[發明專利]一種激光焊接磁性材料的方法

有效

• 申請號: 201711106130.3
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN108031939B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 林卿
• 申請（專利權）人: 武漢凌云光電科技有限責任公司
• 主分類號: B23K1/005
• 分類號: B23K1/005;B23K1/19;B23K1/20
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻

本發明涉及激光焊接技術領域，具體涉及一種激光焊接磁性材料的方法。在盆架的待焊接部位涂覆一層軟釬料，并利用激光照射融化，形成預上軟釬料層；在邊磁鐵和中心磁鐵頂部放置釬料片；將盆架以預上軟釬料層朝下的方式倒置于釬料片上，并在盆架頂部施加壓力，使預上軟釬料層與釬料片緊密接觸；采用激光照射盆架頂部至釬料片完全融化；焊接部位冷卻后，取消施加在盆架頂部的壓力，焊接完成。本發明焊接強度更高；焊接完成后對材料表面不產生破壞無痕跡；避免了高激光峰值能量造成磁性材料碎裂的可能。

技術領域

本發明涉及激光焊接技術領域，具體涉及一種激光焊接磁性材料的方法。

背景技術

現代消費類電子產品如手機、PDA、便攜電腦、耳機內通常都安裝有能發聲的微型揚聲器裝置。附圖1和附圖2就是常規的微型揚聲器的內部示意圖(不含振膜)，它一般由邊磁體1、中心磁體2、盆架3組成，盆架3上靠近邊磁體1的位置通常加工有溢膠槽4。邊磁體1和中心磁體2在微型揚聲器領域通常使用銣鐵硼(NdFeB)磁性材料，為防止氧化表面鍍鋅進行保護。銣鐵硼磁性材料實際是一種合金粉末與膠壓制燒結而成類似陶瓷的物質，它并不是真正的金屬、沒有金屬那樣的熱熔性和延展性，不能使用熔化-焊接的方式與其它金屬或與自身連接，一般來說只能使用膠水進行粘接。盆架3一般使不銹鋼帶經過加工形成，自身具有抗氧化性表面一般不再進行其它處理。邊磁體1和中心磁體2與盆架3需要按照一定要求進行永久固定。作為便攜設備的一部分使用中滑落、碰撞時微型揚聲器中磁體與盆架常發生分離造成揚聲器失效。為盡可能減小這種現象就要求邊磁體與盆架之間可承受的剪切力盡可能的大，通常剪切力大于0.3N/mM2。磁體與不銹鋼的固定方法常規有如下幾種：

常規方法1：連接兩種材料使用熱壓法(附圖3)。在邊磁體1和盆架3之間加入熱固化膠水5；在邊磁體1上放置一個保持溫度穩定的壓塊6，將壓塊6使用一定的力量壓在邊磁體1和盆架3上一段時間通過熱傳導加熱膠水5。膠水5受熱后逐漸凝固將兩個接觸面的零件緊密連接在一起。該方法的優點是簡單可靠、無需其它昂貴的焊接設備。但其存在的缺陷也很明顯使用高分子材料的膠水粘接后兩者的剪切力限制，同時隨著使用時間的延長膠水有老化變脆的趨勢進一步降低剪切力；膠水在熱固化過程中會釋放有機氣體對環境造成影響。該方法是業界常規的微型揚聲器磁體固定方法。

常規方法2：激光熔接焊法。將邊磁體1和盆架3緊密接觸后從盆架3的背面使用高脈沖能量的激光進行直接焊接，盆架3和邊磁體1焊點處吸收激光能量后融化形成一個類似高硬度的合金熔池，通過增加激光焊接點的數量提高兩者之間的剪切力。這種方法對于焊接兩種金屬材料非常適合，能達到極高的剪切力和拉力。但實際情況是熔池在永磁材料一側會圍繞熔池形成致密的裂紋降低焊接強度。清華大學學報(自然科學版)2008年第48卷第11期對于SPCC鋼與NdFeB磁性材料的激光焊接進行詳細測試，證明該方法不適用于磁性材料。

常規方法3：軟釬焊焊接法。將邊磁體1和盆架3之間填充錫膏后使用傳統的回流焊方法進行加熱焊接。由于揚聲器中的邊磁體1和中心磁體2都是表面鍍鋅，鍍層與釬料可以發生浸潤；釬料與不銹鋼也可以發生浸潤因此最終形成合金材料將兩者緊密焊接在一起。與傳統方法1和2相比剪切力有極大增加，但該方法存在致命不足永磁材料的居里點通常為100-300攝氏度左右，而軟釬料焊接溫度基本都超過200攝氏度、回流焊接過程至少需要幾十秒的時間。在這個緩慢的焊接過程中磁性材料內部的磁偶極矩排列發生混亂，表現為材料的磁極化強度逐漸降低最終為零失去了材料本應有的功能。