具热传导延伸件之自调整温度加热器

摘要

本发明系有关一种具热传导延伸件之自调整温度加热器。其系利用各个置于欲焊接接头间之间隔连接件（15，48，157，70，92，94，96，98，100，102，104，106）将印刷电路板（19，45，85）上间隔之接触垫片（23，43，83，84）焊接至一电缆（20，50）或连接器组合（40，80）之各个间隔接头（21，41，51，81，82）。连接件通常为具导电性及导热性之指状突出物，乃形成为加热器植体（10，60，55，47，91）之一部份，当焊接完成之后可快速脱离加热器本体而留下最后焊接之部份。将一预定量之可熔物质（亦即焊料）预先置于连接件及／或接头上，当加热器作动时即被熔化。加热器本体可为一种具有导磁性，高电阻合金薄面层（13，6367）之铜基板（11，61，65）式自调整温度加热器。以一定幅高频之交流电通过加热器本体，此电流将集中于温度低于居礼温度之面层中。在高温下，电流即分布于低电阻之基板中，以限制过度之加热。在面层温度达到其居礼温度所需之时间内，电阻将产生足够之热量以焕化预置之焊料。连接件系构成且位于可触及各连接部位之形状及位置上。本发明系有关一种焊接表面安装连接器接头至电路板上接触垫片之方法及装置，令接头及其焊尾一体成形成为可选择性作用之加热器之突出物且为间隔分开，而便于完成此种焊接安装操作。加热器中所产生之热能，乃从突出物传导至焊尾而熔化可熔导电性物质（例如，在连接部位之焊料）。令却后，突出物即与加热器分开。在突出物远离端成形之接头，通常乃部份插入连接器外壳之各个接头接受通道中。焊接操作之后，接头即完全插入通道中。加热器宜为一种铜基板式之自调整温度加热器，其具有一面层之导磁性高电阻物质。一种高频率之定幅交流电乃流经此加热器并集中于面层中，面层之温度低于其材料之居礼温度。在高温下，大部份电流将流经低电阻之基板以限制其温度，而防止过热。在加热面层达到居礼温度之过程中，电阻即产生热能，俾传导至焊尾。本发明系有关一种固定或嵌入于电路板（410，430，475，486）中之加热器（420，440，450，470，480），可选择性地由电流激励而使焊料熔化作接合或拆卸之操作。此加热器由电路板结构物质将其与电路板之接触垫片（413，434）间隔分开，此结构物质系用来将产生之热能传递至接触垫片以熔化焊料或其他可熔物质。此加热器宜为一种具有导磁性、高电阻物质之薄表面层之铜基片状加热器。定幅高频率之交流电流经此加热器并集中于面层中，其温度低于面层之居礼（Curie）温度。在较高温度下，电流即流经低电阻基板以限制过多之热量产生。一电流回流路径（421，443，453，473，485）或汇流排系置于靠近且平行于面层之位置上，并在基板与回流汇流换间建立一电场，使其板中之电流产生偏流而流向面层，回流汇流排可嵌入于电路板中，作为传送激励电流所用之外部工具。

主权项

1﹒一种供应足够热能以熔化可熔导电性物质并促使第一电气接头与第二电气接头产生导电性连接之自调整温度加热器,此装置包括:一供应热能之可送择性作动加热器本体,此加热器本体具有一由极低电阻及导磁率之第一导电性物质所制之基板,此基板具有一个第一表面,加热器本体具有一出堆积于第一表面上至少一部份之第二导电性物质所制之而层,该第二物质之电阻高于第一物质者,且其导磁率在其温度低于居礼温度时,基本上均比具极低导磁率之物质者为大,而当其温度高于居礼温度时,其导磁率乃与具极低导磁率者相同;及一导热性延伸件,系固定于加热器本体上并与加热器本体保持导热性接触,且被置于第一接头与第二接头之间以从加热器本体传导足够之热能至第一及第二接头,而留下介于第一及第二接头间之导电性永久部份。2﹒依申请专利范围第1项所述之自调整温度加热器,尚包括选择性促使一定幅交流电流经加热器本体以在一预定时间内加热面层使达其居礼温度之方法,此电流之频率可使得流经第一表面区域之电流集中于面层之中。3﹒依申请专利范围第1项所述之自调整温度加热器,其中每一延伸件上均堆积有一预定量之可熔性物质,当加热器作动后可熔化。4﹒依申请专利范围第1项所述之自调整温度加热器,其中第一物质含有铜。5﹒依申请专利范围第1项所述之自调整温度加热器,其中第二物质含有铁。6﹒依申请专利范围第1项所述之自调整温度加热器,其中第二物质含有镍。7﹒依申请专利范围第1项所述之自调整温度加热器,其中乃包括由可选择性使交流电流通过电流回路及加热器本体之电流返回路径(25,35,75,65)及电源装置(31,79)所构式@角坐u具组合。8﹒依申请专利范围第1项所述之自调整温度加热器,其中加热器本体及延伸件均将在第一及第二接头间留下导电性之永久部份。9﹒依申请专利范围第1项所述之自调整温度加热器,其中延伸件包括一减小厚度之横向延伸部份(17,46,72)以便于脱离加热器本体。10﹒依申请专利范围第2项所述之自调整温度加热器,其中可选择性促使交流电流经加热器之装置尚包括工具组合,乃包括可在加热器本体中电磁感应产生交流电之装置。11﹒一种装置,藉着供应足够之热能以熔化在接触垫片上之可熔导电性物质,而将一表面安装连接器之多数接头连接至一电路板面上之各个接触热片上,此种装置包括:一个可选择性作动之加热器本体,以供应至少足够之热能,加热器本体具有一由高电阻及极低导磁率导电性第一物质所制成之基板,此基板具有一导电性第二物质之面层覆盖于第一表面之至少一部位上,该第二物质之电阻乃较第一物质为高,且在低于其居礼温度下之导磁率基本上乃较该极低之导磁率为高,而在高于其居礼温度下之导磁率基本上乃与该极低之导磁率相等;多数相互间隔之导热性连接件,系固定于该加热器本体上,并保持导热性接触,每一连接件均包括:一远离之端部,系作为表面连接器之接头一接近之端部,系固定至加热器本体;以及一焊尾形状之中间部份;其中每一焊尾均与电路板上之接触垫片保持电气及导热接触,以从加热器本体传导足够之热能至各个接触垫片,并保持永久连接至各个接触垫片上。12﹒依申请专利范围第11项所述之装置,其中尚包括工具组合,乃促使一定幅之交流电通过加热器本体,以产生足够之热能伸在一预定时间内及频率下加热面层,使温度达到其居礼温度,令第一表面上之电流集中于面层中。13﹒依申请专利相围第11项所述之装置,其中每一连接件均包括一结构脆弱之部份,系位于加热器本体与焊尾之间,以便于连接件在焊尾连接至接触垫片上之后可快速脱离加热器本体。14﹒依申请专利范围第11项所述之装置,其中表面安装连接器乃包括一具有多数接头接受通道之外壳,其中每一接头作动加热本体之前,均至少有部份插置于接头接受通道中。15﹒依申请专利范围第13项所述之装置,其中每一接触垫片均具有一预定量之可熔性物质堆置于其上。16﹒依申请专利范围第12项所述之装置,其中工具组合乃包括一电流返回路径及电源装置,以选择性地供应电流,伸经加热器本体通至电流返回路径。17﹒依申请专利范围第16项所述之装置,其中电流返回路径乃包括一回流滙流排层及导电性装置,系将加热器本体连接至回流滙流排层,此装置尚包括一置于面层与回流准流排层间之绝缘层物质。18﹒依申请专利范围第17项所述之装置,其中回流滙流排层与面层均永久固定于加热器本体,而且面层之高度乃与绝缘层物质之高度相同。19﹒依申请专利范围第17项所述之装置,其中回流滙流排层及绝缘层物质乃可选择性地移进,移出与加热器本体啮合。20﹒依申请专利范围第12项所述之装置,其中工具组合乃包括可磁性感应加热器本体之交流电源装置。21﹒一种传导足够热能至至少一个连接部位以熔化在连接部位上之导电性可熔物质之装置,此装置包括:一电气绝绿之导电电路板(410),其具有由一板子厚度间隔分开为第一及第二相反之两个表面;至少一个固定在连接部位之第一表面上之电气接触垫片(413,433);一个用来产生足够热能之选鴃@靬尪E励自调整加热器(320,440,450,470,╮@郭楷砥^,此加热器具有一导电及导热之非磁性基高板(41╮@情A417,414,471,481),其具有第一及第二芋@潃茯菑洃妒磾情A且基板(412,417)与电路板之第二炕@磾惘P高,且所谓之加热器基本上乃与电气接触垫片对正排列﹛@F一磁性面层物质之面层(420,442,472,482﹛@^系固定于基板第一表面之至少一部位上,该面层物质具导电丑@徆冱鰫吽A但其电阻却比基板物质为高,自调整加热器系由通饱@L之定幅交流电所激励,基板第一表面上之面层厚度在已知频瓷@v下大约等于一肤层深度,使得通过加热器之电流集中于温度均@C于面层材料居礼温度之面层中,并扩展至温度等于及高于居癒@孚赎蚺妍簹O中。22﹒依申请专利范围第21项所述之装置,其中基板(412)乃置于电路板(410)之整个第二表面上。23﹒依申请专利范围第21项所述之装置,其中面层(420)乃置于第一基板表面上,且其尺寸小于第一基板,并透过电路板与电气接触垫片对正排列。24﹒依申请专利范围第21项所述之装置,其中加热器乃嵌于电路板(410)中,将其整个围绕住。25﹒依申请专利第24项所述之装置,其中电路板(430)具有重叠固定在一起之多数板层,其中电气接触垫片乃置于其中之一板层上,而加热器则置于另一不同之板层上。26﹒依申请专利范围第25项所述之装置,其尚包括:一个嵌于电路板层中之导电性回流滙流排,系相当靠近面层,跨过一交流电源串联此回流滙流排与加热器之构件(446),使流过滙流排与加热器之电流在每一瞬间之方向均相反,因此在加热器与滙流排间乃建立一电场,以将电流集中于加热器之第一表面上。27﹒依申请专利范围第24项所述之装置,其尚包括:一个置于靠近面层之外部回流滙流排(373,485),使得电路板物质被置于此回流滙流排与面层之间,跨过一交流电源串联此滙流排与加热器之构件,使得流过滙流排与加热器之电流在每一瞬间之方向均相反因此在加热器与滙流排之间乃建立一电场,以将电流集中于加热器之第一表面上。28﹒依申请专利范围第27项所述之装置,其中面层(472)系面离电气接触垫片,当滙流排相当靠近该面层时,加热器乃置于电气接触垫片与回流滙流排(473)之间。29﹒依申请专利范围第27项所述之装置,其中面层(482)系面向电气接体垫片,当回流滙流排位于相当靠近该面层时,电气接触垫片乃置于回流滙流排(455)与加热器之间。30﹒一种供应足够热能至至少一个位于支撑结构上之连接部位之方法,此结构为非电气导体之导热性物质,其方法包含下列步骤:(a)通入定幅、已知频率之交流电至具有磁性面层之导体,使其在此已知频率下之深度大约等于一肤层深度;(b)迫使该电流靠近面层而流过;(c)在面层温度低于其居礼温度之下,利用电阻热产生足够之热能;(d)将步骤(C)中所产生之热能经由支撑结构传导至连接部位上。图示简单说明图1系本发明具有凸出可脱离连接件之加热器组合之透视图。图2a为图1组合之横断面视图。图2b系取自图2a之b-b线纵向断面图3系类似图2a之横向断面图,但是其系表示焊接后连接件已脱离之加热器组合。图4系类似图2a之横向断面图,乃表示出图1加热器组合与一可移动工具棒。图5系本发明具有可脱离连接件之另一加热器组合之透视图。组合另一实施例透视图。图7系图6之7-7线横向断面图。图8系依本发明原理构成有连接件之另一加热器组合之透视图。图9系图8之9-9线横向视图。图10系本发明另一实施例之部份透视图。图11系本发明另一实施例之纵向断面图。图12系本发明另一加热器级合实施例之透视图。图13系图12加热器组合之透视图,图14系本发明另一实施例具有可挠性连接件之加热器组合之透视图。图15系本发明具有可脱离连接件之另一加热器组合之透视图。图16系图15组合之横断面图,图17系图1及图7之组合横断面图,图18系两个自调整加热器组合之横断面图,图19系本发明具有凸出可脱离连接件之另一形式加热器之透视图。图20系本发明各实施例所用之自调整加热器之纵向剖视图。图21系本发明各实施例所用之另一自调整加热器之纵向剖视图。图22系一表面安装连接器及加热器组合,依本发明原理配置之透视图。图31取自图29截线31-31之纵断面图。合,依本发明原理配置之透视图。图23系一表面安装连接器及加热器组合,如图22所示系依本发明之原理配置于一电路板上之横断面图。图24系本发明另一表面安装连接器及加热器组合实施例之横断面图。图25系本发明另一表面安装连接器及加热器组合实施例之横断面图。图26系本发明实施例之透视图,图27系取自图26截线27-27之纵断面图,图28系相同于图27之纵断面图,图29系本发明再一实施例之分解透视图,图30系取自图29截线30-30之纵断面图32系本发明另一实施例之纵断面图,其中自调整加热器乃插置于一电路板中,并说明一被定位欲焊接至电路板接触垫片上之表面安装连接器。图33系本发明另一实施例之纵断面图,其中自调整加热器乃插置于一电路板中,且一可挠性之印刷电榄被定位以焊接至电路板之接触垫片上。图34亦系本发明另一实施例之纵断面图。