CN114406466A - 焊接方法、弹性电接触端子的焊接结构以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及通信设备技术领域,公开了一种焊接方法、弹性电接触端子的焊接结构以及电子设备,其中焊接方法用于焊接互为不同金属材料的第一构件与第二构件,包括:将第一构件叠设于第二构件上;通过中间胶层在第一构件的上表面粘附第一辅助层,第一辅助层的激光吸收率大于第一构件;第一辅助层的厚度在35μm至100μ m之间,第一构件的厚度和第一辅助层的厚度之和大于等于50μm;发射激光使激光依次穿过第一辅助层、第一构件以及第二构件以激光焊接第一构件和第二构件。本申请提出的焊接方法用于弹性电接触端子的焊接时,通过设置第一辅助层,将厚度较小且激光吸收率较低的导电层通过激光焊接在异质金属上,降低了焊接所需成本。
Description
技术领域
本申请涉及通信设备技术领域,特别是涉及一种焊接方法、弹性电接触端子的焊接结构以及电子设备。
背景技术
在通信装置中,为了避免电子设备受到信号干扰或者消除电子设备内部的静电,一般会在电子设备内部需要电接触的两个接触面之间采用弹性电接触端子或者焊接弹片的方式进行电连接。
请参阅公开号为CN113993362A,主题名称为“一种接地弹性体及电子设备”的中国专利申请,弹性电接触端子一般包括两个部分,用于缓冲和回弹的弹性构件以及用于将弹性构件固定在基板的弹性电接触端子。其中,在该专利申请中,采用了超声波焊接的方式将焊接段分固定在基板——金属中板上。
然而,该专利申请中,超声波焊接的方式需要设计和生产特定的超声波压头,以满足上述焊接段分的超声波焊接需求,前期投入的成本高;且这种超声波压头的使用寿命有限,使用一段时间后需要及时更换,后期维护的成本同样较高。由此可见,采用超声波焊接的方式将弹性电接触端子固定在基板上的方式成本较高。
发明内容
本申请的一个目的在于提供一种适用于将弹性电接触端子的导电层焊接在基板上的焊接方法,其固定在基板上的成本较低,从而降低相关电子设备的生产成本。
本申请的目的是通过如下技术方案实现的:
一种焊接方法,用于焊接互为不同金属材料的第一构件与第二构件,所述第一构件的厚度δ1小于等于25μm,包括:
将所述第一构件叠设于所述第二构件上;
通过中间胶层在所述第一构件的上表面粘附第一辅助层,所述第一辅助层的激光吸收率大于所述第一构件;其中,所述第一辅助层的厚度δ2在35μm至100μm之间,所述第一构件的厚度δ1和所述第一辅助层的厚度δ2之和大于等于50μm;
利用激光焊接装置发射激光,使得激光依次穿过所述第一辅助层、所述第一构件以及所述第二构件,以激光焊接所述第一构件和所述第二构件。
在本申请的焊接方法中,设所述中间胶层的厚度为h1,3μm≤h1≤10μm。
在本申请的焊接方法中,3μm≤h1≤6μm。
在本申请的焊接方法中,所述第一辅助层包括第二基材和镀设于所述第二基材上表面上并用于吸收激光能量的金属镀膜,所述金属镀膜的激光吸收率分别大于所述第一构件和所述第二基材的激光吸收率。
在本申请的焊接方法中,所述中间胶层为丙烯酸压敏胶胶水、环氧热熔胶水、聚氨酯热固胶、聚氨酯热塑胶以及硅胶中的其中一种。
在本申请的焊接方法中,在所述通过所述中间胶层在所述第一构件的上表面粘附第一辅助层前,还包括:对所述第一构件的上表面和/或所述第一辅助层的下表面进行粗化处理。
在本申请的焊接方法中,所述将所述第一构件叠设于所述第二构件上具体包括:在所述第一构件的下表面上设置底部胶层,以使所述第一构件通过所述底部胶层粘合于所述第二构件上。
在本申请的焊接方法中,设所述底部胶层的厚度为h2,3μm≤h2≤10μm。
在本申请的焊接方法中,3μm≤h2≤6μm。
在本申请的焊接方法中,设所述中间胶层的厚度为h1,设所述底部胶层的厚度为h2,h1+h2≤12μm。
在本申请的焊接方法中,所述底部胶层为丙烯酸压敏胶胶水、环氧热熔胶水、聚氨酯热固胶、聚氨酯热塑胶以及硅胶中的其中一种。
在本申请的焊接方法中,在所述第一构件的下表面上设置所述底部胶层前,还包括:对所述第一构件的下表面进行粗化处理。
在本申请的焊接方法中,在所述通过所述中间胶层在所述第一构件的上表面粘附第一辅助层后,还包括:利用刀具在所述第一辅助层的上表面施加朝向所述第一构件的作用力,驱使所述第一辅助层和所述第一构件同时向下凹陷,直至形成从所述第一辅助层的上表面贯穿至所述第一构件的下表面的切口,所述切口呈宽度从上至下逐渐减小的楔形,所述第一辅助层沿所述切口的顶部边缘形成有折弯,所述折弯沿所述切口的内周壁向下延伸,且所述折弯的末端外扩至包裹所述第一构件的下表面。
本申请的目的还通过如下技术方案实现:
一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体和基板;所述端子本体包括弹性芯部和包裹在所述弹性芯部外周上的导电层,所述导电层具有向外延伸突出并形成焊接段的端部,所述导电层的厚度为9μm ~25μm;所述导电层和所述基板互为不同的金属材料;所述焊接段通过如上述的焊接方法焊接于所述基板上,其中,以所述焊接段作为所述第一构件,以所述基板作为所述第二构件。
在本申请的弹性电接触端子的焊接结构中,所述基板为铝板。
在本申请的弹性电接触端子的焊接结构中,所述导电层包括第一基材和镀设于所述第一基材外侧面的导电镀膜;其中,所述第一基材包括铜,导电镀膜的抗氧化能力优于第一基材。
在本申请的弹性电接触端子的焊接结构中,所述第一基材为电解铜箔或者压延铜箔,所述导电镀膜为厚度>10nm的金层或厚度>0.3μm的镍层或厚度大于0.1μm的锡层。
在本申请的弹性电接触端子的焊接结构中,所述第一辅助层包括第二基材和镀设于所述第二基材上表面的金属镀膜,所述中间胶层设于所述第一基材的上表面与所述第二基材的下表面之间,所述第二基材包括铜,所述金属镀膜包括镍。
本申请的目的还通过如下技术方案实现:
一种电子设备,包括显示屏和如权利要求14至18任一项所述的弹性电接触端子的焊接结构;所述导电层夹持于所述显示屏和所述基板之间。
本申请提出的焊接方法适用于对厚度较小且激光吸收率较低的第一构件进行激光焊接。
具体地,在本申请的焊接方法中,由于第一构件的厚度δ1较小,因此为保证第一构件能够被焊接在第二构件上,本申请中首先与激光接触的第一辅助层的激光吸收率较大,可以保证本申请中第一构件能够吸收足够的激光能量,使得达到第一构件和第二构件之间的激光能量足够形成熔池。
在本申请的焊接方法中,由于厚度大于等于35μm的第一辅助层且第一辅助层和第一构件的厚度之和≥50μm,因此相当于对第一构件作了加厚以及增加其激光吸收率的处理,保证微米级别的第一构件在焊接时能够与第二构件之间形成具有足够深度和强度的熔池。此外,在制作得到第一辅助层时,一般通过切割一个尺寸较大的胚料以批量地获得多个第一辅助层,从激光焊接的效果上而言,第一辅助层的厚度越大,对于激光焊接的效果越好,但是,所对应的胚料厚度越大,切割的难度也就越大,且切割后获得的第一辅助层越容易产生毛刺等瑕疵,不利于生产效率的提高,因此第一辅助层的厚度不易过大,超过100μm后生产效率过低。另外,由于第一辅助层具有足够的厚度,还能够对第一构件的结构起到支撑效果,有效防止第一构件发生断裂的情况。
综上可得,本申请提出的焊接方法通过设置第一辅助层,能够将厚度较小且激光吸收率较低的第一构件通过激光焊接在异质金属的第二构件上;将本申请的焊接方法应用在弹性电接触端子的焊接时,利用激光焊接替代超声波焊接,可以降低焊接所需的成本,解决背景技术中提出的超声波焊接成本较高的技术问题,具体请参阅本申请第二方面提出的弹性电接触端子的焊接结构。
附图说明
以下结合附图和优选实施例来对本申请进行进一步详细描述,但是本领域技术人员将领会的是,这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的,并且因此不应当作为本申请范围的限制。
图1是根据本申请实施例第一方面提出的焊接方法的流程图。
图2是根据本申请实施例第一方面提出的焊接方法中第一构件和第二构件的焊接示意图。
图3是根据本申请实施例第二方面提出的弹性电接触端子的焊接结构中端子本体结构示意图。
图4是图3中的A处放大图。
图5是根据本申请实施例第二方面提出的弹性电接触端子的焊接结构中形成切口和折弯时的结构图。
图6是根据本申请实施例第三方面提出的电子设备的结构图。
图中,
100、端子本体;110、弹性芯部;120、耐热聚合物膜层;
130、导电层;131、焊接段;132、第一基材;133、导电镀膜;134、切口;
140、第一辅助层;141、第二基材;142、金属镀膜;143、折弯;
150、中间胶层;160、底部胶层;170、粘合层;
200、基板;
300、显示屏;
400、第一构件;
500、第二构件。
具体实施方式
以下将参考附图来详细描述本申请的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是,这些描述仅为描述性的、示例性的,并且不应当被解释为限定了本申请的保护范围。
首先,需要说明的是,在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位是相对于各个附图中的方向来定义的,它们是相对的概念,并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而改变。所以,不应将这些或其他方位用于理解为限制性用语。
应注意,术语“包括”并不排除其他要素或步骤,并且“一”或“一个”并不排除复数。
此外,还应当指出的是,对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征,或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征,仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合,从而获得未在本文中直接提及的本申请的其他实施例。
另外还应当理解的是,本文中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语,这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本申请范围的情况下,“第一”信息也可以被称为“第二”信息,类似的,“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
应当注意的是,在不同的附图中,相同的参考标号表示相同或大致相同的组件。
请参阅图1-图2所示,本申请第一方面提出一种焊接方法,其用于焊接互为不同金属材料的第一构件400和第二构件500,其中第一构件400的厚度δ1在9μm至25μm之间,包括:
步骤S100:将所述第一构件400叠设于所述第二构件500上。
步骤S200:通过中间胶层150在第一构件400的上表面粘附第一辅助层140,第一辅助层140的激光吸收率大于第一构件400;其中,第一辅助层140的厚度δ2在35μm至100μm之间,第一构件400的厚度δ1和第二构件500的厚度δ2之和大于等于50μm。
步骤S300:利用激光焊接装置发射激光,使得激光依次穿过第一辅助层140、第一构件400以及第二构件500,以激光焊接第一构件400和第二构件500。
其中,在本申请提出的焊接方法中,第一辅助层140的作用主要用于吸收激光能量,以使得抵达至第一构件400和第二构件500之间的激光能量足够;由于材料对于不同波长的激光吸收率不同,因此随着激光焊接参数的不同,如激光焊接的波长不同,第一辅助层140的材质选择也会不同。
其中,中间胶层150的作用是在激光焊接前将第一构件400和第一辅助层140相对固定,以使得在激光焊接时,第一辅助层140和第一构件400之间不会发生错位的情况,保证激光焊接的进行。在一种实施方式中,第一构件400的面积不小于1.5mm×1.5mm,即第一构件400呈矩形,其长和宽分别大于等于1.5mm,此时的中间胶层150被配置为:设置中间胶层150后,第一辅助层140和第一构件400之间夹角呈180度的相对剥离力大于等于500gf/25mm;更优选地,该相对剥离力大于等于800gf/25mm,以确保激光焊接前第一构件400和第一辅助层140之间的相对固定。
本申请提出的焊接方法适用于对厚度较小且激光吸收率较低的第一构件400进行激光焊接。
然而,现有技术中,激光焊接一般适用于对厚度较大或者激光吸收率较大的构件进行焊接,因为厚度过小的构件在进行激光焊接时会被激光能量直接击穿,而激光吸收率较小的构件由于难以吸收激光能量而难以焊接;因此,在焊接一些常见的材料时,由于激光参数的不同以及材料的激光吸收率不同,往往要求材料具备不同的厚度,以保证材料不会被焊穿;同时,材料激光吸收率越小,其能够进行激光焊接的厚度应当越大,以确保材料能够吸收足够的激光能量,如下表1列出了部分材料进行激光焊接时需要的厚度:
【表1】
材料种类 | 厚度/mm | 脉冲激光能量/J | 脉冲宽度/ms |
纯铜箔 | 0.1 | 2.3 | 4.0 |
不锈钢薄片 | 0.29 | 1.21 | 3.7 |
可见,一般地,当材料的厚度达到微米级别时,尤其是达到十位数的微米级别时,现有技术中不会考虑对其进行激光焊接处理;本申请提出的激光焊接方法克服了现有技术的偏见,将激光焊接应用在了厚度达微米级别且激光吸收率较小的第一构件400上。
具体地,在本申请的焊接方法中,由于第一构件400的厚度δ1较小,因此为保证第一构件400能够被焊接在第二构件500上,本申请中首先与激光接触的第一辅助层140的激光吸收率较大,可以保证本申请中第一构件400能够吸收足够的激光能量,使得达到第一构件400和第二构件500之间的激光能量足够形成熔池。
在本申请的焊接方法中,由于厚度大于等于35μm的第一辅助层140且第一辅助层140和第一构件400的厚度之和≥50μm,因此相当于对第一构件400作了加厚以及增加其激光吸收率的处理,保证微米级别的第一构件400在焊接时能够与第二构件500之间形成具有足够深度和强度的熔池。此外,在制作得到第一辅助层140时,一般通过切割一个尺寸较大的胚料以批量地获得多个第一辅助层140,从激光焊接的效果上而言,第一辅助层140的厚度越大,对于激光焊接的效果越好,但是,所对应的胚料厚度越大,切割的难度也就越大,且切割后获得的第一辅助层140越容易产生毛刺等瑕疵,不利于生产效率的提高,因此第一辅助层140的厚度不易过大,超过100μm后生产效率过低。另外,由于第一辅助层140具有足够的厚度,还能够对第一构件400的结构起到支撑效果,有效防止第一构件400发生断裂的情况。
综上可得,本申请第一方面提出的焊接方法通过设置第一辅助层140,能够将厚度较小且激光吸收率较低的第一构件400通过激光焊接在异质金属的第二构件500上;将本申请的焊接方法应用在弹性电接触端子的焊接时,利用激光焊接替代超声波焊接,可以降低焊接所需的成本,解决背景技术中提出的超声波焊接成本较高的技术问题,具体请参阅本申请第二方面提出的弹性电接触端子的焊接结构。
优选地,在一种实施方式中,设中间胶层150的厚度为h1,3μm≤h1≤10μm。对于中间胶层150,其厚度越大,粘合效果越好,也就是说在激光焊接前第一辅助层140和第一构件400之间的稳定性越好。但激光焊接时,厚度越大的中间胶层150对于激光能量的传导阻碍越大,导致激光焊接的效果越差;此外,中间胶层150激光焊接后电阻较高,影响弹性电接触端子的电阻;因此,中间胶层150的厚度不宜过大,需满足h1≤10μm;但是,中间胶层150的厚度越小,在激光焊接前第一辅助层140和第一构件400之间的连接稳定性越差,相对位置的固定效果有限,不利于激光焊接的进行,因此,中间胶层150的厚度同样不宜过小,需满足h1≥3μm。
作为更进一步的优选方式,3μm≤h1≤6μm,以确保中间胶层150不会对激光能量的传导造成影响焊接效果的阻碍。至于激光焊接前第一辅助层140和第一构件400之间的连接稳定性,可通过其它方式得到进一步地保证;需要说明的是,本优选实施方式对其它方式的说明,并不限定本优选实施方式的实施必须依靠其它方式稳固激光焊接前第一辅助层140和第一构件400之间的连接稳定性,即便不通过其它方式,中间胶层150也存在一定程度的粘合能力,保证激光焊接前第一辅助层140和第一构件400之间的连接稳定性。
其中,第一辅助层140需同时具备与中间胶层150的粘合效果良好和激光吸收率较大的性能,可选地,第一辅助层140可以是洋白铜、碳钢以及铝箔等。但优选地,第一辅助层140包括第二基材141和镀设在第二基材141上表面上并用于吸收激光能量的金属镀膜142,金属镀膜142的激光吸收率分别大于第一构件400和第二基材141的激光吸收率。其中,第二基材141用于通过中间胶层150粘合与第一基材132上,而金属镀膜142则用于吸收足够的激光能量;这样的设置能够较为容易地同时实现保证与中间胶层150之间的粘合效果和能够吸收足够能量的激光能量的效果,无需对第一辅助层140的选择过分地苛责,从而无需重复验证具体何种材料能够同时符合具有良好的激光吸收率和能够较好地粘合于中间胶层150的要求,虽然增加了将金属膜层镀设于第二基材141上的制作步骤,但降低了选材的难度,能够更好地控制产品的成本。
可选地,中间胶层150可以是丙烯酸压敏胶胶水、环氧热熔胶水、聚氨酯热固胶、聚氨酯热塑胶以及硅胶中的其中一种,具体可通过综合考虑成本、粘合效果以及对于激光能量传导阻碍效果等因素选择。
进一步地,在一些实施方式中,在所述通过中间胶层150在第一构件400的上表面上粘附第一辅助层140前,即步骤S200前,还包括:对第一构件400的上表面和第一辅助层140的下表面中的至少一个表面进行粗化处理。中间胶层150由于厚度较小,与第一构件400的上表面和第一辅助层140的下表面之间的粘合效果有限,本实施方式中,通过对第一构件400的上表面和第一辅助层140的下表面中的至少一个表面进行粗化处理,能够提高中间胶层150与被粗化处理后的表面之间的粘合效果。优选地,同时对第一构件400的上表面和第一辅助层140的下表面进行粗化处理,以使得中间胶层150能够起到更好的粘合效果。
可选地,粗化处理的方式有多种,如使用化学试剂腐蚀,此处并不作限制。
进一步地,所述将所述第一构件400叠设于所述第二构件500上,即步骤S100具体包括:在第一构件400下表面上设置底部胶层160,以使第一构件400通过底部胶层160粘合于第二构件500上,以使得第一构件400在激光焊接前能够初步地固定在第二构件500,从而保证激光焊接的进行,同时无需像传统激光焊接那样需要额外的定位治具。其中,当设置有导电镀膜133时,底部胶层160粘附于第一构件400的导电镀膜133下表面上。
优选地,在一种实施方式中,设底部胶层160的厚度为h2,3μm≤h2≤10μm。对于底部胶层160而言,其与中间胶层150类似,都是粘合效果随着厚度的增加而提高,但对激光能量的传导阻碍也会随着厚度的增加而增加,因此底部胶层160同样不宜过大或者过小,需满足3μm≤h2≤10μm。
作为更进一步的优选方式,3μm≤h2≤6μm,以确保底部胶层160不会对激光能量的传导造成影响焊接效果的阻碍。
更进一步地,中间胶层150的厚度和底部胶层160的厚度之和,即h1+h2≤12μm,以更进一步地确保激光能量传导的效果。
可选地,底部胶层160可以是丙烯酸压敏胶胶水、环氧热熔胶水、聚氨酯热固胶、聚氨酯热塑胶以及硅胶中的其中一种,具体可通过综合考虑成本、粘合效果以及对于激光能量传导阻碍效果等因素选择。
进一步地,在一些实施方式中,还包括:在第一构件400下表面上设置底部胶层160前,对第一构件400的下表面进行粗化处理。
本实施方式中,同理,厚度有限的底部胶层160的粘合效果有限,通过对第一构件400的下表面进行粗化处理,能够提高底部胶层160与第一构件400的下表面之间的粘合效果。
同样地,粗化处理的方式有多种,如使用化学试剂腐蚀,此处并不作限制。
进一步地,在一些实施方式中,在所述第一构件400的下表面上设置所述底部胶层160前,还包括:利用刀具在所述第一辅助层140的上表面施加朝向所述第一构件400的作用力,驱使所述第一辅助层140和所述第一构件400同时向下凹陷,直至形成从所述第一辅助层140的上表面贯穿至所述第一构件400的下表面的切口134,所述切口134呈宽度从上至下逐渐减小的楔形,所述第一辅助层140沿所述切口134的顶部边缘形成有折弯143,所述折弯143沿所述切口134的内周壁向下延伸,且所述折弯143的末端外扩至包裹所述第一构件400的下表面,如图4所示。
本实施方式中,考虑到中间胶层150不能过厚导致激光能量传导受到影响,因此存在第一辅助层140和第一构件400在激光焊接前相对连接稳定性较差的问题,通过上述的折弯143和切口134之间的相互配合关系,使得第一辅助层140和第一构件400之间能够形成类似锁扣的结构,提高了第一辅助层140和第一构件400之间的连接稳定性。
可选地,在一些实施方式中,形成的切口134和折弯143的数量分别为多个,以形成多个类似锁扣的结构,进一步地提高了第一辅助层140和第一构件400之间的连接稳定性。多个类似锁扣的结构可以通过在刀具上设置多个施力部或通过刀具多次施力形成。
考虑到中间胶层150不能过厚导致激光能量传导受到影响,因此存在第一辅助层140和第一构件400在激光焊接前相对连接稳定性较差的问题,进一步地,在一些实施方式中,还包括:在第一构件400下方设置第二辅助层。
利用刀具在第一辅助层140的上表面施加朝向第一构件400的预定作用力驱使第一辅助层140、第一构件400以及第二辅助层同时向下凹陷,直至形成从第一辅助层140上表面贯穿至第二辅助层的下表面的切口134,切口134呈从上之下宽度逐渐减小的楔形,第一辅助层140沿切口134的顶部边缘形成有折弯143,折弯143沿切口134的内周壁向下延伸,且折弯143的末端外扩至包裹第二辅助层的下表面。
由此,上述实施方式中,通过折弯143和切口134之间的相互配合关系,使得第一辅助层140、第一构件400以及第二辅助层之间能够形成更为稳固的锁扣结构,从而进一步地提高了第一辅助层140和第一构件400之间的连接稳定性。
其中,在激光焊接时,本实施方式的弹性电接触端子中,激光焊接时,第二辅助层与第二构件500之间形成熔池并固定为一体,与没有设置第二辅助层的方案相比,其一,连接效果更为稳固;其二,由于相当于进一步地增加了第一构件400的厚度,激光焊接效果更佳;但是,设置第二辅助层的方案在生产、加工时更加困难。
请参阅图2至图4,本申请第二方面提出一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;端子本体100包括弹性芯部110和包裹在弹性芯部110外周上的导电层130,导电层130具有向外延伸突出并形成焊接段131的端部,所述导电层130的厚度为9μm~25μm;所述导电层130和所述基板200互为不同的金属材料;其中,所述焊接段131通过如本申请第一方面提出的焊接方法焊接于所述基板200上,其中,以所述焊接段131作为所述第一构件400,以所述基板200作为所述第二构件500。
具体地,本申请的端子本体100被激光焊接固定在基板200上时,首先利用中间胶层150将第一辅助层140粘附于焊接段131上表面上,而后将焊接段131设于基板200上,继而,利用激光焊接装置发射激光,发射的激光依次穿过第一辅助层140、中间胶层150以及焊接段131并到达焊接段131的下表面和基板200之间的间隙内,对焊接段131和基板200分别进行熔接,使得焊接段131被焊接在基板200上。
其中,上述的导电层130主要用在弹性电接触端子上作为导电路径,将需要电磁屏蔽、消除信号干扰或接地的通电元件,如显示屏300,导电连接至其他元件,如第二构件500上。导电层130的厚度δ1在9μm至25μm之间,满足弹性芯部110的回弹性能需求和端子本体100的小型化需求。
此外,在获得本申请上述弹性电接触端子的焊接结构的过程中,本申请的发明人在想到利用激光焊接替代现有的超声波焊接,以降低厚度较小的导电层130焊接所需的生产成本后,进一步地得出本实施例还克服了如下技术难点:
第一,在进行激光焊接时,不能简单地通过加厚本方案中第一构件400的厚度的方式使其能够被激光焊接,原因在于:本方案涉及通信设备技术领域中的弹性电接触端子产品,在应用时,第一构件400是导电层130的一部分,若需要对第一构件400进行加厚,那么势必需要对导电层130进行加厚,又因为导电层130回弹性能一般,加厚之后导电层130必将抑制弹性电接触端子的弹性芯部110被压缩后的回弹,导致弹性芯部110的回弹性能降低,从而影响弹性电接触端子的工作。且,第一构件400的厚度越大,弹性电接触端子安装所需的空间越大,不利于弹性电接触端子的小型化设计。
第二,在进行激光焊接时,也不能通过第一构件400的反复折叠的方式增加第一构件400的厚度,以使其能够被激光焊接,原因在于:若第一构件400反复折叠以形成较厚的第一构件400,从而进行激光焊接,则至少多次折叠,折叠后形成的多层第一构件400不适于设置胶层粘合,一方面是因为对于胶层的消耗较大,另一方面是操作并不便捷,因为多层第一构件400往往需要定制的治具压合,以保证在激光焊接过程中各层之间的间隙能够被消除,保证激光焊接效果,但本申请体积小且安装所处的空间狭小,治具的设置受到了限制;况且治具的设置相应地也提高了成本,治具的压合过程也限制了生产效率。
可选地,在第一构件400的上表面上通过中间胶层150粘附激光吸收率大于第一构件400且厚度δ2在35μm至100μm之间的第一辅助层140时,可通过压合的方式将第一辅助层140压合在中间胶层150上。需要说明的是,这里的压合与采用多层折叠铜箔的压合并不同,这里的压合是指激光焊接前制作得到本申请的弹性电接触端子需要压合过程,压合完成后即可撤去治具,在激光焊接过程中,由中间胶层150固定第一辅助层140和第一构件400;而多层折叠铜箔的压合需要始终保持治具的压合,直至激光焊接完成才可撤去治具。
优选地,基板200为铝板。
优选地,在一些实施方式中,导电层130包括第一基材132和镀设于第一基材132下表面的导电镀膜133;其中,所述第一基材132包括铜,导电镀膜133的抗氧化能力优于第一基材132。导电镀膜133主要用于在焊接段131被激光焊接固定在基板200上后,与基板200产生电连接,以获得电磁屏蔽、消除信号干扰以及接地等的效果并长期保持不被氧化;上述的导电镀膜133的抗氧化能力优于第一基材132,是指在弹性电接触端子的工作环境的温度下,随着弹性电接触端子的工作环境抗氧化能力要求不同,导电镀膜133的材质选择不同。
其中,当底部胶层160粘附于导电镀膜133上时,所述的第一构件400的下表面进行粗化处理具体为:对导电镀膜133下表面进行粗化处理。
可选地,第一基材132为压延铜箔。优选地,第一基材132为电解铜箔,与压延铜箔相比,电解铜箔的导电性更高,且电解铜箔一侧表面为粗糙的毛刺面,更利于与中间胶层150粘合,提高中间胶层150与第一基材132的连接稳定性。
可选地,导电镀膜133可以是厚度>10nm的金层,或是厚度>0.3μm的镍层,或是厚度大于0.1μm的锡层,以满足焊接段131与基板200之间的导电连接需求。
可选地,第一辅助层140可以是洋白铜、碳钢以及铝箔等;但优选地,第一辅助层140包括第二基材141和镀设在第二基材141上表面上并用于吸收激光能量的金属镀膜142,金属镀膜142的激光吸收率分别大于第一基材132和第二基材141的激光吸收率。其中,第二基材141用于通过中间胶层150粘合与第一基材132上,而金属镀膜142则用于吸收足够的激光能量;这样的设置能够较为容易地同时实现保证与中间胶层150之间的粘合效果和能够吸收足够能量的激光能量的效果,无需对第一辅助层140的选择过分地苛责,从而无需重复验证具体何种材料能够同时符合具有良好的激光吸收率和能够较好地粘合于中间胶层150的要求,虽然增加了将金属膜层镀设于第二基材141上的制作步骤,但降低了选材的难度,能够更好地控制产品的成本。
其中,金属镀膜142包括镍,第二基材141包括铜箔。与其它材料相比,本优选方式使用的第一辅助层140由于其中作为第二基材141的铜箔强度较低,因此即便其厚度较大,也能够更为容易地从一整块尺寸较大的胚料上切割得到多个第一辅助层140,保证能够切割得到厚度δ2≥35μm且满足δ1+δ2≥50μm的第一辅助层140,也就是说,本优选方式的第一辅助层140加工更为便捷;且,第一基材132与第二基材141的材质一致,化学性能和物理性能一致,激光焊接难度较低。
进一步地,在一些实施方式中,端子本体100还包括耐热聚合物膜层120;耐热聚合物膜层120粘接于弹性芯部110的外周,导电层130包括依次连接的上导电部、侧导电部以及下导电部,焊接段131由下导电部沿平行于弹性芯部110下表面的方向向外突出形成;上导电部粘接于耐热聚合物膜层120的上表面,下导电部粘接于耐热聚合物膜层120的下表面。
基于上述实施方式,弹性电接触端子整体为P型结构,由耐热聚合物膜层120和导电层130对弹性芯部110实现整周的一体化全包裹,能够更好地保护弹性芯部110,防止弹性芯部110的右侧开口位置在使用过程中发生分层等破坏现象,提高使用寿命。
可选地,弹性电接触端子还包括粘合层170,耐热聚合物膜层120通过粘合层170粘接于弹性芯部110的外周,具体可参阅公开号为CN113993362A,主题名称为“一种接地弹性体及电子设备”的中国专利申请。
本申请提出的弹性电接触端子的焊接结构中,导电层130和基板200之间通过第一方面的焊接方法焊接为一体,因此具有第一方面提出的焊接方法的全部有益效果,在此不再赘述。
下面使用具体实施例和对比例进一步详细说明本申请的弹性电接触端子的焊接结构,其中,以下实施例和对比例的激光焊接区域面积为3mm×5mm的矩形区域,焊点大小为0.36mm/个,焊点排布方式为2排×4列或4排×4列,同一排或同一列中,相邻焊点之间的间距为0.2mm,基板200为6063铝板,激光焊接的参数如下:
速度为0mm/s至60mm/s,功率为30%至100%,频率为0KHz至180KHz,Q脉冲宽度为15ns至200ns。
以下的实施例为示例,并不限定本申请。
实施例1
本实施例提供一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;其中,第一基材132为电解铜箔,导电镀膜133为厚度大于10nm镀金层,焊接段131的厚度δ1为25μm,第一辅助层140的厚度δ2为35μm,中间胶层150选用丙烯酸压敏胶胶水,中间胶层150的厚度h1为6μm,第一辅助层140包括铜箔制作得到的第二基材141和镀镍层制作得到的金属镀膜142,不设置底部胶层160。
实施例2
本实施例提供一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;其中,第一基材132为电解铜箔,导电镀膜133为厚度大于10nm镀金层,焊接段131的厚度δ1为25μm,第一辅助层140的厚度δ2为100μm,中间胶层150选用丙烯酸压敏胶胶水,中间胶层150的厚度h1为6μm,第一辅助层140包括铜箔制作得到的第二基材141和镀镍层制作得到的金属镀膜142,不设置底部胶层160。
实施例3
本实施例提供一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;其中,第一基材132为电解铜箔,导电镀膜133为厚度大于10nm镀金层,焊接段131的厚度δ1为12μm,第一辅助层140的厚度δ2为38μm,中间胶层150选用丙烯酸压敏胶胶水,中间胶层150的厚度h1为6μm,第一辅助层140包括铜箔制作得到的第二基材141和镀镍层制作得到的金属镀膜142,不设置底部胶层160。
实施例4
本实施例提供一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;其中,第一基材132为电解铜箔,导电镀膜133为厚度大于10nm镀金层,焊接段131的厚度δ1为12μm,第一辅助层140的厚度δ2为50μm,中间胶层150选用丙烯酸压敏胶胶水,中间胶层150的厚度h1为6μm,第一辅助层140包括铜箔制作得到的第二基材141和镀镍层制作得到的金属镀膜142,不设置底部胶层160。
实施例5
本实施例提供一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;其中,第一基材132为电解铜箔,导电镀膜133为厚度大于10nm镀金层,焊接段131的厚度δ1为12μm,第一辅助层140的厚度δ2为50μm,中间胶层150选用丙烯酸压敏胶胶水,中间胶层150的厚度h1为3μm,第一辅助层140包括铜箔制作得到的第二基材141和镀镍层制作得到的金属镀膜142,不设置底部胶层160。
实施例6
本实施例提供一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;其中,第一基材132为电解铜箔,导电镀膜133为厚度大于10nm镀金层,焊接段131的厚度δ1为12μm,第一辅助层140的厚度δ2为50μm,中间胶层150选用丙烯酸压敏胶胶水,中间胶层150的厚度h1为6μm,第一辅助层140包括铜箔制作得到的第二基材141和镀镍层制作得到的金属镀膜142,不设置底部胶层160。
实施例7
本实施例提供一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;其中,第一基材132为电解铜箔,导电镀膜133为厚度大于10nm镀金层,焊接段131的厚度δ1为12μm,第一辅助层140的厚度δ2为50μm,中间胶层150选用丙烯酸压敏胶胶水,中间胶层150的厚度h1为10μm,第一辅助层140包括铜箔制作得到的第二基材141和镀镍层制作得到的金属镀膜142,不设置底部胶层160。
实施例8
本实施例提供一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;其中,第一基材132为电解铜箔,导电镀膜133为厚度大于10nm镀金层,焊接段131的厚度δ1为12μm,第一辅助层140的厚度δ2为50μm,中间胶层150选用丙烯酸压敏胶胶水,中间胶层150的厚度h1为3μm,第一辅助层140包括铜箔制作得到的第二基材141和镀镍层制作得到的金属镀膜142,底部胶层160的厚度为3μm。
实施例9
本实施例提供一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;其中,第一基材132为电解铜箔,导电镀膜133为厚度大于10nm镀金层,焊接段131的厚度δ1为12μm,第一辅助层140的厚度δ2为50μm,中间胶层150选用丙烯酸压敏胶胶水,中间胶层150的厚度h1为3μm,第一辅助层140包括铜箔制作得到的第二基材141和镀镍层制作得到的金属镀膜142,底部胶层160的厚度为6μm。
对比例1
本对比例提供一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;其中,第一基材132为电解铜箔,导电镀膜133为厚度大于10nm镀金层,焊接段131的厚度δ1为25μm,第一辅助层140的厚度δ2为30μm,中间胶层150选用丙烯酸压敏胶胶水,中间胶层150的厚度h1为6μm,第一辅助层140包括铜箔制作得到的第二基材141和镀镍层制作得到的金属镀膜142,不设置底部胶层160。
对比例2
本对比例提供一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;其中,第一基材132为电解铜箔,导电镀膜133为厚度大于10nm镀金层,焊接段131的厚度δ1为25μm,第一辅助层140的厚度δ2为110μm,中间胶层150选用丙烯酸压敏胶胶水,中间胶层150的厚度h1为6μm,第一辅助层140包括铜箔制作得到的第二基材141和镀镍层制作得到的金属镀膜142,不设置底部胶层160。
对比例3
本对比例提供一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;其中,第一基材132为电解铜箔,导电镀膜133为厚度大于10nm镀金层,焊接段131的厚度δ1为12μm,第一辅助层140的厚度δ2为35μm,中间胶层150选用丙烯酸压敏胶胶水,中间胶层150的厚度h1为6μm,第一辅助层140包括铜箔制作得到的第二基材141和镀镍层制作得到的金属镀膜142,不设置底部胶层160。
对比例4
本对比例提供一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;其中,第一基材132为电解铜箔,导电镀膜133为厚度大于10nm镀金层,焊接段131的厚度δ1为12μm,第一辅助层140的厚度δ2为50μm,中间胶层150选用丙烯酸压敏胶胶水,中间胶层150的厚度h1为1μm,第一辅助层140包括铜箔制作得到的第二基材141和镀镍层制作得到的金属镀膜142,不设置底部胶层160。
对比例5
本对比例提供一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;其中,第一基材132为电解铜箔,导电镀膜133为厚度大于10nm镀金层,焊接段131的厚度δ1为12μm,第一辅助层140的厚度δ2为50μm,中间胶层150选用丙烯酸压敏胶胶水,中间胶层150的厚度h1为12μm,第一辅助层140包括铜箔制作得到的第二基材141和镀镍层制作得到的金属镀膜142,不设置底部胶层160。
对比例6
本对比例提供一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;其中,第一基材132为电解铜箔,导电镀膜133为厚度大于10nm镀金层,焊接段131的厚度δ1为12μm,第一辅助层140的厚度δ2为50μm,中间胶层150选用丙烯酸压敏胶胶水,中间胶层150的厚度h1为6μm,第一辅助层140包括铜箔制作得到的第二基材141和镀镍层制作得到的金属镀膜142,底部胶层160厚度为1μm。
对比例7
本对比例提供一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;其中,第一基材132为电解铜箔,导电镀膜133为厚度大于10nm镀金层,焊接段131的厚度δ1为12μm,第一辅助层140的厚度δ2为50μm,中间胶层150选用丙烯酸压敏胶胶水,中间胶层150的厚度h1为6μm,第一辅助层140包括铜箔制作得到的第二基材141和镀镍层制作得到的金属镀膜142,底部胶层160厚度为12μm。
对比例8
本对比例提供一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;其中,第一基材132为电解铜箔,导电镀膜133为厚度大于10nm镀金层,焊接段131的厚度δ1为12μm,第一辅助层140的厚度δ2为50μm,中间胶层150选用丙烯酸压敏胶胶水,中间胶层150的厚度h1为8μm,第一辅助层140包括铜箔制作得到的第二基材141和镀镍层制作得到的金属镀膜142,底部胶层160厚度为6μm。
对比例9
本对比例提供一种弹性电接触端子的焊接结构,包括端子本体100和基板200;其中,第一基材132为电解铜箔,导电镀膜133为厚度大于10nm镀金层,焊接段131的厚度δ1为12μm,第一辅助层140的厚度δ2为50μm,中间胶层150选用丙烯酸压敏胶胶水,中间胶层150的厚度h1为3μm,第一辅助层140包括铜箔制作得到的第二基材141和镀镍层制作得到的金属镀膜142,底部胶层160的厚度为10μm。
对实施例1至实施例10以及对比例1至对比例8进行如下性能测试:
1、抗拉力。抗拉力是指端子本体100焊接固定在基板200后,能够抵御的拉力的最大值,当受到背离基板200的力大于抗拉力时,端子本体100将从基板200上剥离,抗拉力的数值越大,表明焊接结合力越大,其可通过如拉力测试装置检测的方式确定。本申请第二方面提出的弹性电接触端子的焊接结构中,抗拉力与第一辅助层140的厚度、第一辅助层140的厚度与焊接段131的厚度值之和、中间胶层150以及底部胶层160均相关,抗拉力大于5N时,认为该抗拉力可以满足使用需求。
2、接触电阻。接触电阻是指焊接后的端子本体100和基板200之间的电阻值,接触电阻越小,表明端子本体100的导通效果越好,即端子本体100的接地或消除信号干扰的能力越好,可通过电阻测试的方式确定。本申请第二方面提出的弹性电接触端子的焊接结构中,接触电阻主要与中间胶层150和底部胶层160有关,接触电阻在0.3Ω以下,认为接触电阻可以满足使用需求。
3、辅助层生产效率。在本申请第二方面提出的弹性电接触端子的焊接结构中,辅助层生产效率主要受限于第一辅助层的厚度,第一辅助层的厚度越大,辅助层生产效率越低。
4、焊接前稳定性。在本申请第二方面提出的弹性电接触端子的焊接结构中,焊接前稳定性是指激光焊接前焊接段31、第一辅助层130以及基板200之间的连接稳定性,焊接前稳定性主要受限于中间胶层150和底部胶层160的厚度,中间胶层150和底部胶层160的厚度越大,焊接前稳定性越好。以级别表示其大小,级别数越大,焊接前稳定性越好。
5、材料通用性。在本申请第二方面提出的弹性电接触端子的焊接结构中,材料通用性主要指选取的中间胶层150、底部胶层160以及第一辅助层140对于各种厚度的导电层130的适用程度;其中,中间胶层150和底部胶层160可适用于各种厚度的导电层130的生产,而第一辅助层140的厚度需要保证对应的导电层130能够被激光焊接,因此材料通用性主要受限于第一辅助层140的厚度,第一辅助层140的厚度越小,能够用于生产的导电层130厚度要求越大,但导电层130的厚度上限受制于弹性端子对反弹性要求,即导电层130的厚度又需要同时满足小于等于25μm的要求,因此实际上能够生产的导电层130厚度范围越小,材料通用性越低;如35μm厚度的第一辅助层只适于具有15μm至25μm的导电层130的弹性电接触端子的生产;而50μm厚度的第一辅助层适于具有9μm至25μm任意厚度的导电层130的弹性电接触端子的生产。
实施例1至实施例9的试验结果如下表2,对比例1至对比例9的试验结果如下表3。
【表2】
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
δ1/μm | 25 | 25 | 12 | 12 | 12 |
h1/μm | 6 | 6 | 6 | 6 | 3 |
δ2/μm | 35 | 100 | 38 | 50 | 50 |
δ1+δ2/μm | 60 | 125 | 50 | 62 | 62 |
h2/μm | / | / | / | / | / |
h1+h2/μm | 6 | 6 | 6 | 6 | 3 |
抗拉力/N | 7.5 | 15.2 | 5.5 | 8.5 | 9 |
接触电阻/Ω | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
辅助层生产效率 | 高 | 低 | 中等 | 中等 | 中等 |
焊接前稳定性 | 二级 | 二级 | 二级 | 二级 | 一级 |
材料通用性 | 低 | 高 | 中等 | 中等 | 中等 |
【续表2】
实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | |
δ1/μm | 12 | 12 | 12 | 12 |
h1/μm | 6 | 10 | 6 | 6 |
δ2/μm | 50 | 50 | 50 | 50 |
δ1+δ2/μm | 62 | 62 | 62 | 62 |
h2/μm | / | / | 3 | 6 |
h1+h2/μm | 6 | 10 | 9 | 12 |
抗拉力/N | 8 | 5.2 | 9.1 | 6.9 |
接触电阻/Ω | 0.02 | 0.1 | 0.1 | 0.2 |
辅助层生产效率 | 中等 | 中等 | 中等 | 中等 |
焊接前稳定性 | 二级 | 三级 | 三级 | 四级 |
材料通用性 | 中等 | 中等 | 中等 | 中等 |
【表3】
对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 | |
δ1/μm | 25 | 25 | 12 | 12 | 12 |
h1/μm | 6 | 6 | 6 | 1 | 12 |
δ2/μm | 25 | 110 | 25 | 50 | 50 |
δ1+δ2/μm | 50 | 135 | 37 | 62 | 62 |
h2/μm | / | / | / | / | / |
h1+h2/μm | 6 | 6 | 6 | 1 | 12 |
抗拉力/N | 3.6 | 15.2 | 1.2 | 9 | 2.8 |
接触电阻/Ω | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.1 |
辅助层生产效率 | 极高 | 极低 | 高 | 中等 | 中等 |
焊接前稳定性 | 二级 | 二级 | 二级 | 零级 | 四级 |
材料通用性 | 极低 | 极高 | 低 | 中等 | 中等 |
【续表3】
对比例6 | 对比例7 | 对比例8 | 对比例9 | |
δ1/μm | 12 | 12 | 12 | 12 |
h1/μm | 6 | 6 | 8 | 12 |
δ2/μm | 50 | 50 | 50 | 50 |
δ1+δ2/μm | 60 | 62 | 62 | 62 |
h2/μm | 1 | 12 | 6 | 6 |
h1+h2/μm | 7 | 18 | 14 | 18 |
抗拉力/N | 8 | 0.7 | 2.3 | 1 |
接触电阻/Ω | 0.02 | 2.0 | 0.4 | 1.8 |
辅助层生产效率 | 中等 | 中等 | 中等 | 中等 |
焊接前稳定性 | 二级 | 五级 | 四级 | 五级 |
材料通用性 | 中等 | 中等 | 中等 | 中等 |
其中,关于第一辅助层140、中间胶层150以及底部胶层160厚度的取值,在实际生产过程中,由于相差1μm左右难以加工且效果差异并不显著,因此第一辅助层140、中间胶层150以及底部胶层160能够选择的厚度并不是连续的,而是一个个单值,如第一辅助层140的厚度选取一般以5μm或是10μm为间隔进行取值,中间胶层150和底部胶层160的厚度选取一般以2μm或3μm为间隔进行取值。
对比实施例1至实施例9以及对比例1至对比例9,可以发现:
第一,关于第一辅助层140的厚度选择:
对比实施例1、实施例2、对比例1以及对比例2可见,随着第一辅助层140厚度的增加,辅助层生产效率越低且材料通用性越高,实施例2的辅助层生产效率已经达到了一个低值,若第一辅助层140的厚度继续升高至大于100μm,如对比例2所示,则辅助层生产效率极低,不能满足辅助层生产效率需求;实施例1的材料通用性已经达到一个低值,若继续降低第一辅助层140的厚度,如对比例1所示,材料通用性极低,由于第一辅助层的厚度占第一辅助层和导电层厚度之和的比例较低,因此形成的熔池深度浅,抗拉力也非常低,不满足最基本的材料通用性和应用性能需求。
因此,综合考虑辅助层生产效率,抗拉力可靠性和材料通用性后,得到结论一:第一辅助层140的厚度优选为:35μm≤δ2≤100μm。
第二,关于第一辅助层140的厚度以及焊接段131的厚度之和:
对比实施例3、实施例4以及对比例3可见,实施例3中随着第一辅助层140和焊接段131之间的厚度之和降低至50μm时,此时抗拉力的大小为5.5N,相当接近5N,综合考虑测量误差等因素,若第一辅助层140和焊接段131之间的厚度之和继续降低至小于50μm时,如对比例3所示,抗拉力将不能满足使用需求,导致形成的弹性电接触端子的焊接结构在使用时容易发生脱落;而实施例4中,随着第一辅助层140和焊接段131的厚度提高,抗拉力得到明显提高,满足使用需求。
因此,考虑抗拉力可靠性后,得到结论二:第一辅助层140的厚度和焊接段131的厚度之和应当大于等于50μm。
第三,关于中间胶层150的厚度选择:
对比实施例5、实施例6以及实施例7、对比例4以及对比例5可见,随着中间胶层150厚度的增加,抗拉力逐渐降低,且焊接前稳定性也逐渐升高。其中,实施例5中,焊接前稳定性最低,若中间胶层150的厚度继续降低,如对比例4所示,焊接前稳定性达到零级,难以将第一辅助层140粘附在焊接段131上;而实施例7中,抗拉力低至5.2N,与要求的5N相当接近,如继续增大中间胶层150的厚度,如对比例5所示,抗拉力无法满足使用需求。另外,如实施例6和实施例7所示,当中间胶层150从6μm升高至10μm时,此时提升中间胶层150的厚度虽然能够提高焊接前稳定性,但对应的抗拉力的降幅较大,中间胶层150厚度提升的性价比不高。
因此,综合考虑抗拉力可靠性和焊接前稳定性后,得到结论三:中间胶层150的厚度应当满足:3μm≤h1≤10μm,且更优选地,3μm≤h1≤6μm。
第四,关于底部胶层160及其厚度选择:
对比实施例4、实施例8、实施例9、对比例6、对比例7以及对比例8所示,设置底部胶层160后,焊接前稳定性得到升高,但相应的接触电阻也随之升高;随着底部胶层160厚度的升高,虽然焊接稳定性得到了进一步的提高,但抗拉力逐渐降低且接触电阻也逐渐升高。在实施例8中,若继续降低底部胶层160的厚度,如对比例6所示,则底部胶层160能够起到的提高焊接稳定性效果十分有限,底部胶层160的设置失去意义;在实施例9中,抗拉力、接触电阻以及焊接前稳定性得到了较好的平衡,能够同时满足抗拉力、接触电阻以及焊接前稳定性的要求,当继续增大底部胶层160的厚度并得到实施例10时,虽然焊接前稳定性得到了进一步提高,但此时抗拉力进一步降低和接触电阻进一步提高;当继续增大底部胶层160的厚度,如对比例7所示,虽然焊接前稳定性得到了更进一步提高,但抗拉力和接触电阻均难以满足使用需求。此外,在实施例9的基础上,增大中间胶层的厚度后,即使得中间胶层和底部胶层的厚度之和大于12μm时,如对比例8所示,将会使得抗拉力降低至不满足使用需求。
因此,综合考虑抗拉力可靠性、接触电阻以及焊接前稳定性后,得到结论四:底部胶层160的厚度应满足:3μm≤h2≤10μm,且更优选地,3μm≤h2≤6μm。
第五,关于中间胶层150的厚度和底部胶层160的厚度之和:
对比实施例9、对比例7以及对比例9所示,实施例9中,抗拉力、接触电阻以及焊接前稳定性得到了较好的平衡,能够同时满足抗拉力、接触电阻以及焊接前稳定性的要求,此时,无论是继续增大中间胶层150的厚度还是继续增大底部胶层160的厚度,如对比例7和对比例9所示,虽然焊接前稳定性都得到了进一步提高,但抗拉力和接触电阻均难以满足使用需求。
综合考虑抗拉力可靠性、接触电阻、焊接前稳定性、结论三以及结论四后,得到结论五:中间胶层150的厚度和底部胶层的厚度之和应满足:h1+h2≤12μm。
请参阅图5,本申请第三方面还提出一种电子设备,包括显示屏300和本申请第二方面提出的弹性电接触端子的焊接结构;导电层130夹持于显示屏300和基板200之间。
本申请提出的电子设备,可以是任何需要避免信号干扰或消除电子设备内部静音的电子设备,如手机、平板电脑等;显示屏300和基板200指代电子设备中需要进行弹性电接触的两个结构。
本申请提出的电子设备,弹性电接触端子的焊接段131和基板200之间通过激光焊接,生产成本低。
本申请提出的电子设备,包括第二方面提出的弹性电接触端子的焊接结构,而本申请第二方面提出的弹性电接触端子的焊接结构中,导电层130和基板200之间通过第一方面的焊接方法焊接为一体,因此具有第一方面提出的焊接方法和第二方面提出的弹性电接触端子的焊接结构的全部有益效果,在此不再赘述。
本说明书参考附图来公开本申请,并且还使本领域中的技术人员能够实施本申请,包括制造和使用任何装置或系统、采用合适的材料以及使用任何结合的方法。本申请的范围由请求保护的技术方案限定,并且包括本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件,或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件,则此类其他实例应当被认为处于本申请请求保护的技术方案所确定的保护范围内。
Claims (19)
1.一种焊接方法,用于焊接互为不同金属材料的第一构件与第二构件,所述第一构件的厚度δ1小于等于25μm,其特征在于,包括:
将所述第一构件叠设于所述第二构件上;
通过中间胶层在所述第一构件的上表面粘附第一辅助层,所述第一辅助层的激光吸收率大于所述第一构件;其中,所述第一辅助层的厚度δ2在35μm至100μm之间,所述第一构件的厚度δ1和所述第一辅助层的厚度δ2之和大于等于50μm;
利用激光焊接装置发射激光,使得激光依次穿过所述第一辅助层、所述第一构件以及所述第二构件,以激光焊接所述第一构件和所述第二构件。
2.根据权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,设所述中间胶层的厚度为h1,3μm≤h1≤10μm。
3.根据权利要求2所述的焊接方法,其特征在于,3μm≤h1≤6μm。
4.根据权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,所述第一辅助层包括第二基材和镀设于所述第二基材上表面上并用于吸收激光能量的金属镀膜,所述金属镀膜的激光吸收率分别大于所述第一构件和所述第二基材的激光吸收率。
5.根据权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,所述中间胶层为丙烯酸压敏胶胶水、环氧热熔胶水、聚氨酯热固胶、聚氨酯热塑胶以及硅胶中的其中一种。
6.根据权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,在所述通过所述中间胶层在所述第一构件的上表面粘附第一辅助层前,还包括:
对所述第一构件的上表面和/或所述第一辅助层的下表面进行粗化处理。
7.根据权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,所述将所述第一构件叠设于所述第二构件上具体包括:
在所述第一构件的下表面上设置底部胶层,所述第一构件通过所述底部胶层粘合于所述第二构件上。
8.根据权利要求7所述的焊接方法,其特征在于,设所述底部胶层的厚度为h2,3μm≤h2≤10μm。
9.根据权利要求8所述的焊接方法,其特征在于,3μm≤h2≤6μm。
10.根据权利要求7所述的焊接方法,其特征在于,设所述中间胶层的厚度为h1,设所述底部胶层的厚度为h2,h1+h2≤12μm。
11.根据权利要求7所述的焊接方法,其特征在于,所述底部胶层为丙烯酸压敏胶胶水、环氧热熔胶水、聚氨酯热固胶、聚氨酯热塑胶以及硅胶中的其中一种。
12.根据权利要求7所述的焊接方法,其特征在于,在所述第一构件的下表面上设置所述底部胶层前,还包括:
对所述第一构件的下表面进行粗化处理。
13.根据权利要求1至12任一项所述的焊接方法,其特征在于,在所述通过所述中间胶层在所述第一构件的上表面粘附第一辅助层后,还包括:
利用刀具在所述第一辅助层的上表面施加朝向所述第一构件的作用力,驱使所述第一辅助层和所述第一构件同时向下凹陷,直至形成从所述第一辅助层的上表面贯穿至所述第一构件的下表面的切口,所述切口呈宽度从上至下逐渐减小的楔形,所述第一辅助层沿所述切口的顶部边缘形成有折弯,所述折弯沿所述切口的内周壁向下延伸,且所述折弯的末端外扩至包裹所述第一构件的下表面。
14.一种弹性电接触端子的焊接结构,其特征在于,包括:
端子本体,所述端子本体包括弹性芯部和包裹在所述弹性芯部外周上的导电层,所述导电层具有向外延伸突出并形成焊接段的端部,所述导电层的厚度为9μm ~25μm;和
基板,所述导电层和所述基板互为不同的金属材料;
所述焊接段通过如权利要求1-13中任一项所述的焊接方法焊接于所述基板上,其中,以所述焊接段作为所述第一构件,以所述基板作为所述第二构件。
15.根据权利要求14所述的弹性电接触端子的焊接结构,其特征在于,所述基板为铝板。
16.根据权利要求14所述的弹性电接触端子的焊接结构,其特征在于,所述导电层包括第一基材和镀设于所述第一基材外侧面的导电镀膜;其中,所述第一基材包括铜,导电镀膜的抗氧化能力优于第一基材。
17.根据权利要求16所述的弹性电接触端子的焊接结构,其特征在于,所述第一基材为电解铜箔或者压延铜箔,所述导电镀膜为厚度>10nm的金层或厚度>0.3μm的镍层或厚度大于0.1μm的锡层。
18.根据权利要求16所述的弹性电接触端子的焊接结构,其特征在于,所述第一辅助层包括第二基材和镀设于所述第二基材上表面的金属镀膜,所述中间胶层设于所述第一基材的上表面与所述第二基材的下表面之间,所述第二基材包括铜,所述金属镀膜包括镍。
19.一种电子设备,其特征在于,包括显示屏和如权利要求14至18任一项所述的弹性电接触端子的焊接结构;所述导电层夹持于所述显示屏和所述基板之间。
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