热压焊接方法与流程

本发明涉及线材焊接技术领域，更为具体地，涉及一种热压焊接方法。

背景技术：

随着IT行业的发展，诸多线束类产品为增强其抗拉力，在芯线内部增加纤维材料，外被缠绕铜(丝)缆，此类线材加工后的产品在可靠性(承受抗拉力、使用寿命等)方面均有了很大提高。

对此类线材的焊接又称为软性线焊接，因内部增加纤维材料，在焊接方面增加了很多难度，焊接时温度的传递只能靠外被铜丝实现环形传递，不能直接上下进行温度传递，所以芯线与焊盘的焊接较为困难。同时，因线材较软且外被内缠绕的铜丝在加工过程中易散开，容易导致纤维外露，当芯线散开后，再次焊接时很难覆盖焊锡，最终影响焊接效果。

同时随着产品功能的增强、产品趋向于小型化的发展、芯线数量越来越多、焊盘之间的间距越来越小；此外，根据产品的特殊性，不同线径的芯线逐步导入线材中，也将导致线材焊接的复杂程度越来越大。

目前，针对上述线材的焊接可以采用手工烙铁焊接，手工方式存在的主要缺陷为：一是效率低下且比较落后，二是需要焊接人员具备较高的操作技术水平，需一次性实现良好焊接，否则焊接时间过长会导致芯线外被的铜丝散开，内部的纤维外露，导致芯线无法实现焊接。

此外，还可以采用较为前端的激光焊接方法，但是对于此类芯线的材质，产品周转过程难免造成铜丝之间的分离，导致部分纤维外露，而激光焊接的能量较大，当激光束打到裸露的纤维材质上时，纤维就会被烧坏，导致产品的抗拉力效果失效。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种热压焊接工艺，以解决目前对线材的焊接容易导致纤维外露、焊接效率低、质量差等问题。

根据本发明提供一种热压焊接方法，利用热压焊接机同时对至少两根不同线径的线材进行焊接；热压焊接方法包括：将热压焊接机的压头置于起始位置，控制压头从常温逐步向预设温度T1升温；执行下压压头及温度调控步骤，下压压头及温度调控包括：从起始位置下压压头至与最大线径的线材相接触，此时压头的温度升至预设温度T1，保持压头对最大线径的线材焊接时间t1；继续下压压头至与次大线径的线材相接触，在此下压过程中控制压头继续升温，保持压头对最大线径和次大线径的线材焊接时间t2；重复执行下压压头及温度调控步骤，直至压头与最小线径的线材相接触，保持压头对所有线径的线材焊接时间tn；继续下压压头并升温至预设温度Tn，使得所有线材的芯线与对应位置的焊盘锡点相熔融，然后控制压头降温，在线材端部形成焊点；降温压头至预设分离温度时，分离压头与焊点，焊接完毕。

此外，优选的方案是，预设分离温度不大于锡的熔点；预设分离温度的范围为160℃～180℃。

此外，优选的方案是，在保持压头对最大线径的线材焊接时间t1的过程中，保持压头的温度为T1不变，或者在T1的基础上逐步上升压头的温度。

此外，优选的方案是，在保持压头对最大线径和次大线径的线材焊接时间t2的过程中，保持压头的温度不变，或者逐步上升压头的温度。

此外，优选的方案是，焊接时间t1、焊接时间t2至焊接时间tn的范围为1s～3s。

此外，优选的方案是，温度T1的范围为140℃～300℃。

此外，优选的方案是，温度Tn的范围为180℃～360℃。

此外，优选的方案是，压头为长方形结构，在压头上设置有与各线材相对应的凹槽。

此外，优选的方案是，热压焊接机还包括控制系统；控制系统用于控制压头的温度、下压位置及下压速度。

此外，优选的方案是，压头的下压速度与线材的线径呈反比例关系。

利用上述根据本发明的热压焊接方法，采用多段温度和多段焊接相结合的方式，根据线材材质的特殊性及线径不一致性，利用热压焊接机对压头进行多段温度加热，既能保证高温对产品的保护，又能实现线材良好的焊接状态；而多段焊接，既能保证每根芯线的锡完全融化，又能保证焊接时线材的芯线不被压散，使不同线径的线材依次熔融，最终实现线材的焊接。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的热压焊接方法的流程图一；

图2为根据本发明实施例的热压焊接方法的流程图二；

图3为根据本发明实施例的热压焊接方法的过程图；

图4为根据本发明实施例的压头位置、温度及时间关系图。

其中的附图标记包括：压头1、焊盘锡点2、电路板铜箔3、电路板基材4、线材5。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出

为详细描述本发明实施例的热压焊接工艺，以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

图1示出了根据本发明实施例的热压焊接方法总流程。

如图1所示，本发明实施例的热压焊接方法，利用热压焊接机同时对至少两根不同线径的线材进行焊接；热压焊接方法包括：

S110：将热压焊接机的压头置于起始位置，控制压头从常温逐步向预设温度T1升温预热。

其中，压头为长方形结构，在压头上设置有与各线材相对应的凹槽，为防止冷的(常温)压头与芯线相接触时，芯线外的锡不能及时受热熔化，导致压头将芯线压扁甚至压散，需要对压头提前进行加温，以避免对焊接产生不良影响。换言之，在对线材的芯线进行焊接前，热压焊接机的压头需要提前进入升温预热阶段，即热压焊接机需要预先出发并加热，按照设定的温度，压头开始向预设温度T1加温。

S120：执行下压压头及温度调控步骤。

具体地，图2示出了根据本发明实施例热压焊接方法的下压压头及温度调控流程。

如图2所示，本发明实施例的下压压头及温度调控进一步包括以下步骤：

S121：从起始位置下压压头至与最大线径的线材相接触，此时压头的温度升至预设温度T1，保持压头对最大线径的线材焊接时间t1。

其中，在保持压头对最大线径的线材焊接时间t1的过程中，压头的温度可以保持在温度T1不变，也可以在T1的基础上逐步上升压头的温度，具体情况根据线材尺寸及生产要求进行调整。

S122：继续下压压头至与次大线径的线材相接触，在此下压过程中控制压头继续升温，保持压头对最大线径和次大线径的线材焊接时间t2。

其中，在保持压头对最大线径和次大线径的线材焊接时间t2的过程中，压头的温度可以保持不变，或者逐步上升压头的温度。

S123：继续下压压头直至与最小线径的线材相接触。

其中，根据待焊接的线材的线径大小，控制压头的下压阶段，即压头的焊接段数与线材的线径的种类相对应。当需要同时焊接的线材包括两种不同大小的线径时，可以控制压头的焊接段数或者下压阶段为两段；当需要同时焊接的线材包括三种不同大小的线径时，可以控制压头的焊接段数或者下压阶段为三段等等。

在上述下压压头及温度调控过程中，根据线径的大小依次对各线材的芯线进行加热，通过控制压头的下压行程以及温度，确保每根芯线的锡均能完全融化，避免焊接时芯线被压散，确保线材的焊接质量和效率。

S130：保持压头对所有线径的线材焊接时间tn。

在本发明实施例的热压焊接方法中，焊接时间t1、焊接时间t2直至焊接时间tn的范围可以设置为1s～3s；温度T1的范围可以为140℃～300℃，能够达到熔化芯线表面的锡即可。

S140：继续下压压头并升温至预设温度Tn，使得所有线材的芯线与对应位置的焊盘锡点相熔融，然后控制压头降温，冷却后的芯线及外侧的锡在线材端部形成焊点。

其中，压头下降过程中，开始逐步接触到电路板铜箔上的焊盘锡点，因为温度传递较快并产生更多的温度散失，此时焊盘锡点以及芯线外侧的锡熔化需要更多的热量，因此，温度Tn的范围可以设置为180℃～360℃，以提供更多的热量使焊盘锡点完全融化，防止因温度原因导致线材虚焊。

S150：降温压头至预设分离温度时，分离压头与焊点，焊接完毕。

其中，为防止压头与焊点分离时产生焊点拉尖，需要将预设分离温度设置为低于锡的熔点；同时，考虑到生产工时的时间问题，预设分离温度也不能过低，在本发明的一个具体实施方式中，预设分离温度的范围可以设置为160℃～180℃。

此外，本发明实施例的热压焊接机还包括控制系统，通过控制系统调整压头的温度、下压位置及下压速度；其中，压头的下压速度与线材的线径可以设置为反比例关系，也可以根据生产时间及生产要求对压头的下压速度进行实时调整。

为进一步详细描述本发明实施例的热压焊接方法，以下将结合具体实施例再次阐述。具体地，图3示出了根据本发明实施例的热压焊接方法的实际操作示意过程；图4示出了与图3相对应的压头位置、温度及时间关系。

如图3和图4共同所示，在该具体实施例中，待焊接的线材5(下同)包括线径较粗和较细的两种线材，压头的对应凹槽也包括大小两种。

具体的热压焊接流程包括：

1、压头在起始位置H升温预热

在对芯线进行焊接前，热压焊接机的压头1(下同)需提前进入升温预热阶段，即热压焊接机需预先触发并加热，按照设定的温度，设备开始向T1温度加温。设备提前加温的目的主要是使压头提前加热，防止冷的压头接触产品时，锡不能受热导致压头把芯线压扁甚至压散，避免对焊接产生不良影响。

2、压头下降至A点并进行焊接1段

当压头温度升至一定温度时，压头快速下降至A点，此时刚好接触到最粗芯线(线径较粗的线材)，此时压头的温度升温至T1(T1可以实现芯线表面锡的熔化)，压头在A点加温并保持一段时间的焊接，即形成焊接1段。

压头在A点预热的主要目的是使最粗芯线表面的锡熔化，因为芯线越粗，越容易散线，所以需要充分使其表面的锡熔化，如果锡没有充分熔化很容易导致芯线压扁至散线，以致影响焊接质量。当最粗芯线表面的锡熔化后，才能更好的为压头继续下压提供有利的焊接条件。

3、压头下降至B点并进行焊接2段

压头从A点慢慢下降至B点，下降过程中压头不断给芯线加温并下压，当到达B点时压头恰好接触到所有芯线，此时接触的芯线多了，焊接所需要的温度更高，因此压焊接机开始启动进行升温，压头在B点升温并保持一段时间的焊接，即形成焊接2段。

在压头由A点下降至B点的过程中，其下降速度可以通过控制系统控制机械手的操作来管控，一边下降一边接触所以芯线，下降过快不易实现芯线的锡熔化，下降过缓会影响焊接效率；因此，可以根据生产需求及不同线径的大小，自由支配压头的下降速度，当压头接触到所以芯线时，保持一段时间的焊接，使所有芯线表面的锡能完全熔融，为压头进入下一个焊接过程提供良好条件。

4、压头下降至C点并进行焊接3段

当压头在B点加温至所有芯线表面的锡熔化后，开始从B点慢慢下降至C点，下降过程不断给芯线加温并下压，在慢慢下降过程中，压头逐步接触到电路板铜箔3上的焊盘锡点2，直至其接触到位于电路板基材4上的电路板铜箔3；此时，因温度传递较快并产生更多的温度散失，芯线内的锡以及焊盘锡点2内的锡熔化需要更多的热量，此时压头的温度已升至温度T2，可以提供更多的热量使焊点完全熔化，防止因散线导致的虚焊。

当压头完全到达C点时，即可完全接触到焊盘铜箔，保持压头的下压及温度，使芯线与焊盘锡点的锡完全熔融，此时压焊接机的加温先自动关闭，压头开始降温，随着压头的降温，焊点也逐步冷却成型。

5、压头分离复位H位置

当焊点成型后，随着压头降温至T3时，压头快速分离焊盘，为防止压头分离焊盘时产生焊点拉尖，预设分离温度需要低于锡的熔点，同时又考虑生产工时问题，分离温度不能过低，故一般将预设分离温度T3设置在160℃～180℃之间。

在上述具体实施例中，压头的升温过程包括：压头从常温升温至T1→压头保持T1温度→压头继续升温至T2→压头保持T2温度→压头降温至常温。压头的焊接过程包括：压头起始位置H→压头下降至A点(接触最粗线材)并保持一段时间(保持焊接1段)→压头继续下降至B点(接触所有芯线)并保持一段时间(保持焊接2段)→压头继续下降至C点(接触焊盘铜箔)并保持一段时间(保持焊接3段)→压头分离复位H点。

综上所述，本发明的热压焊接方法，采用多段温度与压头多段焊接过程相结合的焊接工艺，实现对多种线径的软性线材依依熔化至完成焊接，在保证焊接效率的前提下，确保产品的良率。随着IT产品芯线抗拉力的要求提高，软性线材将成为一种发展趋势，本发明的热压焊接工艺在行业中也具有更高的导入价值。

通过上述实施方式可以看出，本发明提供的热压焊接方法，采用多段温度与多段焊接过程相结合的焊接方式，对多种线径的软性线材(内含纤维)进行焊接，不仅能够保证线材的芯线不散线，有能够同时对不同线径的芯线进行熔融焊接，焊接效率高、产品性能稳定、合格率高。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的热压焊接方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的热压焊接方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。