[发明专利]超声电阻焊焊机

说明书

技术领域

本发明属于电子产品的焊接生产设备的技术领域。

背景技术

电阻焊与超声波震动焊

现在电子产品的焊接多数是使用电阻焊，特别是能直接点焊漆包线的点焊技术，

详见“可直接焊漆包线的点焊机”，ZL专利号 01114785.7。电阻焊是电流通过被挤压在一起的被焊导体，使导体的表面和内部同时发热，升温软化而粘贴在一起，甚至于熔合在一起。

UNITEK MIYACHI以及HUGHES都是国际上生产电阻焊焊机的大公司。广州微点焊设备有限公司以及珠海微点焊电子工业有限公司都是国内专业的电阻焊焊机生产制造厂，这些公司的网页对电阻焊有详细的阐述。

但是如何保证漆包线的漆在电阻焊的焊点被可靠地清除是一个难题，最近日本的Panasonic公司就因此而接连对美国Mini-Circuits的产品投诉。

提高电阻焊的焊接功率等参数有助于保证可靠地清除漆包线在焊点的漆， 但是由于电阻焊的发热是在导体表面和内部同时产生， 高参数焊接有可能使被焊线变得太扁平而容易断开。例如最近美国BigBang对美国Mini-Circuits 的产品ADC-12-4-75+的投诉。

无论高参数还是低参数进行电阻焊，都有点难。

现在还有些电子产品的焊接是使用超声波震动焊。

超声波震动焊，是焊头把物体挤压在一起的同时，超声波震动经焊头传递到被挤压在一起的物体上，使物体的表面互相磨擦从而产生热量，使该表层粘贴在一起，甚至于熔合在一起。

超声波震动焊被广泛应用于半导体电路的金线或铝线连接。如果电路板的焊接面无镀锡，还可以依靠超声波震动直接进行漆包线点焊。例如美国 West Bond Inc 出产的邦机Model No.7445EX 就可以对线径小于或等于 0.006”的漆包线直接进行点焊。 

详见 West Bond Inc 关于邦机Model No.7445EX的网页。

超声波震动焊在电子产品的焊接上应用不很多，因为电子产品的电路板，大多是镀锡面。镀锡面在表面互相磨擦时产生热量较少，而且锡太软，熔点又低。 超声波震动使物体的锡表面互相磨擦，只是在该面形成锡渣而不会造成铜导线与电路板基体金属牢固粘贴在一起,熔合在一起。

预应力点电焊电极

直接点焊漆包线的电阻焊。要使用具有自动除漆功能的预应力点电焊电极，详见“预应力点电焊电极，专利号93245377.5。”

预应力点电焊电极(以下简称焊头)由相互绝缘的两边焊头e1/e2粘合在一起构成。

要使该焊头具有自动除漆的功能，焊头的尖端必须碰触在一起。

焊头的尖端碰触在一起，构成一个如图1所示的焊头尖端碰触处的碰触电阻Rte1e2.

当一个设定的电压加到焊头两半e1/e2时，焊接的电流分布主要决定于Rte1e2,，焊头的底部压在漆包线上的接触电阻Rc1/Rc2，被焊接漆包线的电阻Rw，漆包线与焊盘的接触电阻Rtb1，Rtb2，以及焊盘的电阻Rp的相对值。                    

例如在刚通电的瞬间，漆包线的绝缘漆使Rc1/Rc2为无穷大，全部电流只能流过焊头尖端的碰触处Rte1e2。

这一瞬间的电流/电火花熔化了漆包线的绝缘漆( 对于小于32#的中/低 温 漆漆包线，这一熔化绝缘漆的时间一般是1-2毫秒)，从而使焊头的底部直接压在导线上。这时Rc1/Rc2从绝缘变成导通而分流电流。

从图1可见,漆包线的绝缘漆熔化后，总电流I可以有3个分流，分别是:

由e1 经 Rte1e2 到e2的回路I1；

由e1 经 Rc1/Rc2 到漆包线Rw到e2的回路I2；

由e1 经 Rc1/Rc2,再经过Rtp1/Rtp2/Rp及Rp到e2的回路I3。

I = I1+I2+I3

这三个回路电流都对焊接有贡献，但效益有重大差异。

焊接是要把线焊到焊盘上，所以I3最为有效。

I1用于除漆。除漆后的I1对焊接效益最差而且会烧坏焊头，最好能免除。 但是为了在一开始时除漆，I1又必须存在，这是个矛盾。

超声电阻焊提出了这个予盾的解决方法:

用超声波震动除漆，无需预应力点电焊电极，无需I1。

焊接压力

焊接压力是三个主要焊接参数之一。压力能否准确控制直接影响焊接的质量。