在消费电子、汽车电子、医疗设备等领域,将焊接工艺应用于含有PCB板、晶振、传感器、电池等精密元件的产品时,工程师最担心的就是:超声波焊接的高频振动会不会损伤这些“娇贵”的元器件?今天我们就从基础原理入手,为您解答这个关键问题。
一、直接回答:可能损伤,但可以避免
超声波焊接确实可能对电子元器件造成损伤,但在正确设计和工艺控制下,完全可以避免。关键在于理解损伤机制,并采取相应的防护措施。
二、损伤的机制是什么?
超声波焊接对电子元器件的潜在损伤主要来自两个方面:
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损伤类型
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产生机制
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典型后果
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机械冲击损伤
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超声波高频振动传递到内部元件
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晶振频率偏移、焊点松动、电容内部断裂
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热损伤
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焊接热量通过塑料传导到元件
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元件过热失效、PCB板变形
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三、为什么高频焊接反而更安全?
这似乎违反直觉——频率越高,振动次数越多,怎么会更安全?答案是:振幅决定冲击力。
20kHz设备的振幅通常为20-60μm
35kHz设备的振幅通常为8-30μm
40kHz设备的振幅通常为5-20μm
高频设备振幅更小,每次振动的冲击力更小,对精密元件的损伤风险更低。这就是为什么手机、智能手表等内含精密元件的产品,通常选用35kHz或40kHz设备的原因。
四、齐康超声波的建议
如果您正在开发内含电子元器件的产品,建议:
优先选择35kHz或40kHz高频焊接机
将焊接位置设计在远离敏感元件的地方(建议保持5mm以上距离)
在焊接前进行小批量测试验证
将样件寄送至齐康实验室进行免费焊接测试
超声波焊接不会“必然”损伤电子元器件。只要设计合理、工艺得当,它完全可以成为含精密元件产品的高效装配方案。