CN102623106A

CN102623106A - 极细电子线加工工艺

Info

Publication number: CN102623106A
Application number: CN2012101154741A
Authority: CN
Inventors: 肖飚; 代康; 漆钜虹; 张天明; 郑伟; 肖雪梅; 冯晓川
Original assignee: CHENGDU PUTIAN CABLE Co Ltd
Current assignee: CHENGDU PUTIAN CABLE Co Ltd
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2012-08-01

Abstract

本发明涉及电子线加工技术领域，具体涉及一种极细电子线加工工艺。本发明的极细电子线加工工艺流程为拉丝、镀锡、绞线、退火、挤包绝缘。本发明拉丝后没有退火而直接进行镀锡、绞线，避免单丝因退火后抗拉强度下降引起镀锡和绞线过程中的断线几率较高的问题。采用绞线后再进行退火的新工艺后，能比较彻底地消除拉丝及绞线工序中导体上产生的残余应力，从而消除了使用传统工艺流程生产的极细电子线打扭的现象,而且使得极细电子线的弯折寿命更长。

Description

极细电子线加工工艺

技术领域

本发明涉及电子线加工技术领域，具体涉及一种极细电子线加工工艺。

背景技术

由于电子技术的发展，手机、数码相机、笔记本电脑等终端消费类电子产品日趋小型化，为了节约终端产品的内部使用空间，用极细电子线并线替代柔性电路板作为终端产品的内部连线已成为电子产品厂商的优先选择。极细电子线是指导体直径在0.3mm及以下，绝缘层外径在1mm及以下的电子线产品，其导体材料通常采用镀锡铜线或镀锡铜合金线，绝缘材料通常采用四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯共聚物或实心聚全氟乙丙烯等氟塑料。极细电子线的导体可以是单丝，也可以由多根单丝绞合在一起组成。由于多根单丝绞合形成的导体比单丝构成的导体具有更好的柔软性和弯折扭转寿命，故极细电子线导体通常由多根单丝绞合而成。

传统电子线加工工艺流程为：拉丝、退火、镀锡、绞线和挤包绝缘，如中国发明专利200410039404.8公开的一种电线电缆及其制造方法，其电线电缆制造方法主要包括拉丝、退火、绞制、配料和挤塑。目前，极细电子线加工工艺仍采用传统电子线加工工艺。首先，将极细电子线用金属导体原材经拉拔处理成所需尺寸的极细电子线金属单丝；其次，在 400℃～550℃温度下退火；再次，将退火后的极细电子线进行镀锡；将镀锡后的极细电子线金属单丝进行绞线；最后，经绞线得到的金属导体进行挤包绝缘，得到极细电子线成品。

上述极细电子线加工工艺流程中，依次进行拉丝、退火、镀锡、绞线和挤包绝缘工序。上述工艺流程中，先退火、镀锡，再绞线，由于极细电子线绞合导体的单丝直径很小（最小可达0.012mm），而极细电子线绞合导体绞线过程产生的残余应力（包括切向应力和轴向应力）没有得到消除，直接进行挤包薄壁绝缘，使得最终所得到的极细电子线存在严重的打扭现象。

为了减轻极细电子线所存在的严重打扭现象，在绞线过程中可采用退扭装置或绞线后采用校直辊来减小绞线过程中所产生的部分残余应力。但是采用退扭装置时一方面束线设备会十分昂贵，另一方面，由于单丝退火后抗拉强度降低，使得束线过程中断线频次较高。采用校直辊并给定合适的张力来破坏导体内内应力的分布情况，从而部分消除打扭问题，由于此方法对导体有一定的破坏，因此经校直辊后绞合导体的弯折寿命也急剧下降。如34AWG(19/0.04mm)镀锡纯铜绞线制成的电子线，在20cN负荷下其最小弯折寿命仅为80次左右, 而未采用校直辊的最小寿命可达1.5万次以上。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术中所存在的极细电子线容易打扭、弯折寿命低或/和极细电子线金属单丝或绞合导体容易断线的不足，提供一种新的加工工艺。按照本发明方法加工得到的极细电子线，打扭现象消除、金属单丝或绞合导体断线几率降低、弯折寿命提高。

为了达到上述目的，本发明提供了以下技术方案：

极细电子线加工工艺，包括依次进行的以下步骤：拉丝、镀锡、绞线、退火、挤包绝缘。

本发明的极细电子线加工工艺，将极细电子线金属单丝拉丝、镀锡、绞线后再进行退火。拉丝后没有退火而直接进行镀锡、绞线，避免了因退火后抗拉强度下降，束线时断线频次较高的问题。采用绞线后退火，不仅比较彻底地消除了拉丝及绞线工序中所产生的残余应力，从而消除了极细电子线成品的打扭现象，而且，由于此种方法对导体破坏性小，其弯折寿命延长，如34AWG(19/0.04mm)镀锡纯铜绞线制成的电子线其弯折寿命可达2万余次，退火后立即进行挤包绝缘，可以利用退火步骤余热，使得挤包绝缘前不需再对金属导体预热，从而节约了能耗。

本发明的极细电子线加工工艺中，所述拉丝是将纯铜金属原材或铜合金经拉丝速度为600～1600m/min左右的拉丝机多次拉拔到需要的尺寸。

本发明的极细电子线加工工艺中，所述镀锡方法优选为热镀锡。

进一步优选的，所述镀锡方法中，镀锡之前经过预处理清除金属单丝表面的杂质和污物。

优选的，所述镀锡方法中，镀锡温度为240～260℃，优选245℃。

本发明的极细电子线加工工艺中，所述绞线步骤中，所述绞线步骤为通过束线机对多根镀锡后的极细电子线进行绞合。使用束线机绞合，无退扭装置，没有采用机械外力消除绞合导体内残余应力，从而可提高极细电子线成品的弯折寿命，并且，束线机的生产成本低。

本发明的极细电子线加工工艺中，所述退火优选管式退火，

进一步优选的，所述管式退火的退火温度为350~550℃。

进一步优选的，所述退火温度为380~520℃。

进一步优选的，所述退火温度为420~500℃。

进一步优选的，退火速度为70-130m/min。

进一步优选的，所述退火是在保护气的保护氛围下进行的。

进一步优选的，所述保护气为氮氢混合气体；氮气与氢气体积比优选为1：2~3。

进一步优选的，在所述退火管出口设置降温装置，导体在保护气氛下降温，确保导体温度不超过80℃。

电子线加工工艺拉丝、退火、镀锡、绞线和挤包绝缘。拉丝是将金属原材经拉拔处理，使其直径变小，拉制成所需尺寸的金属单丝。在拉丝过程中，金属晶格错位，应力增加，可塑性降低，影响后续工序，特别是绞线工序。当金属单丝直径较大时，这种改变更明显；所以需要及时通过退火处理，使错位的晶格恢复，消除内应力，恢复其可塑性；并且可以采用连拉连退的方式来节约能耗并提高生产效率。但是，当金属单丝直径在0.1mm以下时，金属丝在拉丝过程中所产生的内应力较小，对后续工序特别是绞线工序的不良影响可以忽略；而且，退火后的金属丝其抗拉强度下降30%-70%左右，使得在后续镀锡和束线过程中断线几率较高。本发明极细电子线加工工艺中，拉丝后没有退火而直接进行镀锡、绞线其断线几率大幅下降。同时，绞线后进行退火能够很大程度上节约退火过程所需能耗。束线后再进行退火还可使相邻的金属单丝表面的锡层熔化后轻微地粘连接在一起，使得到的极细电子线绞合导体不易松散，方便使用。通过绞线退火的方式来消除应力，不仅比较彻底地消除了拉丝及绞线生产过程中导体上产生的残余应力，从而消除了极细电子线成品的打扭现象，并且，其弯折寿命比采用常规工艺加工的产品长。如34AWG(19/0.04mm)镀锡纯铜绞线制成的电子线其弯折寿命可达2万余次。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）在极细电子线制造过程中，极细电子线金属单丝断线率降低，降低了加工过程中的困难和制造成本，提高了生产效率。

（2）极细电子线成品打扭问题的消除，提高了其使用性能。

（3）经所述弯折试验测得，在相同条件下，采用本发明所述工艺生产的极细电子线成品的弯折寿命延长，极大的提高了极细电子线成品的质量和可靠性。

附图说明：

图1为本发明极细电子线加工工艺流程图。

具体实施方式

以下结合极细电子线加工工艺的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。

本发明实施例中所列举的极细电子线加工工艺，包括以下步骤：

（1）拉丝：将金属原材拉制成生产极细电子线所需要直径的金属单丝；

（2）镀锡：将拉制得到的金属单丝进行镀锡；

（3）绞线：将镀锡后的金属单丝绞合得到极细电子线绞合导体；

（4）退火：将极细电子线绞合导体在350～550℃温度下退火；

（5）挤包绝缘：在退火后的极细电子线绞合导体表面挤包一层绝缘，得到极细电子线成品。

实施例1：

本实施例所列举的极细电子线加工工艺中的绞合导体由19根极细镀锡铜线绞合而成，工艺流程如图1所示：

( 1 ) 拉丝：直径为1mm左右的纯铜线，依次拉到0.23mm、0.08mm、0.04mm。

（2）镀锡：将上述直径为0.04mm左右的铜丝进行镀锡：铜线经过电子焊接用助焊剂预处理后直接进入245℃的锡炉内进行镀锡；

（3）绞线：将19根镀锡后的铜丝送入束线机绞合成导体；

（4）退火：将铜导体在内径为10mm的充满氮气与氢气混合气体（体积比为1：3）的退火管内退火，退火温度为420℃，有效退火长度为1.8m；退火过程中绞合导体的进线速度为80m/min；

（5）挤包绝缘：用保护气体将退火后的铜导体冷却至65℃，进行挤包绝缘，挤包绝缘所用塑料为聚全氟乙丙烯。

将本实施例所得极细电子线经所述弯折试验，测得其弯折次数可达为2万余次。

实施例2：

（2）镀锡：将上述直径为0.04mm左右的铜丝进行镀锡：铜线经过电子焊接用助焊剂预处理后直接进入260℃的锡炉内进行镀锡；

（3）绞线：将19根镀锡后的铜丝送入束线机绞合成导体；

（4）退火：将铜导体在内径为8mm的充满氮气与氢气混合气体（体积比为1：3）的退火管内退火，退火温度为480℃，有效退火长度为1.8m；退火过程中绞合导体的进线速度为120m/min；

将本实施例所得极细电子线经所述弯折试验，测得其弯折次数可达为2.3万余次。

实施例3：

本实施例所列举的极细电子线加工工艺中的绞合导体由7根极细镀锡铜合金线绞合而成，工艺流程如图1所示：

( 1 ) 拉丝：直径为1mm左右的合金铜线，依次拉到0.23mm、0.05mm。

（2）镀锡：将上述直径为0.05mm左右的合金铜线进行镀锡：合金铜线经过电子焊接用助焊剂预处理后直接进入245℃的锡炉内进行镀锡；

（3）绞线：将7根镀锡后的合金铜线送入束线机绞合成合金导体；

（4）退火：将合金导体在内径为8mm的充满氮气与氢气混合气体（体积比为1：3）的退火管内退火，退火温度为520℃，有效退火长度为1.8m；退火过程中合金导体的进线速度为100m/min；

（5）挤包绝缘：用保护气体将退火后的合金导体冷却至65℃，进行挤包绝缘，挤包绝缘所用塑料为聚全氟乙丙烯。

将本实施例所得极细电子线经所述弯折试验，测得其弯折次数可达为8万余次。

实施例4：

本实施例所列举的极细电子线加工工艺中的绞合导体由7根极细镀锡合金铜丝绞合而成，工艺流程如图1所示：

（4）退火：将合金导体在内径为10mm的充满氮气与氢气混合气体（体积比为1：3）的退火管内退火，退火温度为530℃，有效退火长度为1.8m；退火过程中绞合导体的进线速度为120m/min；

将本实施例所得极细电子线经所述弯折试验，测得其弯折次数可达为8.5万余次。

对比例：

本对比例所述极细电子线加工工艺中的绞合导体由19芯极细镀锡铜丝绞合而成，其工艺流程如下：

（2）退火镀锡：将上述直径为0.04mm的铜丝在内径为10mm的退火管内退火，退火温度为400℃，有效退火长度为1.8m；退火过程中绞合导体的进线速度为120m/min；保护气体为氮氢混合气体（体积比为1:3）。铜线经过电子焊接用助焊剂预处理后直接进入245℃的锡炉内进行镀锡；

（3）绞线：将19根镀锡后的铜丝送入束线机绞合成导体；

（4）挤包绝缘：进行挤包绝缘，挤包绝缘所用塑料为聚全氟乙丙烯。

将本实施例所得极细电子线经所述弯折试验，测得其弯折次数可达为1.5万次左右，并存在严重的打扭现象。如果在绝缘后采用校直辊校直，校直时的张力选用200 cN时，可消除打扭现象，但其最小寿命仅为80次左右。

在不脱离本发明上述技术思想情况下，用于非极细电子线防打扭的加工，均应包括在本发明的范围内。

Claims

1.极细电子线加工工艺，其特征在于包括依次进行的以下工序：拉丝、镀锡、绞线、退火、挤包绝缘。

2.根据权利1所述的极细电子线加工工艺，其特征在于，所述拉丝步骤的拉丝速度为600-1600m/min。

3.根据权利1所述的极细电子线加工工艺，其特征在于，所述镀锡为热镀锡。

4.根据权利1所述的极细电子线加工工艺，其特征在于，所述绞线步骤为通过束线机对多根镀锡后的极细镀锡铜线进行绞合。

5.根据权利1所述的极细电子线加工工艺，其特征在于，所述退火为管式退火。

6.根据权利5所述的极细电子线加工工艺，其特征在于，退火温度为350~550℃。

7.根据权利6所述的极细电子线加工工艺，其特征在于，退火温度为380~520℃。

8.根据权利5-7任意一项所述的极细电子线加工工艺，其特征在于，退火速度为70 ~130m/min。

9.根据权利1所述的极细电子线加工工艺，其特征在于，所述退火是在保护气的保护氛围下进行的。

10.根据权利9所述的极细电子线加工工艺，其特征在于，所述保护气为氮氢混合气体；氮气与氢气体积比为1：2~3。