自動化鋰電池設備與印制電路板焊接技術分析

王鋒

摘要：鋰電池全自動設備主要分聚合物軟包裝、動力電池、圓柱型、方型四大系列鋰電池組裝段生產設備。鋰電池全自動疊片成型機具有可靠性高、操作方便、適用性廣：等特點。在實際裝配中，印制電路板的種類有很多，由于在技術上存在一定的限制，當前仍需借助手工焊接的方式來輔助生產。當前很多產品的故障都與焊接操作有關，焊接質量直接關系著整個電路板的可靠性和使用壽命，文章主要針對鋰電池自動化設備的分類、生產流程全自動疊片成型機運行，印制電路板的焊接質量控制以及檢測工作進行分析，以供參考。

關鍵詞：全自動疊片成型機：印制電路板：焊接質量控制

中圖分類號：TN43

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6487（2019）03-0170-02

0引言

自動化是最高級的機械化和電氣化。機器、設備和儀器能全部自動地按規定的要求和既定的程序進行生產，人只需要確定控制的要求和程序，不用直接操作。在這里淺談電氣自動化裝配過程中的見解與分柝。

1鋰電池全自動設備

鋰電池全自動設備主要分聚合物軟包裝、動力電池、圓柱型、方型四大系列鋰電池組裝段生產設備。根據下游應用可以分為消費類、動力和儲能鋰電池。

軟包裝鋰電池生產流程有鋁箔膜成型、卷繞、極片刷粉、頂側封邊、真空Baking、注液、真空靜置、成型。設備有半自動注液機、單杠式頂側封邊機、全自動組裝機、全自動注液機、三合一成型機（切、折、燙）、抽氣封口機、全自動卷繞機。

圓柱鋼殼電池生產流程是滾槽、注液、封口、套標、鋼殼清洗。設備有圓柱電池全自動滾槽機、圓柱電池半自動注液機、圓柱電池全自動封口機、圓柱電池鋼殼全自動洗涂油機、圓柱電池套標機、圓柱電池正負極焊接機。

方型鋁殼電池生產流程是蓋帽焊接、真空注液、打鋼珠。設備有半自動注液機、打鋼珠機、化成機。

動力電池生產流程是膜片沖切、疊片。設備有全自動膜切機、全自動疊片成型機、動力電池自動貼膜機、極耳焊接機。

結合本職工作，最近正在裝配運行鋰電池全自動疊片成型機，本機具有可靠性高、操作方便、適用性廣等特點。使用該設備能減輕勞動強度，提高產品質量和生產效率的鋰電池設備。尤其是該機采用了單獨的毛刷單管旋風除塵器，極大程度地降低了對工作環境的污染，有利于保障操作工人的身體健康，是綠色環保產品。

鋰電池全自動疊片成型機主要用于鋰電池芯的陰、陽極與隔離膜的L形疊片裝配，這款鋰電設備是使用機械臂左右運動時在兩極限位拾取極片料中間位交替放料疊片同時在左右運動時完成隔膜的L形疊撓，如此往復實現整個電芯的疊片組裝。機械臂采用直線伺服運動模塊實現高速平穩準確，且放料過程中有電腦糾偏、CCD精準定位機構控制放料的整齊一致。經電芯中轉平臺送往熱壓成型，并經激光切割，角切，熱壓成型，再經CCD精準檢測，篩選合格品及不良品，完成精準出料，送至下一級極耳焊接，完成相應工序。

在實際電氣裝配過程中印制電路板的焊接、技術控制及檢測，印制電路板的種類有很多，由于在技術上存在一定的限制，因此當前仍需借助手工焊接的方式來輔助生產，通過統計可以得知，當前很多產品的故障都與焊接操作有關，焊接質量直接關系著整個電路板的可靠性和使用壽命”。對于印制電路板來說，一個質量合格的焊點，必須具備良好的機械性能以及電氣性能，與此同時，外部還應該保持潔凈光滑。在對電路板進行焊接的時候，經常會存在焊接缺陷，為了彌補這些缺陷，人工補焊操作基本上是不可避免的，在生產過程中，常見的焊接缺陷有以下幾個重要方面。

首先是電路板的剝線問題，部分電路板中會存在剝線太長，或者參差不齊的問題，線路分布混亂，分叉毛刺很多，在這種情況下，電路板使用過程中很容易出現短路。此外，焊點經常出現不均勻的情況。某些電路板的虛焊和假焊的情況嚴重，導致這種情況出現的原因可能是技術人員剝線之后，沒有進行鍍錫操作，而是直接將其插入到孔中進行焊接，焊接的溫度沒有達標，焊錫在低溫環境中沒有很好的融化。

其次想要令電路板具有良好的導電性，虛焊的情況是必須避免的。虛焊是焊接過程中，被焊接的物質和焊料之間并沒有形成牢固的合金結構，只是處于簡單依附的狀態，在這種狀態下，只有一部分形成了合金結構，這種類型的焊點雖然短期之內可以通過電流，即使使用專業檢測儀表設備也很難發現問題，但是隨著電路板使用的時間逐漸增加，沒有形成合金的那一部分就會發生氧化，此時電路板就會出現接觸不良的情況，嚴重影響電路板的正常使用。

2影響焊接質量的原因及控制方式

能夠對印制電路板的焊接質量造成影響的因素主要可歸納為幾個方面，控制方式如下。首先是印制電路板的基材選擇問題。在生產電路板的時候，使用的板材要慎重選擇，不得為了控制成本選擇劣質材料，只有這樣才能給電路板的生產提供基礎質量保障。其次，印制電路板上存在的金屬化孔毛刺。某些電路板中可能存在玻璃粉末殘留，或者縫隙較大等問題，想要對這些問題進行有效控制，要從印制板的鉆孔操作著手控制，技術人員在鉆孔的時候，要定期更換設備鉆頭，并且即使將孔內生成的粉末清理干凈[8]。在進行沉銅操作的時候，要注意控制溶液的濃度、PH值、反應速度等重要參數，只有這樣才能保證沉積層結晶物質的細致程度。第三，安裝孔的設計問題。部分印制電路板上的元器件安裝孔在設計方面存在缺陷，有的孔徑過大，其中會存在過多氣體。為了避免這種情況出現，設計人員需要不斷完善優化安裝孔的設計。第四，被焊接的元器件表面部分存在氧化或者被腐蝕的現象，在這種情況下，技術人員要清除元器件表層的氧化物，然后對其進行搪錫處理，以便后續更好的焊接。第五，助焊劑的使用問題。焊接人員使用助焊劑的時候，其比重、劑量、成分以及應用范圍的選擇必須要嚴格控制。

3印制電路板焊接質量檢測

印制電路板中每一個元器件的焊接質量都與整個產品的使用壽命和應用穩定性息息相關。因此，焊接后的質量檢測工作的重要意義是不容忽視的。在焊接質量檢測過程中常用的檢測方式類型為電性能檢測方式，目視檢測方式，超聲波檢測方式以及激光紅外檢測方式。技術人員在對印制電路板進行焊接質量檢測的時候，需要重點檢測裸板和載體。對于比較淺顯的外在質量問題，可以使用目視檢測的方式，但是想要判斷內部是否存在質量問題，就要根據元件特征選擇合適的檢測手段。隨著當前科技的飛速發展，越來越多的新興技術將會出現在人們眼前，最終將徹底取代人工質量檢測工作，大大提升檢測工作的整體效率，完善印制電路板的生產質量。

4結束語

印制電路板的焊接質量控制與檢測工作事關生產企業的健康發展，技術人員必須對這兩方面工作引起足夠重視，發現質量問題不僅要及時解決，還要從中總結技術經驗，不斷反思，爭取最大程度降低故障的二次發生頻率，從根源上解決問題，只有這樣，才能令產出的產品更具市場競爭力。

參考文獻

[1]余偉，陳漢泉，楊肖.印制電路板用硬質合金銑刀的釬焊工藝研究[J].印制電路信息，2018，26（11）：40-42.

[2]周志春.印制電路板的清洗技術（一）[J].洗凈技術，2004，2（6）：42-48.

[3]朱江.電焊機行業印制電路板生產工藝現狀與探討[J].電焊機，1989（1）：39-40.