高频线路连接器的高频感应焊接方法技术

本发明专利技术涉及一种用于高频电子技术中集束的细微线缆和集成的插接头焊脚之间的高频电磁感应加热熔锡焊接连接方法，尤其应用在制造传导特性要求极高的超高频电信、通讯、计算机技术领域使用的线路连接器方面，解决了传统焊接中焊炬接触焊接部位导致的连接器高频传输特性差的难题，而且实现了高效、高速、自动化焊接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术采用高频电磁感应加热的方法实现细微导体间的熔锡焊接连接。本专利技术涉及一种用于高频电子技术中集束的细微线缆和集成的插接头焊脚之间的焊接连接技术，尤其应用在制造传导特性要求极高的超高频电信、通讯、计算机
使用的线路连接器(本文简称连接器)方面，本专利技术限于通过焊锡熔融实现的导体连接。本专利技术属于高频感应焊接应用领域或高频电子线路连接器制造领域。高频电子线路中的细微导体间的焊接连接，尤其集束线缆和集成插接头焊脚的焊接连接，即高频线路连接器的焊接制造，目前较多采用手工电烙铁焊接，其效率低下，焊接质量稳定性差，由于传导加热需要电烙铁和焊件的接触，而电烙铁的接触却产生了改变和影响焊锡熔体几何形状的不良后果，例如致使存在尖角毛刺等不希望的焊形，直接影响了焊接连接部位的高频传输特性。而且由于电烙铁采用热传导方式加热焊接部位，传热速度慢导致焊接时间长和热效率低。尽管有采用脉冲加热方式的半自动焊机，但和手工焊接的原理和缺陷是相同的，只是焊接质量的离散性小些而已。本专利技术的目的是实现一种连接器制造中焊炬头不接触焊接部位以及焊锡的快速熔锡焊接方法。感应加热焊接原理已经不是什么新鲜的事，中低频大功率的感应焊接设备已经普遍应用。由于普通大尺寸的金属物件的尺寸较大，所以中低频即可满足提供大热容、上千度高温度的焊接要求。而若要在高频电子线路中的实现细微导体间的无接触感应焊接，其焊接特征基本要求是小热容要求小功率输入，小尺寸要求高感应频率，锡焊连接仅需要三百多度的较低焊接温度。实现该目的的方法是采用高频电磁感应加热方法实现无接触加热，感应加热使焊接部位迅速发热熔融焊锡，冷却后形成锡焊连接。由于无接触式加热，焊锡熔体能实现圆滑、饱满的焊接状态，从而满足焊接部位的高频、超高频传输特性。首先，提供这种高频电磁感应加热方式高频磁场的方法有两种，一种是采用空心线圈提供高频磁场，空心线圈本身就是励磁线圈；另一种是通过铁心磁路传导励磁线圈磁场到铁心的工作磁隙处，在磁隙处提供高频磁场。其次，在高频磁场作用下，导体被加热的方式也有两种，一种是直接利用垂直穿透导体的交变磁场在导体内感应出涡流使导体发热，这种作用方式对越细的导体其发热越困难；另一种方式是在焊接部位提供辅助回路形成局部的环路，由于垂直于磁场的环路面积通过的磁通量相比导体横向投影面积通过的磁通量非常悬殊，所以，即使在较低的频率和磁场密度条件下也可获得很大的环流，从而使焊端在短路状态下迅速地受控发热。下面结合附图具体说明细微导体(如连接器)的熔锡焊接方法的实施例。附图说明图1是本专利技术的实施例一示意图(主视图和俯视图示意)；图2是本专利技术的实施例二示意图(主视图和俯视图示意)；图3是本专利技术的实施例三示意图(主视图和俯视图示意)；图4是本专利技术的实施例四示意图(主视图和俯视图示意)；图5是本专利技术的实施例五示意图(主视图、俯视图和侧面剖视图示意)；图1中，1-集束线缆、2-插接头、3-定位梳、4-铁氧体磁心、5-励磁线圈、6-高频激励电路、7-磁隙、11-线缆焊端、22-插接头焊脚。图2中，1-集束线缆、2-插接头、3-定位梳、4-铁氧体磁心、5-励磁线圈、6-高频激励电路、7-磁隙、8-环路短接导体、11-线缆焊端、22-插接头焊脚。图3中，1-集束线缆、2-插接头、3-定位梳、6-高频激励电路、7-磁隙、9-空心励磁线圈、11-线缆焊端、22-插接头焊脚。图4中，1-集束线缆、2-插接头、3-定位梳、6-高频激励电路，7-磁隙、8-环路短接导体、9-空心励磁线圈、11-线缆焊端、22-插接头焊脚。图5中，1-集束线缆、2-插接头、3-定位梳、4-U型磁体、5-励磁线圈、6-高频激励电路、11-线缆焊端、22-插接头焊脚。图1所示的可实施方法，是一种通过铁氧体磁心4形成磁路、传导励磁线圈5形成的磁场到磁隙7的感应焊接方法。磁隙7即闭合磁路中小的空气间隙。高频激励电路6使励磁线圈5产生高频振荡，一般要求调整电路到准谐振状态，输出最强的磁场。集束线缆1的线缆焊端11和插接头2的插接头焊脚22叠置在定位梳3的梳齿间，并有适度的接触压力。这样定置好的焊接部位(线缆焊端11以及插接头焊脚22)暴露在铁氧体4磁极对形成的磁隙7中，当励磁线圈输出高频磁场时，必然在焊接线端产生感生电流，亦即涡流，于是焊接部位发热，使焊锡熔融，将二者接触端焊接连接在一起。定位梳3可以是陶瓷类或导磁类耐热材料制成。这种感应加热的方法，焊炬头就是铁氧体磁心4的磁极对，工作磁场在磁隙7内，焊炬头提供的工作磁场方向垂直穿透插接头2焊脚排列平面。由于磁隙7必须满足适度的操作空间，一般磁隙距离达3mm以上，所以磁隙处存在较大的磁阻和漏磁(磁发散)，当然，应该尽可能地减小该磁隙。磁隙越小，电磁干扰越小，设备效率越高，需要的设备功率也可降低。实践证明，对0.5mm～1.0mm尺寸的线缆或焊脚，工作频率在200kHz～500kHz已可满足，设备的输入功率只需要300W左右足矣。熔焊时间为2秒左右。当然，对于较宽的插接头线排，没有必要提高设备的功率，解决方案是移动焊炬头，即移动磁隙7沿焊脚排列的方向行走，焊炬头的高频工作磁场从插接头2的焊脚排列的一侧匀速移动到另一侧，使插接头焊脚22和集束线缆焊端11逐一得到加热焊接；这种焊脚排列包括单个插接件的众多焊脚或者多个插接件的众多焊脚的平面延伸式并肩排列(如俯视图示意)。这种平面延伸排列限于水平面内。焊炬行走速度可以通过牵引控制装置完成。由于集束的线缆焊端11浸镀焊锡的锡层太薄，不能满足和插接头焊脚22焊接时需要的锡量，所以需要在插接头焊脚22生成富锡层。其方法是使水平排列的插接头焊脚22和焊锡丝进行一次假性焊接，焊丝会熔断并自动熔融富集在插接头2的焊脚上。这样，通过两步法两次施加感应磁场完成整个焊接过程，第一步次是完成插接头焊脚22和焊锡丝的融合，使得插接头2的焊脚充分富集焊锡，第二步次是富集焊锡的插接头焊脚22和集束的线缆焊端11的焊接，两步操作的对象不同但操作动作几乎相同，需要的工装夹具、工时一致。图2所示的可实施方法，是一种通过铁氧体磁心4形成磁路、传导励磁线圈5形成的磁场到磁隙7的感应焊接方法。不同于实施例一的方面是它配备一个能够短接插接头焊脚22和集束线缆焊端11的短路装置，如图2所示的环路短接导体8。这样，当环路中通过高频磁通时，在环路中出现环路电流(简称环流)，从而使焊接部位发热，熔融焊锡完成焊接。控制磁通密度和磁场频率，可以控制环路电流大小，从而实现无接触短路焊接。当然，环路短接导体8必须在焊接完成后移去，而且不能影响焊锡形成的焊形。由于垂直于磁场的环路面积通过的磁通量远大于导体横向投影面积通过的磁通量，所以，即使在相对较低的频率和磁场密度条件下也可获得很大的环流，从而使焊端迅速受控发热。但是，由于环路中存在的并联支路，以及各焊脚接触电阻的差异导致各焊脚发热的不均衡性，从而影响焊接质量，对高传输特性要求的场合难以胜任。另外实现环路短接的工装也相对复杂，短接不良时严重影响焊接质量。对于感应环路发热方法来说，虽然理论上讲辅助的短路部位可以在任意方便短接的位置，如插接头2的插接端和集束线缆远离焊接点的另一端，但由于焊接时大的环流使得环路内导体的所有部位均匀受热至焊接温度，这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频线路连接器制造中集束细微线缆焊端１１和插接头焊脚２２相锡焊连接的高频感应焊接方法，其特征在于：通过高频电磁感应加热的方法，使细微线缆焊端１１以及插接头焊脚２２在高频磁场作用下感生出高频涡流或环流而发热，熔化连接处的焊锡，焊锡冷却后二者结合在一起；焊炬头没有和被焊接部位以及焊锡相接触。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张长增，
申请(专利权)人：张长增，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]