一种对准治具的制作方法
【专利摘要】本发明为一种对准治具，包括环形框，环形框上设置有用于固定包含电路板阵列的背衬的定位机构，环形框上位于定位机构的上方设置有调节压电阵元的调节机构，环形框的顶部上方设置有用于压紧压电阵元和背衬的压紧机构。该对准治具解决电路板与压电阵元的对准问题，该对准治具操作简单，定位精确。
【专利说明】
一种对准治具
技术领域
[0001]本发明涉及电路板连接技术领域，尤其涉及一种用于压电阵元与电路板精确对准的对准治具。
【背景技术】
[0002]在全接线式超声探头的制备过程中，压电阵元通过电路板与电缆连接，形成连接回路，而压电阵元与电路板可以有两种连接方式:一、在每个阵元上焊线，压电阵元通过焊线与电路板连接，采用这种连接方式，当压电阵元的阵元数较多时，焊接将会很难进行，且耗时较长，不利于批量生产;二、多个电路板组成与压电阵元的各个阵元一一对应的阵列，该阵列与压电阵元相互对准，电路板上的端头与压电阵元形成电连接，第二种连接方式比第一种连接方式操作简单，有利于批量生产，但是采用第二种连接方式，当压电体的阵元数较多时，每个压电阵元较小，电路板很难与压电阵元精确对准，稍有错位，就会导致大量的阵元跟电路板不能导通，使超声探头报废，因此，解决电路板与压电阵元的对准问题是第二种连接方式顺利实施的关键。
[0003]由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种对准治具，以解决电路板与压电阵元的对准问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种对准治具，解决电路板与压电阵元的对准问题，该对准治具操作简单，定位精确。
[0005]本发明的目的是这样实现的，一种对准治具，所述对准治具包括环形框，所述环形框上设置有用于固定包含电路板阵列的背衬的定位机构，所述环形框上位于所述定位机构的上方设置有调节压电阵元的调节机构，所述环形框的顶部上方设置有用于压紧所述压电阵元和所述背衬的压紧机构。
[0006]在本发明的一较佳实施方式中，所述环形框包括自上而下能拆卸地连接的、水平设置的第一环形框和第二环形框，所述第二环形框的侧壁上穿设所述定位机构，所述第一环形框的侧壁上穿设所述调节机构，所述第一环形框的顶部上方设置所述压紧机构。
[0007]在本发明的一较佳实施方式中，所述第一环形框和所述第二环形框均为矩形框结构。
[0008]在本发明的一较佳实施方式中，所述定位机构包括所述第二环形框内腔的相对两侧壁上分别设置的支撑梯台，与两个支撑梯台相邻的所述第二环形框的一侧壁上设置有第二贯通螺孔，所述第二贯通螺孔中穿设有定位螺杆，所述定位螺杆位于所述第二环形框内腔中的一端铰接有定位块。
[0009]在本发明的一较佳实施方式中，所述调节机构至少包括穿设于所述第一环形框各侧壁上的、且位于同一水平位置设置的对准杆结构。
[0010]在本发明的一较佳实施方式中，各所述对准杆结构至少包括穿设于所述第一环形框的侧壁上的对准螺杆，所述对准螺杆位于所述第一环形框内腔中的一端铰接有对准块，所述第一环形框的侧壁上设置有穿设所述对准螺杆的第一贯通螺孔。
[0011 ]在本发明的一较佳实施方式中，各所述对准杆结构还包括两个位于所述对准螺杆两侧的、且与所述对准螺杆平行设置的辅助杆，各所述辅助杆能滑动地穿过所述第一环形框的侧壁，所述辅助杆位于所述第一环形框内腔中的一端固定连接于所述对准块上，所述辅助杆的另一端固定连接有辅助杆端块。
[0012]在本发明的一较佳实施方式中，所述辅助杆上位于所述第一环形框的侧壁外侧的位置套设有弹簧，所述弹簧的一端抵靠于所述第一环形框的外侧壁上，所述弹簧的另一端抵靠于所述辅助杆端块上。
[0013]在本发明的一较佳实施方式中，所述压紧机构包括竖直设置的支撑架，所述支撑架上穿设有竖直设置的压紧螺杆。
[0014]在本发明的一较佳实施方式中，所述支撑架包括沿所述第一环形框的一对角线设置的支撑横梁，所述支撑横梁架设于两个支撑竖梁上，所述支撑竖梁的底部固定于所述第一环形框上;所述支撑横梁上设置有穿设所述压紧螺杆的第三贯通螺孔。
[0015]由上所述，本发明提供的一种对准治具，利用环形框固定包含有电路板阵列的背衬和需要与电路板阵列电连接的压电阵元，环形框上连接有对准杆结构，对准杆结构能够移动调整压电阵元，达到使其与电路板精确对准的目的并实现背衬上的压电阵元水平方向上的稳固定位，同时环形框上设置的压紧机构能够将压电阵元压紧在背衬的上方，实现压电阵元在竖直方向上的压紧稳固，避免二者之间的导电胶凝固过程中压电阵元与电路板阵列发生偏移;本发明的对准杆结构中设置弹簧，能够对调节过程起到缓冲作用，有利于压电阵元的精确调整;本发明的对准治具结构简单，操作方便，能够兼容不同尺寸、不同阵元数目的压电阵元，例如56阵元、80阵元、128阵元、256阵元等，有利于广泛推广使用。
【附图说明】
[0016]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中:
[0017]图1a:为本发明的对准治具的结构示意图。
[0018]图1b:为本发明的对准治具的爆炸图。
[0019]图2a:为本发明的第一环形框的结构示意图。
[0020]图2b:为本发明的第二环形框的结构示意图。
[0021]图3:为本发明的对准杆结构的结构示意图。
[0022]图中:
[0023]100、对准治具；1、环形框；11、第一环形框；111、第一贯通螺孔；112、辅助杆通孔；113、对准台阶部；12、第二环形框;121、支撑梯台；122、第二贯通螺孔;21、定位螺杆;211、手柄；22、定位块;3、对准杆结构；31、对准螺杆;311、对准螺杆手柄;32、对准块;33、辅助杆；331、辅助杆端块;34、弹簧;4、支撑架;40、压紧螺杆;401、压紧螺杆手柄;41、支撑横梁;411、第三贯通螺孔;42、支撑竖梁;421、连接底座;8、压电阵元;9、背衬;91、台阶部。
【具体实施方式】
[0024]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】。
[0025]如图la、图1b所示，本发明提供的一种对准治具100，包括环形框I，环形框I上设置有用于固定包含电路板阵列的背衬9的定位机构，在本实施方式中，多个电路板形成的电路板阵列与背衬9通过浇注成型，使得电路板与压电阵元8对准的端头(现有技术，图中未示出)形成与压电阵元8—一对应的阵列，再将该浇注表面抛光，露出端头阵列(铜芯阵列，现有技术，图中未示出)，端头铜芯阵列与压电阵元8的连接实现了电路板与压电阵元8的电连接;环形框I上位于定位机构的上方设置有调节压电阵元8的调节机构，环形框I的顶部上方设置有用于压紧压电阵元8和背衬9的压紧机构。背衬9被定位机构固定在环形框I中，压电阵元8和背衬9要贴合的平面(压电阵元8的底面和背衬9的顶面)上均涂覆导电胶，压电阵元8放置在背衬9上，通过调节机构调整压电阵元8位置，使其与背衬9上的电路板阵列对准，对准后使用压紧机构将压电阵元8压紧固定在背衬9上，直到导电胶凝固。本发明的对准治具100定位准确，结构简单，操作方便，适用范围广，有利于推广使用。
[0026]进一步，如图1b、图2a、图2b所示，在本实施方式中，环形框I包括自上而下能拆卸地连接的、水平设置的第一环形框11和第二环形框12，第一环形框11和第二环形框12通过侧壁上的连接螺钉固定连接;第二环形框12的侧壁上穿设定位机构，第一环形框11的侧壁上穿设调节机构，第一环形框11的顶部上方设置有压紧机构。在本实施方式中，第一环形框11和第二环形框12均为矩形框结构。环形框I也可以是一个整体的框架，还可以是纵向剖开的能够对接成一个整体的两个半框结构。
[0027]进一步，如图lb、图2b所示，定位机构包括第二环形框12内腔的相对两侧壁上分别设置的支撑梯台121，与两个支撑梯台121相邻的第二环形框12的一侧壁上设置有第二贯通螺孔122，第二贯通螺孔122中穿设有定位螺杆21，定位螺杆21位于第二环形框12内腔中的一端铰接有定位块22，定位螺杆21旋转向第二环形框12内腔移动的同时，定位螺杆21位于第二环形框12内腔中的一端推动定位块22移动，为避免定位块22的转动，定位块22的底部置于第二环形框12下方的工作平台(现有技术，图中未示出)上或者人工手扶;定位块22还可以直接放置于第二环形框12内腔中，定位块22的底部置于第二环形框12下方的工作平台(现有技术，图中未示出)上，定位块22靠近定位螺杆21的一侧设置凹槽，定位螺杆21位于第二环形框12内腔中的一端能够进入抵靠于凹槽中，定位螺杆21旋转向第二环形框12内腔移动的同时推动定位块22移动，背衬9与压电阵元8连接结束后，定位螺杆21旋转外移，定位块22通过人工操作外移。背衬9的两侧设置有与支撑梯台121匹配的贯通的台阶部91，以使背衬9的台阶部91搭放在第二环形框12两侧的支撑梯台121上，防止背衬9上下移动。旋转定位螺杆21推动定位块22移动，实现第二环形框12内腔中背衬9的固定。为了方便操作，定位螺杆21位于第二环形框12外侧的一端固定连接有手柄211。
[0028]进一步，如图1b所示，调节机构至少包括穿设于第一环形框11各侧壁上的、且位于同一水平位置设置的对准杆结构3。在本实施方式中，第一环形框11和第二环形框12均为矩形框结构，对准杆结构3的数量为4个。4个对准杆结构3的设置，保证压电阵元8的位置可以精确调整，且实现压电阵元8在水平方向上的稳固定位。
[0029]如图lb、图2a、图3所示，各对准杆结构3至少包括穿设于第一环形框11的侧壁上的对准螺杆31，对准螺杆31位于第一环形框11内腔中的一端铰接有对准块32，第一环形框11的侧壁上设置有穿设对准螺杆31的第一贯通螺孔111。在本实施方式中，对准块32为规则的长方体结构，压电阵元8放置于背衬9的顶面上，对准块32的底面也与背衬9的顶面相贴合，以保证对准块32能够推动压电阵元8平行移动，对准块32远离对准螺杆31的侧面与压电阵元8的侧面相抵靠，旋转对准螺杆31使其端部的对准块32沿背衬9的顶面水平移动，通过多个对准块32的调节移动调整压电阵元8在背衬9顶面的位置。如图2b所示，为了便于对准块32安装、推进，第一环形框11的内腔侧壁上设置有对准台阶部113，对准台阶部113的上表面与对准块32的底面相贴合。为了便于对准螺杆31的操作，对准螺杆31位于第一环形框11外侧的一端固定连接有对准螺杆手柄311。
[0030]进一步，如图1b、图2a、图3所示，每个对准杆结构3还包括两个位于对准螺杆31两侧的、且与对准螺杆31平行设置的辅助杆33，各辅助杆33能滑动地穿过第一环形框11的侧壁，辅助杆33位于第一环形框11内腔中的一端固定连接于对准块32上，辅助杆33位于第一环形框11外侧的另一端固定连接有辅助杆端块331。第一环形框11的侧壁设置有用于穿设辅助杆33的辅助杆通孔112。辅助杆33能够避免对准块32相对对准螺杆31转动，能够使对准块32的调整动作更加平稳。对准螺杆31的两侧分别设置辅助杆33，保证了对准块32在对准螺杆31的推动下两侧移动量相同，避免对准块32倾斜移动。
[0031]进一步，如图lb、图3所示，辅助杆33上位于第一环形框11的侧壁外侧的位置套设有弹簧34，弹簧34的一端抵靠于第一环形框11的外侧壁上，弹簧34的另一端抵靠于辅助杆端块331上。旋转对准螺杆31推动对准块32向第一环形框11内侧移动时，弹簧34被压紧，弹簧34压紧的反作用力作用于辅助杆端块331上，进而传递到对准块32上，促使对准块32能够平稳缓慢地推动压电阵元8移动，有助于压电阵元8与背衬9上的电路板阵列的精确对准。
[0032]进一步，如图1a、图1b所示，压紧机构包括竖直设置的支撑架4，支撑架4上穿设有竖直设置的压紧螺杆40，为方便操作，压紧螺杆40的顶端连接有压紧螺杆手柄401。在本实施方式中，支撑架4包括沿第一环形框11的一对角线设置的支撑横梁41，支撑横梁41架设于两个支撑竖梁42上，支撑竖梁42的底部固定于第一环形框11上，在本实施方式中，支撑竖梁42的底部设置有连接底座421，连接底座421通过螺钉连接于第一环形框11的侧壁顶部;支撑横梁41上设置有穿设压紧螺杆40的第三贯通螺孔411。旋转压紧螺杆40使其能够向下移动，对压电阵元8进行竖直方向上的压紧稳固。
[0033]使用本发明的对准治具100时，首先将包含有电路板阵列的背衬9放置在位于下方的第二环形框12中，通过旋转定位螺杆21推动定位块22使背衬9固定，在背衬9的上表面和压电阵元8的底面上均涂覆一层导电胶，然后将压电阵元8与背衬9贴合，并通过多个对准杆结构3逐一推进达到精确对准的目的，对准后旋转压紧螺杆40使其能够向下移动，对压电阵元8进行竖直方向上的压紧稳固，直到导电胶凝固。
[0034]由上所述，本发明提供的一种对准治具，利用环形框固定包含有电路板阵列的背衬和需要与电路板阵列电连接的压电阵元，环形框上连接有对准杆结构，对准杆结构能够移动调整压电阵元，达到使其与电路板精确对准的目的并实现背衬上的压电阵元水平方向上的稳固定位，同时环形框上设置的压紧机构能够将压电阵元压紧在背衬的上方，实现压电阵元在竖直方向上的压紧稳固，避免二者之间的导电胶凝固过程中压电阵元与电路板阵列发生偏移;本发明的对准杆结构中设置弹簧，能够对调节过程起到缓冲作用，有利于压电阵元的精确调整;本发明的对准治具结构简单，操作方便，能够兼容不同尺寸、不同阵元数目的压电阵元，例如56阵元、80阵元、128阵元、256阵元等，有利于广泛推广使用。
[0035]以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种对准治具，其特征在于:所述对准治具包括环形框，所述环形框上设置有用于固定包含电路板阵列的背衬的定位机构，所述环形框上位于所述定位机构的上方设置有调节压电阵元的调节机构，所述环形框的顶部上方设置有用于压紧所述压电阵元和所述背衬的压紧机构。2.如权利要求1所述的对准治具，其特征在于:所述环形框包括自上而下能拆卸地连接的、水平设置的第一环形框和第二环形框，所述第二环形框的侧壁上穿设所述定位机构，所述第一环形框的侧壁上穿设所述调节机构，所述第一环形框的顶部上方设置所述压紧机构。3.如权利要求2所述的对准治具，其特征在于:所述第一环形框和所述第二环形框均为矩形框结构。4.如权利要求3所述的对准治具，其特征在于:所述定位机构包括所述第二环形框内腔的相对两侧壁上分别设置的支撑梯台，与两个支撑梯台相邻的所述第二环形框的一侧壁上设置有第二贯通螺孔，所述第二贯通螺孔中穿设有定位螺杆，所述定位螺杆位于所述第二环形框内腔中的一端铰接有定位块。5.如权利要求3所述的对准治具，其特征在于:所述调节机构至少包括穿设于所述第一环形框各侧壁上的、且位于同一水平位置设置的对准杆结构。6.如权利要求5所述的对准治具，其特征在于:各所述对准杆结构至少包括穿设于所述第一环形框的侧壁上的对准螺杆，所述对准螺杆位于所述第一环形框内腔中的一端铰接有对准块，所述第一环形框的侧壁上设置有穿设所述对准螺杆的第一贯通螺孔。7.如权利要求6所述的对准治具，其特征在于:各所述对准杆结构还包括两个位于所述对准螺杆两侧的、且与所述对准螺杆平行设置的辅助杆，各所述辅助杆能滑动地穿过所述第一环形框的侧壁，所述辅助杆位于所述第一环形框内腔中的一端固定连接于所述对准块上，所述辅助杆的另一端固定连接有辅助杆端块。8.如权利要求7所述的对准治具，其特征在于:所述辅助杆上位于所述第一环形框的侧壁外侧的位置套设有弹簧，所述弹簧的一端抵靠于所述第一环形框的外侧壁上，所述弹簧的另一端抵靠于所述辅助杆端块上。9.如权利要求3所述的对准治具，其特征在于:所述压紧机构包括竖直设置的支撑架，所述支撑架上穿设有竖直设置的压紧螺杆。10.如权利要求9所述的对准治具，其特征在于:所述支撑架包括沿所述第一环形框的一对角线设置的支撑横梁，所述支撑横梁架设于两个支撑竖梁上，所述支撑竖梁的底部固定于所述第一环形框上;所述支撑横梁上设置有穿设所述压紧螺杆的第三贯通螺孔。
【文档编号】B23K37/047GK106078068SQ201610415118
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月13日 公开号201610415118.X, CN 106078068 A, CN 106078068A, CN 201610415118, CN-A-106078068, CN106078068 A, CN106078068A, CN201610415118, CN201610415118.X
【发明人】李永川, 钱明, 黄继卿, 何华林, 郑海荣
【申请人】中国科学院深圳先进技术研究院