彎插電連接器耐搪錫焊接熱分析

李廣志，吳天賜

(1.空軍裝備部駐成都地區軍事代表局駐貴陽地區第一軍事代表室；2.貴州航天電器股份有限公司，貴州貴陽，550009))

1 引言

隨著連接器國產化替代的不斷發展，電連接器在市場上不斷受到重用，在衛星、兵器、導彈等行業大規模應用開來，市場需求量更是達到數億以上，但產品大面積的推廣使用，以彎插印制板為首的焊接類產品在使用過程中不斷出現因焊接熱導致的質量問題，極大地制約著產品的使用發展。

本文以主流的J30J彎插印制板產品為例，通過實驗驗證，對連接器耐塘錫焊接熱進行分析，驗證產品性能并焊接熱的極限，為后續產品的使用及公司產品推廣提供參考。

2 產品結構介紹及實際反饋問題

2.1 產品結構介紹

典型J30J產品結構如圖1，產品由絕緣基座、金屬外殼、插針合件(插孔合件)、橡膠墊灌封膠組成，絕緣基座、外殼和插針合件通過灌封膠固定成一個整體。其中基座為塑料材質，為承受焊接熱時最先出現故障現象零件。

圖1 J30J彎插印制板產品結構圖

2.2 實際反饋問題

2.2.1 插頭搪錫后基座孔內出現變形及多余物

在使用彎插連接器時，為方便后續焊接，在手工焊接前需對連接器引腳進行搪錫，此現象為搪錫后基座內孔出現變形以及融化現象，融化的多余物附著在插針合件上，導致產品對接困難。

2.2.2 插座焊接后基座出現異常變形

在使用彎插式插座連接器時，產品焊接在印制板上后進行檢查，發現對接端側基座出現異常變形，變形隆起的基座物質已從產品對接端內腔底部邊緣擠開橡膠墊并凸出。

圖2 塘錫后基座孔內出現變形及多余物

圖3 焊接后基座出現異常變形

3 產品焊接指標及試驗驗證

目前，常用的焊接方法主要有手工焊接及錫鍋搪錫，本實驗將以這兩種用法為例，進行焊接熱試驗驗證。J30J產品耐焊接熱按GJB 2446-95中4.7.11執行，其中指標為：“烙鐵加熱到溫度為360±10℃，使焊料成為液體狀的保留時間4至5s”，此指標為手工焊接；由于QJ3267-2006《電子元器件搪錫工藝要求》無電連接器錫鍋搪錫的規定，根據QJ3267-2006《電子元器件搪錫工藝要求》規定，當鍍金層厚度小于2.5μm(該接觸件鍍金層厚度為1.3μm～1.8μm)時，可進行一次搪錫處理，產品按照QJ/Z147-85《電子元器件搪錫工藝細則》中第4.3.3條“錫鍋搪錫溫度不大于290℃，搪錫時間為1s”指標執行。

使用#1、#2編號2只J30J彎插產品按規范驗證手工焊接指標，使用#3、#4編號2只J30J彎插產品按規范驗證塘錫指標，通過試驗驗證，現有的產品耐塘錫焊接熱性能完全能滿足GJB2446-95《外殼定位超小型矩形電連接器總規范》及QJ/Z147-85《電子元器件搪錫工藝細則》中相關要求，產品性能滿足要求。

4 產品耐搪錫焊接熱極限試驗

4.1 手工焊接極限試驗

按手工焊接指標，選用#5、#6編號兩只產品進行加嚴試驗，焊接溫度為：360℃±10℃，時間為：2min。試驗完成后待產品完全冷卻再在放大鏡下對產品進行外觀檢查，發現產品對接端完好，無基座熔化現象，且用對應的插座端產品進行對接，對接過程順暢，無異常現象。由于手工焊接為單點受熱，產品焊接過程中熱量容易散失，由試驗可知，產品單點進行連續2min的焊接后仍為正常狀態，而手工焊接單點一般僅為2～5s，因此產品性能完全能夠滿足手工焊接需求。

4.2 搪錫極限試驗

選用#7和#8產品按照QJ/Z147-85《電子元器件搪錫工藝細則》中第4.3.3條“錫鍋搪錫溫度不大于290℃”要求對產品引腳尾端整體進行錫鍋搪錫試驗，搪錫溫度為290℃，搪錫時間為直到基座出現熔化現象為止。在試驗過程中，先將#7和#8產品分別搪錫5s，待產品完全冷卻后再對產品外觀進行檢查，發現產品對接端完好，基座均未出現熔化現象。為了進一步分析，繼續對#7和#8產品進行錫鍋搪錫試驗，發現搪錫時間為10s時產品對接端基座開始熔化和形成隆起變形。產品基座變形圖見圖4。

圖4 試驗10S后產品基座變形圖

5 結論

通過上述分析及試驗驗證，市場上J30J彎插印制板產品耐搪錫焊接熱完全能滿足對應的焊接及塘錫要求。且根據試驗驗證，產品手工單點焊接可持續2min以上無問題，而搪錫則在時間達到10s時開始出現基座融化變形現象。因此，在后續使用此類電連接器產品時，應嚴格保證搪錫時間在5s以內，以保證基座不會因搪錫而發生融化變形，影響后續產品使用。