CN100584154C - 波动焊槽 - Google Patents

Abstract

现有的波动焊槽，是混有氧化物的熔融焊料被从导管的吸入口吸入到导管内，再经喷流嘴喷出后附着在印刷基板上。本发明的波动焊槽是在与泵设置侧相反一侧上设置氧化物积存处，在喷流嘴的侧面上安装槽，用该槽拦截泵侧。而且，在氧化物积存处的中间位置旋转自由地设有多孔板，该多孔板上贯穿设置多个孔。

Description

波动焊槽

技术领域

本发明涉及一种使熔融焊料喷流，并使喷流的熔融焊料与印刷基板接触，使焊料附着在印刷基板上的波动焊槽。

背景技术

对组装到电视机、录像机等家用电器中的印刷基板进行钎焊时，一般采用适于大量生产的流动(flow)法。所谓流动法是指通过自动钎焊装置进行钎焊的方法。流动法采用的自动钎焊装置中设置有焊料涂敷器、预热机、波动焊槽、冷却机等处理设备，在这些处理设备上设置有用于搬运的传送带。钎焊印刷基板时，印刷基板被搬运用输送带固定在所述处理装置上，并在其上运动，同时通过焊料涂敷器涂布焊药，通过预热器进行预备加热，通过波动焊槽进行焊料的附着，通过冷却机进行冷却。

在印刷基板的钎焊中，各个处理装置不能进行合理的处理时，会产生钎焊不良。特别是在波动焊槽中，存在因焊料的氧化物(以下简称为“氧化物”)附着在印刷基板上而引起问题的情况。即、氧化物附着在印刷基板上时，印刷基板自身的美观性变差，不仅使其商品价值下降，而且当氧化物附着在邻接的钎焊部位之间时，会成为绝缘电阻下降和短路的原因，导致严重妨碍电器产品的性能。因此，在波动焊槽中不能使氧化物附着在印刷基板上。

在波动焊槽中进行印刷基板的钎焊时，氧化物附着在印刷基板上的原因在于，氧化物被喷流泵吸入后，与喷流嘴喷流的熔融焊料一起产生喷流而附着在印刷基板上。对此进行更详细地说明的话，就是在波动焊槽中喷流嘴喷流的熔融焊料经常保持洁净的状态，但此时熔融焊料与空气中的氧气结合后会产生氧化物。由于氧化物的比重小于熔融焊料，会浮游在喷流嘴的周围。如果氧化物仅是这样浮游着，其不会被下方的喷流泵吸入。这是因为喷流泵被设置在波动焊槽的下方，且在多数波动焊槽中喷流泵的吸入口朝下，比重轻的氧化物不会沉降到吸入口附近。然而，浮游在熔融焊料的液面上的氧化物被设置在下放的喷流泵吸入，这些氧化物从喷流泵出来后会附着在印刷基板上。原因在于，在波动焊槽中，熔融焊料从喷流嘴喷流后，落到熔融焊料中沉入底部，此时浮游在其表面上的氧化物被卷入，随之沉入到下方深处，该氧化物与熔融焊料一起被喷流泵吸入后又从喷流嘴喷流。

至今为止，提出了多种在波动焊槽中不使氧化物附着在印刷基板上的有关波动焊槽的方案。本申请的申请人在实开平7-42324号(特许文献1)中提出的波动焊槽，是在喷流嘴的侧面上设置槽，在与喷流泵相反的一面上形成贮留槽，在该贮留槽和槽主体之间设置网或多孔隔板而成的。在特许文献1的波动焊槽中，从喷流嘴喷流的熔融焊料不下落到波动焊槽主体的熔融焊料中，由于被沟槽盛接，氧化物不会沉入到熔融焊料中。另外，在该波动焊槽中，使沟槽盛接的喷流的熔融焊料流入到贮留槽中，且在贮留槽和喷流泵一侧之间设有由金属网或多孔板等形成的隔板，因此用该隔板可以滤除氧化物。

同样在本申请的申请人提出的实开平6-23663号(特许文献2)中提出的波动焊槽，是设置贮留槽并在槽主体内设置由金属网或多孔板等构成的隔板，同时再在贮留槽中设置网或多孔板构成的筐子而成的。在该波动焊槽中，通过筐子和隔板对积存在贮留槽中的氧化物进行滤除，仅使熔融焊料通过。如果被筐子滤除的氧化物积存在贮留槽中的话，还可以将筐子取出到波动焊槽外而对氧化物进行废弃。

另外，在实开昭58-76375号(特许文献3)中公开的波动焊槽，其构造为：在主体中设置板状的隔板，其上部突出到熔融焊料的液面之上，下部呈连通状态，对喷流嘴和喷流泵的设置空间进行划分。特许文献3的波动焊槽的特征在于，通过隔板阻止喷流嘴周围产生的氧化物浮游在熔融焊料的液面上并移动到喷流泵侧。

特许文献1：实开平7-42324号公报

特许文献2：实开平6-23663号公报

特许文献3：实开昭58-76375号公报

在特许文献1的波动焊槽，即在喷流嘴的侧面上设置槽，在贮留槽和槽主体之间设置由金属网或多孔板构成的隔板的波动焊槽中，因为该隔板阻止氧化物的移动，所以氧化物不会被吸入到喷流泵中。然而，在设置了隔板的波动焊槽中，氧化物会附着在隔板上，产生堆积后与隔板脱离从而被喷流泵吸入。因此必须定期去除附着在隔板上的氧化物。但隔板上的氧化物的去除作业不仅非常费事，而且不能完全去除。即设置隔板的波动焊槽，由于隔板被设在熔融焊料中，因此氧化物的去除必须在摸索状态下进行。这里进行的氧化物去除作业，必须将长尺状的刮刀从熔融焊料的液面上插入，用该刮刀刮擦隔板以去除附着在隔板表面上的氧化物，但由于从上方无法看清熔融焊料中的情况，因此难以完全去除氧化物，而且去除作业非常危险，会出现因刮刀溅出的熔融焊料飞溅到操作者身上的情况。

另外，在特许文献2中，在贮留槽中沉入由金属网或多孔板制成的筐，用筐滤除漂浮在贮留槽上的氧化物，然后将筐取出到波动焊槽的外面，将氧化物废弃到规定的废弃用容器中。此时，为了去除附着在筐表面上的氧化物，通常采用将筐在废弃用容器上磕碰、撞击筐子或用刮刀刮除的方法。但由于将筐取出到外面后筐子和氧化物被冷却，缠绕在筐的金属网或多孔板上的氧化物变硬，采用撞击或刮擦的方法难以去除氧化物。另外，与特许文献1同样，特许文献2的波动焊槽中的隔板也会附着氧化物，必须定期进行去除，因此同样费工并伴随危险。

再者，在特许文献3的波动焊槽中，因为在熔融焊料的液面上设有板状的隔板，所以浮游在熔融焊料液面上的氧化物被该隔板拦阻而不会向喷流泵方向移动。然而，在该波动焊槽中波动焊槽中，熔融焊料从喷流嘴喷流后下落时，会将位于喷流嘴周围的氧化物卷入后沉降，然后被喷流泵吸入。再者，在该波动焊槽中，熔融焊料的液面上积存多量的氧化物时，会出现氧化物从波动焊槽溢出洒落到外面的情况。当氧化物从波动焊槽洒落时，会出现烧焦自动钎焊装置的配线或作业场地板的问题，或者洒落后飞溅到操作者的身上而导致烧伤。

在贮留槽和槽主体之间设置由金属网或多孔板构成的隔板时，确实能够通过该隔板滤除氧化物不使其移动到喷流泵一侧，但氧化物会附着在隔板上，导致去除时非常费工并伴随危险。因此，本发明的发明人员对无需设置隔板也能使氧化物不移动到喷流泵一侧的方法进行了深入研究。结果发现当熔融焊料从喷流嘴落下时，落下位置的熔融焊料中存在缓冲物的话，落下的熔融焊料不会下沉到该缓冲物的下方，其结果是，即使落下的熔融焊料中混入有氧化物，该氧化物也不会下沉，因此不会被喷流泵吸入。从而完成本发明。

发明内容

本发明是在主体内设有喷流嘴和喷流泵的波动焊槽，其特征在于，在作为喷流泵的设置位置相反一侧位置的主体端部上设有氧化物积存处，还在喷流嘴的侧面安装有喷流泵一侧被挡住的槽，而且在槽出口处的氧化物积存处中设置多孔板，使其没入到熔融焊料的液面下，该多孔板的一端被旋转自由地安装在喷流嘴或主体上，并且在多孔板的另一端上安装有杆，该杆突出到熔融焊料的液面上，所述槽倾斜，该倾斜向着氧化物积存处侧变低。

在本发明的波动焊槽中，因为在喷流嘴的侧面上设有槽，从喷流嘴喷流后的熔融焊料下落到槽中而不会直接下落到喷流嘴周围的熔融焊料中，所以不会出现喷流时氧化物漂浮在喷流嘴周围的情况。因此，在本发明的波动焊槽中，即使熔融焊料从喷流嘴喷流后强势下落，由于下落到槽中，不会出现在喷嘴周围氧化物沉入到下方深处的情况，当然也不会被设在下方的泵吸入。

另外，在本发明的波动焊槽中，因为对设置在喷流嘴的侧面上的槽的泵一侧进行了拦截，混有氧化物的喷流后的熔融焊料全部流入到较泵设置位置更远的氧化物积存处中，在氧化物积存处，氧化物即使沉入很深也不会被泵吸入。将氧化物积存处一侧降低，使该槽具有一定的倾斜时，氧化物便不会滞留在槽内而流入到氧化物积存处。

再者，在本发明的波动焊槽中，因为在作为氧化物积存处的熔融焊料中设有多孔板，从槽流入氧化物积存处中的混有氧化物的熔融焊料的流入势能受到多孔板的缓冲而消失，结果氧化物不会沉降到较多孔板更低的下方，也不会被泵吸入。

而且，在本发明的波动焊槽中，多孔板被旋转自由地设置在主体或喷流嘴上。即是氧化物附着在多孔板上，只要使多孔板在熔融焊料中沿上下方向往复运动，就可以容易地除去附着在多孔板上的氧化物。去除的氧化物会漂浮在熔融焊料之上，通过收集可以对其进行去除。如此，在本发明的波动焊槽中，不仅可以容易地去除附着在多孔板上的氧化物，也不会出现熔融焊料飞溅造成危险的情况。

附图说明

图1是对本发明的波动焊槽的一部分进行剖开后的立体图；

图2是在二次喷流嘴的沟槽部分进行切断后的正面截面图；

图3是在氧化物积存处的部分进行切断后的侧面截面图；

图4是从侧面截面图看到的氧化物的流向的说明图。

符号说明

1波动焊槽

2主体

3一次喷流嘴

4二次喷流嘴

5熔融焊料

18、19、20槽

21槽出口

22多孔板

26杆

具体实施方式

本发明的波动焊槽中的多孔板的设置位置，即从熔融焊料的液面起的设置位置优选为10～200mm。多孔板的设置位置到熔融焊料的液面为止的距离小于10mm时，从槽流下的熔融焊料被多孔板反弹后产生氧化物，另外从槽流下的熔融焊料，以具有势能的状态通过多孔板的孔，与氧化物一起沉向下方而被喷流泵吸入。另一方面，当多孔板的设置位置到液面为止的距离大于200mm时，从槽流下的熔融焊料在到达多孔板之前移动到喷流泵一侧而导致氧化物被喷流泵吸入。

另外，设在本发明的波动焊槽中的多孔板的孔径优选为2～10mm。多孔板的孔径小于2mm时，氧化物容易产生附着，很快出现堵塞现象。可是当该孔径大于10mm时，从槽强势流下的熔融焊料以具有势能的状态通过多孔板的孔后沉入深处，氧化物也随之深沉而被喷流泵吸入。

以下根据附图对本发明的波动焊槽进行说明。图1是对本发明的波动焊槽的一部分进行剖开后的立体图；图2是在二次喷流嘴的沟槽部分进行切断后的正面截面图；图3是在氧化物积存处的部分进行切断后的侧面截面图；图4是从侧面截面图看到的氧化物的流向的说明图。

波动焊槽1的主体2呈无盖箱状，在主体内部按照未图示的印刷基板的前进方向(箭头A)依次设有一次喷流嘴3和二次喷流嘴4(也有将一次喷流嘴和二次喷流嘴统合后简称为“喷流嘴”的情况)，另外在主体内装有熔融焊料5。装在主体内的熔融焊料5由未图示的电热加热器保持在熔融状态，并且被保持在规定的温度。在一次喷流嘴3的上部贯穿设置有多个喷出孔6…，这是为了使喷流的熔融焊料处于粗糙状态，而使熔融焊料进入到印刷基板的通孔和电子部件的角落部。因为从一次喷流嘴喷流的熔融焊料呈凹凸不平的粗糙状态，导致在钎焊部产生拉尖和桥接等不良现象。因此，通过从二次喷流嘴喷流的稳定的熔融焊料对这些钎焊不良进行修正。二次喷流嘴4的喷流口宽，在该喷流口上安装有前形成器(frontformer)7，该前形成器7朝向印刷基板的进入侧弯曲，在印刷基板的退出侧上安装有形成宽平面的后前形成器(rear former)8，所以从这里流出的熔融焊料呈平稳的状态，对一次喷流嘴的钎焊中产生的拉尖和桥接进行修正。另外，在一次喷流嘴3和二次喷流嘴4的两端，安装有不使从喷流嘴喷流的熔融焊料向横向流出的侧板9、10、11。

一次喷流嘴3和二次喷流嘴4分别被安装在导管12、13的上部。在这些导管12、13的端部上设有喷流泵14，在成为喷流泵的下部位置的导管13上贯穿设置有吸入口15。在喷流泵14的上部中央固定有轴16，该轴贯通导管12、13的顶面，其上部突出到熔融焊料5的液面上。在轴16的上端安装有未图示的滑轮，该滑轮与未图示的电动机联动，主体2的设有喷流泵14的一侧和作为相反一侧的部分形成氧化物积存处17。

在一次喷流嘴3的两侧安装有槽18、19，在二次喷流嘴4的两侧安装有槽19、20。槽19为一次喷流嘴3和二次喷流嘴4共通的槽。这些槽倾斜，该倾斜向着氧化物积存处17的方向变低，倾斜的高端部被侧板11拦截。这些槽18、19、20的出口21…位于氧化物积存处17中。

在氧化物积存处17中，在较槽18、19、20的出口21…更下方的熔融焊料中旋转自由地设置有多孔板22。该多孔板上贯穿设置有多个孔23…。多孔板22的设置状态是在多孔板的一端上固定圆棒24，该圆棒被旋转自由地安装在保持片25、25上，该保持片25、25被固定在主体2的内侧侧壁上。另外，在多孔板22的另一端上垂直设置有杆26。杆26的上部在较主体2更上方的位置向主体2的外部方向屈曲，朝箭头方向扳起时，多孔板22向图3的点划线方向旋转。

其次，对上述构成的波动焊槽中的熔融焊料的喷流状态进行说明。使未图示的电动机驱动时，与该电动机联动的轴16产生旋转，固定该轴的喷流泵14也随之产生旋转。于是喷流泵14通过导管13的吸入口15将位于导管13下部的熔融焊料5吸入到导管内，沿图2箭头所示方向送入到导管13的深处。被送入到导管13深处的熔融焊料变为向上方流动，通过设在导管13上部的喷流嘴3、4进行喷流。此时虽未图示，但因为在一次喷流嘴3中多个喷出孔6…喷出熔融焊料，形成凹凸不平的粗糙的喷流，在二次喷流嘴中，由于喷流口宽而形成平稳的喷流。从喷流嘴喷出的熔融焊料，与空气接触后可以形成氧化物，混入到喷流后的熔融焊料中。

因为在喷流嘴的侧面上安装有槽18、19、20，所以从喷流嘴喷出的熔融焊料下落到这些槽中，沿着槽的倾斜流入氧化物积存处17。流入氧化物积存处17的混入氧化物的熔融焊料，以从沟槽18、19、20流下的势能沉入氧化物积存处的熔融焊料中。然而，由于在氧化物积存处17的中间位置设有多孔板22，所以沉向下方的熔融焊料被该多孔板缓冲后失去势能。于是熔融焊料沉向下方的势能消失，混入到熔融焊料中的比重轻的氧化物向上方浮起。因此，从槽流入氧化物积存处的熔融焊料，氧化物浮起到上方，只有熔融焊料通过多孔板22的多个孔23…流动到导管13的下部，经导管的吸入口15被吸入到导管内。此时在多孔板中，在缓冲沉向下方的熔融焊料的势能同时，对氧化物进行滤除。氧化物不能混入到被吸入到导管13内的熔融焊料中，当然从喷流嘴喷出的熔融焊料中也不会混入氧化物，所以与喷流的熔融焊料接触进行钎焊的印刷基板上不会附着氧化物。

如此，混有氧化物的熔融焊料被多孔板22缓冲，并且氧化物被多孔板22的多个孔23滤除，因此波动焊槽长时间运转时，如图4所示，氧化物27附着在多孔板22上形成堆积。当氧化物大量堆积在多孔板22上时，不仅会堵塞多孔板22的孔23…而妨碍熔融焊料的通过，而且还会导致氧化物与熔融焊料一起流向导管13的下方后被从吸入口15吸入到导管内。

因此，在波动焊槽中必须定期去除附着在多孔板22上的氧化物。去除附着在多孔板上的氧化物时，如图3的箭头X所示，上下运动杆26。于是多孔板22如图3的一点虚线那样一端大幅上下运动，附着在多孔板上的氧化物被熔融焊料擦划，从多孔板上脱离后浮向上方。浮到上方的氧化物，用柄勺或网等捞取后扔到规定的废弃容器中。在氧化物去除作业中，上下移动多孔板的一端时，应使其在熔融焊料中移动，不能使其露出到液面的上方。因为多孔板露出到熔融焊料的上方的话，落下多孔板时熔融焊料有飞溅的危险。

作为本发明的波动焊槽，在距离氧化物积存处的熔融焊料液面105mm的位置上设置多孔板，该多孔板上贯穿设置有多个直径为3mm的孔，另外，在喷流嘴的两侧设置具有2度倾斜角的沟槽。还有在主体内投入较现有的Pb-Sn焊料氧化更激烈的Sn-3Ag-0.5Cu的无铅焊料，对印刷基板进行钎焊。另外在钎焊作业中，每个4小时上下运动安装在多孔板上的杆，去除附着在多孔板上的氧化物。结果在本发明的波动焊槽进行的钎焊作业中，附着氧化物的印刷基板为零。另一方面，在没有设置槽和多孔板的现有的波动焊槽中，进行与上述相同的钎焊作业，结果发现多个附着氧化物的印刷基板。

现有的用于波动焊槽的焊料为锡铅合金，但铅的使用已经受到限制，近来一般采用以锡为主成分的无铅焊料。可是无铅焊料中的主成分锡容易氧化，且熔点高，因此产生的氧化物比现有的锡铅合金还多。由于在本发明的波动焊槽中，根本不会从喷流嘴中流出氧化物，因此使用无铅焊料时，会产生极优的效果。

Claims (3)

1.一种波动焊槽，其在主体内设有喷流嘴和喷流泵，其特征在于，在成为与喷流泵的设置位置相反侧的位置的主体端部设有氧化物积存处，还在喷流嘴的侧面安装有喷流泵侧被挡住的槽，而且在氧化物积存处设置多孔板，使该多孔板沉入到熔融焊料的液面下，该多孔板的一端被旋转自由地安装在喷流嘴或主体上，并且在多孔板的另一端安装有杆，该杆突出到熔融焊料的液面上，所述槽倾斜，该倾斜向着氧化物积存处侧变低。

2.根据权利要求1所述的波动焊槽，其特征在于，所述多孔板被设置在距熔融焊料的液面10～200mm的位置上。

3.根据权利要求1所述的波动焊槽，其特征在于，所述多孔板的孔径为2～10mm。

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