漆包線焊接技術(shù)：如何實現(xiàn)電磁線的精密連接

漆包線，也叫電磁線（magnet wire）或絕緣線（insulated wire），是一種表面覆有絕緣薄膜的導(dǎo)線。漆包線的導(dǎo)體部分一般是經(jīng)退火處理的未摻雜的純金屬，如銅、鋁，某些場合也使用銅合金、金、銀、鎳、不銹鋼等材料，根據(jù)工作電壓和工作溫度的不同，漆包線常采用聚氨酯、聚酯、聚酯亞胺、聚酰亞胺等聚合物作為絕緣薄膜材料。漆包線廣泛應(yīng)用于電子、電氣、醫(yī)療器具和半導(dǎo)體的生產(chǎn)中，如傳感器、變壓器、線圈、繞組、植入電極、芯片互聯(lián)引線等，充當內(nèi)部基礎(chǔ)元件的一部分，或作為元件內(nèi)外連接的導(dǎo)體介質(zhì)。當作為內(nèi)外連接的介質(zhì)時，漆包線的末端必須和金屬終端（如插片、針、箔等）實現(xiàn)電接觸，并滿足一定的力學(xué)性能、導(dǎo)電性能和耐溫度疲勞性能等要求。因此，它們之間的連接性能直接影響到整個產(chǎn)品的性能。

微連接是微電子封裝及互連的重要部分，由于連接對象微小精細，在傳統(tǒng)焊接技術(shù)中可忽略的因素，如溶解量、擴散層厚度、表面張力、應(yīng)變量等都會對材料的焊接性、焊接質(zhì)量產(chǎn)生不可忽視的影響。絕大多數(shù)微連接用于異種材料之間的連接，連接時除了強度要求以外，更重要的是可靠性和電氣連接性，連接過程不應(yīng)對器件功能產(chǎn)生任何影響。微連接涵蓋了非常廣闊的領(lǐng)域，對于制造小型器件、裝置和系統(tǒng)尤為關(guān)鍵，微連接的應(yīng)用見下表。

1 傳統(tǒng)的連接方法

傳統(tǒng)的漆包線連接方法中，必須先將妨礙導(dǎo)電和影響接頭可靠性的高分子絕緣薄膜去除，然后再用釬焊等微連接方法實現(xiàn)連接。絕緣薄膜的去除通常采用以下幾種方法：

（1）機械法去除。

機械法去除漆包線絕緣薄膜是指用磨輪或刮刀除去漆包線絕緣薄膜。漆包線直徑大小不同，機械法去除絕緣薄膜的方法也不相同。當線徑大于120μm 時，通常用砂輪可有效地磨除絕緣薄膜；當線徑小于120μm 時，一般采用微噴砂的方法去除絕緣薄膜。機械法去除絕緣薄膜工作量繁重，易產(chǎn)生氧化層和污染物，且會損傷導(dǎo)體部分或出現(xiàn)去除不盡的現(xiàn)象，留下應(yīng)力傷痕，降低漆包線的強度，影響接頭性能。

（2） 化學(xué)法去除。

利用脫漆劑與高聚物大分子的聚合、溶解，在大分子鏈段之間的間隙中滲透、浸蝕，使大分子的分子鏈段溶脹、拉伸，產(chǎn)生自發(fā)的收縮應(yīng)力，從而解除漆膜與導(dǎo)體間的附著力，實現(xiàn)漆膜與導(dǎo)體分離。脫漆過程是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程。跟機械法相比，化學(xué)法可批量去除絕緣薄膜，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。對于線徑非常小的漆包線，化學(xué)法是去除絕緣薄膜最好的方法。但化學(xué)法去除絕緣薄膜后要對漆包線進行嚴格的清洗，否則殘留的化學(xué)試劑會對漆包線導(dǎo)體部分產(chǎn)生腐蝕或氧化，導(dǎo)致斷線故障。同時需注意，這些化學(xué)試劑大部分對人體有害，廢液也會對環(huán)境造成污染。

（3）準分子激光去除。

準分子激光器是一種能發(fā)射多個紫外激光波長的短脈沖寬度、高峰功率激光脈沖的激光器，它可高重復(fù)頻率地運行。對不同能量密度、不同頻率的準分子激光作用漆包線的情況，用激光精細剝漆的最佳能量密度，且用最佳能量密度對不同粗細、不同漆厚的漆包線進行剝漆處理，發(fā)現(xiàn)剝漆所需的脈沖個數(shù)與絕緣薄膜厚度有著密切的關(guān)系，并初步分析了各種實驗現(xiàn)象。采用準分子激光進行加工，其邊緣整齊，精度較高，對材料內(nèi)部及邊緣的熱損傷非常小。準分子激光去除是目前唯一能精密去除絕緣薄膜而不損傷漆包線導(dǎo)體部分的方法。但該方法費用較高，且設(shè)備需要很多保護措施來防護操作人員受到激光的輻射。

2 激光焊錫

激光焊錫都是用激光作為熱能將絕緣薄膜燒除，然后實現(xiàn)焊接的技術(shù)。用激光作為焊接能源，熱量集中，能快速使漆包線的絕緣薄膜氣化，無須預(yù)先去除絕緣薄膜而能直接實現(xiàn)對工件的連接。因為焊接時間短，整個焊接過程產(chǎn)生的高溫來不及傳導(dǎo)給周圍器件，從而避免了焊接對元器件的熱損傷。

激光軟釬焊屬非接觸焊接，不會給產(chǎn)品帶來接觸污染，同時也克服了傳統(tǒng)釬焊釬料易引起短路的問題，具有能同時除漆和焊接等優(yōu)點，但激光焊接對焊件加工、組裝、定位要求均很高，且焊接成本相對較高。

3 結(jié)論

漆包線的精密焊接技術(shù)對于電子行業(yè)至關(guān)重要。激光焊錫技術(shù)以其高效、精確、非接觸式的特點，為漆包線的焊接提供了一種新的解決方案。盡管存在成本和設(shè)備要求較高的挑戰(zhàn)，但隨著技術(shù)的進步和成本的降低，激光焊錫技術(shù)有望在未來的電子制造中發(fā)揮更大的作用。

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審核編輯 黃宇