一種可提高導線與焊盤焊接效率及可靠性的手工電烙鐵頭的製作方法

2023-11-30 18:31:11

專利名稱：一種可提高導線與焊盤焊接效率及可靠性的手工電烙鐵頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及手工電烙鐵頭 。
背景技術：
手工釺焊是一種常用的釺焊手段，在電子產品製造領域應用十分廣泛。在釺焊過程中，釺料會在電烙鐵所攜帶的熱量作用下熔化，同時在被電烙鐵加熱的待焊接材料表面潤溼鋪展，撤離烙鐵後，釺料冷卻、凝固形成手工焊點。在電烙鐵預熱待焊材料及焊接過程中，如果加熱時間過長，有可能會導致電路板等不耐高溫材料的燒損。另外，焊點的可靠性由釺料在待焊金屬表面的潤溼鋪展情況以及其內部的微觀組織決定。若要保證釺料在待焊表面潤溼鋪展良好，就需要電烙鐵在焊接前及過程中能夠為待焊金屬提供足夠的熱量，若要保證焊縫的微觀組織結構良好，則需要控制反應的溫度和時間，如果溫度過高和反應時間過長，會導致待焊金屬被釺料過分溶解，形成過多的金屬間化合物，而金屬間化合物一般具有脆性，如果過多的金屬間化合物生成會導致焊點性能及可靠性下降。特別是對於Ag、Au等焊接材料，它們在熔融釺料內的溶解速度極快，易生成金屬間化合物導致焊點性能下降。目前，大部分的電烙鐵頭都是通用性工具，在焊接導線與焊盤時，由於導線與焊盤的結構分別是圓柱體和長方體，電烙鐵一般都是壓在導線的局部表面，通過熱傳導的方式加熱焊盤和其餘導線，而不能同時、均勻地加熱導線和焊盤。因此，焊接時需要更長的時間使焊盤及導線達到可焊溫度，會使電路板受到高溫導致損壞的機率增加，同時，焊料在導線及焊盤表面的潤溼鋪展時間也將延長，這就意味著液態釺料與待焊金屬的反應時間也將延長。由於對導線的局部加熱，使導線的不同部位以及與焊盤之間會存在較大的溫差，這樣會導致釺料與待焊金屬的反應情況也將有很大的差異，導致焊縫內部的微觀組織結構存在差異。將會對焊點的可靠性造成巨大隱患。

發明內容
本發明是要解決現有電烙鐵通過熱傳導的方式加熱導線和焊盤，會延長預熱和焊接時間導致電路板受到高溫而損壞問題，以及待焊部位溫度不均勻導致焊縫內部的微觀組織結構存在差異，長時間反應使界面反應劇烈導致焊點的可靠性下降的問題，而提供一種可提高導線與焊盤焊接效率及可靠性的手工電烙鐵頭。本發明中的一種可提高導線與焊盤焊接效率及可靠性的手工電烙鐵頭，其結構為電烙鐵頭端部的中部有一豁口，豁口的右側部分長於豁口的左側部分。本發明包括以下優點I、由於電烙鐵頭傳熱結構的設計，可以提高電烙鐵與導線和焊盤的傳熱效率，使焊接前的預熱時間縮短，降低了電路板被燒損的風險；2、電烙鐵頭的結構能夠保證導線與焊盤快速上升到待焊溫度，且在整個待焊導線與焊盤的長度範圍內溫度均勻。因此，在手工焊添加焊絲施焊過程中，釺料會快速在待焊的導線及焊盤金屬表面潤溼鋪展，將有效縮短焊接時間；
3、該電烙鐵頭在加熱過程中，能保證導線與焊盤同時被加熱、升溫，快速達到待焊溫度，可在縮短焊接時間的同時，避免由於熱輸入不均勻或不足導致的虛焊缺陷；4、通過縮短焊料在焊接過程中的潤溼鋪展時間，避免了釺料金屬與焊盤及導線表面Au、Ag等金屬的過分溶解，可以使焊縫內的脆性金屬間化合物的數量大大降低，從而實現焊縫可靠性的提升。5、電烙鐵頭與電烙鐵身部組裝在一起，可以根據不同半徑的導線，決定更換與導線相匹配的電烙鐵頭，實用性強。


圖I為本發明中的電烙鐵頭的主視圖，其中I為電烙鐵頭，2為導線，3為焊盤；圖2為本發明中的電烙鐵頭的左視圖，其中I為電烙鐵頭，2為導線，3為焊盤。
具體實施例方式具體實施方式
一電烙鐵頭端部的中部有一豁口，豁口的右側部分長於豁口的左側部分。本發明包括以下優點I、由於電烙鐵頭傳熱結構的設計，可以提高電烙鐵與導線和焊盤的傳熱效率，使焊接前的預熱時間縮短，降低了電路板被燒損的風險；2、電烙鐵頭的結構能夠保證導線與焊盤快速上升到待焊溫度，且在整個待焊導線與焊盤的長度範圍內溫度均勻。因此，在手工焊添加焊絲施焊過程中，釺料會快速在待焊的導線及焊盤金屬表面潤溼鋪展，將有效縮短焊接時間；3、該電烙鐵頭在加熱過程中，能保證導線與焊盤同時被加熱、升溫，快速達到待焊溫度，可在縮短焊接時間的同時，避免由於熱輸入不均勻或不足導致的虛焊缺陷；4、通過縮短焊料在焊接過程中的潤溼鋪展時間，避免了釺料金屬與焊盤及導線表面Au、Ag等金屬的過分溶解，可以使焊縫內的脆性金屬間化合物的數量大大降低，從而實現焊縫可靠性的提升；5、電烙鐵頭與電烙鐵身部組裝在一起，可以根據不同半徑的導線，決定更換與導線相匹配的電烙鐵頭，實用性強。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是所述的豁口的形狀為圓弧形、三角形或方形。其它結構和連接關係與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是所述豁口的右側部分的底部為平底、尖底或圓弧形底。其它結構和連接關係與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一至三之一不同的是所述電烙鐵頭端部豁口為圓弧形豁口，此圓弧形豁口所對應的圓弧角為β，其大小為90° <β〈180° ,圓弧形豁口所對應的半徑為O. 5mnT4mm,圓弧頂端到焊盤所在平面的距離是待焊導線的直徑，此圓弧形豁口的右側部分的底部是一長方形的平底，圓弧形豁口的右側部分近豁口端為斜面，其與水平面的夾角為α角，其大小為45° <α<75°，圓弧形豁口的右側部分遠豁口端為豎直面，其與水平面的夾角為90°。其它結構和連接關係與具體實施方式
一至三之一相同。
其中豁口的長度為3mnTl0mm。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是所述圓弧形豁口所對應的圓弧角β為100° <β〈150°。其它結構和連接關係與具體實施方式
一至四之一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是所述圓弧形豁口所對應的圓弧角β為120°。其它結構和連接關係與具體實施方式
一至四之一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至六之一不同的是所述α角為48° < α <65°。其它結構和連接關係與具體實施方式
一至六之一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一至六之一不同的是所述α角為 50°。其它結構和連接關係與具體實施方式
一至六之一相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一至八之一不同的是所述圓弧形豁口的右側部分近豁口端的斜面與水平面夾角的頂點處採用圓弧過渡。其它結構和連接關係與具體實施方式
一至八之一相同。採用此結構，可以避免由於導線直徑偏差所導致的電烙鐵與導線及焊盤的接觸不良。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一至九之一不同的是所述電烙鐵頭內部採用內熱恆溫式加熱方式，加熱溫度為200°C飛00°C，施焊過程中焊絲於豁口的左側部分與焊盤平面之間形成的空間處添加。其它結構和連接關係與具體實施方式
一至九之一相同。
權利要求
1.一種可提高導線與焊盤焊接效率及可靠性的手工電烙鐵頭，其特徵在於電烙鐵頭端部的中部有一豁口，豁口的右側部分長於豁口的左側部分。
2.根據權利要求I所述的一種可提高導線與焊盤焊接效率及可靠性的手工電烙鐵頭， 其特徵在於所述的豁口的形狀為圓弧形、三角形或方形。
3.根據權利要求I所述的一種可提高導線與焊盤焊接效率及可靠性的手工電烙鐵頭， 其特徵在於所述豁口的右側部分的底部為平底、尖底或圓弧形底。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的一種可提高導線與焊盤焊接效率及可靠性的手工電烙鐵頭，其特徵在於所述電烙鐵頭端部豁口為圓弧形豁口，此圓弧形豁口所對應的圓弧角為β，其大小為90° <β〈180° ,圓弧形豁口所對應的半徑為O. 5mnT4mm,圓弧頂端到焊盤所在平面的距離是待焊導線的直徑，此圓弧形豁口的右側部分的底部是一長方形的平底，圓弧形豁口的右側部分近豁口端為斜面，其與水平面的夾角為α角，其大小為 45° <α〈75°，圓弧形豁口的右側部分遠豁口端為豎直面，其與水平面的夾角為90°。
5.根據權利要求4所述的一種可提高導線與焊盤焊接效率及可靠性的手工電烙鐵頭， 其特徵在於所述圓弧形豁口所對應的圓弧角β為100° <β〈150°。
6.根據權利要求4所述的一種可提高導線與焊盤焊接效率及可靠性的手工電烙鐵頭， 其特徵在於所述圓弧形豁口所對應的圓弧角β為120°。
7.根據權利要求4所述的一種可提高導線與焊盤焊接效率及可靠性的手工電烙鐵頭， 其特徵在於所述α角為48° <α<65°。
8.根據權利要求4所述的一種可提高導線與焊盤焊接效率及可靠性的手工電烙鐵頭， 其特徵在於所述α角為50°。
9.根據權利要求4所述的一種可提高導線與焊盤焊接效率及可靠性的手工電烙鐵頭， 其特徵在於所述圓弧形豁口的右側部分近豁口端的斜面與水平面夾角的頂點處採用圓弧過渡。
10.根據權利要求I至3中任一項所述的一種可提高導線與焊盤焊接效率及可靠性的手工電烙鐵頭，其特徵在於所述電烙鐵頭內部採用內熱恆溫式加熱方式，加熱溫度為 2000C 500O。
全文摘要
一種可提高導線與焊盤焊接效率及可靠性的手工電烙鐵頭，它涉及手工電烙鐵頭，本發明是要解決現有電烙鐵通過熱傳導的方式加熱導線和焊盤，會延長預熱和焊接時間導致電路板受到高溫而損壞問題，以及待焊部位溫度不均勻導致焊縫內部的微觀組織結構存在差異，長時間反應使界面反應劇烈導致焊點的可靠性下降的問題。本發明中的手工電烙鐵頭，其結構為電烙鐵頭端部的中部有一豁口，此豁口長度為3mm~10mm；豁口的右側部分長於豁口的左側部分，施焊過程中焊絲於豁口的左側部分與焊盤平面之間形成的空間處添加。本發明適用於電子器件焊接工程領域。
文檔編號B23K3/03GK102935535SQ20121051654
公開日2013年2月20日 申請日期2012年12月5日 優先權日2012年12月5日
發明者劉威, 王春青, 田豔紅, 安榮 , 杭春進 申請人:哈爾濱工業大學