波紋焊料預(yù)制件及使用方法
【專利摘要】用于將同軸電纜焊接到連接器本體的焊料預(yù)制件在電纜側(cè)和連接器側(cè)上設(shè)置有多個(gè)熔劑溝槽。焊料預(yù)制件在電纜側(cè)和連接器側(cè)之間也可以具有多個(gè)孔。在使用方法中，將熔劑施加到熔劑溝槽并且焊料預(yù)制件被施加為包圍外導(dǎo)體，該外導(dǎo)體隨后被插入到連接器本體并且焊料預(yù)制件被熔融以完成焊接互連。在具有孔的地方，熔劑被施加到連接器側(cè)、并通過孔到達(dá)電纜側(cè)。
【專利說明】波紋焊料預(yù)制件及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊料預(yù)制件。更具體地，本發(fā)明涉及具有改進(jìn)的焊料施加和分布特性的焊料預(yù)制件，用于將同軸連接器焊接到同軸電纜的外導(dǎo)體。
【背景技術(shù)】
[0002]采用同軸電纜和同軸連接器例如與需要高水平的精度和可靠性的系統(tǒng)通信。為了在同軸電纜和同軸連接器之間實(shí)現(xiàn)可靠的并且成本有效的機(jī)電互連，通常需要通過焊接將電纜和連接器互連。
[0003]當(dāng)將同軸連接器焊接到同軸電纜時(shí)，可以利用焊料預(yù)制件改進(jìn)互連質(zhì)量。焊料預(yù)制件的使用使所施加的焊料位置和焊料量標(biāo)準(zhǔn)化。該技術(shù)的代表是屬于Bufanda等人(Bufanda)的1998年9月8日公布的共同擁有的美國專利N0.5802710。Bufanda公開了具有平面連接器側(cè)(外表面)和電纜側(cè)(內(nèi)表面)的焊料預(yù)制件，焊料預(yù)制件的尺寸設(shè)計(jì)為與環(huán)形波紋外導(dǎo)體的波紋相配合。例如用于將同軸連接器與平滑的側(cè)壁外導(dǎo)體同軸電纜焊接的其它焊料預(yù)制件已經(jīng)被設(shè)置為多個(gè)環(huán)形環(huán)和/或圓筒形管。
[0004]暴露到空氣的鋁材料快速氧化，形成與焊接結(jié)合相干涉的氧化鋁涂層?？梢圆捎锰厥獾匿X材料、具有熱激活高酸含量的特定焊接熔劑來制備鋁材料表面，以進(jìn)行焊接。然而，這種熔劑可能很難在互連區(qū)域內(nèi)均勻地施加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的目的是提供一種焊料預(yù)制件和使用方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]并入本說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與上述
【發(fā)明內(nèi)容】
部分和下文給出的【具體實(shí)施方式】一起用來闡述本發(fā)明的原理。
[0007]圖1是焊料預(yù)制件的示意性等距視圖。
[0008]圖2是圖1的焊料預(yù)制件彎曲成U形的示意性等距視圖。
[0009]圖3是圖2的焊料預(yù)制件具有安置在焊料預(yù)制件中的同軸電纜的情況下的示意性等距視圖。
[0010]圖4是圖3的焊料預(yù)制件在彎曲成用于包封同軸電纜的制備端部的外導(dǎo)體的外徑的環(huán)形之后的示意性等距視圖。
[0011]圖5是焊料預(yù)制件具有與焊料預(yù)制件的縱向軸線垂直的熔劑溝槽的情況下的實(shí)施例的不意性等距視圖。
[0012]圖6是圖5的焊料預(yù)制件被彎曲用于包封同軸電纜的制備端部的示意性等距視圖。
[0013]圖7是圖5的焊料預(yù)制件被涂敷熔劑并且安置在外導(dǎo)體上、插入在連接器主體孔中以便將同軸連接器焊接到同軸電纜的情況下的示意性等距部分剖視圖。
[0014]圖8是具有矩形孔的焊料預(yù)制件的實(shí)施例的示意性等距視圖。
[0015]圖9是圖8的焊料預(yù)制件彎曲成U形的示意性等距視圖。
[0016]圖10是具有圓形孔的焊料預(yù)制件的實(shí)施例的示意性主視圖。
[0017]圖11是圖10的焊料預(yù)制件彎曲成U形的示意性等距視圖。
[0018]圖12是圖11的焊料預(yù)制件彎曲以用于包封同軸電纜的制備端部的示意性等距視圖。
[0019]圖13是圖1的焊料預(yù)制件包封同軸電纜的制備端部的示意性等距視圖。
[0020]圖14是圖1的焊料預(yù)制件包封插入同軸連接器前的同軸電纜的制備端部的示意性等距視圖。
[0021]圖15是圖1的焊料預(yù)制件在焊接之前聯(lián)接在同軸連接器和同軸電纜之間的示意性截面?zhèn)纫晥D。
[0022]圖16是圖1的焊料預(yù)制件在焊接之后聯(lián)接在同軸連接器和同軸電纜之間的示意性等距局部剖視截面視圖。
[0023]圖17是圖10的焊料預(yù)制件包封同軸電纜的示意性等距部分剖視圖。
[0024]圖18是圖10的焊料預(yù)制件在焊接之前聯(lián)接在同軸連接器和同軸電纜之間的示意性等距部分剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]當(dāng)連接器主體和/或同軸電纜外導(dǎo)體是含鋁材料時(shí)，發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到當(dāng)試圖將同軸連接器焊接到平滑側(cè)壁外導(dǎo)體同軸電纜時(shí)會十分困難。
[0026]發(fā)明人的分析認(rèn)為，由于氧化鋁覆層形成的速度，如果要焊接的含鋁材料表面在緊鄰初始加熱以熔化焊料預(yù)制件之前未涂敷有熔劑(flux)，則得到的焊接互連的質(zhì)量會劣變。當(dāng)隨著焊接開始熔劑被加熱時(shí)，在緊鄰焊料預(yù)制件熔化以將這些表面焊接到一起之前，熔劑揮發(fā)、變濕并且采用酸洗掉可能存在于含鋁材料表面上的氧化鋁覆層。
[0027]當(dāng)采用現(xiàn)有的焊料預(yù)制件時(shí)，例如具有光滑連接器側(cè)或者多個(gè)焊料預(yù)制件環(huán)形構(gòu)造，發(fā)明人的測試已經(jīng)表明在同軸電纜的制備端部插入到連接器本體孔中期間，可能存在于焊料預(yù)制件的連接器側(cè)上和/或可能已經(jīng)被手動施加到連接器本體孔的任何熔劑會部分地或者完全地被刮掉。由此，在緊鄰在焊接過程期間焊料預(yù)制件熔化之前，熔劑不能作用在含鋁材料表面上的氧化鋁覆層上，導(dǎo)致劣變的焊接互連質(zhì)量。具體地，圍繞連接器本體孔的內(nèi)徑和/或外導(dǎo)體的外徑的焊接接頭的周向均勻性可能會劣變，這對高頻應(yīng)用來說是互連質(zhì)量的重要特性。
[0028]發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到在電纜端部插入連接器本體孔中期間通過在焊料預(yù)制件的兩側(cè)上提供具有熔劑溝槽的焊料預(yù)制件而使熔劑可以被保持為靠近互連表面。發(fā)明人還已經(jīng)認(rèn)識到，通過設(shè)置具有孔的焊料預(yù)制件，可以進(jìn)一步便于在互連區(qū)域內(nèi)的熔劑的保持和流動，實(shí)現(xiàn)僅需要操作者相對于焊料預(yù)制件的連接器側(cè)進(jìn)行熔劑施加的應(yīng)用方法。
[0029]圖1 一 3示出了用于將同軸連接器6的連接器本體4焊接到同軸電纜12的預(yù)制端部10的外導(dǎo)體8的焊料預(yù)制件2的第一示例性實(shí)施例。焊料預(yù)制件2可以設(shè)置為平的片材，如圖1所示。可選擇地，為了實(shí)現(xiàn)圍繞同軸電纜12的外導(dǎo)體8裝配的焊料預(yù)制件的包裹精度和/或一致性，焊料預(yù)制件2可以設(shè)置成形成為U形單元，例如如圖2所示。U形單元的尺寸被設(shè)計(jì)為將同軸電纜12的外徑包在U形單元的基部13內(nèi)，如圖3所示。當(dāng)例如采用例如定制用于特需直徑和/或熔劑溝槽14配置的鉗子的手工工具使預(yù)制件2的第一端部和第二端部圍繞外導(dǎo)體8朝向彼此彎曲，焊料預(yù)制件2包圍外導(dǎo)體8，例如圖4中所
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[0030]焊料預(yù)制件2在電纜側(cè)16和連接器側(cè)18上設(shè)置有多個(gè)熔劑溝槽14。熔劑溝槽14可操作為在將同軸電纜12預(yù)組裝并插入連接器本體4的連接器本體孔21中期間用于接納并保持粘性熔劑20。熔劑溝槽14可以被施加為平行于焊料預(yù)制件2的縱向軸線定向，如圖1、8和10中最佳示出的，用于垂直于同軸電纜12的縱向軸線安置在外導(dǎo)體8上。可選擇地，熔劑溝槽14可以被施加為例如垂直于焊料預(yù)制件2的縱向軸線定向，用于平行于同軸電纜12的縱向軸線安置在外導(dǎo)體8上，例如如圖5 - 7所示。
[0031]可以例如借助于形成通過焊料預(yù)制件2的截面的溝紋而在每一側(cè)上提供相應(yīng)的熔劑溝槽14來設(shè)置電纜側(cè)16上的熔劑溝槽14和連接器側(cè)18上的熔劑溝槽14。因此，連接器側(cè)18上的每個(gè)熔劑溝槽14將是與電纜側(cè)16上的突出部相對應(yīng)的槽，而電纜側(cè)16上的每個(gè)熔劑溝槽14將是與連接器側(cè)18上的突出部相對應(yīng)的槽。可以通過例如沖壓、滾壓和/或擠壓所選擇的焊接材料而形成這種波紋。
[0032]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，當(dāng)垂直于同軸電纜12的縱向軸線形成熔劑溝槽14時(shí)，其上的低粘性熔劑20可以暫時(shí)被保持在其中，而同軸電纜在焊接前被豎直定向。類似地，在熔劑溝槽14被定向成平行于同軸電纜12的縱向軸線的位置，高粘度熔劑20可以被保持，并且直的豎直路徑被設(shè)置用作當(dāng)開始加熱時(shí)位于連接器主體孔21外的揮發(fā)的熔劑20的出口(參見圖6)。
[0033]在其它實(shí)施例中，例如如圖8 — 12所示，焊料預(yù)制件2可以設(shè)置有多個(gè)孔22以允許熔劑20從連接器側(cè)18通過到達(dá)電纜側(cè)16?？?2可以例如是狹口，如圖8和9所示，或者是環(huán)形的，如圖10 - 12所示?？?2提供在連接器側(cè)18和電纜側(cè)16之間的連通，由此被施加到連接器側(cè)18的熔劑20可以通過孔22以便也在電纜側(cè)上填充熔劑溝槽14。當(dāng)孔22實(shí)現(xiàn)熔劑20從連接器側(cè)18到電纜側(cè)16的通路時(shí)，可以省略在外導(dǎo)體8包圍焊料預(yù)制件2之前熔劑20到連接器側(cè)18的熔劑溝槽14的手動施加，例如如圖17和18所示。不需要用于將熔劑20直接施加到連接器側(cè)16，可以使預(yù)制件2預(yù)成形在環(huán)形構(gòu)造中，例如如圖12中所示，以便簡化和/或消除在預(yù)組裝期間焊料預(yù)制件2圍繞外導(dǎo)體8的彎曲步驟。為了在保持連接器側(cè)到電纜側(cè)的熔劑傳輸功能的同時(shí)提高焊料預(yù)制件的焊料量，孔20可以形成為垂直于焊料預(yù)制件的縱向軸線定向的狹口(如圖8和9所示)。
[0034]類似地，可以沿熔劑溝槽14的側(cè)壁設(shè)置一個(gè)或更多個(gè)孔22，以形成通過焊料預(yù)制件2的出口路徑，用于在焊接過程的初始加熱期間在每個(gè)熔劑溝槽14之間以及連接器主體孔21之外的揮發(fā)熔劑，這可以在焊接期間減少熔劑20穴和/或氣穴的產(chǎn)生和這種貫通熔融焊料的相關(guān)捕獲和/或?yàn)┥洹?br> [0035]在采用第一實(shí)施方式的焊料預(yù)制件2的示例性方法中，具有光滑外導(dǎo)體8的同軸電纜與連接器主體4焊接在一起，例如，其中連接器主體4和/或光滑側(cè)壁外導(dǎo)體8均由含鋁材料制成。含鋁材料可以是鋁、鋁合金或者是鋁或鋁合金的表面涂敷。
[0036]在U形焊料預(yù)制件2的電纜側(cè)16上的熔劑溝槽14填充有熔劑20，例如如圖3所示。焊料預(yù)制件2的第一端部和第二端部朝向彼此彎曲以包封同軸電纜12的預(yù)制端部10的外導(dǎo)體8的外徑，例如如圖4所示。內(nèi)部觸頭23、絕緣件24和/或盤26可以與同軸電纜12的預(yù)制端部10聯(lián)接，例如如圖13所示。具體地，承載絕緣件24和盤26的內(nèi)部觸頭23可以經(jīng)由例如內(nèi)部觸頭23的向內(nèi)偏壓的彈簧觸頭和/或在內(nèi)部觸頭23和內(nèi)導(dǎo)體28之間的另一焊接步驟與內(nèi)導(dǎo)體28聯(lián)接。
[0037]連接器側(cè)18上的多個(gè)熔劑溝槽14填充有熔劑20，例如如圖14所示。與焊料預(yù)制件2聯(lián)接的同軸電纜12隨后被插入連接器主體4的連接器主體孔21中，例如如圖15所示。組合的連接器主體4和同軸電纜13可以與例如在Ng等人共有的、2011年3月8日公布的美國專利N0.7900344中公開的焊接設(shè)備中的底部上的連接器主體4垂直地緊固保持。將熱施加到連接器主體4的外表面，使熔劑20揮發(fā)并且然后熔融焊料預(yù)制件2，在連接器主體孔21和外導(dǎo)體8之間形成焊料池30。當(dāng)冷卻時(shí)，完成焊接互連，例如如圖16所示。
[0038]如上所述，因?yàn)槭┘拥竭B接器側(cè)18的熔劑可以通過孔22到電纜側(cè)16，具有孔22的預(yù)制件2能夠省略將熔劑直接施加到電纜側(cè)16的步驟，簡化使用方法。另外，孔22的邊緣可以提供抓持表面，以在豎直插入連接器主體孔21期間改進(jìn)將焊料預(yù)制件2保持就位在外導(dǎo)體8上。
[0039]在焊料預(yù)制件2的尺寸設(shè)計(jì)成在預(yù)制件2和外導(dǎo)體8之間形成過盈配合的地方，預(yù)制件2在同軸電纜12的預(yù)制端部的插入之前抓持外導(dǎo)體8，并且焊料預(yù)制件2附接到連接器主體孔21，簡化預(yù)先組裝工藝。
[0040]另外，在預(yù)制件2的連接器側(cè)的波紋頂部還抵靠連接器主體孔21形成過盈配合的地方，改進(jìn)了通過焊料預(yù)制件2到外導(dǎo)體8的熱傳導(dǎo)性，這減少了焊接工藝的熱需求。由此，降低了對相鄰的非焊接元件例如護(hù)套和同軸電纜電介質(zhì)絕緣體的熱損壞的可能性，并且通過減少在第一次施加熱(開始使熔劑20熔融)和隨后隨著傳遞到并通過焊料預(yù)制件2的熱量增加而完成焊接操作的焊料30的熔融之間的時(shí)間，改進(jìn)了工藝可焊接性。因?yàn)楦倪M(jìn)了通過組件的熱傳導(dǎo)性時(shí)在熔劑20熔融和焊料30熔融之間的時(shí)間減少，降低了在焊料30熔融前所有熔劑被完全蒸發(fā)和/或從所需的互連表面燃燒掉的機(jī)會。
[0041]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，根據(jù)本發(fā)明的焊料預(yù)制件20可以改進(jìn)連接器本體到外導(dǎo)體焊接連接質(zhì)量，尤其是當(dāng)利用含鋁材料時(shí)。由此，實(shí)現(xiàn)了在同軸連接器和/或同軸電纜制品中進(jìn)一步采用含鋁材料，對連接器和同軸電纜制造商來說，這又可以實(shí)現(xiàn)極大的材料成本節(jié)省。
[0042]部件表
[0043]
【權(quán)利要求】
1.一種具有電纜側(cè)和連接器側(cè)的焊料預(yù)制件，用于將同軸電纜焊接到連接器本體，所述焊料預(yù)制件包括: 在電纜側(cè)和連接器側(cè)上設(shè)置有多個(gè)熔劑溝槽的焊料預(yù)制件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊料預(yù)制件，其中，所述熔劑溝槽沿所述焊料預(yù)制件的縱向軸線延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊料預(yù)制件，其中，所述熔劑溝槽垂直于所述焊料預(yù)制件的縱向軸線延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊料預(yù)制件，其中，所述熔劑溝槽由所述焊料預(yù)制件的波紋形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊料預(yù)制件，還包括在所述焊料預(yù)制件中的多個(gè)孔，所述孔在所述電纜側(cè)和所述連接器側(cè)之間連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焊料預(yù)制件，其中，所述孔是與所述焊料預(yù)制件的縱向軸線垂直的狹口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊料預(yù)制件，其中，所述焊料預(yù)制件是U形的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的焊料預(yù)制件，其中，所述焊料預(yù)制件的彎曲半徑的尺寸設(shè)計(jì)為能夠安置在所述同軸電纜的外導(dǎo)體的外徑上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的焊料`預(yù)制件，其中，所述焊料預(yù)制件的彎曲半徑的尺寸設(shè)計(jì)為在所述同軸電纜的外導(dǎo)體的外徑上形成過盈配合。
10.一種用于將同軸電纜與同軸連接器焊接在一起的方法，該方法包括以下步驟: 將熔劑施加到焊料預(yù)制件的電纜側(cè)的多個(gè)熔劑溝槽； 將所述焊料預(yù)制件圍繞所述同軸電纜的外導(dǎo)體施加，由此所述焊料預(yù)制件至少部分地包圍所述外導(dǎo)體； 將熔劑施加到所述焊料預(yù)制件的連接器側(cè)的多個(gè)熔劑溝槽； 將帶有焊料預(yù)制件的同軸電纜插入到所述同軸連接器的連接器本體孔；以及 熔融所述焊料預(yù)制件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述焊料預(yù)制件是U形的；所述焊料預(yù)制件被施加為通過使所述焊料預(yù)制件的第一端部和第二端部圍繞所述外導(dǎo)體朝向彼此彎曲而包圍所述外導(dǎo)體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述彎曲采用手工工具執(zhí)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述外導(dǎo)體和所述同軸連接器是鋁和鋁合金之一 O
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括將內(nèi)部觸頭安裝在所述同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體上的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括將絕緣體安裝在內(nèi)部觸頭上的步驟。
16.一種用于將同軸電纜與同軸連接器焊接在一起的方法，包括以下步驟: 施加焊料預(yù)制件，以至少部分地包圍所述同軸電纜的預(yù)制端部的外導(dǎo)體； 將熔劑施加在所述焊料預(yù)制件的連接器側(cè)上，采用熔劑覆蓋預(yù)制件本體的多個(gè)孔使得熔劑通過所述孔流動到所述焊料預(yù)制件的電纜側(cè)； 將所述同軸電纜插入到所述同軸連接器的連接器本體孔中；使所述焊料預(yù)制件熔融。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述焊料預(yù)制件是U形的；所述焊料預(yù)制件被施加為通過使所述焊料預(yù)制件的第一端部和第二端部圍繞所述外導(dǎo)體朝向彼此彎曲而包圍所述外導(dǎo)體。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述外導(dǎo)體和所述同軸電纜是鋁和鋁合金之
O
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括將內(nèi)部觸頭安裝在所述同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體上的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所`述的方法，還包括將絕緣體安裝在內(nèi)部觸頭上的步驟。
【文檔編號】H01B13/20GK103518292SQ201280022310
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月11日
【發(fā)明者】K·范斯韋林根 申請人:安德魯有限責(zé)任公司