸气柱外层，顶部用于放置所述管壳，加热柱上部的外围设有用于加热管壳的管壳加热螺线管；吸气柱顶部高于加热柱顶部。本发明采用吸气固定，实现芯片悬空固定及加热，拆卸及方位调整方便，对芯片的物理伤害小。
文档编号B23K37/047GK103240561SQ201310155619
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者殷晨波, 杨柳, 张子立, 朱斌, 吴礼峰 申请人:南京工业大学