專利名稱：一種焊接結(jié)構(gòu)和利用這種焊接結(jié)構(gòu)的焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用電弧將器件的導線部分焊接到導電板上的一種焊接結(jié)構(gòu)，以及利用這種焊接結(jié)構(gòu)的焊接方法，其中器件是指電器件或電子器件。
背景技術(shù)：
一般來講，用于電氣部分電路中的電子器件設(shè)有與電路電連接的導線部分，并且導線部分與母線等導電板連接以構(gòu)成電路。在傳統(tǒng)上，這種連接通過將導線部分的連接點焊到導電板上來實現(xiàn)。這種焊接方法通過將導電板的一部分熔化以包在導線部分并且將導線部分固定在導電板上來實現(xiàn)電子器件的導線部分和導電板之間的電連接。
在日本專利申請公開No.6-325803中披露的焊接束接頭結(jié)構(gòu)是一種已知的、適用于上述焊接方法的導電板結(jié)構(gòu)。
圖7A和圖7B是透視圖，它們示出了這種已知的焊接束接頭結(jié)構(gòu)1，在圖中略去了結(jié)構(gòu)的一些部分，其中圖7(A)給出了焊接前的狀態(tài)而圖7(B)給出了焊接后的狀態(tài)。
參考圖7(A)，焊接束接頭結(jié)構(gòu)1包括底壁2和一對在底壁2的相對側(cè)面直立起來的支撐壁3，以及由底壁2和支撐壁3所限定的容納電線4的電線容納部分5。設(shè)定電線容納部分5的深度(即從底壁2的上表面到支撐壁3的上表面的尺寸)使之大致等于電線4的直徑。因此，在將電線4牢固地置于支撐壁3之間并且放在底壁2上時，電線4容納于電線容納部分5中而不會向上暴露出來。更進一步，一個寬度比支撐壁3的寬度小的伸出部分3a直立在一個支撐壁3的上表面上。電線4容納于這樣建立起來的焊接束接頭結(jié)構(gòu)1的電線容納部分5中，并且如箭頭Y1所示，激光束投射在伸出部分3a的底部。
參考圖7(B)，在激光束投射到伸出部分3a的底部后，熱能產(chǎn)生于電線4和支撐壁3的接觸部分，這樣就熔化了伸出部分3a和支撐壁3的接合部分以及其附近的部分，從而伸出部分3a向電線4變形并且伸出部分3a自身熔化以包住電線4。通過用這種辦法利用伸出部分3a將電線4包住，焊接束接頭結(jié)構(gòu)1和電線4電連接，并且在投射激光束之后伸出部分3a凝固，從而伸出部分3a的凝固部分將電線4固定在焊接束接頭結(jié)構(gòu)1上。
但是，為了利用上面描述的焊接束接頭結(jié)構(gòu)1將導線部分焊接到導電板上，需要一臺激光焊接機將激光束投射到焊接點上。這種類型的激光焊接機非常昂貴，并且如果需要并行處理很多焊接步驟，就要對每個焊接步驟準備激光焊接機，這導致巨大的設(shè)備投資。因此，有必要用便宜得多的弧焊機采用電弧焊將電子器件和導電板連接在一起。
上述的弧焊機通過將它的電極和要被焊接的導電板互相靠近以在導電板和電極之間產(chǎn)生電弧來在導電板中產(chǎn)生熱能從而熔化導電板。通過用這種方法熔化導電板將電子器件和導電板連接在一起。
但是，如圖8所示，在用上面提到的電弧焊連接焊接束接頭結(jié)構(gòu)1和電線4時會產(chǎn)生問題。
圖8示出了用電弧焊將圖7所示的焊接束接頭結(jié)構(gòu)1和電線4連接在一起的狀態(tài)的透視圖。
參考圖8，與上面提到的激光束不同，弧焊機的電極所產(chǎn)生的電弧趨向于指向?qū)щ姲宓目拷糠?。因此，即使試圖在圖7(A)箭頭Y1所示的位置產(chǎn)生電弧，電弧可能產(chǎn)生于焊接束接頭結(jié)構(gòu)1的不規(guī)則位置。
例如，電弧可能產(chǎn)生于箭頭Y2、Y3所示的伸出部分3a的上端。在這種情況，電弧所熔化的伸出部分3a可能向與電線4相對的一側(cè)變形(即向電線容納部分5的外側(cè))。如果發(fā)生了這種情況，就不能包住電線4，其結(jié)果是電線4不能和焊接束接頭結(jié)構(gòu)1連接。另外，即使熔化的伸出部分3a向電線4變形，根據(jù)電弧是按照箭頭Y2還是箭頭Y3所示的情況產(chǎn)生，伸出部分3a的熔化狀態(tài)和電線4被包住的狀態(tài)不同。因此，焊接束接頭結(jié)構(gòu)1和電線4的連接強度也可能不同。
在另一方面，如果所產(chǎn)生的電弧按箭頭Y4示出的方式接觸電線4，伸出部分3a只能利用傳送到焊接束接頭結(jié)構(gòu)1的電弧的熱能才能熔化。因此這種傳熱需要時間，并且它不僅使焊接束接頭結(jié)構(gòu)1和電線4的連接不穩(wěn)定，熱能還會損壞電線4。
如上所述。如果用電弧焊連接焊接束接頭結(jié)構(gòu)1和電線4，由于電弧不穩(wěn)定地產(chǎn)生于箭頭Y2到Y(jié)4所示的理想位置，焊接束接頭結(jié)構(gòu)1和電線4的連接狀態(tài)不穩(wěn)定并且沒有再現(xiàn)性，還可能損壞電線4。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在考慮到上面的問題后發(fā)展起來的，并且它的一個目的是提供一種焊接結(jié)構(gòu)，它使得電弧穩(wěn)定地產(chǎn)生于理想位置并且利用電弧焊可再現(xiàn)地連接器件(如電或電子器件)和導電板，而不會損壞器件，同時提供了一種利用這種焊接結(jié)構(gòu)的焊接方法。
本發(fā)明的目的通過權(quán)利要求1的焊接方法和權(quán)利要求7的焊接結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。優(yōu)選實施例是其它從屬權(quán)利要求的主題。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用電弧將器件的導線部分與導電板焊接在一起的焊接方法，包括施加于焊接結(jié)構(gòu)上的焊接步驟，特別地，根據(jù)本發(fā)明或下面描述的優(yōu)選實施例，包括下述步驟提供一種焊接結(jié)構(gòu)，它包括一個或者多個傾斜或彎曲部分，形成用來使得導電板的前端部分沿寬度方向變窄，并且使得這個前端部分逐漸變細或聚合或變成尖，由斜面部分在導電板上形成的尖端部分，狹縫，形成為朝向或者越過導電板寬度方向的中心延伸，并且用來至少部分地容納導線部分，和可熔化部分，設(shè)在狹縫和包括尖端部分的導電板的前端部分之間，或者靠近它們，或者由它們限定，并且具有足以大致閉合狹縫開口的體積或者幾何尺寸，和執(zhí)行焊接的步驟，從而在導電板的前端部分所產(chǎn)生的電弧熔化可熔化部分，因此熔化了的可熔化部分的材料填充狹縫。
因此，本發(fā)明的焊接結(jié)構(gòu)從導電板的前端部分依次包括尖端部分、可熔化部分和狹縫(導線部分)。
在將電弧焊接施加到焊接結(jié)構(gòu)上時，所產(chǎn)生的電弧指向前端部分。如上所述，當產(chǎn)生的電弧指向由一個或多個(優(yōu)選一對)斜面部分所構(gòu)成的逐漸變細的導電板的前端部分時，電弧具有指向最接近的導電板的位置的趨勢，因此指向尖端部分或者靠近尖端部分的地方。當電弧到達尖端部分或者與它靠近的地方后，在尖端部分產(chǎn)生的熱能熔化可熔化部分。如上所述，由于在導電板中可熔化部分與狹縫設(shè)置地彼此靠近，可熔化部分的熔化了的材料填充狹縫從而大致將狹縫中的導線部分包住或者裹住(焊接步驟)。由可熔化部分的熔化了的材料包住的導線部分與導電板電連接并且固定在導電板上。通過這樣的焊接步驟用電弧將導電板和電子器件焊接在一起。
如上所述，通過將焊接步驟施加于上面的焊接結(jié)構(gòu)上，電弧的優(yōu)勢在于它可以穩(wěn)定地產(chǎn)生于尖端部分。因此，電子器件和導電板可以焊接在一起而不會在電子器件中產(chǎn)生電弧，這樣就防止了電子器件的損壞，并且焊接具有再現(xiàn)性。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所提供的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)有至少兩個斜面部分并且尖端部分通過斜面部分形成在導電板上斜面部分相交的位置。
優(yōu)選提供焊接結(jié)構(gòu)使得形成的狹縫從一個斜面部分向或者越過導電板的寬度方向的中心延伸。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，利用電弧將電子器件的導線部分焊接到導電板的焊接方法包括施加于焊接結(jié)構(gòu)的焊接步驟，它包括一對斜面部分，它們的形成使得導電板的前端部分在寬度方向上變窄，并且使得前端部分逐漸變細，尖端部分，它由斜面部分在導電板上斜面部分相交的位置形成，狹縫，形成為從一個斜面部分向?qū)щ姲鍖挾确较虻闹行难由?，并且用來容納導線部分，和可熔化部分，設(shè)在狹縫和包括尖端部分的導電板的前端部分之間，并且具有足以閉合狹縫開口的體積，其中在焊接步驟中，在導電板的前端部分所產(chǎn)生的電弧熔化可熔化部分，因此熔化了的可熔化部分的材料填充狹縫。
因此，由該對斜面部分形成的尖端部分位于導電板的前端。在一個斜面部分中形成的狹縫向?qū)щ姲宓膶挾戎行难由?，并且電子器件的導線部分容納于這個狹縫中?？扇刍糠志哂凶阋蚤]合狹縫開口的體積，它設(shè)在狹縫和包括尖端部分的導電板的前端部分之間。換句話說，本發(fā)明的焊接結(jié)構(gòu)從導電板的前端依次包括尖端部分、可熔化部分和狹縫(導線部分)。
如上所述，通過將焊接步驟施加于上面的焊接結(jié)構(gòu)上，電弧的優(yōu)勢在于它可以穩(wěn)定地產(chǎn)生于由至少一對斜面或彎曲部分形成的尖端部分上。因此，電子器件和導電板可以焊接在一起而不會在電子器件中產(chǎn)生電弧，這樣就防止了電子器件的損壞，并且焊接具有再現(xiàn)性。
優(yōu)選導線部分放置在與假想線重合或越過假想線的狹縫中，這條假想線從尖端部分沿著導電板的前端大致垂直延伸。
另外，優(yōu)選電弧焊步驟包括將電極設(shè)置在正確范圍內(nèi)的步驟，這個正確范圍優(yōu)選為一個五邊形區(qū)域，它由五條邊限定，其中第一條邊連接參考點(參考點位于尖端部分右側(cè)大約0.2mm、上側(cè)大約0.2mm的地方)和在參考點右側(cè)大約0.5mm、下側(cè)大約0.5mm的位置，第二條邊連接第一條邊的下端和位于第一條邊的下端右側(cè)大約0.1mm、上側(cè)大約0.5mm的位置，第三條邊連接第二條邊的上端和位于第二條邊的上端上側(cè)大約0.6mm的位置，第四條邊連接第三條邊的上端和位于第三條邊的上端左側(cè)大約0.6mm的位置，第五條邊連接第四條邊的左端和參考點。
更為優(yōu)選地是允許電極相對于正確范圍在縱向和/或橫向具有至少±0.2mm的移動誤差。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選利用根據(jù)本發(fā)明或它的一個優(yōu)選實施例的電弧焊方法提供一種利用電弧將導電板焊接到一種器件的導線部分的焊接結(jié)構(gòu)，它包括一個或者多個斜面或彎曲部分，它們的形成使得導電板的前端部分沿寬度方向變窄或聚合或變尖，并且使得這個前端部分逐漸變細，尖端部分，由斜面部分在導電板上形成，狹縫，它通過從一個斜面部分朝向?qū)щ姲鍖挾确较虻闹行难由於纬?，并且用來至少部分地容納導線部分，和可熔化部分，設(shè)在狹縫和包括尖端部分的導電板的前端部分之間，或者由它們限定，并且具有足以大致閉合狹縫開口的體積。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，尖端部分通過斜面部分形成在導電板上斜面部分相交的位置。
狹縫的形成優(yōu)選從一個斜面部分向或越過導電板的寬度中心延伸。根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，所優(yōu)選的用于本發(fā)明焊接方法中的焊接結(jié)構(gòu)是利用電弧將導電板焊接到電或電子器件的導線部分的焊接結(jié)構(gòu)，它包括至少一對斜面部分，它們的形成使得導電板的前端部分沿寬度方向變窄，并且使得前端部分逐漸變細，尖端部分，由斜面部分形成在導電板上斜面部分相交的位置，狹縫，它通過從一個斜面部分朝向?qū)щ姲鍖挾确较虻闹行难由於纬?，并且用來容納導線部分，和可熔化部分，設(shè)在狹縫和包括尖端部分的導電板的前端部分之間，并且具有閉合狹縫開口的體積。
因此，由該對斜面部分形成的尖端部分位于導電板的前端。在一個斜面部分中形成的狹縫向?qū)щ姲宓膶挾戎行难由?，并且電子器件的導線部分容納于這個狹縫中?？扇刍糠志哂凶阋蚤]合狹縫開口的體積，它設(shè)在狹縫和包括尖端部分的導電板的前端部分之間。
由于尖端部分設(shè)在焊接結(jié)構(gòu)中導電板的前端部分，所產(chǎn)生的指向?qū)щ姲迩岸说碾娀】梢灾苯又赶蚣舛瞬糠帧Ｖ赶蚣舛瞬糠值碾娀≡诩舛瞬糠之a(chǎn)生熱能用來熔化可熔化部分。如上所述，由于可熔化部分和狹縫設(shè)在導電板中彼此接近的位置，可熔化部分熔化了的材料填充狹縫以包住狹縫中的導線部分，因此連接了導電板和導線部分。
如上所述，由于焊接結(jié)構(gòu)可以使得電弧穩(wěn)定地產(chǎn)生于尖端部分，它可以防止電子器件的損壞并且可以再現(xiàn)地將電子器件和導電板焊接在一起。
在上面的焊接結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選狹縫的形成使得至少部分容納于狹縫中的導線部分的橫截面的重心位于靠近或者位于一條從尖端部分延伸的直線上，其中狹縫沿著包括各個斜面部分的平面。
根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，狹縫的形成使得至少部分容納于狹縫中的導線部分的橫截面的重心靠近一條從尖端部分垂直延伸的直線或者位于該直線的附近區(qū)域，其中狹縫沿著包括各個斜面部分的平面。通過將電弧焊接施加到這種焊接結(jié)構(gòu)上，由于重力的作用可熔化部分通過電弧熔化的材料垂直向下移動，即朝向?qū)Ь€部分。因此，可熔化部分熔化了的材料可以更快地填充狹縫并且包住導線部分，從而有效地實施電弧焊接。


通過閱讀下面關(guān)于優(yōu)選實施例的詳細描述并且參考附圖，本發(fā)明的這些以及其它目的、特點及優(yōu)點將變得明顯。應(yīng)該理解盡管分開描述各個實施例，它們各自得特點可以組合到另外的實施例中。
圖1是透視圖，它示出了根據(jù)本發(fā)明第一個實施例的焊接結(jié)構(gòu)，其中略去了該結(jié)構(gòu)的一部分，圖2(A)、2(B)、2(C)是正視圖，示出了焊接圖1焊接結(jié)構(gòu)的步驟過程中的各個狀態(tài)，其中圖2(A)示出了正在產(chǎn)生電弧的狀態(tài)，圖2(B)示出了可熔化部分已經(jīng)開始熔化的狀態(tài)，圖2(C)示出了焊接步驟完成的狀態(tài)，圖3(A)、3(B)和3(C)給出了電極相對于圖1焊接結(jié)構(gòu)的位置的正確范圍的圖，其中圖3(A)給出了對應(yīng)于焊接結(jié)構(gòu)的正視圖的正確范圍，圖3(B)給出了對應(yīng)于焊接結(jié)構(gòu)的右側(cè)視圖的正確范圍，圖3(C)給出了對應(yīng)于焊接結(jié)構(gòu)透視圖的正確范圍，圖4(A)和圖4(B)示出了根據(jù)本發(fā)明第二個實施例的焊接結(jié)構(gòu)的正視圖，其中圖4(A)示出了焊接前的狀態(tài)，圖4(B)示出了焊接后的狀態(tài)，圖5(A)和圖5(B)示出了根據(jù)本發(fā)明第三個實施例的焊接結(jié)構(gòu)的正視圖，其中圖5(A)示出了焊接前的狀態(tài)，圖5(B)示出了焊接后的狀態(tài)。
圖6(A)和圖6(B)示出了焊接結(jié)構(gòu)另一個實施例的的正視圖，其中略去了結(jié)構(gòu)的一些部分，圖6(A)示出了焊接前的狀態(tài)，圖6(B)示出了焊接后的狀態(tài)，圖6(C)和圖6(D)示出了兩個改進了的優(yōu)選實施例的正視圖，圖7(A)和圖7(B)是透視圖，它們示出了現(xiàn)有技術(shù)的焊接束接頭結(jié)構(gòu)，在圖中略去了結(jié)構(gòu)的一些部分，其中圖7(A)給出了焊接前的狀態(tài)而圖7(B)給出了焊接后的狀態(tài)。
圖8示出了用電弧焊將圖7所示的焊接束接頭結(jié)構(gòu)和電線連接在一起的狀態(tài)的透視圖，在圖中略去了焊接束接頭結(jié)構(gòu)的一些部分。
優(yōu)選實施例的描述下面參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1是透視圖，它示出了根據(jù)本發(fā)明第一個優(yōu)選實施例的焊接結(jié)構(gòu)10，其中略去了該結(jié)構(gòu)的一部分。
參考圖1，焊接結(jié)構(gòu)10包括形成電路的導電板11。該導電板11是具有電導率的大致為條片狀的板。通過將導電板相對于基底部分以不等于0°或180°的某個角度彎曲，這個角度優(yōu)選為90°，導電板11的前端部分形成了可焊接部分11a，它從導電板11上直立起來或者從導電板11上伸出。在下面的描述中，稱導電板11上可焊接部分11a所直立的側(cè)面為前側(cè)，以從前面看去時為基準定義左右側(cè)或側(cè)面。
在可焊接部分11a的前端部分設(shè)有一個或者多個斜面部分，優(yōu)選設(shè)有一對斜面部分11b，并且可焊接部分11a的前端部分通過一個或多個斜面部分11b在相對于寬度的方向WD上逐漸變細。尖端部分11c形成在可焊接部分11a的前端，優(yōu)選通過斜面部分11b相交形成。在這個實施例中，如圖2(A)所示，各個斜面部分11b以大約45°向內(nèi)延伸，優(yōu)選它們從可焊接部分11a的大致相同高度向內(nèi)延伸。這樣，尖端部分11c大致位于可焊接部分11a在寬度方向上的中心并且各個斜面部分11b在尖端部分11c處以大致直角相交。
可焊接部分11a上形成有狹縫11d，它從(左)斜面部分11b向可焊接部分11a的寬度方向中心延伸(即位于沿著寬度方向WD的中心)。狹縫11d是沿著前后方向或縱向穿透可焊接部分11a的凹槽或凹陷部分，并且以一個不等于0°或180°的某個角度延伸，優(yōu)選在正視圖上它大致與(左)斜面部分11b正交。狹縫11d至少可以部分容納電/電子器件的熔 12的導線部分12a，同時優(yōu)選沿著前后方向或縱向定位導線部分12a。導線部分12a為具有導電率的大致圓柱形件。在這個實施例中，設(shè)置狹縫11d的深度使得容納于狹縫11d中的導線部分12a的大致圓形的橫截面的中心位于一條大致筆直的線L上，其中狹縫沿著包括各個斜面部分11b的平面，線L優(yōu)選從尖端部分11c大致垂直地延伸(見圖2(A))。
一個可以用電極D(見下)熔化或焊接的可熔化部分11e設(shè)在狹縫11d和包括尖端部分11c的可焊接部分11a的前端部分之間。如后面所述用電弧熔化或者焊接這個可熔化部分11e并且它被狹縫11d和斜面部分11b所限定，并且它具有足夠的體積或范圍從而熔化的材料可以閉合狹縫11d的開口，同時將至少部分容納于狹縫11d中的導線部分12a固定在可焊接部分11a上。換句話說，設(shè)定可熔化部分11e的體積或幾何尺寸使得熔化材料足以包住或者裹住導線部分12a并且可以以理想的(預定的或者可預定的)強度將導線部分12a固定在可焊接部分11a上。具體地說，在這個實施例中，導線部分12a具有大約0.63mm的直徑，容納導線部分的狹縫11d具有大約0.75mm的寬度”a”和大約1.2mm的深度”b”，并且設(shè)定可熔化部分11e具有大約0.5mm的寬度”d”，從而可以大致包住或者裹住導線部分12a，同時將導線部分固定在可焊接部分11a上。
可以使未示出的弧焊機的電極D靠近焊接結(jié)構(gòu)10，按照上面所述執(zhí)行焊接或者熔化步驟，從而利用電弧焊接可焊接部分11a和導線部分12a。
圖2(A)、2(B)、2(C)是正視圖，示出了焊接圖1的焊接結(jié)構(gòu)10的步驟過程的狀態(tài)，其中圖2(A)示出了正在產(chǎn)生電弧的狀態(tài)，圖2(B)示出了可熔化部分11e已經(jīng)開始熔化的狀態(tài)，圖2(C)示出了焊接步驟大致完成的狀態(tài)。
參考圖2(A)，在上面的焊接步驟中，使電極D從(右)斜面部分11b(或者沒有設(shè)有狹縫11d的斜面部分11b)的上面靠近可焊接部分11a，通過電極D實施電弧放電。由于從電極D放電的電弧傾向于指向最近的導電部分和/或電力線最為集中的位置，這些電弧基本上指向或者靠近可焊接部分11a最向上突出的部分，即尖端部分11c。
參考圖2(B)，電極D在尖端部分11c或靠近它的地方所產(chǎn)生的電弧會產(chǎn)生熱能，包括尖端部分11c在內(nèi)的可熔化部分11e開始熔化。由于重力的作用，可熔化部分11e傾向于向狹縫11d的開口(即向左)變形，同時熱能使得熔化了的可熔化部分11e進一步熔化。
參考圖2(C)，已經(jīng)熔化了的可熔化部分11e的材料幾乎包住或者裹住導線部分12a并且至少部分地填充了狹縫11d。這樣，熔化了的可熔化部分11e的材料大致包住或者裹住了導線部分12a并且和導線部分12a電連接，然后它被固化從而將導線部分12a和可焊接部分11a固定在一起。
如上所述，在焊接步驟中，通過優(yōu)選使電極D大致從(右)斜面部分11b(或者不設(shè)有狹縫11d的斜面部分11b)的上面靠近可焊接部分11a，電弧指向尖端部分11c。這里，在將電極D靠近可焊接部分11a的過程中，存在著使得電弧盡量大致指向或靠近尖端部分11c的電極D位置的正確范圍T。因為正確范圍T根據(jù)可焊接部分11a的形狀改變，如何根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)10的形狀限定正確范圍T將在下面描述。
圖3(A)、3(B)和3(C)給出了電極D相對于圖1焊接結(jié)構(gòu)10的位置的正確范圍T，其中圖3(A)給出了對應(yīng)于焊接結(jié)構(gòu)10的正視圖的正確范圍T，圖3(B)給出了對應(yīng)于焊接結(jié)構(gòu)10的右側(cè)視圖的正確范圍T，圖3(C)給出了對應(yīng)于焊接結(jié)構(gòu)10的透視圖的正確范圍T。
參考圖3(A)，正確范圍T大致為一個五邊形區(qū)域，它由T1、T2、T3、T4和T5五條邊限定，其中邊T1連接參考點K(參考點K位于尖端部分11c右側(cè)大約0.2mm、上側(cè)大約0.2mm的地方)和在參考點K右側(cè)大約0.5mm、下側(cè)大約0.5mm的位置，邊T2連接邊T1的下端和位于邊T1的下端右側(cè)大約0.1mm、上側(cè)大約0.5mm的位置，邊T3連接邊T2的上端和位于邊T2的上端上側(cè)大約0.6mm的位置，邊T4連接邊T3的上端和位于邊T3的上端左側(cè)大約0.6mm的位置，邊T5連接邊T4的左端和參考點K。示于圖3(A)和3(B)的點之間的間距為0.1mm。另外，圖3(B)中示出了沿前后方向大約為0.4mm的正確范圍T的尺寸。
如圖3(C)所示，這樣的正確范圍T是在執(zhí)行焊接步驟時每次改變電極D靠近可焊接部分11a的位置并且在相對于尖端部分在前后方向或縱向上中間位置P產(chǎn)生電弧時的電極D的位置范圍。換句話說，通過將電極D定位于正確范圍T內(nèi)，電極D產(chǎn)生的電弧穩(wěn)定地到達尖端部分11c或其附近。
為了將電極D定位于這個正確范圍T內(nèi)，優(yōu)選將電極D定位于圖3(A)和圖3(B)示出的正確范圍T的重心位置G。如果將電極D定位于正確范圍T的重心位置G，電極D所允許的最小移動誤差的范圍在前后方向或縱向和橫向是±0.2mm(即正確范圍T具有0.4mm的最小厚度)。由于已知的弧焊機可以在大約±0.2mm的誤差范圍內(nèi)定位電極D，焊接結(jié)構(gòu)10可以穩(wěn)定地將電弧指向尖端部分11c。
如上所述，焊接結(jié)構(gòu)10具有一個或多個逐漸變細的焊接部分11a的前端部分，優(yōu)選具有一對斜面11b，并且導線部分12a至少部分地容納于狹縫11d，其中狹縫從一個斜面部分11b向可焊接部分11a的中心延伸。另外，尖端部分11c通過各個斜面部分11b相交形成在可焊接部分11a的前端，并且通過將弧焊機的電極D靠近尖端部分11c電弧產(chǎn)生于尖端部分11c上或者其附近以熔化或焊接可熔化部分11e?？扇刍糠?1e的熔化材料包住導線部分12a，并且熔化的材料至少部分填充狹縫11d，同時將導線部分12a和可熔化部分11a連接在一起。
由于焊接結(jié)構(gòu)10可以在尖端部分11c上穩(wěn)定地產(chǎn)生電弧，它可以用電弧焊接導線部分12a而不會損壞電子器件(如熔絲12)。
因此，提供了一種焊接結(jié)構(gòu)，它可以在理想的位置穩(wěn)定地產(chǎn)生電弧并且能夠利用電弧可再現(xiàn)地將電子器件和導電板焊接在一起，而不會損壞電子器件，還提供了利用這種焊接結(jié)構(gòu)的焊接方法，焊接結(jié)構(gòu)10包括可焊接部分11a，它通過將導電板11的前端部分彎曲形成。這個可焊接部分11a上形成有尖端部分11c。另外，形成了從側(cè)面延伸的狹縫11d，優(yōu)選沿著可焊接部分11a的寬度方向WD從(左)斜面部分11b朝向?qū)挾戎行难由?，和導線部分12a容納于狹縫11d中。可熔化部分11e設(shè)在狹縫11d和包括尖端部分11c的可焊接部分11a的前端之間。當弧焊機的的電極D產(chǎn)生的電弧指向可焊接部分11a的前端時，這些產(chǎn)生的電弧指向尖端部分11c，它們?nèi)刍扇刍糠?1e并且將導線部分12a和可焊接部分11a連接在一起。
焊接結(jié)構(gòu)10不限于第一個實施例并且可以通過下面所述來具體實施。
圖4(A)和圖4(B)示出了根據(jù)本發(fā)明第二個優(yōu)選實施例的焊接結(jié)構(gòu)20的正視圖，其中圖4(A)示出了焊接前的狀態(tài)，圖4(B)示出了焊接后的狀態(tài)。
參考圖4(A)，由于焊接結(jié)構(gòu)20包括與焊接結(jié)構(gòu)10相同或者相似的結(jié)構(gòu)，用同樣的參考標號表示相同或者相似的結(jié)構(gòu)，并且只描述焊接結(jié)構(gòu)10和20之間的差別。在焊接結(jié)構(gòu)20中，設(shè)定狹縫11d的深度使得容納于狹縫11d中的導線部分12a的大致為圓形橫截面的中心在側(cè)向(向右)上略微偏離直線L，即導線部分12a的大致為圓形的橫截面的中心在狹縫11d中的位置比直線L深或者越過直線L，其中狹縫11d沿著包括斜面11b的平面而直線L從尖端部分11c垂直延伸。另外，與第一個實施例類似，設(shè)置焊接結(jié)構(gòu)20的可熔化部分11e使之具有足以大致閉合狹縫11d開口的體積或者幾何尺寸。上面的焊接結(jié)構(gòu)20也可以使得電弧產(chǎn)生于尖端部分11c上或者靠近尖端部分，并且通過在正確范圍T內(nèi)定位弧焊機的電極D(未示出)熔化可熔化部分11e。
參考圖4(B)，可熔化部分11e的熔化了的材料至少部分地包住或者裹住導線部分12a，并且大致填充狹縫11d從而將導線部分12a和可焊接部分11a電連接在一起，同時將導線部分12a固定在可焊接部分11a上。
這樣，盡管在焊接結(jié)構(gòu)20中導線部分12a的重心位置略微偏離從尖端部分11c垂直延伸的直線L，導線部分12a可以象焊接結(jié)構(gòu)10一樣利用電弧焊接到可焊接部分11a上。
本發(fā)明可以通過示于圖5的焊接結(jié)構(gòu)30代替上面的實施例來具體實施。
圖5(A)和圖5(B)示出了根據(jù)本發(fā)明第三個優(yōu)選實施例的焊接結(jié)構(gòu)30的正視圖，其中圖5(A)示出了焊接前的狀態(tài)，圖5(B)示出了焊接后的狀態(tài)。
參考圖5(A)，與上面的實施例不同，焊接結(jié)構(gòu)30具有一個或者多個(優(yōu)選一對)從可焊接部分11a的相同高度以不同角度向內(nèi)延伸的斜面部分31b。這樣，各個斜面部分31b在側(cè)向(或向左)偏離可焊接部分11a寬度方向中心的位置相交，并且在這個位置上形成了尖端部分31c。另外，設(shè)定狹縫11d的深度使得容納于狹縫11d中的導線部分12a的圓形橫截面的中心向右略微偏離直線L(在圖5(B)中用虛線示出)，其中狹縫11d沿著包括斜面31b的平面而直線L優(yōu)選從尖端部分31c垂直延伸。更進一步，與上面的實施例類似，設(shè)置焊接結(jié)構(gòu)30的可熔化部分11e使之具有足以閉合狹縫11d開口的體積或者幾何尺寸。這樣的焊接結(jié)構(gòu)30也可以使得產(chǎn)生的電弧位于尖端部分31c上或者靠近尖端部分，并且通過將弧焊機的電極D(未示出)靠近尖端部分31c熔化或者焊接可熔化部分11e。由于焊接結(jié)構(gòu)30在各個斜面部分31b之間的角度不同于上面實施例的斜面部分11b之間的角度，正確范圍T也與上面實施例不同，并且電極D所位于的正確范圍T根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)30的形狀所確定。
參考圖5(B)，可熔化部分11e的熔化了的材料至少部分地包住或者裹住導線部分12a，并且大致填充狹縫11d從而將導線部分12a和可焊接部分11a電連接在一起，同時將導線部分12a固定在可焊接部分11a上。
這樣，盡管在焊接結(jié)構(gòu)30中尖端部分31c偏離可焊接部分11a的寬度方向上的中心，導線部分12a可以象上面的實施例一樣利用電弧焊接到可焊接部分11a上。
在第二和第三個實施例中，導線部分12a的大致為圓形的橫截面的中心在側(cè)向(或向右)略微偏離從尖端部分11c、31c垂直延伸的直線L。但是，即使這個中心略微向左偏離，只要可熔化部分11e具有足以填充狹縫11d開口的體積或者幾何尺寸，導線部分12a也可以象上面的實施例一樣利用電弧焊接到可焊接部分11a上。
盡管在前面的實施例中采用焊接結(jié)構(gòu)10到30焊接熔絲12的導線部分12a，也可以采用上面的結(jié)構(gòu)焊接其它電或電子器件的導線部分，還可以利用它們焊接通過如卷邊、軟焊和絕緣偏移等連接到電線上的端線，還可以應(yīng)用它們物理連接兩個不需要電連接的部分。
如上所述，由于根據(jù)本發(fā)明的尖端部分設(shè)在導電板的前端，所產(chǎn)生的指向?qū)щ姲迩岸说碾娀】梢灾苯又赶蚧蛘呖拷舛瞬糠?。指向尖端部分的電弧在尖端部分產(chǎn)生熱能用來熔化可熔化部分。由于可熔化部分和狹縫設(shè)在導電板彼此接近的位置，可熔化部分熔化了的材料幾乎填充狹縫以包住狹縫中的導線部分?？梢酝ㄟ^在導電板的前端產(chǎn)生電弧來焊接導線部分和導電板。
因此，根據(jù)本發(fā)明的焊接結(jié)構(gòu)和焊接方法，可以在理想的位置穩(wěn)定地產(chǎn)生電弧并且電子器件和導電板可再現(xiàn)地用電弧焊接在一起而不會損壞電子器件?！镀渌膶嵤├繁景l(fā)明不限于上面描述和示出的實施例。例如，下面的實施例也包括在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的技術(shù)范圍內(nèi)。除了下面的實施例，在不偏離本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可以進行各種變化。
(1)在前面的實施例中，尖端部分由兩個斜面彼此交叉或者相交形成。但是，應(yīng)該理解尖端部分可以通過一個與可焊接部分的垂直部分相交或者交叉的斜面形成(參考圖6(A)和圖6(B))。在圖6(A)和圖6(B)示出的實施例中，狹縫11d形成在可焊接部分11a的大致垂直的部分中，使得它優(yōu)選在其寬度方向的中心向內(nèi)延伸，其中可焊接部分11a的形狀利用斜面部分11b(它可以是示出的直線形式，也可以略微彎曲或者為圓形)具有尖端部分11c。當通過將電極D靠近尖端部分11c以產(chǎn)生焊接電弧以熔化或焊接圖6(A)和圖6(B)所示出的實施例的可焊接部分11a時，可熔化部分11e熔化并且至少部分地裹住導線部分12e從而將其固定住，同時電接觸它(參看圖6(B))。
(2)如圖6(C)所示，狹縫11d可以形成在可焊接部分11a大致垂直的部分并且縮短可熔化部分11e使得進一步向可焊接部分11a的寬度方向的中心移動尖端部分11c。因此，可以在越過穿過尖端部分11c的大致垂直的假象線L的狹縫11d中布置導線部分12a。
(3)在前面的實施例中，那對斜面部分優(yōu)選起始于可焊接部分11a的高度大致相同的位置。應(yīng)該理解根據(jù)本發(fā)明它們可以起始于可焊接部分11a的不同高度處(參看圖6(D))。
(4)在前面的實施例中，斜面部分由大致筆直的部分形成，它們相對于可焊接部分以不等于0°或180°的某個角度布置。但是應(yīng)該理解，至少斜面部分的一部分可以由非筆直部分形成，例如在離開可焊接部分的各個垂直部分由逐漸彎曲的彎曲部分形成，從而形成根據(jù)本發(fā)明的尖端部分(參看圖6(D))。
(5)在前面的實施例中，狹縫形成在一個斜面部分中。但是，應(yīng)該理解根據(jù)本發(fā)明如果尖端部分大致設(shè)在狹縫上面，狹縫也可以形成在垂直部分中，從而熔化了的可熔化部分至少可以部分地包住或者裹住電/電子元件的導線部分(參考圖6(A)和(B))。
(6)如果狹縫的深度或者其延伸足以使熔化了的熔化部分大致包住或者裹住電/電子元件的導線部分，狹縫可以相對于形成它的側(cè)部具有任意角度。
(7)在前面的實施例中，尖端部分由一對彼此相交的斜面部分形成。但是應(yīng)該理解根據(jù)本發(fā)明尖端部分不必具有銳角或者鈍角，如果它所具有的曲率能夠在尖角部分上或者靠近尖角部分處產(chǎn)生焊接電弧，它可以具有圓角或者尖角。因此，一個具有小曲率的圓形尖端部分(如具有大約2mm曲率半徑的尖端部分)是可能的。
附圖標記10，20，30焊接結(jié)構(gòu)11導電板11a 可焊接部分11b，31b 斜面部分11c 尖端部分11d 狹縫11e 可熔化部分12熔絲12a 導線部分
權(quán)利要求
1.一種用電弧將器件(12)的導線部分(12a)與導電板(11)焊接在一起的焊接方法，該方法包括施加于焊接結(jié)構(gòu)(10；20；30)上的焊接步驟，包括下述步驟提供一種焊接結(jié)構(gòu)(10；20；30)，它具有一個或者多個斜面部分(11b；31b)，形成為使得導電板(11)的前端部分(11a)沿寬度方向(WD)變窄，并且使得前端部分(11a)逐漸變細，尖端部分(11c)，由斜面部分(11b；31b)形成在導電板(11)上，狹縫(11d)，形成為向?qū)щ姲?11)在寬度方向上的中心延伸或者越過所述的中心，并且用來至少部分地容納導線部分(12a)，和可熔化部分(11e)，它設(shè)在狹縫(11d)和包括尖端部分(11c)的導電板(11)的前端部分(11a)之間，并且具有能夠大致閉合狹縫(11d)開口的體積，和執(zhí)行焊接的步驟，使得在導電板(11)的前端部分(11a)所產(chǎn)生的電弧熔化可熔化部分(11e)，從而熔化了的可熔化部分(11e)的材料填充狹縫(11d)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接方法，其中提供焊接結(jié)構(gòu)(10；20；30)使得至少設(shè)有兩個斜面部分(11b；31b)并且尖端部分(11c)由斜面部分(11b；31b)形成在導電板(11)上斜面部分(11b；31b)相交的位置。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項或多項所述的焊接方法，其中提供焊接結(jié)構(gòu)(10；20；30)使得所形成的狹縫(11d)從一個斜面部分(11b)向?qū)щ姲?11)在寬度方向上的中心延伸或者越過所述的中心。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項或多項所述的焊接方法，其中導線部分(12a)放置在與假想線(L)重合或越過假想線的狹縫(11d)中，這條假想線優(yōu)選從尖端部分(11c；31c)沿著導電板(11)的前端(11a)大致垂直延伸。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項或多項所述的焊接方法，其中電弧焊步驟包括將電極(D)設(shè)置在正確范圍(T)內(nèi)的步驟，這個正確范圍優(yōu)選為一個五邊形區(qū)域，它由五條邊(T1、T2、T3、T4和T5)限定，其中第一條邊(T1)連接參考點(K)和在參考點(K)右側(cè)大約0.5mm、下側(cè)大約0.5mm的位置，參考點位于尖端部分(11c；31c)右側(cè)大約0.2mm、上側(cè)大約0.2mm的地方，第二條邊(T2)連接第一條邊(T1)的下端和位于第一條邊(T1)的下端右側(cè)大約0.1mm、上側(cè)大約0.5mm的位置，第三條邊(T3)連接第二條邊(T2)的上端和位于第二條邊(T2)的上端上側(cè)大約0.6mm的位置，第四條邊(T4)連接第三條邊(T3)的上端和位于第三條邊(T3)的上端左側(cè)大約0.6mm的位置，第五條邊(T5)連接第四條邊(T4)的左端和參考點(K)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焊接方法，其中允許電極(D)相對于正確范圍(T)在縱向和/或橫向具有至少±0.2mm的移動誤差。
7.一種利用電弧將導電板(11)焊接到一種器件(12)的導線部分(12a)的焊接結(jié)構(gòu)(10；20；30)，它包括一個或者多個斜面部分(11b；31b)，形成為使得導電板(11)的前端部分(11a)沿寬度方向(WD)變窄，并且使得這個前端部分(11a)逐漸變細，尖端部分(11c)，由斜面部分(11b；31b)形成在導電板(11)上，狹縫(11d)，形成為向?qū)щ姲?11)在寬度方向上的中心延伸或者越過該中心，并且用來至少部分地容納導線部分(12a)，和可熔化部分(11e)，它設(shè)在狹縫(11d)和包括尖端部分(11c)的導電板(11)的前端部分(11a)之間，并且具有能夠大致閉合狹縫(11d)開口的體積。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的焊接結(jié)構(gòu)，其中尖端部分(11c)由斜面部分(11b；31b)形成在導電板(11)上斜面部分(11b；31b)相交的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的焊接結(jié)構(gòu)，其中狹縫(11d)通過從一個斜面部分(11b；31b)向?qū)щ姲?11)在寬度方向上的中心延伸或者越過所述的中心而形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7到9中一項或多項所述的焊接結(jié)構(gòu)，其中狹縫(11d)的形成使得容納于狹縫(11d)中的導線部分(12a)的橫截面的重心靠近一條優(yōu)選從尖端部分(11c)沿著前端部分(11a)垂直延伸的直線(L)或者位于該直線上，其中所述的狹縫(11d)沿著包括各個斜面部分(11b；31b)的平面。
全文摘要
提供一種焊接結(jié)構(gòu)，它可以在理想的位置穩(wěn)定地產(chǎn)生電弧并且能夠再現(xiàn)地用電弧焊接電子器件和導電板而不會損壞電子器件，并且提供一種利用這種焊接結(jié)構(gòu)的焊接方法。焊接結(jié)構(gòu)(10)包括將導電板(11)的前端部分彎曲而形成的可焊接部分(11a)。在這個可焊接部分(11a)上形成有尖端部分(11c)。另外，狹縫(11d)通過從左斜面部分(11b)向可焊接部分(11a)在寬度方向上的中心延伸而形成，并且導線部分(12a)容納于這個狹縫(11d)中。可熔化部分(11e)設(shè)在狹縫(11d)和包括尖端部分(11c)的可焊接部分(11a)的前端之間。當弧焊機的電極(D)向可焊接部分(11a)的前端釋放電弧時，這些產(chǎn)生的電弧指向尖端部分(11c)用來熔化可熔化部分(11e)并且連接導線部分(12a)和可焊接部分(11a)。
文檔編號H01R43/02GK1481967SQ0314580
公開日2004年3月17日 申請日期2003年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月4日
發(fā)明者大石明典 申請人:住友電裝株式會社