CN110116247A

CN110116247A - 一种雷达电子产品连接器的钎焊方法

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Publication number: CN110116247A
Application number: CN201910401767.8A
Authority: CN
Inventors: 王禾; 吴昱昆; 任榕; 杨程; 张加波
Original assignee: CETC 38 Research Institute
Current assignee: CETC 38 Research Institute
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2019-05-15
Publication date: 2019-08-13

Abstract

本发明公开一种雷达电子产品连接器的钎焊方法，涉及电子工业中的软钎焊领域，包括以下步骤：(1)组装：将预涂焊环套进连接器待焊面上，将连接器装入组件壳体的连接器孔内，配装成待焊连接器模块；所述预涂焊环表面预涂覆占焊环重量1.5％～3.5％的助焊剂；所述助焊剂包括由8‑12％的固体松香制成；(2)钎焊：将待焊连接器模块置于钎焊设备中，进行钎焊，设置钎焊预热区，将组件加热到150～170℃，保温2～5min，接着在最高温为195～210℃钎焊区进行回流焊，最后出炉冷却至室温。本发明的有益效果在于：采用一种预涂助焊剂的焊环，实现焊锡与助焊剂的量的精确控制，整个过程无需手工涂覆助焊剂，生产效率得到了大幅度的提高。

Description

一种雷达电子产品连接器的钎焊方法

技术领域

本发明涉及电子工业中的软钎焊领域，具体涉及一种雷达电子产品连接器的钎焊方法。

背景技术

随着先进雷达电子系统发展趋势走向阵列化，系统端对雷达电子产品开始出现了单套系统成千上万的需求，在巨量的组件需求和面前，如何提高生产效率是必须解决的问题。但在雷达组件的连接器钎焊生产过程中，由于其结构外形等的限制，导致其钎焊制造过程却仍一直停留在手工涂覆焊环或裁减焊锡丝绕成环状后配装并钎焊的阶段，难以精确控制焊锡量，焊锡极易溢出表面造成连接器报废，带来了大量的返修工作，严重影响钎焊生产效率的提升。

连接器与其他表面贴装器件(SMT)的钎焊工艺技术差别较大，大多数SMT器件的钎焊均在表面，焊后残留物也在表面，易于清洗。而连接器的大部分的焊后残留物存在于壳体的连接器孔内，需要考虑焊后残留物的腐蚀性，因此助焊剂一般选用腐蚀性较小的R型或RMA型的松香焊剂。但松香的量如果控制不当，会带来大量的残留物，这种藏于孔内的残留物极难一次清洗干净，往往一经烘烤残留物便漫流到连接器的插芯上，严重影响连接器的电性能和使用寿命。反复多次清洗又造成了大量清洗溶剂的浪费，大量的清洗工作同样严重制约了钎焊生产效率的提升。

目前可见报道中雷达电子产品连接器的钎焊生产过程大都为：组件壳体连接器孔内手工涂覆焊剂后配装焊环和连接器，或者裁剪焊锡丝绕成环状后配装，配装完成后进行钎焊，但钎焊的效果极其的不理想。一是焊锡量不宜精确控制，焊锡少了钎透率不合格需要补锡，焊锡过量又需要用吸锡带移除，带来了大量的返修工作，导致生产效率低下；二是焊剂残留物多，清洗次数与时间倍增，无法满足现代雷达组件批量化制造的时间需求。如何用一种较为通用的方法成功实现雷达电子产品连接器的高效钎焊，国内外均尚未找到可行的解决办法。

发明内容

本发明解决的技术问题在于雷达电子产品连接器钎焊效率低下、钎焊后连接器孔内残留物多且不易清洗的现象。

本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明提供一种雷达电子产品连接器的钎焊方法，包括以下步骤：

(1)组装：将预涂焊环套进连接器待焊面上，将连接器装入组件壳体的连接器孔内，配装成待焊连接器模块；所述预涂焊环表面预涂覆的助焊剂的重量占焊环重量的1.5～3.5％；所述助焊剂包括由8～12wt.％的固体松香制成；

(2)钎焊：将待焊连接器模块置于钎焊设备中，进行钎焊，设置钎焊预热区，将组件加热到150～170℃，保温2～5min，接着在最高温为195～210℃钎焊区进行回流焊，最后出炉冷却至室温。

优选的，在进行组装前，将组件壳体、连接器置于酒精中进行清洗，并干燥。

优选的，所述干燥方式采用自然风干或气枪吹干。

优选的，所述步骤(1)中助焊剂的涂覆方式采用超声雾化或风刀吹涂。

优选的，所述助焊剂还包括由3～5wt.％活性剂、1～3wt.％增稠剂、0.1～0.5wt.％树脂成膜剂、余量为溶剂制成。

优选的，所述松香为改性松香或氢化松香中的一种或两种混合物。

优选的，所述活性剂为乙二酸、苹果酸、柠檬酸中的一种或多种。

优选的，所述增稠剂为甘油酯、蓖麻醇酯与酰胺的混合物。

优选的，所述溶剂为乙醇或乙二醇。

优选的，以升温速率为0.5～1℃/s升温至150～170℃。

优选的，在钎焊过程中采用氮气或真空辅助。

优选的，所述钎焊设备为热台、感应焊台、回流炉或气相焊炉。

本发明的有益效果在于：

(1)采用一种预涂助焊剂的焊环，实现焊锡与助焊剂的量的精确控制，整个过程无需手工涂覆助焊剂，生产效率得到了大幅度的提高，且不再需要接触液态助焊剂，大幅降低对钎焊工作者身体的损害和劳动强度，契合绿色制造的需求；

(2)采用一种表面涂覆量为1.5～3.5％、固体松香含量为8～12wt.％的预涂焊环，钎焊后松香几乎全部反应生成易清洗的盐类，从而实现钎焊残留物量的精确控制，焊后松香残留率<1％，进而有效地改善雷达电子产品连接器钎焊后残留物堆积在孔内且难以被清洗的状况；

(3)相比于传统的手工绕焊锡丝进行连接器钎焊，本方法操作起来更为简洁、高效，能有效应对现代化电子产品组件批量化、巨量化的制造需求。

附图说明

图1为本发明实施例中雷达电子产品组件连接器配装的示意图；

图中：1-连接器；2-预涂焊环；3-组件壳体；31-连接器配装孔。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

实施例1

雷达电子产品连接器的钎焊方法，包括以下步骤：

(1)组件清洗：将雷达电子产品的组件壳体、连接器置于酒精中刷洗清洗5min，自然风干；

(2)组装：如图1所示，将预涂焊环2套进连接器1待焊面上，将连接器1装入组件壳体3的连接器配装孔31内，配装成待焊连接器模块；预涂焊环表面预涂覆的助焊剂的重量占焊环重量的1.5％；其中助焊剂由8wt.％的氢化松香、0.1wt.％丙烯酸树脂、3wt.％乙二酸，松香甘油酯、聚甘油蓖麻醇酯与脂肪酸二乙醇酰胺的混合物占2.5wt.％(三者的质量比为1:1:1)、86.4wt.％酒精混合制成；预涂焊环表面预涂覆的助焊剂的重量占焊环重量的1.5％～3.5％，若超过3.5％，钎焊过程中松香不能完全反应，导致存在焊后残留物；若低于1.5％助焊剂含量过低，影响钎焊效果；

(3)钎焊：将待焊连接器模块置于回流炉中，进行钎焊，以升温速率为0.5℃/s设置钎焊预热区，设置钎焊预热区，将组件加热到150℃，保温2min，接着在温度为195℃钎焊区进行回流焊，最后出炉冷却至室温；使助焊剂成分在表面均匀流布，更完全地去除表面氧化物。

实施例2

雷达电子产品连接器的钎焊方法，包括以下步骤：

(1)组件清洗：将雷达电子产品的组件壳体、连接器置于酒精中刷洗清洗8min，使用气枪吹干；

(2)组装：如图1所示，将预涂焊环2套进连接器1待焊面上，将连接器1装入组件壳体3的连接器配装孔31内，配装成待焊连接器模块；预涂焊环表面预涂覆的助焊剂的重量占焊环重量的2％；其中助焊剂由10wt.％马来酸改性松香、0.2wt.％丙烯酸树脂、5wt.％苹果酸，三羟基硬脂酸三甘油酯、聚甘油蓖麻醇酯与双硬脂酸酰胺的混合物占2wt.％(三羟基硬脂酸三甘油酯、聚甘油蓖麻醇酯与双硬脂酸酰胺的质量比为1:2:1)、82.8wt.％的酒精混合制成；预涂焊环表面预涂覆的助焊剂的重量占焊环重量的1.5％～3.5％，若超过3.5％，钎焊过程中松香不能完全反应，导致存在焊后残留物；若低于1.5％助焊剂含量过低，影响钎焊效果；

(3)钎焊：将待焊连接器模块置于回流炉中，进行钎焊，以升温速率为0.8℃/s设置钎焊预热区，设置钎焊预热区，将组件加热到160℃，保温3min，接着在温度为200℃钎焊区进行回流焊，钎焊过程中采用氮气辅助，最后出炉冷却至室温。

实施例3

雷达电子产品连接器的钎焊方法，包括以下步骤：

(2)组装：如图1所示，用镊子将预涂焊环2套进连接器1待焊面上，将连接器1装入组件壳体3的连接器配装孔31内，配装成待焊连接器模块；预涂焊环表面预涂覆的助焊剂的重量占焊环重量的3.5％；其中助焊剂由12wt.％的丙烯酸改性松香和氢化松香混合物、0.5wt.％丙烯酸树脂、5wt.％柠檬酸，单硬脂酸甘油酯、聚甘油蓖麻醇酯与脂肪酸二乙醇酰胺的混合物占2wt.％(单硬脂酸甘油酯、聚甘油蓖麻醇酯与脂肪酸二乙醇酰胺三者的质量比为2:2:1)、80.5wt.％乙二醇混合制成；连接器的配装简单，无需手工涂覆焊剂，也无需手工剪裁、弯绕焊锡丝，大幅提高连接器的钎焊生产效率，且整个过程无需接触液态助焊剂，降低了对钎焊工作者身体的损害和劳动强度；预涂焊环表面预涂覆的助焊剂的重量占焊环重量的1.5～3.5％，若超过3.5％，钎焊过程中松香不能完全反应，导致存在焊后残留物；若低于1.5％助焊剂含量过低，影响钎焊效果；

(3)钎焊：将待焊连接器模块置于气相焊炉中，进行钎焊，以升温速率为1.0℃/s设置钎焊预热区，设置钎焊预热区，将组件加热到170℃，保温5min，接着在温度为210℃钎焊区进行回流焊，钎焊过程中采用氮气辅助，通过氦质谱检漏仪检测连接器位置漏率，最后出炉冷却至室温。

实施例4

预涂焊环的保存实验：

将实施例1-3中制备的预涂焊环、焊膏置于3～5℃条件下冷藏，焊膏在放置半年后失效，而预涂焊环采用超声雾化、风刀吹涂等方式涂覆的助焊剂，表面残留的为雾化或吹干后的助焊剂，不存在挥发现象，3～5℃冷藏条件下储存一年仍可正常使用。

焊膏3～5℃条件下的存放过程中，其液体易挥发，金属粉易氧化失效，本发明制备的焊环，相比粉状焊膏，易保存，易制备。

因此，可以提前制备预涂焊环，无需在钎焊过程中手工涂覆助焊剂，提高生产效率。

实施例5

钎焊后残留物实验：

使用X光设备对钎焊组件进行钎透率观测；焊后组件经过10min、150℃的烘烤，只需使用电子产品常规清洗剂，采用酒精、乙二醇或丙酮清洗一次，时间为10～15min，即可洗净组件中的钎焊残留物，焊后残留物<1％，即使经过粘胶或键合等工艺过程中较长时间烘烤，也不会再出现钎焊残留物漫流连接器插芯上的现象。

精确控制预涂焊环的焊锡含量，保证钎透率的同时焊锡也不会过量，因此也不会溢出到连接器表面，一次焊成无需返修；且涂覆的松香几乎完全反应生成较易清洗的松香盐类，一次清洗即可把残留物较为彻底地去除，减少大量的清洗工作。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，与本发明构思无实质性差异的各种工艺方案均在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种雷达电子产品连接器的钎焊方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)组装：将预涂覆助焊剂的预涂焊环套进连接器待焊面上，将连接器装入组件壳体的连接器孔内，配装成待焊连接器模块；所述预涂焊环表面预涂覆的助焊剂的重量占焊环重量的1.5～3.5％；所述助焊剂包括由8～12wt.％的固体松香制成；

2.根据权利要求1所述的雷达电子产品连接器的钎焊方法，其特征在于：在进行组装前，将组件壳体、连接器置于酒精中进行清洗，并干燥。

3.根据权利要求2所述的雷达电子产品连接器的钎焊方法，其特征在于：所述干燥方式采用自然风干或气枪吹干。

4.根据权利要求1所述的雷达电子产品连接器的钎焊方法，其特征在于：所述步骤(1)中助焊剂的涂覆方式采用超声雾化或风刀吹涂。

5.根据权利要求1所述的雷达电子产品连接器的钎焊方法，其特征在于：所述助焊剂还包括由活性剂、溶剂、树脂成膜剂、增稠剂制成。

6.根据权利要求1所述的雷达电子产品连接器的钎焊方法，其特征在于：所述活性剂为乙二酸、苹果酸、柠檬酸中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的雷达电子产品连接器的钎焊方法，其特征在于：所述溶剂为乙醇或乙二醇。

8.根据权利要求1所述的雷达电子产品连接器的钎焊方法，其特征在于：以升温速率为0.5～1℃/s升温至150～170℃。

9.根据权利要求1所述的雷达电子产品连接器的钎焊方法，其特征在于：在钎焊过程中采用氮气或真空辅助。

10.根据权利要求1所述的雷达电子产品连接器的钎焊方法，其特征在于：所述钎焊设备为热台、感应焊台、回流炉或气相焊炉。