热压焊接压头的制作方法

本实用新型涉及线材焊接技术领域，更为具体地，涉及一种热压焊接机的热压焊接压头。

背景技术：

随着电子产品日趋小型化的发展，PCBA在设计方面也越来越小，元件越来越多，导致焊盘与元器件之间的间距也越来越小。同时，对于焊接芯线的产品，芯线的数量越来越多，线径的粗细也大小不一，致使与其配套的焊盘也大小不一，均会导致焊盘的预镀锡锡量存在大小不一的问题。

Hotbar焊接(热压焊接)作为目前比较普通的一种焊接方式，无论在焊接效率还是焊接成本方面均具有很大优势，在产品焊接位置与元器件距离较大时，可以不用考虑焊接挤锡的问题。但是对于产品趋向于小型化的发展而言，对Hotabr焊接的要求也越来越高，焊盘到元器件的距离d往往小于1mm，对于此类产品的焊接，继续采用原有压头结构，挤锡短路等不良率就会升高。

如图1现有压头与芯线焊接的示意状态所示，芯线2’端部的锡头3’被限位在主体部1’的凹槽内，侵入芯线2’内的锡与电路板基材4’上的锡熔化之前，焊盘锡点距离其相邻元器件5’的距离为d小于1mm。

因PCBA焊盘焊接前需预镀锡(形成焊盘锡点)，其镀锡厚度存在公差，同时焊接的芯线在浸锡后的直径也存在公差，彼此间的随机配合，难免出现芯线直径上限与焊盘预镀锡厚度上限的配合，这样就是造成总锡量的增大，经过Hotbar焊接后，多余的锡就会在热压头的保压下挤出，当余锡被挤到焊点前端，即有元器件的一侧时，余锡就会与元器件接触，最终导致短路及产品不良。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种热压焊接压头，已解决目前压头不能满足产品的小型化发展需求，存在熔锡与元器件接触导通的风险，导致产品短路及不良等问题。

本实用新型提供的热压焊接压头，包括主体部以及依次设置在主体部上的凹槽；其中，凹槽的横截面与待焊接的芯线截面相对应；主体部压至待焊接芯线的电路板基材的上方，不同线径的芯线端部分别限位在对应的凹槽内；并且，在凹槽远离芯线的端部一侧设置有倒角。

此外，优选的结构是，倒角设置为弧形结构；倒角向远离电路板基材的方向延伸。

此外，优选的结构是，在电路板基材上设置有铜箔以及位于铜箔上方的焊盘锡点；芯线的端部焊接固定在焊盘锡点处。

此外，优选的结构是，倒角形成收容溢锡的避空空间，避空空间的体积为对应凹槽容纳锡的体积的10％～30％。

此外，优选的结构是，凹槽容纳锡的体积小于芯线在焊盘锡点上的体积与焊盘锡点的体积之和。

此外，优选的结构是，主体部升温加热，包裹在芯线外侧的锡与焊盘锡点相互熔融，多余的锡回流填充至对应凹槽的倒角内。

此外，优选的结构是，凹槽为拱形结构，倒角的尺寸与对应的凹槽尺寸呈正比例关系。

此外，优选的结构是，主体部为钛合金件或者钼合金件。

从上面的技术方案可知，本实用新型的热压焊接压头，在同一主体部上设置不同尺寸的多个凹槽，能够实现对不同线径芯线的同时焊接，并通过在凹槽边缘设置纵向延伸的倒角，使焊接过程中多余的锡能够延伸至倒角内，避免余锡在电路板基材上横向挤压至与元器件接触，影响产品的性能，本实用新型的热压焊接压头，结构简单，焊接速度快、质量高。

附图说明

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

图1为现有压头与芯线焊接状态示意图；

图2-1为根据本实用新型实施例的热压焊接压头结构示意图一；

图2-2为根据本实用新型实施例的热压焊接压头结构示意图二；

图3为根据本实用新型实施例的热压焊接压头与芯线焊接状态示意图。

其中的附图标记包括：主体部1、1’，芯线2、2’，锡头3、3’，电路板基材4、4’，元器件5、5’，凹槽11、倒角12。

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

为详细描述本实用新型实施例的热压焊接压头的结构，以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

图2-1和图2-2分别从不同角度示出了根据本实用新型实施例热压焊接压头的结构。

如图1、图2-1和图2-2共同所示，本实用新型实施例的热压焊接压头，设置在热压焊接机上，热压焊接压头包括主体部1以及依次设置在主体部1上的若干个凹槽11，各凹槽11的尺寸并不完全相同，凹槽11的横截面与待焊接的芯线2截面相对应，在同时对多种线径的芯线2进行焊接时，可以将凹槽11设置为与不同线径的芯线2截面分别相对应的位置及结构，当主体部1压至待焊接芯线2的电路板基材上方时，不同线径的芯线2的端部(在该端部有锡浸入，也可称为锡头，下同)分别限位在对应的凹槽11内，通过对热压焊接压头加热，实现芯线2与电路板基材的焊接。

其中，为确保产品的焊接质量，避免因锡少导致虚焊、因锡多导致焊接挤锡或短路等问题，本实用新型的热压焊接压头，在凹槽11远离芯线2端部的一侧设置有倒角12，倒角12可以形成溢锡空间(即收容溢锡的避空空间)，能够在满足焊接质量的同时，防止多余的锡挤压至邻近的元器件造成短路。

具体地，本实用新型实施例的热压焊接压头，包括主体部1、设置在主体部1上的凹槽11，以及设置在凹槽11与主体部1结合处的倒角12；其中，倒角12设置在主体部1远离芯线2端部的一侧，即倒角12的位置设置在主体部1远离元器件(芯线焊接时与其相邻近的元器件)的一侧，从而将焊接时被挤出的多余锡回流至倒角12的溢锡空间内，防止余锡横向挤压至元器件所在侧。

另外，焊接芯线2的电路板可以为PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)等类似板子结构，此类电路板通常包括电路板基材、设置在电路板基材上的铜箔，在焊接芯线之前，还需要在铜箔上预镀锡，即焊盘预镀锡过程，以形成位于铜箔上方的焊盘锡点，芯线2的锡头3则焊接固定在焊盘锡点处。

图3示出了根据本实用新型实施例的热压焊接压头与芯线焊接时及焊接完毕后的示意状态。

结合图2-1至图3共同所示，待焊接的芯线2的锡头3放置在电路板基材4的焊盘锡点处，热压焊接机控制热压焊接压头下压并加热，位于热压焊接压头主体部1上的凹槽11分别卡在对应线径的芯线2上方，由于电路板基材4上的焊盘锡点位置与其邻近的元器件5之间的距离d通常小于1mm，为防止余锡溢至元器件5处，在凹槽11远离元器件5或者远离锡头3的一侧设置弧形结构的倒角12，倒角12沿远离电路板基材4的方向向上延伸。

为满足对各类线径的芯线2的焊接需求，可以根据芯线2的粗细以及焊盘锡点的大小来预算焊接过程中产生的总锡量，从而针对不同凹槽11设置不同的倒角12。即，倒角12的大小可以根据芯线2的实际情况进行设计。

例如，通过3D模拟对倒角12大小及避空空间的体积进行预算，设凹槽的体积为V1，焊盘锡点的体积为V3，芯线2在焊盘锡点上的体积为V4；可知，在对产品进行焊接时凹槽需要容纳的总体积为V2＝V3+V4，为确保主体部1的凹槽能够完全压接产品，避免出现虚焊，设定凹槽的体积V1必须小于凹槽需要包容的体积V2，此时，多余的锡可以挤压至凹槽的倒角12内。

在本实用新型的一个具体实施方式中，凹槽11容纳锡的体积小于芯线2在焊盘锡点上的体积与焊盘锡点的体积之和，多余的锡通过倒角12的避空空间来收纳，避空空间的体积为对应凹槽11容纳锡的体积的10％～30％。即，V1体积小于V2体积的比例在10％～30％。

其中，倒角12的尺寸与对应的凹槽11尺寸可以呈正比例关系，在凹槽11较大的情况下对应的倒角12也可以设置稍大一些，在本实用新型的热压焊接压头中，对应倒角12的避空空间可以设置为凹槽11体积V1的10％～30％。

如图3所示，在焊接过程中，首先通过热压焊接机控制主体部1下压并加热，直至侵入芯线2外侧的锡与焊盘锡点相互熔融，多余的锡则回流填充至对应凹槽11的倒角12内，并逐步冷却形成焊点；最后，热压控制压头与焊点分离并完成焊接。其中，由于倒角12的存在，焊点在远离元器件5的一侧形成与倒角12相对应的凸起部分，可以在确保焊接质量的情况下，防止余锡挤压至邻近的元器件5，避免焊点前端与元器件5接触导致短路的风险。

在本实用新型的另一具体实施方式中，位于主体部1中部位置的凹槽11的横截面积依次大于位于其两侧的凹槽11的横截面积；或者，不同大小横截面的凹槽交叉设置；或者，位于主体部中部位置的凹槽的横截面积依次小于位于其两侧的凹槽的横截面积等，使最大面横截面的凹槽首先与最粗芯线的线材相接触加热即可。凹槽的设置位置及个数均可以根据实际焊接的芯线的粗细及根数进行设置，并不限于图2-1和图2-2所示结构。

另外需要说明的是，设置在主体部1上的凹槽11可以设置为拱形结构，或者与待焊接的芯线2相对应的其他结构，为降低倒角的加工难度，主体部1可以采用钛合金件、钼合金件或者类似材料的金属件等。

针对现有技术中的压头缺陷：将压头的凹槽加深，当芯线体积下限与焊盘预镀锡厚度下限配合时，极易出现压头无法接触到焊接产品，导致虚焊；而将压头的宽度加宽，在焊接时就会出现芯线不能完全接触焊盘铜箔的情况，影响温度的热传递，导致单位焊接时间内焊盘锡熔化不充分等情况。

因此，本实用新型提供的热压焊接压头，在主体部上设置尺寸不一致的若干个凹槽，实现多种线径芯线的同步焊接；并且，在凹槽的一侧设置竖向延伸的倒角，焊接过程中多余的锡可以收容在倒角的避空空间内，在焊接完成后余锡会保持在焊点的上方，防止焊接挤锡到焊点的前端，避免其与元器件接触短路，能够大大提高产品的合格率，为产品小型化和复杂化的发展奠定基础。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型提出的热压焊接压头。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的热压焊接压头，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。