[发明专利]一种适于小空间焊接用高热传输烙铁头

说明书

技术领域

本发明是一种适于小空间焊接用高热传输烙铁头，尤其适用于3D-PLUS等器件的小空间焊接。

背景技术

随着航天电子产品高集成及小型化发展，3D-PLUS器件应用越来越广，在带钽壳3D-PLUS器件装联，3D-PLUS器件返修及先底填环氧后装联等场合均需采用手工焊；3D-PLUS器件引脚从芯片底部伸出，为典型SOP器件，其中最小引线中心距达到0.5mm，引脚间隙越小越难焊接。该器件本体由环氧树脂材料灌封，环氧树脂表面镀镍，镍表面镀金，并通过激光刻蚀形成线路，装联过程需避免器件本体粘锡，以防发生短路现象。3D-PLUS推荐手工装联工艺要求烙铁头温度250℃～280℃，焊接时间小于5s。

3D-PLUS器件封装结构导致焊接时，一般烙铁头无法伸到引脚脚跟处，为使焊锡尽可能流向引脚脚跟，使用常用小马蹄烙铁头实测温度达到315℃左右，反复加热本体外侧引脚，焊点根部(弯折处)无锡，如图4所示，不满足ECSS-Q-ST-70-38C中规定，标准要求焊点爬锡高度需高于引腿上表面，3D-PLUS装联工艺与推荐工艺相比时间较长、温度较高，依然无法形成标准焊点，但由于器件封装及烙铁形状所限，长期以来一直无法改善；同时，焊接过程易形成引腿桥连，同样因烙铁无法伸进器件本体以下，形成桥连后返修非常困难。若要改善3D-PLUS的手工焊接必须改变烙铁形状，烙铁头应满足：

a.形状要求：可以伸进器件本体下方，接触引腿根部，且焊接过程中烙铁头任何部分不与器件本体接触，避免器件粘锡；

b.传热要求：在280℃以下，5s内可形成标准焊点。

c.最好具有防器件本体粘锡设计，即使烙铁头不小心碰到器件本体，也不会导致器件本体粘锡。

经过对市场中烙铁调研，发现有少数型号可以满足上述a，如Weller烙铁头T0054443699及T0054442699，对其进行试验验证表明，因烙铁整体尺寸过细，传热较差，若想得到合格焊点，整板预热60℃～70℃，烙铁头实际温度在320℃，焊接时间6s～8s。可见，工艺上仍然不满足要求，同时劳动条件较差。

发明内容

本发明技术方案的目的：克服现有技术的不足，提供了一种适于小空间焊接用高热传输烙铁头，能够完美对3D-PLUS器件进行焊接。

本发明的技术方案：

一种适于小空间焊接用高热传输烙铁头，包括：尖部、第一过渡部分、第二过渡部分和烙铁装配部分；

所述尖部的头部端面和尾部端面均为矩形，头部端面矩形的长边长度小于尾部端面矩形的长边长度，头部端面矩形的宽边长度等于尾部端面矩形的宽边长度，头部端面和尾部端面之间均匀过渡，尖部的底面和顶面形状相同，均为等腰梯形；尖部的尾部端面与所述第一过渡部分的头部端面匹配并固定连接，第一过渡部分的尾部与第二过渡部分的头部连接，第二过渡部分的尾部与烙铁装配部分固定连接，所述烙铁头通过烙铁装配部分与装配在烙铁上；

第一过渡部分的底面与所述尖部的底面共面，且尖部的底面与第一过渡部分的底面共同组成等腰梯形焊接面；第一过渡部分的头部端面面积小于第一过渡部分的尾部端面面积，第一过渡部分的尾部端面面积小于第二过渡部分的尾部端面面积；

尖部、第一过渡部分、第二过渡部分和烙铁装配部分之间平滑过渡且一体成型。

烙铁头的基体材料为紫铜，在基体外部依次整体镀铁和镍，镀镍层的外部除所述等腰梯形焊接面以外进行镀铬处理，所述等腰梯形焊接面做粘锡处理。

所述尖部头部端面矩形的长边长度为1.5±0.2mm，尖部尾部端面矩形的长边长度为1.8±0.2mm，尖部底面等腰梯形的高度为1.8±0.2mm，尖部头部端面矩形的宽边长度为0.7±0.2mm。

镀铁层的厚度为100～200μm，镀镍层的厚度为3-20μm，镀铬层的厚度为1-10μm，所述等腰梯形焊接面做粘锡层厚度为10-50μm。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)本发明设计的烙铁头适用于小空间高热传输要求的器件焊接，尖部可伸进器件本体下方，接触至引腿根部，采用拖焊或单点焊接方式，在推荐工艺下(温度275℃～280℃，单点焊接时间小于5s)，能够形成理想焊点，焊点效果如图5所示，引脚根部(弯折处)有焊锡，满足ECSS相关标准要求。同时可用于引腿桥连后的返修。

(2)本发明在烙铁镀层设计上，依据器件特点，仅与引脚接触部位的镀层与焊锡润湿，其余部位镀层与焊锡不润湿，避免了焊接过程中烙铁头和器件本体接触导致器件粘锡问题。