CN114589370A - 一种电连接器的快速装焊方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电连接器的快速装焊方法，采用焊膏喷印工艺实现电连接器深腔侧壁焊膏施加，不受台阶孔结构设计约束，可根据不同结构特点匹配合适焊膏量，通过精准控制焊膏分配，结合连接器装焊和焊接，实现电连接器的快速装焊，解决了焊料环制备周期长、成本高，装焊精度差等问题；同时设置喷涂体积比，保证喷印质量的稳定性和一致性，最终获得稳定一致的焊接质量，满足多品种，大批量电连接器的生产需求。
Description
技术领域
本发明涉及电连接器装焊技术领域，尤其涉及一种电连接器的快速装焊方法。
背景技术
电连接器是实现模块与模块、组件与组件、系统与子系统等之间电气连接和信号传递的重要功能元件，因具有体积小、重量轻、射频性能优越、工作频带宽，损耗低等优点，广泛应用于卫星、雷达和通信等诸多领域中。为进一步节省空间，实现高密度集成和更优的电气性能，电连接器外导体与金工件一般采用焊接方式实现接地连接。
目前，对于电连接器外导体的焊接行业内主要采用焊料环方式进行焊接，如专利CN107745166A，CN111014863A，CN109926676A，CN113134657A，CN110238479A等，少数采用焊锡丝或焊膏焊接，如专利CN111230244A等。采用焊料环方式焊接存在以下问题：1.焊料环需定制，周期长；2.焊料环加工需要定制模具，成本高；3.连接器装焊精度要求高，对焊料环的加工精度要求也高，若精度不够或安装孔加工精度不够极易导致连接器安装不到位；4、焊料环安装麻烦，不管安装在连接器上还是安装在金工件上都需谨慎，否则极易导致焊料环变形。5.不同连接器需定制不同焊料环；6.预涂覆助焊剂的焊料环存放周期短。此外，采用焊锡丝焊接也存在安装精度问题。焊膏与固态焊料环或焊锡丝不同，焊膏为膏状物质，具有粘性，采用焊膏作为焊料，连接器安装时焊膏受挤压不影响其装焊，且焊膏中含助焊剂，无需手工涂抹助焊剂，工序简单。但手工在安装孔环形侧壁上涂抹焊膏存在不均匀，焊膏量无法控制等问题。
专利CN107199381A采用气动点胶机进行焊膏点涂，并未对焊膏量和点涂工艺做详细描述。
因此，寻找一种操作简单，效率高，成本低，焊接质量好，同时满足多品种，大批量需求的电连接器的装焊方法是目前亟待解决的问题。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种电连接器的快速装焊方法。
本发明提出的一种电连接器的快速装焊方法，包括下列步骤：
S1、根据金工件的台阶孔和连接器设计焊膏体的结构；
S2、计算形成上述焊膏体的结构所需的标准模式焊膏量V标准和焊膏高度h标准；
S3、选择焊膏料，根据上述设计的结构、V标准和h标准在所述台阶孔的台阶上形成焊膏体；
S4、将所述连接器安装在所述台阶孔内形成焊接组合体；
S5、对S4中形成的焊接组合体进行焊接。
优选地，在S2中，
V标准≈(1+s)/2s V焊接体积,V焊接体积＝V台阶孔-V连接器；
h标准＝V标准/S焊膏体面积；
其中，s为焊膏收缩因子。
优选地，连接器远离所述台阶孔的台阶一端至所述台阶的距离为H，h标准≤H。
优选地，在S1中，所述焊膏体的外径与所述台阶孔的大孔径相等，且所述焊膏体的内径与台阶孔的小孔径相等。
优选地，在S1中，所述台阶孔包括N个台阶，沿所述台阶孔的大孔端面向小孔端面方向依次在每个台阶上设计焊膏体，其中，N为自然数且N≥2。
优选地，沿所述台阶孔的小孔端面向大孔端面方向依次形成焊膏体。
优选地，在S3中，根据焊膏体的结构、V标准和h标准进行编程，采用喷印或点涂在所述台阶孔内形成焊膏体。
优选地，根据所选焊膏料设置喷涂体积比；
优选地，所述喷涂体积比在70％-130％之间。
优选地，在S5中，所述焊接采用低温真空钎焊、真空气相焊、热台焊、回流焊或感应焊中的一种。
优选地，所述焊膏料选用锡铅、锡铅银、锡银铜中的一种；
优选地，所述焊膏料的粒径选用5号粉或6号粉中的一种。
本发明中，所提出的电连接器的快速装焊方法，采用焊膏喷印工艺实现电连接器深腔侧壁焊膏施加，不受台阶孔结构设计约束，可根据不同结构特点匹配合适焊膏量，通过精准控制焊膏分配，结合连接器装焊和焊接，实现电连接器的快速装焊，解决了焊料环制备周期长、成本高，装焊精度差等问题；同时设置喷涂体积比，保证喷印质量的稳定性和一致性，最终获得稳定一致的焊接质量，满足多品种，大批量电连接器的生产需求。
附图说明
图1为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的一个实施方式中喷印焊膏体后台阶孔的结构示意图。
图2为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的一个实施方式中电连接器安装后的结构示意图。
图3为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的一个实施方式中焊接后的结构示意图。
图4为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的一个实施方式中电连接器的结构示意图。
图5为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的一个实施方式中台阶孔的结构示意图。
图6为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的一个实施方式中焊膏体的结构示意图。
图7为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的另一个实施方式中台阶孔的结构示意图。
图8为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的另一个实施方式中电连接器的侧视结构示意图。
图9为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的另一个实施方式中电连接器的俯视结构示意图。
图10为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的再一个实施方式中台阶孔的结构示意图。
图11为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的另一个实施方式中焊膏体的结构示意图。
图12为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的再另一个实施方式中台阶孔的结构示意图。
具体实施方式
如图1-12所示，图1为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的一个实施方式中喷印焊膏体后台阶孔的结构示意图，图2为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的一个实施方式中电连接器安装后的结构示意图，图3为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的一个实施方式中焊接后的结构示意图，图4为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的一个实施方式中电连接器的结构示意图，图5为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的一个实施方式中台阶孔的结构示意图，图6为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的一个实施方式中焊膏体的结构示意图，图7为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的另一个实施方式中台阶孔的结构示意图，图8为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的另一个实施方式中电连接器的侧视结构示意图，图9为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的另一个实施方式中电连接器的俯视结构示意图，图10为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的再一个实施方式中台阶孔的结构示意图，图11为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的另一个实施方式中焊膏体的结构示意图，图12为本发明提出的电连接器的快速装焊方法的再另一个实施方式中台阶孔的结构示意图。
参照图1-3，本发明提出的一种电连接器的快速装焊方法，包括下列步骤：
S1、根据金工件的台阶孔1和连接器2结构设计焊膏体3；
具体地，所述焊膏体3的外径与所述台阶孔1的大孔径相等，且所述焊膏体3的内径与台阶孔1的小孔径相等；保证喷印过程中，焊膏体与台阶孔的匹配性。
由于在焊接时，以台阶孔的台阶位置作为焊盘，因此当所述台阶孔1包括N个台阶时，可以在每个台阶处设计焊膏体，保证每层焊膏体精确设计，从而进一步提高焊膏体与台阶孔的匹配度。进一步，由于焊膏体采用焊膏料形成，在连接器安装到台阶孔内时，焊膏体受挤压形变填充连接器和台阶孔之间的间隙。因此，在设计焊膏体时，在焊膏体的具体设计方式中，沿所述台阶孔的大孔端面向小孔端面方向依次在每个台阶上设计焊膏体，其中，N为自然数且N≥2。一方面避免焊膏受挤压从台阶孔内溢出，另一方面，优先保证靠近台阶孔大孔端面的台阶上的焊膏体。
相应地，在焊膏体的具体形成过程中中，沿所述台阶孔1的小孔端面向大孔端面方向依次形成焊膏体3。
S2、计算形成上述焊膏体3的结构所需的标准模式焊膏量V标准和焊膏高度h标准；如图1和2所示。
在具体计算中，
V标准≈(1+s)/2s V焊接体积,V焊接体积＝V台阶孔-V连接器；
h标准＝V标准/S焊膏体面积；
其中，s为焊膏收缩因子。
为了避免连接器安装后，焊膏料受压从连接器端面溢出，在焊膏体的具体设计中，连接器2远离所述台阶孔1的台阶一端至所述台阶的距离为H，h标准≤H。
S3、选择焊膏料，根据上述设计的结构、V标准和h标准在所述台阶孔1的台阶上形成焊膏体3，如图1所示；
具体地，所述焊膏的材料选用锡铅、锡铅银、锡银铜中的一种；所述焊膏的粒径选用5号粉或6号粉中的一种。
实际操作时，焊膏体的形成可采用喷印或者点涂工艺完成。相应地，加工设备可采用专用焊膏喷印机或配备点焊膏功能的喷涂设备进行喷印焊膏，锡膏阀选用压电阀、螺杆阀或具有同样锡膏喷印功能的喷射阀中的一种。所述压电阀最小锡膏点径0.25mm或更小。所述螺杆阀最小锡膏点径0.3mm或更小。
在焊膏设备中进行设备编程时，可根据所选焊膏料设置喷涂体积比，所述喷涂体积比可在70％-130％之间调整，以此获得最佳工艺窗口。
S4、将所述连接器2安装在所述台阶孔1内形成焊接组合体，如图2所示；
S5、对S4中形成的焊接组合体进行焊接，如图3所示。
具体地，所述焊接采用低温真空钎焊、真空气相焊、热台焊、回流焊或感应焊中的一种。
在本实施例中，所提出的电连接器的快速装焊方法，采用焊膏喷印工艺实现电连接器深腔侧壁焊膏施加，不受台阶孔结构设计约束，可根据不同结构特点匹配合适焊膏量，通过精准控制焊膏分配，结合连接器装焊和焊接，实现电连接器的快速装焊，解决了焊料环制备周期长、成本高，装焊精度差等问题；同时设置喷涂体积比，保证喷印质量的稳定性和一致性，最终获得稳定一致的焊接质量，满足多品种，大批量电连接器的生产需求。
在实际生产中，可在喷印设备中建立产品数据库，将相关台阶孔和连接器尺寸相应的焊膏体设计参数导入，以便于后续生产中，根据不同结构特点匹配合适焊膏量，满足多品种，大批量电连接器的生产需求。
下面以具体实施例详细描述本发明的电连接器的快速装焊方法。
实施例1
本实施例以一种单联电连接器为例。
如图1所示，单联电连接器1包括第一外导体11、第二外导体12和内导体13，第一外导体11直径3.7mm，长度2.1mm，第二外导体12直径2.5mm，长度1.5mm。
如图2所示，金工件上设计有台阶孔2包括第一焊接段21和第二焊接段22，焊接段21直径3.8mm，长度2.2mm，焊接段22直径3.3mm，长度1.4mm。
在具体装焊过程中，包括下列步骤：
步骤1，设计一种喷印焊膏体3，如图3所示，焊膏体外径3.8mm，内径2.5mm，焊膏体位于焊接段21与22之间的台阶。
步骤2，计算标准模式喷印焊膏量和焊膏高度：
V焊接体积＝V台阶孔-V连接器＝1.88mm3，
标准模式焊膏喷印高度：
s为锡膏收缩因子，取0.5；
V标准＝2.82mm3
标准模式焊膏喷印高度：h标准＝V标准/S焊膏体面积＝0.44mm
步骤3，设置喷涂体积比为90％-100％,将焊膏体尺寸图、标准模式喷印焊膏量和焊膏高度等数据导入设备建立产品数据库。采用螺杆阀进行焊膏点涂，最小锡膏点径0.2mm。选用5号粉62Sn34Pb2Ag焊膏。
步骤4，将连接器缓慢竖直放入台阶孔内，采用挡板固定形成焊接组合体。
步骤5，设置合适的加热功率和时间，采用感应焊焊接连接器，清洗助焊剂残留，获得所需电连接器装焊。
实施例2
本实施例以一种单联电连接器为例。单联电连接器1的结构同实施例1。
如图7所示，金工件上设计有台阶孔2包括第一焊接段21、第二焊接段22和第三焊接段23，第一焊接段21直径3.8mm，长度2.2mm，第二焊接段22直径3.3mm，长度0.4mm，第三焊接段23直径2.5mm，长度1mm。
上述单联电连接器的装焊具体包括下列步骤：
步骤1，焊膏体设计同实施例1，焊膏体位于第一焊接段21与22之间的台阶。
步骤2，计算标准模式喷印焊膏量和焊膏高度：
V连接器＝29.93mm3
V焊接体积＝V台阶孔-V连接器＝3.33mm3
标准模式焊膏喷印量
s为锡膏收缩因子，取0.5。
V标准＝5mm3；
标准模式焊膏喷印高度h标准＝V标准/S焊膏体面积＝5/6.43＝0.78mm。
步骤3，设置喷涂体积比为90％-110％，将焊膏体尺寸图、标准模式喷印焊膏量和焊膏高度等数据导入设备建立产品数据库。采用螺杆阀进行焊膏点涂，最小锡膏点径0.2mm。选用5号粉62Sn34Pb2Ag焊膏。
步骤4同实施例1。
步骤5，设置合适的焊接曲线，采用低温真空钎焊焊接连接器，清洗助焊剂残留，获得所需电连接器装焊。
实施例3
本实施例以一种双联电连接器为例。
如图8和9所示，双联电连接器4包括第一外导体41、第二外导体42和内导体43，第一外导体41圆环直径3.7mm，圆心距3.6mm，长度2.1mm，第二外导体42圆环直径2.5mm，圆心距3.6mm，长度1.5mm。
如图10所示，金工件上的台阶孔2包括第一焊接段21、第二焊接段22和第三焊接段23。第一焊接段21圆环直径3.8mm，圆心距3.6mm，长度2.2mm，第二焊接段22圆环直径3.3mm，圆心距3.6mm，长度0.4mm，第三焊接段23圆环直径2.5mm，圆心距3.6mm，长度1mm。
上述双联电连接器的装焊具体包括下列步骤：
步骤1，设计一种喷印焊膏体，如图11所示，焊膏体圆环外径3.8mm，圆心距3.6mm，圆环内径2.5mm，焊膏体位于焊接段21与22之间的台阶。
步骤2，计算标准模式喷印焊膏量和焊膏高度：
V焊接体积＝V台阶孔-V连接器＝5.57mm3
标准模式焊膏喷印量
s为锡膏收缩因子，取0.5mm。
V标准＝8.36mm3。
标准模式焊膏喷印高度
步骤3，设置喷涂体积比为90％-120％，将焊膏体尺寸图、标准模式喷印焊膏量和焊膏高度等数据导入设备建立产品数据库。采用螺杆阀进行焊膏点涂，最小锡膏点径0.20mm。选用5号粉63Sn37Pb焊膏。
步骤4同实施例1。
步骤5，设置合适的焊接曲线，采用真空气相焊焊接连接器，清洗助焊剂残留，获得所需电连接器装焊。
实施例4
本实施例以一种双联电连接器为例。双联电连接器4的结构同实施例3。
如图12所示，在金工件的台阶孔2中，第一焊接段21圆环直径4.6mm，圆心距3.6mm，长度0.4mm，第二焊接段22圆环直径3.8mm，圆心距3.6mm，长度1.8mm，第三焊接段23圆环直径2.5mm，圆心距3.6mm，长度1.4mm。
上述双联电连接器的装焊具体包括下列步骤：
步骤1，设计两种喷印焊膏体，焊膏体a圆环外径4.6mm，圆心距3.6mm，圆环内径3.8mm，焊膏体a位于焊接段21与22之间的台阶。焊膏体b尺寸同实施例3，位于焊接段22与23之间的台阶。
步骤2，优先进行焊膏体a的焊膏分配。计算焊膏体a标准模式喷印焊膏量和焊膏高度：
标准模式焊膏喷印高度h标准a≤0.4mm，取h标准a＝0.35mm；
标准模式焊膏喷印量
计算焊膏体b标准模式喷印焊膏量和焊膏高度：
V连接器＝71.43mm3；
V焊接体积＝V台阶孔-V连接器＝6.32mm3；
标准模式焊膏喷印量
s为锡膏收缩因子，取0.5mm；
V标准＝9.48mm3
V标准b＝V标准-V标准a＝6.62mm3
标准模式焊膏喷印高度
步骤3，设置喷涂体积比为90％-100％，将焊膏体尺寸图、标准模式喷印焊膏量和焊膏高度等数据导入产品数据库。采用MYCORNIC公司喷印机进行焊膏喷印，最小锡膏点径0.215mm。选用5号粉62Sn36Pb2Ag焊膏。优先进行焊膏体2的焊膏喷印。
步骤4同实施例1。
步骤5，设置合适的焊接曲线，采用真空气相焊焊接连接器，清洗助焊剂残留，获得所需电连接器装焊。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电连接器的快速装焊方法，其特征在于，包括下列步骤：
S1、根据金工件的台阶孔(1)和连接器(2)设计焊膏体(3)的结构；
S2、计算形成上述焊膏体(3)的结构所需的标准模式焊膏量V标准和焊膏高度h标准；
S3、选择焊膏料，根据上述设计的结构、V标准和h标准在所述台阶孔(1)的台阶上形成焊膏体(3)；
S4、将所述连接器(2)安装在所述台阶孔(1)内形成焊接组合体；
S5、对S4中形成的焊接组合体进行焊接。
2.根据权利要求1所述的电连接器的快速装焊方法，其特征在于，在S2中，
V标准≈(1+s)/2s V焊接体积,V焊接体积＝V台阶孔-V连接器；
h标准＝V标准/S焊膏体面积；
其中，s为焊膏收缩因子。
3.根据权利要求2所述的电连接器的快速装焊方法，其特征在于，连接器(2)远离所述台阶孔(1)的台阶一端至所述台阶的距离为H，h标准≤H。
4.根据权利要求1所述的电连接器的快速装焊方法，其特征在于，在S1中，所述焊膏体(3)的外径与所述台阶孔(1)的大孔径相等，且所述焊膏体(3)的内径与台阶孔(1)的小孔径相等。
5.根据权利要求1所述的电连接器的快速装焊方法，其特征在于，在S1中，所述台阶孔(1)包括N个台阶，沿所述台阶孔(1)的大孔端面向小孔端面方向依次在每个台阶上设计焊膏体，其中，N为自然数且N≥2。
6.根据权利要求5所述的电连接器的快速装焊方法，其特征在于，沿所述台阶孔(1)的小孔端面向大孔端面方向依次形成焊膏体(3)。
7.根据权利要求1所述的电连接器的快速装焊方法，其特征在于，在S3中，根据焊膏体(3)的结构、V标准和h标准进行编程，采用喷印或点涂在所述台阶孔(1)内形成焊膏体(3)。
8.根据权利要求7所述的电连接器的快速装焊方法，其特征在于，根据所选焊膏料设置喷涂体积比；
优选地，所述喷涂体积比在70％-130％之间。
9.根据权利要求1所述的电连接器的快速装焊方法，其特征在于，在S5中，所述焊接采用低温真空钎焊、真空气相焊、热台焊、回流焊或感应焊中的一种。
10.根据权利要求1所述的电连接器的快速装焊方法，其特征在于，所述焊膏料选用锡铅、锡铅银、锡银铜中的一种；
优选地，所述焊膏料的粒径选用5号粉或6号粉中的一种。
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