焊接方式 | 技術(shù)原理 | 典型應(yīng)用場(chǎng)景 | 優(yōu)勢(shì) | 局限性 |
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烙鐵手工焊 | 電烙鐵加熱焊錫絲熔化至焊接部位 | 小批量生產(chǎn)、維修、樣品調(diào)試 | 設(shè)備成本低,操作靈活 | 溫度控制依賴(lài)經(jīng)驗(yàn),效率低 |
回流焊(SMT) | 高溫爐按預(yù)設(shè)曲線熔化焊膏 | 批量 PCB 板表面貼裝 | 自動(dòng)化程度高,一致性好 | 需定制治具,彈簧易受高溫退火影響 |
激光焊接 | 激光束聚焦加熱實(shí)現(xiàn)金屬熔接 | 航空航天、醫(yī)療設(shè)備等精密場(chǎng)景 | 熱影響區(qū)?。ā?.1mm),定位精度高 | 設(shè)備成本高,需專(zhuān)業(yè)參數(shù)調(diào)試 |
超聲波焊接 | 高頻振動(dòng)摩擦使金屬分子結(jié)合 | 彈簧與針體、異質(zhì)金屬連接 | 無(wú)熱損傷,無(wú)需助焊劑 | 對(duì)焊接表面清潔度要求極高 |
熱風(fēng)焊接 | 熱風(fēng)槍噴出高溫氣流熔化焊錫 | 密集焊點(diǎn)或多針陣列補(bǔ)焊 | 加熱均勻,適合小范圍快速焊接 | 風(fēng)量控制不當(dāng)易吹偏移元件 |
- 表面清潔:
- 針體、焊盤(pán)需去除氧化層(鍍金層用無(wú)水乙醇擦拭,避免刮傷),推薦用等離子清洗機(jī)(氧等離子體處理 30 秒),確保焊接面接觸角<15°。
- 鈹銅彈簧避免手指直接接觸,防止汗液殘留腐蝕,存放需密封防潮(濕度≤30% RH)。
- 焊盤(pán)設(shè)計(jì)規(guī)范:
- 焊盤(pán)寬度≥針體直徑 1.5 倍(如 φ0.8mm 針體對(duì)應(yīng)≥1.2mm 焊盤(pán)),厚度≥0.3mm,防止應(yīng)力集中導(dǎo)致焊盤(pán)脫落。
- PCB 焊盤(pán)需做防氧化處理(如沉金或 OSP),鍍層厚度≥3μm。
- 溫度與時(shí)間管理:
- 烙鐵焊接:溫度 320-350℃,單次焊接≤3 秒,烙鐵頭需沿針體軸向施力,避免徑向拉扯(彈簧部位距焊點(diǎn)≥1.5mm)。
- 回流焊(無(wú)鉛):峰值溫度 230-245℃,保持時(shí)間≤60 秒,升溫速率≤3℃/ 秒(鈹銅彈簧退火溫度>200℃,需控制熱暴露時(shí)間)。
- 激光焊接:功率 5-10W,脈沖時(shí)間 1-2ms,聚焦光斑≤0.2mm,需在氮?dú)獗Wo(hù)下進(jìn)行(氧含量<100ppm),防止銅氧化。
- 焊料與助焊劑選擇:
- 優(yōu)先使用 Sn-Ag-Cu(SAC305)無(wú)鉛焊錫(熔點(diǎn) 217℃),焊錫絲直徑 0.3-0.5mm;航空航天場(chǎng)景需用 NASA 認(rèn)證的 SN63PB37 焊錫。
- 助焊劑選擇 ROL0 級(jí)免清洗類(lèi)型(殘留物電導(dǎo)率<10μS/cm),避免腐蝕彈簧觸點(diǎn)。
- 針體與導(dǎo)線焊接:
- 導(dǎo)線需先上錫(絞合線捻緊),焊接時(shí)烙鐵頭沿針體軸向施力,焊接后導(dǎo)線彎曲度≤0.05mm(拉力測(cè)試≥5N)。
- 金屬殼體與基板焊接:
- 不銹鋼殼體采用激光焊接,圓周軌跡均勻分布,熔深≥0.2mm,需通過(guò)氦質(zhì)譜檢漏(漏率≤1×10??Pa?m3/s)。
- 彈簧與針體連接:
- 超聲波焊接時(shí),振幅 30-50μm,壓力 0.5-1MPa,時(shí)間 50-100ms,結(jié)合強(qiáng)度需≥5N(拉力測(cè)試),且彈簧自由長(zhǎng)度變化≤0.1mm。
- 清潔工藝:
- 用異丙醇(IPA)超聲清洗 10 分鐘,去除助焊劑殘留,顯微鏡(20-50 倍)下檢查焊點(diǎn)光澤度(均勻無(wú)毛刺),氣孔率≤5%。
- 性能驗(yàn)證:
- 接觸電阻:焊接后增量≤10mΩ(初始≤50mΩ),需通過(guò) 10 次熱循環(huán)(-40℃~+85℃)后復(fù)測(cè)。
- 機(jī)械強(qiáng)度:焊點(diǎn)承受≥10N 軸向拉力(持續(xù) 10 秒),振動(dòng)測(cè)試(10-2000Hz,加速度 50g)后無(wú)松動(dòng)。
問(wèn)題現(xiàn)象 | 根本原因 | 解決方案 |
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焊點(diǎn)虛焊 | 表面氧化、焊錫溫度不足 | 強(qiáng)化等離子清洗,提高焊接溫度 5-10℃,延長(zhǎng)保溫時(shí)間 |
彈簧彈性失效 | 焊接熱影響導(dǎo)致退火 | 改用超聲波焊接或激光焊接,縮短加熱時(shí)間 |
鍍層腐蝕 | 助焊劑殘留或清洗不徹底 | 選用低腐蝕性助焊劑,焊接后立即超聲清洗 |
針體傾斜 | 手工焊接施力不均或治具定位偏差 | 采用自動(dòng)化焊接設(shè)備,治具定位精度≤0.02mm |
- 消費(fèi)電子:遵循 IPC-A-610G Class 2 標(biāo)準(zhǔn)(焊點(diǎn)飽滿(mǎn)度≥85%)。
- 工業(yè)與醫(yī)療:符合 ISO 9001 焊接工藝認(rèn)證,需記錄溫度曲線、焊接時(shí)間等參數(shù)。
- 航空航天:滿(mǎn)足 MIL-STD-202G 方法 215(溫度循環(huán))和 NASA-STD-8739.3(焊接工藝規(guī)范),工藝記錄需存檔 10 年以上。
- 智能化:引入 AI 視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)焊點(diǎn)形態(tài),自動(dòng)調(diào)整激光功率或烙鐵溫度。
- 綠色化:推廣無(wú)鉛焊料與水基環(huán)保助焊劑,減少 VOC 排放。
- 微型化:針對(duì) 0.5mm 以下針體,開(kāi)發(fā)納米級(jí)激光焊接技術(shù)(光斑直徑≤0.1mm)。
總結(jié):pogopin 焊接需平衡 “熱損傷控制” 與 “連接強(qiáng)度”,根據(jù)產(chǎn)品精度要求(如消費(fèi)電子 ±0.1mm vs 航天 ±0.01mm)選擇適配工藝,并通過(guò)全流程檢測(cè)確??煽啃?。