一种适于小空间焊接用高热传输烙铁头的制作方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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S0P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°C~280°C，焊接时间小于5s。
[0003] 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°C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：
[0004] 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；
[0005]b.传热要求：在280°C以下，5s内可形成标准焊点。
[0006] 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。
[0007] 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°C~70°C，烙铁头实际温度在320°C，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】
[0008] 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。
[0009] 本发明的技术方案：
[0010] 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；
[0011] 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；
[0012] 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；
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 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〇
[0016] 镀铁层的厚度为100~200ym，镀镍层的厚度为3-20ym，镀铬层的厚度为 1-10ym，所述等腰梯形焊接面做粘锡层厚度为10-50ym。
[0017] 本发明与现有技术相比有益效果为：
[0018] (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°C~ 280°C，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。
[0019] (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。
[0020] (3)本发明与现有烙铁头相比，无需往复加热，提高了工作效率。
[0021] (4)本发明烙铁头设计过程中采用有限元模拟，保证尺寸设计合理性，确认引脚根 部温度后，分析器件在推荐装联工艺下满足器件引腿根部焊锡具有流动性，在工艺要求情 况下，保证器件引腿根部有锡，满足合格焊点要求。实际焊接后的器件，按照宇航电子产品 使用要求进行可靠性实验验证，满足可靠性要求。在镀层设计上借鉴了成熟烙铁头镀层选 择，但在镀层结构安排上有独特之处，保证器件本体无粘锡风险。
【附图说明】
[0022] 图1本发明烙铁头结构图；
[0023] 图2本发明烙铁头尖部尺寸；
[0024] 图3为本发明烙铁头与3D-PLUS器件相匹配的位置关系示意图；
[0025] 图4为现有技术中马蹄形烙铁头焊接效果图；
[0026] 图5为本发明烙铁头焊接效果图；
【具体实施方式】
[0027] 如图1、2所示，本发明提供了一种适于小空间焊接用高热传输烙铁头，包括：尖部 1