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
技術領域：
本發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：
對于射頻天線來講，金屬材料的輻射體是其必須的組成也是最為關鍵的部分。現有常用的輻射體形式包括沖壓的金屬件，FPC或PCB中的銅層部分等，但是隨著終端產品輕薄小型化的發展趨勢，對天線本身尺寸造成進一步的壓縮，這就需要天線輻射體本身需要充分利用結構的3D結構，在3D及一些異形結構上做pattern。而貼合3D面或是異形面是FPC, PCB，金屬沖壓件無法克服的技術瓶頸。請參考附圖1，所以這里要介紹現在常用的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后區域的塑膠件表面具有可化鍍性，再經過之后的化鍍/電鍍制程，從而在塑膠件表面形成鍍層2達到天線輻射體的目的。因為天線性能調試的需要或是結構連接的需要，天線生產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。但是對于上面提到的塑膠件LDS制程的產品，不可否認有耐高溫的塑膠原材料，但是耐高溫塑膠原材料相應的介電常數及損耗值正切角兩項參數的數值增大，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的焊接工藝。技術難點是常溫塑膠原材料的熔點僅100+，不耐普通焊接時的高溫。對于常溫LDS材料焊接，現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焊接機為代表，因為焊接頭本身是與焊劑(如錫膏)是接觸式的，在實際生產中因為零件本身的公差和治具公差已經機器本身的誤差，高溫焊接烙鐵頭不可避免的與產品接觸，極易造成產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，現在業界常用的是熱吹風的方式，因為熱吹風設備本身沒有一個profile的溫度曲線，致使產品沒有一個預熱緩慢升溫的過程，易造成鍍層和塑膠間因熱漲系數差異而產生鍍層與塑膠件的剝離。再加上此加熱只是針對產品焊接部位的局部加熱，產品本身因受熱不均導致產品結構的變形。
發明內容
本發明針對現有技術存在的上述不足，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，并對回流焊的reflow profile(回流溫度曲線)做了改進，達到焊接連接目的，降低缺陷不良率，提高效率。
本發明通過以下技術方案實現:
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、對非耐高溫塑膠材料進行預熱工藝，預熱工藝的升溫曲線平緩；
53、對非耐高溫塑膠材料進行高溫工藝，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對非耐高溫塑膠材料進行冷卻工藝。較佳的，預熱工藝對應回流焊工藝中的前段升溫以及恒溫過程，且預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，治具為柵格狀結構。
圖1為LDS工藝制作3D天線的結構示意 圖2為本發明與傳統回流焊工藝的回流溫度曲線對比圖。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。因為不同品牌的塑膠原材料的熔點溫度及特性會有不同，本發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塑膠原材料為例進行說明，其軟化溫度是145。而普通的焊接用的錫膏的熔點是220左右。所以我們從兩個方面入手解決焊接問題:
1、尋找一種適合的低溫熔點的錫膏，錫膏熔點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可操作性的焊接制程工藝。眾所周知，現有的普通錫膏為SnAgCu的合金，熔點在220左右。而新型的SnAgBi合金的錫膏不僅能滿足焊接強度的要求，而且其本身熔點有了很大的降低。通過試驗及實際的大量生產，我們選擇的一款適合的SnAgBi低溫錫膏。其熔點問題是138，滿足小于塑膠材料軟化溫度(145)的要求(但本發明在此并不對SnAgBi低溫錫膏做限制)。請參考圖1，焊接工藝方面，本發明創新的采用了 reflow (回流焊)的焊接制程，充分的利用了鍍層本身的導熱特性，在reflow制程中，鍍層2本身作為導體吸收了主要的爐內熱量，這既能有效地溶化鍍層上的錫膏，對于塑膠材料本身也起到了一定的保護作用。Reflow的工藝一般用于FPC&PBC相關的SMT工藝，將其應用于塑膠件I的焊接以及塑膠件的的SMT制程，實屬創新之舉。本領域技術人員知道普通的reflow工藝因為對應的是FPC&PCB這些耐高溫的材料，而且錫膏選用的是普通的錫膏(熔點在220)。所以其爐溫profile (曲線)中的峰值問題會達到250,即普通的ref low profile (回流溫度曲線)是不適合本發明的所說的這 個產品的。
本發明在這里對reflow的profile同樣也做了創新的改進。如下是本發明新的reflow profile (如附圖2)。與傳統的爐溫曲線相比，本發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熱時間較長且升溫曲線較緩慢的一個前段預熱過程，這樣就有效地避免了產品鍍層和塑膠因為本身熱膨脹系數不同加之溫度驟升造成的鍍層與塑件件之間的剝離。且前段的緩慢預熱也有助于塑膠件本身慢慢釋放塑膠件成型時殘留在主體內的應力，防止塑膠主體本身產生變形或裂紋等缺陷。請參考圖2，另一方面，本發明大大降低了高溫區的峰值溫度。峰值溫度設定在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。達到了兩者要求的完美結合。通過大量的實驗，我們發現放置產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。本發明所配套的治具都是做成柵格狀，方便產品的散熱，已達到產品各處受熱均勻，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。本領域技術人員可以根據需要選擇或改進治具結構，本發明在此不做限制。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產品的焊接，同樣也適用于可直接化鍍/電鍍塑件產品的焊接，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，同時還包括一些cable，以及多個普通塑膠件間的焊接等。以上公開的僅為本申請的一個具體實施例，但本申請并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化，都應落在本申請的保護范圍內。
權利要求
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、對所述非耐高溫塑膠材料進行預熱工藝，所述預熱工藝的升溫曲線平緩； 53、對所述非耐高溫塑膠材料進行高溫工藝，所述高溫工藝的溫度峰值在140度左右。
2.如權利要求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對所述非耐高溫塑膠材料進行冷卻工藝。
3.如權利要求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，所述預熱工藝對應回流焊工藝中的前段升溫以及恒溫過程，且所述預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構。`
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、對非耐高溫塑膠材料進行預熱工藝，預熱工藝的升溫曲線平緩；S3、對非耐高溫塑膠材料進行高溫工藝，高溫工藝的溫度峰值在140度左右。
文檔編號B29C65/02GK103231510SQ201310091989
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月21日 優先權日2013年3月21日
發明者蔣元魁, 丁迎偉, 翟后明, 姚巍巍 申請人:上海安費諾永億通訊電子有限公司