倪翠鳳 王梅生 宣圣貴

【摘 要】 本文主要結(jié)合空調(diào)用外置驅(qū)動無刷直流電機(jī)在售后市場出現(xiàn)的內(nèi)部焊接不良導(dǎo)致的電機(jī)失效特征，簡要闡述對外置驅(qū)動無刷直流電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理性。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)論對外置驅(qū)動無刷直流電機(jī)內(nèi)部焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改善，解決外置驅(qū)動無刷直流電機(jī)內(nèi)部焊點(diǎn)虛焊問題。

【關(guān)鍵詞】 外置驅(qū)動無刷直流電機(jī) PCB板 直焊結(jié)構(gòu)

1. 外置驅(qū)動無刷直流電機(jī)虛焊的原因分析及驗(yàn)證

1.1 數(shù)據(jù)分析

為進(jìn)一步驗(yàn)證外置驅(qū)動無刷直流電機(jī)對售后產(chǎn)生的影響，公司展開對售后出現(xiàn)的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分類提煉，通過售后數(shù)據(jù)對比分析，發(fā)現(xiàn)外置驅(qū)動無刷直流電機(jī)售后數(shù)據(jù)比較突出，主要故障集中在電機(jī)不轉(zhuǎn)和卡死。通過售后故障電機(jī)復(fù)核分析主要為三相抽頭線與PCB過渡板虛焊、PCB過渡板與插針虛焊兩大問題，通過電機(jī)廠家不同結(jié)構(gòu)（鐵殼、塑封）的生產(chǎn)工藝進(jìn)行詳細(xì)對比，分析為三相繞組抽頭線上有漆渣、焊接熔錫不充分、PCB過渡板與插針焊接面積小、插針過短等原因，導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部焊點(diǎn)虛焊問題，解決虛焊問題，需要從外置驅(qū)動直流電機(jī)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行優(yōu)化，來解決外置驅(qū)動無刷直流電機(jī)內(nèi)部焊點(diǎn)虛焊問題。

1.2 外置驅(qū)動直流電機(jī)結(jié)構(gòu)分析

目前，外置驅(qū)動無刷直流電機(jī)分為鐵殼結(jié)構(gòu)和塑封結(jié)構(gòu)兩大類，鐵殼結(jié)構(gòu)外置驅(qū)動無刷直流電機(jī)焊接劣勢：

1）、PCB板制作工序多，加工費(fèi)用高，電機(jī)的成本增高；

2）、PCB板安裝在繞組骨架卡扣時(shí)因骨架浸漆后變脆，易導(dǎo)致骨架及卡扣斷裂問題；

3）、PCB板固定不牢固，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)有摩擦PCB板的隱患，導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行異響；

4）、引出線與PCB板焊接過程中因焊錫溫度過高或過低導(dǎo)致焊點(diǎn)虛焊；

5）、三相抽頭線殘留漆渣與PCB板焊接有虛焊的隱患，虛焊會導(dǎo)致電機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停，不良品有流入市場的隱患。

塑封結(jié)構(gòu)外置驅(qū)動無刷直流電機(jī)焊接劣勢：

1）、PCB板制作工序多，加工費(fèi)用高，電機(jī)的成本增高；

2）、PCB板固定不牢固，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)有摩擦PCB板的隱患，導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行異響；

3）、引出線與PCB板焊接過程中因焊錫溫度過高或過低導(dǎo)致焊點(diǎn)虛焊；

4）、插針與PCB板有效焊接面積小，生產(chǎn)一致性差，焊接時(shí)PCB板易受力起翹，有虛焊的隱患。

1.3 試驗(yàn)驗(yàn)證

1）漆包線與PCB板焊接工藝驗(yàn)證：電烙鐵溫度過高或過低，影響PCB板與漆包線的焊接質(zhì)量，有虛焊的隱患；漆包線、PCB板表面清潔度不良，焊接時(shí)熔焊效果差，有導(dǎo)致虛焊的隱患；去漆皮部分漆包線未完全焊接，留作余量掛在PCB板邊沿有損傷漆包線隱患。

2）PCB板與插針焊接拉力驗(yàn)證：對批量生產(chǎn)的塑封結(jié)構(gòu)無刷直流電機(jī)進(jìn)行抽測PCB板與插針焊點(diǎn)拉力，共抽測30臺，焊點(diǎn)拉力大小不一，不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。標(biāo)準(zhǔn)按照不小于39N進(jìn)行控制，焊點(diǎn)拉力CPK值為0.33，說明廠家過程控制能力較低，焊點(diǎn)拉力一致性差。

通過對鐵殼結(jié)構(gòu)、塑封結(jié)構(gòu)外置驅(qū)動無刷直流電機(jī)生產(chǎn)工藝、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比分析，鐵殼結(jié)構(gòu)外置驅(qū)動直流電機(jī)因生產(chǎn)工藝的限制，漆包線與PCB板焊接質(zhì)量受焊錫溫度、漆包線及PCB板清潔度等因素的影響。塑封結(jié)構(gòu)外置驅(qū)動無刷直流電機(jī)受設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的局限，插針與PCB板焊接有效面積小，操作一致性差，有導(dǎo)致虛焊的隱患。

2. 外置驅(qū)動無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案設(shè)計(jì)與實(shí)施

1）鐵殼結(jié)構(gòu)外置驅(qū)動直流電機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化[1]：結(jié)合電機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝，再從交流異步電機(jī)焊接工藝上考慮，將原來采用PCB板過渡焊接工藝優(yōu)化成引出線與漆包線浸錫焊接工藝，取消PCB板焊接。優(yōu)化前后工藝對比：

優(yōu)化前，外置驅(qū)動直流電機(jī)內(nèi)部焊接方式：1）、直流電機(jī)定子進(jìn)行浸漆；2）、將采購的引出線與PCB板焊接的制品固定在繞組骨架上；3）、采用電烙鐵焊接工藝將三相繞組的抽頭線分別焊接在PCB板對應(yīng)的U、V、W上；

優(yōu)化后，外置驅(qū)動直流電機(jī)內(nèi)部焊接方式：1）、直流電機(jī)定子進(jìn)行浸漆；2）、采用浸錫工藝將引出線與漆包線進(jìn)行焊接，用無紡布膠帶將焊點(diǎn)包裹；3）、引出線穿入絕緣套管在定子槽內(nèi)纏繞一圈，使用線扎將三根引出線進(jìn)行固定；

2）塑封結(jié)構(gòu)外置驅(qū)動直流電機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化[2]：塑封結(jié)構(gòu)外置驅(qū)動直流電機(jī)采用PCB板與插針過渡焊接，因PCB板為單面沉銅板，插針長度設(shè)計(jì)不足，焊接時(shí)焊錫與插針沒有充分融合，經(jīng)振動后焊點(diǎn)松動導(dǎo)致電機(jī)不運(yùn)行或缺相運(yùn)行。優(yōu)化前后工藝對比：

優(yōu)化前，塑封結(jié)構(gòu)外置驅(qū)動直流電機(jī)內(nèi)部焊接方式：1）、引出線與PCB板過渡焊接；2）、帶引出線焊接的PCB板定位孔套在插針上；3）、員工用手按住PCB板將插針與PCB板進(jìn)行焊接；

優(yōu)化后，塑封結(jié)構(gòu)外置驅(qū)動直流電機(jī)內(nèi)部焊接方式：1）、引出線集中壓接圓形端子；2）、將圓形端子套在插針上；3）、將插針與圓形端子進(jìn)行有效焊接。

通過對家用電機(jī)外置驅(qū)動無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，優(yōu)勢如下：1）、解決了漆包線、引出線與PCB板虛焊問題；2）、解決了PCB板與插針虛焊問題；3）、解決了生產(chǎn)成本，提高工作效率，也是外置驅(qū)動無刷直流電機(jī)生產(chǎn)工藝的重大變更。

3.結(jié)論

1） 鐵殼結(jié)構(gòu)外置驅(qū)動無刷直流電機(jī)因采用傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，引出線、漆包線與PCB板采用電烙鐵進(jìn)行焊接，受焊接溫度、漆包線抽頭和PCB板清潔度、員工操作一致性的影響，有產(chǎn)生批質(zhì)量問題的隱患。采用引出線與漆包線浸錫直接焊接，取消PCB板過渡焊接，有效保證焊接質(zhì)量，不僅解決虛焊問題，還節(jié)約了生產(chǎn)成本。

2） 塑封結(jié)構(gòu)外置驅(qū)動無刷直流電機(jī)因受設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)因素的制約，員工操作一致性差，PCB板與插針有效接觸面積小，焊接時(shí)有虛焊的隱患。采用引出線集中壓接圓形端子，再將端子卡在插針上進(jìn)行焊接，保證焊接牢固，取消PCB板過渡焊接，不僅解決虛焊問題，還節(jié)約了生產(chǎn)成本。