半刚性电缆组件如何进行焊接处理？

 引言

半刚性电缆组件具有电气性能优越、整机设备中易于布线和定型等优点，在民用通信设备和军工武器系统中被广泛应用。半刚性电缆组件常见的装接方式有两种：焊接与压接。压接式的半刚性电缆组件在整机中应用较少，一方面压接结构的连接器会使电缆外皮产生较大变形而影响电性能；另一方面作为电缆外皮的铜材或铝材硬度太低，在振动或冲击时很难满足高可靠性要求。

焊接式的半刚性电缆组件由于电性能和机械性能较稳定越来越多地被接受和使用。因连接器、半刚性电缆及焊料的热膨胀系数不同，在温度交变或在安装过程中均会在焊接面产生应力，引起电缆组件开裂，焊接工艺影响电缆组件的可靠性。

1 电缆组件焊接工艺

1．1半刚性电缆的表面处理

半刚性电缆在与连接器装接前必须进行表面处理，一般有两种方式：用机械方式去除氧化层(仅对焊接部分)或表面镀半光亮镍、锡铈合金或三元合金。

1．2半刚性电缆的弯曲

半刚性电缆本身具有一定的机械强度，容易弯折成一定的形状，以达到特定整机结构的要求，对不同直径的电缆，有不同的最小弯曲半径，打弯时不应使弯曲半径小于规定值，以免对电缆造成损伤。

1．3半刚性电缆组件的焊接

1．3．1 电缆预热处理

半刚性电缆外皮是一层封闭的铜管或铝管，电缆在受热时，由于铜材与内部的聚四氟乙烯绝缘材料热膨胀系数不同，绝缘材料增大的体积无处容纳，将从电缆外皮端面挤出，如不做预热处理，组件焊接时膨胀的绝缘材料将很可能挤坏连接器，造成损坏。用电铬铁或热风机对电缆进行预热，待冷却后将焊接端面冒出电缆外导体的绝缘层用刀片切除，注意不要切伤电缆芯线。

1．3．2内导体的装接

半刚性电缆组件内导体一般采用焊接的方法。在焊接过程中在连接器内导体与电缆外皮问有一个电气性能及温度补偿尺寸，这个尺寸一定要在内导体焊接时进行定位确定。

图1 内导体焊接      图2 外导体焊接

图1所示为内导体焊接方法，加入电缆隔片确保连接器内导体与电缆外导体位置，以产生良好的电气性能及温度补偿。焊接时应采用25W的电铬铁，焊点高出内导体表面的多余焊锡要用刀片轻轻修平，不允许损伤内导体表面镀层。焊好后清洗内导体表面的焊剂及修理多出来的焊锡，以消除对电气性能的影响。

焊好了内导体的电缆组件应按GJB681的要求进行绝缘性能测试，合格后才能转入下道工序。

1．3．3外导体的焊接

将焊好的内导体电缆组件装入连接器的外壳内，并将插头定位夹具与连接器连接以确保内外导体在连接器中的位置，如图2所示。

焊接部位涂上少许焊剂，用75w以上铬铁加热焊接部位，并迅速加上焊锡丝；焊接时间不应超过5秒钟，如5秒钟内没焊好，则停下待冷却后再进行焊接，以免损伤电缆，焊接部分要求光滑平整、无虚焊，然后检验其绝缘电阻及介质耐压是否符合要求。

2 焊接失效分析与解决措施

2．1镀层氧化及镀层可焊性

连接器及半刚性电缆外皮电镀层氧化，会导致焊接表面与焊料的浸润性变差，从而导致可焊性差甚至虚焊；镍或其它一些焊层可焊性较差，想得到较好的焊接效果，需使用助焊剂或提高焊接温度；另外连接器在镀金之前需镀铜或镀镍打底，电镀工艺控制不好，易造成金层与镍层结合力差、易分层等影响可焊性。焊点脱落或接触不良而产生的电缆组件失效占到了失效总数的90％以上，其中大多数为外导体焊点脱落，仅有个别属于内导体焊接不良造成的接触不良及内导体脱落，图3为电缆组件焊点开裂失效的情况。

图3 经典电缆组件的失效

2．2 焊料及助焊剂的使用

焊料中锡的含量决定了焊料的熔点及机械强度。锡含量过高，则机械强度好，但焊料熔点也会升高，焊接时问加长，焊接过程易损伤半刚性电缆，且容易因焊接温度不足而出现浸润性差，降低焊接可靠性；锡含量过低，则焊接温度降低，焊料与焊件浸润性好，但机械强度会降低很多。

助焊剂的使用能改善焊料与被焊工件表面的浸润性，提高焊接质量。但助焊剂使用过量会在焊好的电缆组件内部形成残留物，除直接影响绝缘电阻及其它电性能外，长时间后会形成内部局部腐蚀，从而导致电缆组件电性能下降甚至失效。

2．3焊接设备及方法

常规的焊接方法是用烙铁头将焊锡熔化后直接与被焊件焊接部位接触，热量通过烙铁头传向被焊连接器与半刚性电缆，当连接器和电缆被加热至一定温度时，焊锡与被焊件焊接部位浸润，并流入缝中。因连接器壳体体积较大，热容量大、传热快，熔化的焊锡流人连接器外壳后迅速冷却，产生较大的应力，易开裂。

电阻焊是给连接器焊线嘴部分加大电流，使连接器外壳局部电流过饱和的情况下迅速产生热量，达到焊接所需要的温度，并将焊料熔化，减少热应力，提高焊点质量。

2．4焊点检验

常规的检验方法是通过目测来判断焊点质量，这样具有一定的主观性，通过x光探伤能准确判断焊点质量，图4为焊锡流人深度不够，有一定问题的焊点，图5为焊锡流人深度充分的焊点。

图4 不合格的焊接点                  图5 合格的焊接点

3 结束语

通过对电缆组件焊接工艺分析改进，使电缆组件的机械性能和电性能有较大的改善，提高了组件的环境适应能力，从而满足了整个系统可靠性要求。该工艺技术对其它焊接工艺有一定的借鉴作用。