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超声波电烙铁设备进行镀锡和焊接

发表时间:2020-09-14

传统的镀锡设备通常或多或少要使用腐蚀性助焊剂来去除表面的氧化层或杂质。除此之外,不可能用传统的镀锡设备来焊接诸如,玻璃、陶瓷铝等材料。

采用超声波驱动焊接头的新工艺,不再需要添加腐蚀性酸/助焊剂。“超声空化现象”在焊接时清洁并去除熔融焊料上基板表面上的氧化物。超声波电烙铁焊接工艺,无需助焊剂,可在常压下实现较难焊接材料及特殊母材(如玻璃、陶瓷、铝、钢、钛、硅、金属氧化物、超导体)的焊接。无需助焊剂,不会对母材表面产生腐蚀作用。

设备结构

超声波电烙铁设备无论是手持的还是机装夹持的,都采用超声波振动加热器铁尖,振动熔化焊料层。压电晶体安装在 此类设备的手柄中,并与集成焊头的金属工具头连接进行纵向振动。工具头(焊锡头)通常通过加热管,或在烙铁 头附近缠绕电阻加热导线。这种设计确保工具头(焊锡头)在超声波频率下振动,频率通常在20~60KHz之间。商用设备有一个控制台,可控制超声波的功率(10~50W)和加热电源以及温度控制器控制焊点的温度。

工作原理

在超声波电烙铁焊过程中,来自单独能量源的热量在施加振动能量之前熔化焊料。然后,熔融焊料用作超声波振动的声学传递介质。当高频振动能量施加到熔融焊料时,在焊接工具的尖端处引起受控的声空化,以便破坏和分散表面氧化物。空化微泡破裂,清洗所有表面,使液态焊料湿润并粘接纯金属。

高能量超声波振动在液态焊料中产生气穴现象清除待焊接母材表面的氧化膜。高压迫使液态焊料进入母材的微孔细缝中,密封住这些微孔细缝,使母材表面更加易于焊接。超声波振动挤出液态焊料中的气泡,实现表面无气孔的完美焊接。 超声波焊锡工艺焊接效果好、品质高。

焊接特点

超声波锡焊允许连接不同的材料,并且可以用于难以用常规方法焊接的材料。由于不需要助焊剂,用户可以节省清洁助焊剂残留物的时间和成本,同时减少腐蚀并提高焊接接头的耐久性。超声波锡焊方法可方便的借助手持式超声波电烙铁设备进行手工焊接,也可以嫁接到超声波焊接机及流水线上使用。

发展现状

超声波电烙铁焊接技术在金属和陶瓷的焊接中得到了越来越广泛的应用,从太阳能光伏和医用形状记忆合金到特殊的电子和传感器组件。这是一种成熟的工艺,自1955年以来一直被报道为一种在不使用助焊剂的情况下焊接铝和其他金属的方法。随着“活性焊超声波烙铁焊接超声波烙铁焊技术的实用性正在以更快的速度增长。

应用例子

光学玻璃镀锡

铌线圈缠绕至微晶玻璃棒

将钛棒焊接到蓝宝石基板上

铜线电接触至玻璃基板的铝片上

焊接120μm的玻璃光纤至0.5mm青铜孔中

接触陶瓷碳混合超导体,焊接点直径0.8mm

太阳能电池接触:硅si单晶片,薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池


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