專利名稱：一種新的適用于非耐高溫塑膠材料的焊接工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接工藝，特別涉及一種適用于非耐高溫塑膠材料的焊接工藝。
背景技術(shù)：
對(duì)于射頻天線來講，金屬材料的輻射體是其必須的組成也是最為關(guān)鍵的部分?，F(xiàn)有常用的輻射體形式包括沖壓的金屬件，F(xiàn)PC或PCB中的銅層部分等，但是隨著終端產(chǎn)品輕薄小型化的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)天線本身尺寸造成進(jìn)一步的壓縮，這就需要天線輻射體本身需要充分利用結(jié)構(gòu)的3D結(jié)構(gòu)，在3D及一些異形結(jié)構(gòu)上做pattern。而貼合3D面或是異形面是FPC, PCB，金屬?zèng)_壓件無法克服的技術(shù)瓶頸。請(qǐng)參考附圖1，所以這里要介紹現(xiàn)在常用的3D天線的制作方式一LDS(laser directly structure)。這是一種在塑膠件I的3D面上直接通過laser激活塑膠件上的金屬粒子，使laser后區(qū)域的塑膠件表面具有可化鍍性，再經(jīng)過之后的化鍍/電鍍制程，從而在塑膠件表面形成鍍層2達(dá)到天線輻射體的目的。因?yàn)樘炀€性能調(diào)試的需要或是結(jié)構(gòu)連接的需要，天線生產(chǎn)不可避免的需要焊接工藝，如一些電子元器件的焊接，cable (電線)和connector (接頭)的焊接以及不同零件之間的焊接。對(duì)FPC，PCB及金屬件來講，其材料本身是可以耐焊接的高溫制程的，即是適用焊接制程的。但是對(duì)于上面提到的塑膠件LDS制程的產(chǎn)品，不可否認(rèn)有耐高溫的塑膠原材料，但是耐高溫塑膠原材料相應(yīng)的介電常數(shù)及損耗值正切角兩項(xiàng)參數(shù)的數(shù)值增大，這是射頻工程師所忌諱和不愿意看到的。所以此案是在常溫(非耐高溫)LDS塑膠原材料的前提下，尋求一種新的與之相適應(yīng)的焊接工藝。技術(shù)難點(diǎn)是常溫塑膠原材料的熔點(diǎn)僅100+，不耐普通焊接時(shí)的高溫。對(duì)于常溫LDS材料焊接，現(xiàn)有的焊接方式可大概的分為接觸式焊接和非接觸式焊接兩種方式。接觸式焊接中以手工焊接和自動(dòng)焊接機(jī)為代表，因?yàn)楹附宇^本身是與焊劑(如錫膏)是接觸式的，在實(shí)際生產(chǎn)中因?yàn)榱慵旧淼墓詈椭尉吖钜呀?jīng)機(jī)器本身的誤差，高溫焊接烙鐵頭不可避免的與產(chǎn)品接觸，極易造成產(chǎn)品塑件或鍍層本身的鼓包，脫落及其他一些形式的破壞。再說非接觸的方式，現(xiàn)在業(yè)界常用的是熱吹風(fēng)的方式，因?yàn)闊岽碉L(fēng)設(shè)備本身沒有一個(gè)profile的溫度曲線，致使產(chǎn)品沒有一個(gè)預(yù)熱緩慢升溫的過程，易造成鍍層和塑膠間因熱漲系數(shù)差異而產(chǎn)生鍍層與塑膠件的剝離。再加上此加熱只是針對(duì)產(chǎn)品焊接部位的局部加熱，產(chǎn)品本身因受熱不均導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種新的適用于非耐高溫塑膠材料的焊接工藝，通過在非耐高溫塑膠材料的焊接中采用回流焊，并對(duì)回流焊的reflow profile(回流溫度曲線)做了改進(jìn)，達(dá)到焊接連接目的，降低缺陷不良率，提高效率。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種新的適用于非耐高溫塑膠材料的焊接工藝，基于回流焊工藝，包括:
51、提供一非耐高溫塑膠材料；
52、對(duì)非耐高溫塑膠材料進(jìn)行預(yù)熱工藝，預(yù)熱工藝的升溫曲線平緩；
53、對(duì)非耐高溫塑膠材料進(jìn)行高溫工藝，高溫工藝的溫度峰值在140度左右。較佳的，在S3之后還包括:S4對(duì)非耐高溫塑膠材料進(jìn)行冷卻工藝。較佳的，預(yù)熱工藝對(duì)應(yīng)回流焊工藝中的前段升溫以及恒溫過程，且預(yù)熱工藝的溫度低于回流焊工藝中的前段升溫以及恒溫過程。較佳的，非耐高溫塑膠材料放置在一治具中，便于散熱。較佳的，治具為柵格狀結(jié)構(gòu)。


圖1為L(zhǎng)DS工藝制作3D天線的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明與傳統(tǒng)回流焊工藝的回流溫度曲線對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。因?yàn)椴煌放频乃苣z原材料的熔點(diǎn)溫度及特性會(huì)有不同，本發(fā)明提供的是一種方法和思路，不局限于某種特定的塑膠原材料。為了方便闡述，這里拿Mitsubishi XantarRX3730塑膠原材料為例進(jìn)行說明，其軟化溫度是145。而普通的焊接用的錫膏的熔點(diǎn)是220左右。所以我們從兩個(gè)方面入手解決焊接問題:
1、尋找一種適合的低溫熔點(diǎn)的錫膏，錫膏熔點(diǎn)需要低于塑膠原材料本身的軟化溫度(145)
2、研究與此低溫錫膏相匹配的具備量產(chǎn)可操作性的焊接制程工藝。眾所周知，現(xiàn)有的普通錫膏為SnAgCu的合金，熔點(diǎn)在220左右。而新型的SnAgBi合金的錫膏不僅能滿足焊接強(qiáng)度的要求，而且其本身熔點(diǎn)有了很大的降低。通過試驗(yàn)及實(shí)際的大量生產(chǎn)，我們選擇的一款適合的SnAgBi低溫錫膏。其熔點(diǎn)問題是138，滿足小于塑膠材料軟化溫度(145)的要求(但本發(fā)明在此并不對(duì)SnAgBi低溫錫膏做限制)。請(qǐng)參考圖1，焊接工藝方面，本發(fā)明創(chuàng)新的采用了 reflow (回流焊)的焊接制程，充分的利用了鍍層本身的導(dǎo)熱特性，在reflow制程中，鍍層2本身作為導(dǎo)體吸收了主要的爐內(nèi)熱量，這既能有效地溶化鍍層上的錫膏，對(duì)于塑膠材料本身也起到了一定的保護(hù)作用。Reflow的工藝一般用于FPC&PBC相關(guān)的SMT工藝，將其應(yīng)用于塑膠件I的焊接以及塑膠件的的SMT制程，實(shí)屬創(chuàng)新之舉。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道普通的reflow工藝因?yàn)閷?duì)應(yīng)的是FPC&PCB這些耐高溫的材料，而且錫膏選用的是普通的錫膏(熔點(diǎn)在220)。所以其爐溫profile (曲線)中的峰值問題會(huì)達(dá)到250,即普通的ref low profile (回流溫度曲線)是不適合本發(fā)明的所說的這 個(gè)產(chǎn)品的。
本發(fā)明在這里對(duì)reflow的profile同樣也做了創(chuàng)新的改進(jìn)。如下是本發(fā)明新的reflow profile (如附圖2)。與傳統(tǒng)的爐溫曲線相比，本發(fā)明一方面更改了前段的爐溫曲線，將原先快速的前段升溫過程和恒溫過程改為了預(yù)熱時(shí)間較長(zhǎng)且升溫曲線較緩慢的一個(gè)前段預(yù)熱過程，這樣就有效地避免了產(chǎn)品鍍層和塑膠因?yàn)楸旧頍崤蛎浵禂?shù)不同加之溫度驟升造成的鍍層與塑件件之間的剝離。且前段的緩慢預(yù)熱也有助于塑膠件本身慢慢釋放塑膠件成型時(shí)殘留在主體內(nèi)的應(yīng)力，防止塑膠主體本身產(chǎn)生變形或裂紋等缺陷。請(qǐng)參考圖2，另一方面，本發(fā)明大大降低了高溫區(qū)的峰值溫度。峰值溫度設(shè)定在140左右，這一溫度一方面滿足錫膏溶化的需要，另一方面又低于塑膠原材料本身的軟化溫度。達(dá)到了兩者要求的完美結(jié)合。通過大量的實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)放置產(chǎn)品的過爐治具一定要通透，即不能有密封或是熱量不易散出的地 方。本發(fā)明所配套的治具都是做成柵格狀，方便產(chǎn)品的散熱，已達(dá)到產(chǎn)品各處受熱均勻，避免局部因散熱不良造成的溫度過高造成的塑膠件或鍍層的燙傷。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇或改進(jìn)治具結(jié)構(gòu)，本發(fā)明在此不做限制。以上介紹的一種適用于非耐高溫塑膠材料的焊接工藝不僅適用于LDS產(chǎn)品的焊接，同樣也適用于可直接化鍍/電鍍塑件產(chǎn)品的焊接，如ABS等可以直接化鍍/電鍍的材料。與普通塑件件焊接的零件多種多樣，及包括需要焊在主體上的元器件，金屬件，同時(shí)還包括一些cable，以及多個(gè)普通塑膠件間的焊接等。以上公開的僅為本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例，但本申請(qǐng)并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新的適用于非耐高溫塑膠材料的焊接工藝，基于回流焊工藝，其特征在于，包括: 51、提供一非耐高溫塑膠材料； 52、對(duì)所述非耐高溫塑膠材料進(jìn)行預(yù)熱工藝，所述預(yù)熱工藝的升溫曲線平緩； 53、對(duì)所述非耐高溫塑膠材料進(jìn)行高溫工藝，所述高溫工藝的溫度峰值在140度左右。
2.如權(quán)利要求1所述的一種新的適用于非耐高溫塑膠材料的焊接工藝，其特征在于，在S3之后還包括:S4對(duì)所述非耐高溫塑膠材料進(jìn)行冷卻工藝。
3.如權(quán)利要求1所述的一種新的適用于非耐高溫塑膠材料的焊接工藝，其特征在于，所述預(yù)熱工藝對(duì)應(yīng)回流焊工藝中的前段升溫以及恒溫過程，且所述預(yù)熱工藝的溫度低于所述回流焊工藝中的前段升溫以及恒溫過程的溫度。
4.如權(quán)利要求1所述的一種新的適用于非耐高溫塑膠材料的焊接工藝，其特征在于，所述非耐高溫塑膠材料放置在一治具中，所述治具通透，便于散熱。
5.如權(quán)利要求4所述的一種新的適用于非耐高溫塑膠材料的焊接工藝，其特征在于，所述治具為柵格狀結(jié)構(gòu)。`
全文摘要
一種新的適用于非耐高溫塑膠材料的焊接工藝，基于回流焊工藝，包括S1、提供一非耐高溫塑膠材料；S2、對(duì)非耐高溫塑膠材料進(jìn)行預(yù)熱工藝，預(yù)熱工藝的升溫曲線平緩；S3、對(duì)非耐高溫塑膠材料進(jìn)行高溫工藝，高溫工藝的溫度峰值在140度左右。
文檔編號(hào)B29C65/02GK103231510SQ201310091989
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者蔣元魁, 丁迎偉, 翟后明, 姚巍巍 申請(qǐng)人:上海安費(fèi)諾永億通訊電子有限公司