本發(fā)明涉及加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及通信技術(shù)領(lǐng)域的焊接相關(guān)技術(shù)，尤其涉及一種金屬結(jié)構(gòu)件與PCB非接觸式整體加熱錫釬焊方法。

背景技術(shù)：

基站天線是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的關(guān)鍵部件，基站天線由主饋端與眾多終端部件連接組成，而金屬結(jié)構(gòu)件及PCB構(gòu)成的組件，正是主饋端與終端部件的中間橋梁，而金屬結(jié)構(gòu)件與PCB的連接一般為錫釬焊。PCB與金屬結(jié)構(gòu)件的結(jié)合，屬于接地作用，而接地作用在通信行業(yè)是非常重要的指標(biāo)。接地技術(shù)是任何電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)正常工作時(shí)必須采取的重要技術(shù)，它不僅是保護(hù)設(shè)備和人身安全的必要手段，也是抑制電磁干擾、保障設(shè)備或系統(tǒng)電磁兼容性、提高設(shè)備或系統(tǒng)可靠性的重要技術(shù)措施。如果接地不良，整副基站天線就存在著不穩(wěn)定性，處理不好甚至?xí)：Φ秸麄€(gè)基站系統(tǒng)。為了保障良好的電氣連接導(dǎo)通性能和結(jié)構(gòu)連接穩(wěn)定性，對(duì)于焊點(diǎn)的錫量一致性、焊點(diǎn)的融透性以及力學(xué)強(qiáng)度有著苛刻要求。

眾所周知，傳統(tǒng)錫釬焊接工藝是一種局部加熱的焊接方法，由烙鐵發(fā)熱，對(duì)被焊點(diǎn)進(jìn)行接觸傳導(dǎo)熱量，同時(shí)輔助焊錫絲進(jìn)行焊料的填充。通信行業(yè)的金屬結(jié)構(gòu)件的焊接方式，基本上采用這種電烙鐵焊接，然而，由于金屬結(jié)構(gòu)件的吸熱效應(yīng)，為了使其加熱能夠滿足焊接需求，需要較高的溫度傳遞或長(zhǎng)時(shí)間接觸焊接，就必須選用大功率的焊臺(tái)，而由于長(zhǎng)時(shí)間高溫，加速烙鐵頭氧化，電烙鐵使用壽命大幅降低，同時(shí)加劇了焊點(diǎn)受熱不均勻無(wú)法保證焊接溫度的一致性而造成焊接質(zhì)量可靠性下降，另一方面，采用人工焊接方式，無(wú)法保證焊接時(shí)間及送錫量的一致性，質(zhì)量一致性差，作業(yè)方式效率低下。

金屬結(jié)構(gòu)件與PCB構(gòu)成的組件，在一副基站天線中，用量多，而且單個(gè)產(chǎn)品的焊點(diǎn)數(shù)量密集，人工焊接由于其局限性，難免會(huì)出現(xiàn)虛焊、漏焊的現(xiàn)象。而要實(shí)現(xiàn)其全自動(dòng)化的焊接，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，基本上是不可能的。

業(yè)界也進(jìn)行一些嘗試，即采用三維機(jī)械手帶動(dòng)烙鐵進(jìn)行定位焊接，可以在一定程度上解決了送錫和焊接時(shí)間的量化管控，但從原理上還是無(wú)法解決金屬結(jié)構(gòu)件的帶來(lái)的吸熱影響，產(chǎn)生的焊點(diǎn)可靠性問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在提供一種提高焊接效率、保證焊接質(zhì)量的金屬結(jié)構(gòu)件與PCB非接觸式加熱錫釬焊方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種金屬結(jié)構(gòu)件與PCB非接觸式加熱錫釬焊方法，包括具有傳動(dòng)系統(tǒng)及沿工件傳動(dòng)方向依次設(shè)置的加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的整體加熱焊接裝置，所述方法包括以下步驟：在傳動(dòng)系統(tǒng)上放置工件，并通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)向加熱系統(tǒng)傳輸所述工件，所述工件為金屬結(jié)構(gòu)件、PCB、焊料及周轉(zhuǎn)夾具組成的共同體；對(duì)工件進(jìn)行非接觸式熱輻射整體加熱，使工件上的焊料熔融；對(duì)加熱焊接完成的工件進(jìn)行冷卻，使熔融的焊料快速凝固成所需的焊點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述錫釬焊方法還包括預(yù)置工件的步驟，具體包括：在具有限位和定位功能的周轉(zhuǎn)夾具上放置金屬結(jié)構(gòu)件并對(duì)其限位和定位；將PCB與金屬結(jié)構(gòu)件間隙裝配；對(duì)金屬結(jié)構(gòu)件與PCB之間的焊點(diǎn)處進(jìn)行焊料預(yù)置；在焊料預(yù)置完成后，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)件、PCB進(jìn)行二次組裝。

優(yōu)選地，將PCB與金屬結(jié)構(gòu)件間隙裝配的步驟中，借助支撐件將PCB平穩(wěn)地固定在金屬結(jié)構(gòu)件上。

優(yōu)選地，將PCB與金屬結(jié)構(gòu)件間隙裝配的步驟中，將多個(gè)PCB區(qū)分正反面以預(yù)定間隙放入壓模工裝中，進(jìn)而整體與所述金屬結(jié)構(gòu)件組裝。

優(yōu)選地，通過(guò)立體型焊料自動(dòng)添加設(shè)備向金屬結(jié)構(gòu)件和PCB之間焊點(diǎn)處添加所述焊料。

優(yōu)選地，所述對(duì)工件進(jìn)行非接觸式熱輻射整體加熱步驟中，對(duì)加熱區(qū)域進(jìn)行分區(qū)設(shè)置，使得PCB非焊點(diǎn)部位所在區(qū)域的溫度低于焊點(diǎn)部位所在區(qū)域的溫度。

進(jìn)一步地，對(duì)加熱區(qū)域進(jìn)行分層設(shè)置，使得PCB下表面所在一層的溫度比其上表面所在一層的溫度低。

優(yōu)選地，所述錫釬焊方法還包括后續(xù)步驟，具體包括：從周轉(zhuǎn)夾具上取下焊接完成的成品，并通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)回傳周轉(zhuǎn)夾具。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明的金屬結(jié)構(gòu)件與PCB非接觸式整體加熱焊接方法中，將焊接器件固定、焊料添加、加熱焊接進(jìn)行拆分，設(shè)立不同工序，通過(guò)精細(xì)的分工有利于各個(gè)工序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)模塊化管理。

2、本發(fā)明的錫釬焊方法中，將金屬件結(jié)構(gòu)件與PCB相對(duì)位置固定后，焊點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一預(yù)加焊料，然后整體進(jìn)行非接觸式程序控制加熱，在整體加熱焊接裝置內(nèi)整體完成焊料的預(yù)熱、融化、焊接、冷卻，錫釬焊接不受焊點(diǎn)數(shù)量以及焊接器件大小的影響，焊料的流動(dòng)更均勻、浸潤(rùn)更充分，保證了金屬結(jié)構(gòu)件與PCB焊接質(zhì)量，提高了焊接效率。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本發(fā)明的工件在整體加熱焊接裝置中加熱焊接的一種實(shí)施方式的示意圖；

圖2為本發(fā)明的工件在整體加熱焊接裝置中加熱焊接的另一種實(shí)施方式的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。

本發(fā)明的金屬結(jié)構(gòu)件與同軸電纜非接觸式整體加熱錫釬焊方法(以下簡(jiǎn)稱“錫釬焊方法”)，主要包括預(yù)置工件(含焊料添加)、非接觸式加熱工件、冷卻工件、拆卸工件四大步驟，通過(guò)將焊接器件的固定、焊料添加、加熱焊接進(jìn)行拆分，設(shè)立不同工序并對(duì)其進(jìn)行精細(xì)化管控，便于自動(dòng)化完成焊接過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了模塊化管理。

其中，焊料添加在立體型焊料自動(dòng)添加設(shè)備中進(jìn)行，可實(shí)現(xiàn)多所需焊接的焊點(diǎn)處進(jìn)行焊料的同步多點(diǎn)添加，使其焊料具有精確定量、焊料形狀移至，以確保在焊接過(guò)程中焊錫的流動(dòng)距離一致性。

非接觸式加熱在整體加熱焊接裝置中進(jìn)行，該整體加熱焊接裝置具有用于傳輸工件的傳動(dòng)系統(tǒng)及沿工件傳動(dòng)方向依次設(shè)置加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，并且加熱系統(tǒng)用于對(duì)工件進(jìn)行360度全方位熱輻射，使得產(chǎn)品的每個(gè)方位、部位都可以均勻受熱，從而使焊點(diǎn)上的焊料充分吸熱熔化，進(jìn)而在金屬結(jié)構(gòu)件與同軸電纜之間的焊點(diǎn)之間進(jìn)行潤(rùn)濕、流動(dòng)，繼而進(jìn)行冷卻使得焊點(diǎn)處的液體焊料快速凝固而形成所需焊點(diǎn)。

本發(fā)明的整體加熱焊接裝置采用熱輻射的傳遞方式傳熱，其發(fā)熱元件包括但不限于紅外加熱、發(fā)熱管加熱、激光加熱等多種加熱方式，并且加熱方位不限于上方加熱、下方加熱、或上下方加熱，可多方位同時(shí)加熱。

實(shí)施例一

所述預(yù)置工件步驟具體包括：

將金屬結(jié)構(gòu)件從周轉(zhuǎn)盒中取出，放進(jìn)具有限位和定位功能的周轉(zhuǎn)夾具上，使金屬結(jié)構(gòu)件按預(yù)定位擺放。

進(jìn)行PCB與金屬結(jié)構(gòu)件之間插入式的間隙裝配；確保裝配到位后，PCB四周采用一種平臺(tái)式的支撐件，將PCB平穩(wěn)地固定在金屬結(jié)構(gòu)件上。該種支撐件，采取一種多陣列的整體結(jié)構(gòu)固定方式，能保證每一個(gè)PCB與金屬結(jié)構(gòu)件裝配后的狀態(tài)，并提供多個(gè)方位的有效可靠的固定性，以保證焊接效果的一致性。該支撐件具備耐高溫特性，防止因物體本身的熱脹冷縮效應(yīng)，在整體加熱過(guò)程中的支撐性失效；同時(shí)該支撐件具備快速取放的特性。

將固定好PCB的金屬結(jié)構(gòu)件連同周轉(zhuǎn)夾具，放到一種立體型焊料自動(dòng)添加設(shè)備中進(jìn)行焊料預(yù)置。該焊料自動(dòng)添加設(shè)備，可對(duì)所需焊接的焊點(diǎn)處進(jìn)行焊料的同步多點(diǎn)添加，使其焊料添加具備精確定量、焊料的形狀一致，以確保在焊接過(guò)程中焊錫的流動(dòng)距離一致性。

將完成焊料預(yù)置的金屬結(jié)構(gòu)件與PCB半成品，再進(jìn)行二次組裝。

由此完成了工件的預(yù)置工序，其中，所述工件為由金屬結(jié)構(gòu)件、PCB、焊料及周轉(zhuǎn)夾具組成的共同體。

將二次組裝完成的半成品連同周轉(zhuǎn)夾具放進(jìn)一種整體加熱焊接裝置中，通過(guò)加熱系統(tǒng)以熱量輻射的原理對(duì)其加熱，并通過(guò)冷卻系統(tǒng)實(shí)施冷卻。

如圖1所示，所述加熱系統(tǒng)對(duì)金屬結(jié)構(gòu)件及PCB，進(jìn)行360度全方位的熱量傳遞，使產(chǎn)品的每個(gè)方位、部位都能均勻受熱、從而使焊點(diǎn)上的焊料充分吸熱融化，進(jìn)而在金屬結(jié)構(gòu)件與PCB的焊點(diǎn)之間進(jìn)行潤(rùn)濕、流動(dòng)；另外，焊料通過(guò)PCB上的過(guò)孔流道PCB的另一面，通過(guò)過(guò)孔流動(dòng)，在金屬結(jié)構(gòu)件與PCB的通孔之間、焊點(diǎn)與鍍層之間，進(jìn)行元素?cái)U(kuò)散，生成相應(yīng)的錫銅合金層。

所述整體加熱焊接裝置的冷卻系統(tǒng)通過(guò)比如風(fēng)冷的方式對(duì)加熱焊接完成的工件進(jìn)行冷卻，完成整個(gè)非接觸式的錫釬焊接。

該種整體加熱焊接裝置能夠?qū)附訁?shù)(溫度、時(shí)間等)進(jìn)行設(shè)定。為保證PCB的耐溫性，對(duì)焊接區(qū)域溫度進(jìn)行分層分區(qū)合理設(shè)置。首先，使處于PCB非焊點(diǎn)部位的周邊受熱比焊點(diǎn)區(qū)域(圖1的焊點(diǎn)3、焊點(diǎn)4所在區(qū)域)的溫度低5-10℃，避免PCB受熱過(guò)度而變形；其次，使處在PCB上表面所在一層的焊點(diǎn)溫度比PCB下表面所在一層的焊點(diǎn)高5℃左右。利用小范圍的溫差，使焊錫具有從溫低向溫高的一定范圍內(nèi)的流向性。

此外，還包括從周轉(zhuǎn)夾具上取下已焊接好PCB的金屬結(jié)構(gòu)件的成品，并通過(guò)流水線回傳該周轉(zhuǎn)夾具的步驟，完成整一個(gè)單循環(huán)流程。

實(shí)施例二

如圖2所示，本實(shí)施一的錫釬焊方法與實(shí)施例一的相類似，其不同之處在于工件的預(yù)置工序。具體體現(xiàn)在：

在本實(shí)施例中，首先將PCB從周轉(zhuǎn)盒中取出，并區(qū)相應(yīng)的正反面。然后將PCB需要焊接的一面，擺放進(jìn)具有預(yù)定位功能的周轉(zhuǎn)夾具上。同時(shí)通過(guò)壓模工裝對(duì)所有的PCB板進(jìn)行相應(yīng)的整體定位。通過(guò)壓模工裝這一整體預(yù)定位的結(jié)構(gòu)工裝，能保證多個(gè)PCB有效可靠的固定性，同時(shí)保證PCB之間的相互位置不超過(guò)±0.1mm，以保證焊接效果的一致性。該預(yù)定位功能的壓模工裝具備耐高溫特性，防止因物體本身的熱脹冷縮效應(yīng)，造成定位好的PCB變形。

相應(yīng)地，在焊料預(yù)置工序完成之后，二次組裝之前，還包括脫模處理工序。

同理地，為保證PCB的耐溫性，對(duì)焊接區(qū)域溫度進(jìn)行分層分區(qū)合理設(shè)置。首先，使處于PCB非焊點(diǎn)部位的周邊受熱比焊點(diǎn)區(qū)域(圖1的焊點(diǎn)3～10所在區(qū)域)的溫度低5-10℃，避免PCB受熱過(guò)度而變形；其次，使處在PCB上表面的焊點(diǎn)溫度比PCB下表面的焊點(diǎn)高5℃左右。利用小范圍的溫差，使焊錫具有從溫低向溫高的一定范圍內(nèi)的流向性。

以上所述僅是本發(fā)明的部分實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。