加固計(jì)算機(jī)超高層高速背板線(xiàn)纜焊接方法研究

摘 要：高速背板是加固計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵部件，通常通過(guò)線(xiàn)纜與外部單元進(jìn)行連接，以實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備內(nèi)外部信號(hào)的聯(lián)通功能。在產(chǎn)線(xiàn)模式的生產(chǎn)中通常會(huì)采用模擬仿真軟件來(lái)計(jì)算焊接線(xiàn)纜芯線(xiàn)長(zhǎng)度，但在外場(chǎng)維修或改裝中需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行人工測(cè)量計(jì)算確定焊接線(xiàn)纜芯線(xiàn)長(zhǎng)度。鑒于此，提出了一種新的線(xiàn)纜布線(xiàn)長(zhǎng)度計(jì)算方法，解決了加固計(jì)算機(jī)超高層高速背板線(xiàn)纜長(zhǎng)度測(cè)量精度不高、效率低的問(wèn)題，并使用錫膏充填焊接的工藝方法來(lái)焊接線(xiàn)纜，解決了線(xiàn)纜焊接焊錫量不足、透錫不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，提高了焊接質(zhì)量，保障了產(chǎn)品的可靠性。

關(guān)鍵詞：超高層高速背板；通孔線(xiàn)纜焊接；錫膏充填焊接

中圖分類(lèi)號(hào)：TN41" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1671-0797（2025）01-0078-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2025.01.019

0" " 引言

加固計(jì)算機(jī)高速背板通常通過(guò)線(xiàn)纜與外部單元進(jìn)行連接，以實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備內(nèi)外部信號(hào)的聯(lián)通功能。在線(xiàn)纜焊裝過(guò)程中需要計(jì)算線(xiàn)纜芯線(xiàn)的布線(xiàn)長(zhǎng)度，通常使用工藝布線(xiàn)樣板測(cè)量、人工實(shí)物比對(duì)測(cè)量、仿真軟件計(jì)算等方法。

1）工藝布線(xiàn)樣板測(cè)量方法：首先需要準(zhǔn)備等比例模型，然后在模型上規(guī)劃線(xiàn)纜每根線(xiàn)芯走線(xiàn)路徑，再確定并記錄其長(zhǎng)度，實(shí)物焊接中依此長(zhǎng)度焊接。該方法需要先建模型，在產(chǎn)品量少或只有一臺(tái)設(shè)備需要布線(xiàn)時(shí)，人力耗時(shí)成本較高。

2）人工實(shí)物比對(duì)測(cè)量方法：將線(xiàn)纜固定，然后將每根芯線(xiàn)依照走線(xiàn)路徑預(yù)制成型，確定并記錄好長(zhǎng)度，再將芯線(xiàn)焊接在焊盤(pán)上。該方法預(yù)制成型耗時(shí)長(zhǎng)，長(zhǎng)度誤差大。

3）仿真軟件計(jì)算方法：利用軟件建立仿真模型，依照布線(xiàn)規(guī)則完成每根芯線(xiàn)路徑規(guī)劃，通過(guò)軟件工具可得到芯線(xiàn)長(zhǎng)度。該方法需要先建立仿真模型，在外場(chǎng)維修時(shí)往往不具備條件，產(chǎn)品量少的情況下性?xún)r(jià)比不高。

在產(chǎn)線(xiàn)模式的生產(chǎn)中通常會(huì)采用模擬仿真軟件來(lái)計(jì)算焊接線(xiàn)纜芯線(xiàn)長(zhǎng)度，但在外場(chǎng)維修或改裝中需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行人工測(cè)量計(jì)算確定焊接線(xiàn)纜芯線(xiàn)長(zhǎng)度。

加固計(jì)算機(jī)因其功能需要高速背板設(shè)計(jì)層數(shù)多、厚度較大，因此，在焊接過(guò)程中，手工焊接不能達(dá)到透錫要求。GJB要求焊接后PCB通孔焊點(diǎn)焊錫量填充要達(dá)到100%，使用一般的通孔回流焊接工藝時(shí)，模板印刷中漏印焊膏量較少，也無(wú)法形成良好的通孔焊點(diǎn)[1-4]。

針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出了一種新的焊接線(xiàn)纜長(zhǎng)度計(jì)算確認(rèn)方法及超高層高速背板線(xiàn)纜通孔錫膏充填焊接工藝方法。

1" " 焊接線(xiàn)纜長(zhǎng)度計(jì)算確認(rèn)方法

1.1" " 焊接線(xiàn)纜長(zhǎng)度計(jì)算確認(rèn)方法介紹

線(xiàn)纜布線(xiàn)示意圖如圖1所示。

1）待焊連接器焊盤(pán)為陣列式分布，兩個(gè)相鄰焊點(diǎn)的間距設(shè)為RL。線(xiàn)纜芯線(xiàn)走線(xiàn)路徑中，折彎處均為直角，線(xiàn)芯直徑誤差不計(jì)。

2）把待焊連接器的焊盤(pán)放到一個(gè)坐標(biāo)象限里，水平方向的坐標(biāo)軸設(shè)為X，靠線(xiàn)纜最近的一列焊點(diǎn)的垂直方向的坐標(biāo)軸設(shè)為Y。

3）確定一個(gè)已知點(diǎn)（Xc，Yd），c、d為已知量，分別是芯線(xiàn)焊點(diǎn)所在橫坐標(biāo)行數(shù)、縱坐標(biāo)列數(shù)，靠近X軸的行為起始第一行，靠近Y軸的列為起始第一列。測(cè)量出已知點(diǎn)（Xc，Yd）至線(xiàn)纜絕緣層根部的布線(xiàn)距離，標(biāo)記為L(zhǎng)xcyd。

4）通過(guò)已知點(diǎn)（Xc，Yd）計(jì)算出原點(diǎn)（X1，Y1）至線(xiàn)纜絕緣層根部的布線(xiàn)距離Lx1y1，公式為L(zhǎng)x1y1=Lxcyd-

RL（c-1）-RL（d-1）。

5）焊盤(pán)上其他的點(diǎn)（Xe，Yf）至線(xiàn)纜絕緣層根部的布線(xiàn)距離即該點(diǎn)焊接芯線(xiàn)的線(xiàn)長(zhǎng)，設(shè)為L(zhǎng)xeyf，公式為L(zhǎng)xeyf=Lxcyd-RL（c-1）-RL（d-1）+RL（e-1）+RL（f-1），e、f為變量。

1.2" " 具體實(shí)施例

具體實(shí)施例實(shí)物圖如圖2所示。

1）待焊連接器焊盤(pán)為陣列式分布，兩個(gè)相鄰焊點(diǎn)的間距經(jīng)測(cè)量為2 mm。線(xiàn)纜芯線(xiàn)走線(xiàn)路徑中，折彎處均為直角。

2）把待焊連接器的焊盤(pán)放到一個(gè)坐標(biāo)象限里，水平方向的坐標(biāo)軸設(shè)為X，靠線(xiàn)纜最近的一列焊點(diǎn)的垂直方向的坐標(biāo)軸設(shè)為Y。

3）確定一個(gè)已知點(diǎn)（X3，Y1），3、1分別為芯線(xiàn)焊點(diǎn)所在的橫坐標(biāo)第三行、縱坐標(biāo)第一列。測(cè)量出已知點(diǎn)（X3，Y1）至線(xiàn)纜絕緣層根部的布線(xiàn)距離為30 mm，標(biāo)記為L(zhǎng)x3y1，Lx3y1=30 mm。

4）通過(guò)已知點(diǎn)（X3，Y1）計(jì)算出原點(diǎn)（X1，Y1）至線(xiàn)纜絕緣層根部的布線(xiàn)距離Lx1y1，即Lx1y1=30-2×（3-1）-

2×（1-1）=26 mm。

5）計(jì)算焊盤(pán)上其他點(diǎn)例如（X5，Y1）至線(xiàn)纜絕緣層根部的布線(xiàn)距離，即該點(diǎn)焊接芯線(xiàn)的線(xiàn)長(zhǎng)Lx5y1，算式為L(zhǎng)x5y1=26+2×（5-1）+2×（1-1）=34 mm。

6）依照步驟5）計(jì)算出其他待焊點(diǎn)線(xiàn)芯長(zhǎng)度。

實(shí)施效果：預(yù)處理時(shí)能精準(zhǔn)確定出所有芯線(xiàn)的長(zhǎng)度，避免了長(zhǎng)度計(jì)算不精準(zhǔn)造成返工而導(dǎo)致的時(shí)間浪費(fèi)及人工成本增加；可提前批量預(yù)處理，避免了因在底板上處理芯線(xiàn)產(chǎn)生多余物而造成的質(zhì)量問(wèn)題。

2" " 線(xiàn)纜通孔錫膏充填焊接工藝方法

2.1" " 線(xiàn)纜通孔錫膏充填焊接工藝方法介紹

先將PCB板焊接面對(duì)應(yīng)的通孔封住，再通過(guò)注射器一類(lèi)的推送容器充填工具在PCB板元件面對(duì)應(yīng)通孔內(nèi)填充滿(mǎn)錫膏，將搪好錫的線(xiàn)芯插入對(duì)應(yīng)通孔中，用錫箔膠帶將線(xiàn)纜固定在PCB板上，用芯片返修站等加熱設(shè)備對(duì)PCB板焊接面相應(yīng)通孔進(jìn)行單面加熱再流焊。

下面根據(jù)附圖和具體實(shí)施方式對(duì)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

第一步：確定線(xiàn)纜以及對(duì)應(yīng)的PCB板上的插件通孔JP1，如圖3所示。

第二步：采取波紋紙粘貼的方式將PCB板焊接面JP1封住。線(xiàn)纜的線(xiàn)芯長(zhǎng)度為3.3 mm，PCB板厚為3.17 mm，JP1的通孔直徑為0.7 mm。

第三步：選擇注射針頭外直徑小于PCB通孔直徑的注射器，將攪拌均勻的焊錫膏置入注射器內(nèi)。注射針頭外直徑為0.3 mm，注射器容器外壁和針頭外壁均設(shè)有刻度線(xiàn)，可計(jì)量錫膏耗用量，確定針頭伸入通孔深度。

第四步：將注射器針頭伸入PCB元件面JP1通孔中，針頭伸入通孔深度為0.5 mm，將焊錫膏通過(guò)注射器推送入JP1通孔中，直至錫膏溢出面與通孔JP1元件面層水平，即可停止，如圖4所示。

第五步：去掉封堵用的波紋紙，將線(xiàn)纜的線(xiàn)芯搪錫后插入PCB元件面插件通孔JP1中，并用錫箔膠帶將線(xiàn)纜固定在PCB板上。

第六步：翻轉(zhuǎn)PCB將焊接面朝上，通過(guò)芯片返修加熱設(shè)備等對(duì)線(xiàn)纜對(duì)應(yīng)的JP1焊接面通孔單面加熱，如圖5所示。

2.2" " 回流焊接工藝參數(shù)優(yōu)化

設(shè)置各溫區(qū)的溫度值如表1所示。

焊接實(shí)測(cè)回流溫度曲線(xiàn)如圖6所示。插裝元件焊接溫度均超過(guò)230 ℃，回流焊接效果如圖7所示。

焊接效果：回流焊接后對(duì)焊點(diǎn)質(zhì)量進(jìn)行了光學(xué)檢查，如圖8所示。可以看出通孔填充率達(dá)到100%，焊點(diǎn)潤(rùn)濕角lt;30°，焊接質(zhì)量符合GJB要求。

3" " 結(jié)束語(yǔ)

本文提出了一種新的焊接線(xiàn)纜長(zhǎng)度計(jì)算確認(rèn)方法，解決了加固計(jì)算機(jī)超高層高速背板線(xiàn)纜長(zhǎng)度測(cè)量精度不高、效率低的問(wèn)題；并針對(duì)加固計(jì)算機(jī)高速背板設(shè)計(jì)厚度較大，且焊接后焊點(diǎn)焊錫量填充應(yīng)達(dá)到100%的要求，開(kāi)展了線(xiàn)纜通孔焊接工藝研究，采用錫膏充填焊接線(xiàn)纜通孔的工藝方法，解決了線(xiàn)纜焊接焊錫量不足、透錫不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，提高了焊接質(zhì)量，保障了產(chǎn)品的可靠性。

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收稿日期：2024-08-22

作者簡(jiǎn)介：程虎（1986—），男，湖北武漢人，高級(jí)技師，研究方向：無(wú)線(xiàn)電裝調(diào)。