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電池 FPC 焊接難題如何攻克？

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人氣：67發(fā)布日期：2025-05-17 09:05【大中小】

在動(dòng)力電池的應(yīng)用領(lǐng)域，F(xiàn)PC（柔性電路板）在 pack 環(huán)節(jié)替換傳統(tǒng)線束，對(duì)電池包信息采集意義重大。隨著對(duì)動(dòng)力電池能量密度提升及輕量化的迫切需求，

FPC 的市場(chǎng)前景愈發(fā)廣闊，其具備布局規(guī)整、結(jié)構(gòu)緊湊、高度集成、超薄超柔、輕量化等優(yōu)勢(shì)，能有效監(jiān)控電芯電壓與溫度，保護(hù)動(dòng)力電池。但在電池 FPC 焊接時(shí)，卻面臨著諸多棘手難題。

在動(dòng)力電池模組 FPC 焊接中，常用的焊接材料有鎳、銅鍍鎳，主要是鎳鋁焊接，這一過(guò)程極易出現(xiàn)虛焊、焊穿、爆點(diǎn)、焊偏等問(wèn)題。首先，異種金屬熔點(diǎn)不同，低熔點(diǎn)材料熔化時(shí)，高熔點(diǎn)材料仍為固態(tài)，已熔化材料易滲入過(guò)熱區(qū)晶界，造成低熔點(diǎn)材料流失、合金元素?zé)龘p蒸發(fā)，焊縫化學(xué)成分改變，力學(xué)性能難以把控。其次，異種金屬線膨脹系數(shù)不同，熔池結(jié)晶時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大焊接應(yīng)力與變形，焊縫兩側(cè)應(yīng)力狀態(tài)不同，易致焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋，甚至使焊縫金屬與母材剝離。再者，材料熱導(dǎo)率和比熱容不同，會(huì)讓焊縫金屬結(jié)晶條件變差，晶粒粗大，影響難熔金屬的潤(rùn)濕性能。同時(shí)，異種金屬焊接易產(chǎn)生金屬間化合物，發(fā)生組織變化，導(dǎo)致焊接接頭力學(xué)性能下降，熱影響區(qū)易產(chǎn)生裂紋。而且，材料的線膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率和比熱容等熱物性參數(shù)隨溫度變化，使得激光焊接過(guò)程更為復(fù)雜。

針對(duì)這些難題，行業(yè)內(nèi)積極探索解決方案。

電池 FPC焊接時(shí)，單模激光器較易達(dá)到金屬材料熔化閾值，多模激光器則需增加輸入能量，易造成材料燒蝕及金屬間化合物產(chǎn)生，焊接效果欠佳。UW 動(dòng)力電池模組 FPC 激光焊接解決方案，其工藝流程為人工上 FPC→視覺(jué) CCD 焊接定位 (雙工位)→焊后外觀 CCD 檢測(cè)→壓降測(cè)試→NTC 測(cè)試→NG 下線。此鎳片焊接自動(dòng)線核心配置包括自制激光器、CCD 視覺(jué)定位、高精測(cè)試儀及 NTC 專用測(cè)試盒，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接、檢測(cè)、壓緊測(cè)試和 NTC 測(cè)試，將傳統(tǒng)線下性能測(cè)試融入焊接產(chǎn)線，整線效率達(dá) 15s/pcs，焊接站和 NTC 測(cè)試均為雙工位設(shè)計(jì)，還能自動(dòng)下線 NG 產(chǎn)品，有效解決行業(yè)痛點(diǎn)。

此外，還有其他新技術(shù)可用于 FPC 焊接。

電池軟板激光焊接技術(shù)通過(guò)高能激光束局部加熱熔化焊料實(shí)現(xiàn)連接，精度高、熱影響小，自動(dòng)化程度適合大規(guī)模生產(chǎn)；超聲波焊接利用高頻聲波使塑料變形熔化，無(wú)需額外焊料，能實(shí)現(xiàn)快速可靠的微型焊接；選擇性焊接針對(duì)特定區(qū)域焊接，可減少熱損傷，保證 FPC 完整與正常功能。在焊接 FPC 時(shí)，還需注意控制環(huán)境溫度和濕度，防止靜電損傷與吸濕導(dǎo)致的焊接問(wèn)題；選擇高質(zhì)量焊料和基板材料，優(yōu)化焊接溫度、時(shí)間、壓力等參數(shù)；采用 X 射線檢測(cè)、自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)（AOI）等先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)，確保焊點(diǎn)達(dá)標(biāo)，從而有效攻克電池 FPC 焊接難題。