專利名稱：焊接裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在印刷布線板等上噴涂熔融焊錫以進行焊接的噴射式的焊接裝置。
背景技術：
現(xiàn)有一種方法，該方法用于將插入印刷布線板的帶引線的電子元器件的引線焊接到印刷布線板的焊盤上。作為該焊接方法，使用將熔融焊錫噴涂到對象位置上以進行焊接的流體焊接方法。已知焊接裝置在專利文獻1、專利文獻2等中都有記載。專利文獻1所記載的焊接裝置中，被噴涂的熔融焊錫由于重力而自由下落，由此來調節(jié)離開焊接對象位置時的角度或流速，從而降低橋接現(xiàn)象及冰柱現(xiàn)象。橋接現(xiàn)象是指由于焊錫而使引線之間互相電導通的現(xiàn)象。冰柱現(xiàn)象是指焊錫以從引線下垂的狀態(tài)而發(fā)生固化的狀態(tài)。圖12表示專利文獻1的焊接裝置。熔融焊錫101在焊錫槽102中被加熱到規(guī)定的溫度，并以熔融狀態(tài)存儲在槽中。該熔融焊錫101被壓力輸送裝置和管道輸送到噴嘴本體103。從噴嘴本體103噴出的熔融焊錫101與印刷布線板104的焊盤部105和電子元器件106的引線部107接觸，由此對焊盤部105和引線部107之間進行焊接。這時，按照箭頭 F所指的移動方向來傳送印刷布線板104，印刷布線板104相對于熔融焊錫而移動，由此對印刷布線板104的整個表面進行焊接。此時，焊接中未使用的多余的熔融焊錫101成為通過后方整流板108而掉落的熔融焊錫109，并返回到焊錫槽102。后方整流板108的底端部由軸108a支撐著。通過對調整螺釘111進行調整，調整螺釘111繞著軸IlOa的周圍旋轉，以使后方整流板108的前端上升或下降。在專利文獻1中，通過用調整螺釘111對后方整流板108的傾斜進行調整，以使得掉落的熔融焊錫109的流速、與印刷布線板104的傳送速度之間的相對速度成為零，從而降低橋接現(xiàn)象及冰柱現(xiàn)象。專利文獻2所記載的焊接裝置中，通過強制地吸入對印刷布線板104噴涂的熔融焊錫，從而降低橋接現(xiàn)象及冰柱現(xiàn)象。圖13表示專利文獻2的焊接裝置。利用噴嘴本體203，將由泵201進行壓力輸送來的熔融焊錫101噴涂到印刷布線板 104上。另外，在噴嘴本體部203內，利用文丘里形成板202，分成在通過文丘里形成板202 的上表面之后被后方噴流引導板206引導而流向文丘里部205的支流、和通過文丘里形成板202的下表面而流向文丘里部205的支流。留在印刷布線板104的引線部107上的多余的熔融焊錫101不僅會因重力作用而自由落體地掉下，還會因與從文丘里通路204掉落的熔融焊錫109匯合而被牽引，從而能夠提高流速。因此，在專利文獻2中，提高從引線部107 吸取多余的熔融焊錫101的力，從而降低橋接現(xiàn)象及冰柱現(xiàn)象。專利文獻專利文獻1 日本專利特許第2757389號公報
專利文獻2 日本專利特許第3628490號公報

發(fā)明內容
然而，在專利文獻1的結構中，不能取下留在引線部107上的多余的焊錫。另外， 在專利文獻2的結構中，由于需要在噴嘴本體部203內設置文丘里形成板202，所以噴嘴的
結構會變得復雜。本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠降低橋接現(xiàn)象及冰柱現(xiàn)象、且結構簡單的焊接
直ο本發(fā)明的焊接裝置具有焊錫槽，該焊錫槽收納熔融焊錫；噴嘴，該噴嘴將由所述焊錫槽內所供應的熔融焊錫噴出；以及焊錫牽引構件，該焊錫牽引構件安裝在所述噴嘴的噴出口，所述焊錫牽引構件的表面利用比所述噴嘴的表面具有更好浸潤性的材料來構成。根據(jù)本發(fā)明，能夠增加焊錫離開焊接對象位置時的力，從而能夠減少橋接現(xiàn)象和冰柱現(xiàn)象。


圖1是本發(fā)明實施方式1中的焊接裝置的截面圖。圖2是本實施方式1的噴嘴附近的細節(jié)圖。圖3(a)是本實施方式1的噴嘴的分解立體圖，(b)是本實施方式1的焊錫牽引構件的分解立體圖，(c)是本實施方式1的噴嘴的前端部的放大圖，(d)是本實施方式1的焊接裝置的噴嘴的平面圖。圖4是表示本實施方式1的焊接軌跡的圖。圖5是本發(fā)明實施方式2的焊接裝置的噴嘴的前端部的放大圖。圖6是本發(fā)明實施方式3的焊接裝置的噴嘴的前端部的放大圖。圖7是本發(fā)明實施方式4的焊接裝置的噴嘴的前端部的放大圖。圖8是本發(fā)明實施方式5的焊接裝置的噴嘴的前端部的放大圖。圖9(a)是本發(fā)明實施方式6的焊接裝置的噴嘴的平面圖，(b)是本實施方式2的焊接裝置的截面圖。圖10(a)是本實施方式6的焊接裝置的動作示例的第一說明圖，(b)是本實施方式2的焊接裝置的動作示例的第二說明圖。圖11 (a)是本實施方式6的防護罩的立體圖，(b)是本實施方式2的防護罩的平面圖。圖12是表示專利文獻1中所記載的焊接裝置的圖。圖13是表示專利文獻2中所記載的焊接裝置的圖。
具體實施例方式下面，根據(jù)附圖對本發(fā)明的各個實施方式進行說明。另外，在下面的說明中，對于相同的結構標有相同的標號，適當?shù)厥÷云湔f明。(實施方式1)利用圖1至圖3，說明本發(fā)明實施方式1的焊接裝置。在這些附圖中，XYZ軸如圖所示，圖中的對應關系也有明確的標注。在圖1中，積存在焊錫槽102中的熔融焊錫101，由構成壓力輸送裝置的螺旋槳驅動電動機305和螺旋槳301進行加壓，通過供應管道302，被輸送到安裝于該供應管道302 的前端的噴嘴303。然后，熔融焊錫101從噴嘴303的開口噴出。從噴嘴303噴出的熔融焊錫101對印刷布線板104的焊接部位進行焊接，多余的熔融焊錫101返回到焊錫槽102。通過鏈條306和旋轉軸307來傳遞螺旋槳驅動電動機305的旋轉動作，對螺旋槳 301進行旋轉驅動。旋轉軸307具有供應惰性氣體308的供應口 309。供應給供應口 309 的惰性氣體308沿著旋轉軸307供應給熔融焊錫101的上表面，以對旋轉軸307進行冷卻。 供應給熔融焊錫101的上表面的惰性氣體308能夠防止以自由旋轉的方式支持該旋轉軸 307的軸承(未圖示)的劣化，并且還能夠抑制熔融焊錫101的上表面產生氧化物。作為惰性氣體308，如果氣體的純度不足99. 9%，則氧化物的抑制效果較低。因此，在本實施方式 1中，使用純度為99. 9%以上的氮氣(N2)。焊錫槽102的上表面開口除了供應管道302所突出的部分以外，由蓋子300來進行封閉。在供應管道302的從焊錫槽102突出的部分的外周，空開通路304來設置加熱部 311。加熱部311內置有加熱器310。從外部供應給加熱部311的下部的惰性氣體308由加熱器310來進行加熱，被加熱的惰性氣體312從形成于加熱部311的上部的內側的開口 299 向噴嘴303的周圍放出。如圖2所示，惰性氣體312利用包圍噴嘴303的防護罩313A來引導吹出的方向，同時向著印刷布線板104放出，從而抑制從噴嘴303噴出的熔融焊錫101的氧化。另外，在流體焊接中，維持焊錫溫度、以及抑制氧化物的生成都是非常重要的。因此，由加熱部311對惰性氣體進行加熱后再進行供應，由此能夠減少噴嘴303的溫度下降， 從而實現(xiàn)抑制氧化物混入熔融焊錫101中的功能。具體而言，在本實施方式1中，由于如果惰性氣體312的溫度不到加熱焊錫槽102的溫度，則不能防止溫度下降，因此將惰性氣體 312的溫度設定在焊錫槽102的加熱溫度以上。如圖2所示，在本實施方式1的焊接裝置中，利用從噴嘴303噴出的熔融焊錫101， 對印刷布線板104的焊盤部105與電子元器件106的引線部107之間進行焊接。這時，在對印刷布線板104進行焊接的同時，相對于噴嘴303、沿著箭頭F的方向(印刷布線板的傳送方向)來傳送該印刷布線板104。如圖3(a)所示，在噴嘴303的噴出口 601上形成切口 303A。該切口 303A被設置在印刷布線板104的傳送方向的前方。也就是說，對于印刷布線板104的傳送，如果考慮到噴嘴303與印刷布線板104相對地移動，則要將切口 303A形成在噴嘴303的移動后方。而且，對于該噴嘴303的切口 303A，以能夠自由安裝拆卸的方式安裝有焊錫牽引構件402。利用比噴嘴303表面的材質具有更好的熔融焊錫的浸潤性的材料，來形成焊錫牽引構件402。這里，所謂熔融焊錫的浸潤性好，是指熔融焊錫容易浸潤，且容易擴散。因此，在圖3(a)所示的本實施方式1的結構中，比起噴嘴303，焊錫牽引構件402更容易使熔融焊錫流動。結果，使得熔融焊錫被焊錫牽引構件402牽引。另外，在噴嘴303是不銹鋼(SUS316 等)的情況下，作為焊錫牽引構件402的一個具體的例子，能夠使用含有鐵成分在99%以上的純鐵等原材料。另外，當噴嘴303是鈦的情況下、或者噴嘴303在不銹鋼的表面進行氮化處理的情況下，也能夠采用含有鐵成分在99%以上的純鐵等的焊錫牽引構件402。
在本實施方式1的結構中，由于比起噴嘴303，熔融焊錫更會被焊錫牽引構件402 牽引，因此僅通過更換焊錫牽引構件402，就能夠延長噴嘴303的耐用時間。這里，圖3(c)表示本實施方式1的噴嘴的前端部的放大圖。如圖3(c)所示，在本實施方式1中，焊錫牽引構件402相對于垂直方向即熔融焊錫的噴流方向的傾斜角度為 Θ1，將θ 1設定為15°。該傾斜角度θ 1是熔融焊錫容易流到焊錫牽引構件402、且不易溢出的角度。另外，若考慮到由于傾斜而使熔融焊錫容易流出，則希望將θ 1設定在15°以上，但是只要使得Θ1至少大于0°，則認為就能夠使熔融焊錫較易流出。另外，在一般的焊接裝置的結構中，如果該傾斜角度θ 1大于30°，則由于噴嘴303的截面面積會變大，因此可能使裝置變大。所以，在本實施方式1中，將傾斜角度Θ1設定為0° < Θ1<30° (優(yōu)選為15°彡θ 1彡30° )。在焊錫牽引構件402的下部形成臂402Α，以使其從兩側包圍住噴嘴303。在焊錫牽引構件402的上部形成彎曲部402Β，該彎曲部402Β與噴嘴303的切口 303Α相卡合。焊錫牽引構件402如圖3 (a)的虛線所示，使彎曲部402B與噴嘴303的切口 303A相卡合，且利用螺栓502將貫穿設置于焊錫牽引構件402的臂402A上的孔402C與噴嘴303的螺孔501 擰緊，以進行安裝。如上所述，將彎曲部402B卡合到噴嘴303的切口 303A中的結構，能夠容易進行更換，且能夠維持更換后的性能。另外，圖3(a) (b)揭示了為了容易更換的一個例子，在滿足本發(fā)明目的的情況下， 也可以將焊錫牽引構件設置成圖(a) (b)所示的形態(tài)以外的形態(tài)。例如，在本實施方式1中， 雖然利用將彎曲部402B與噴嘴303的切口 303A相卡合的結構，能夠實現(xiàn)對焊錫牽引構件 402的安裝位置的重復性，但是也可以采用這樣的結構，即在噴嘴303的一部分上設定基準位置，在將焊錫牽引構件402與該基準位置進行位置對準后，用螺釘固定住。設定噴嘴303的安裝方向，以使得切口 303A向著印刷布線板104的傳送方向F的下游一側。從噴嘴303吹出的熔融焊錫101如圖2所示，與印刷布線板104的背面接觸以用于進行焊接，剩余的熔融焊錫101幾乎全部從噴嘴303與焊錫牽引構件402的間隙流下到焊錫牽引構件402的上面，從而返回焊錫槽102。這里，詳細地說明焊錫牽引構件402的作用。與印刷布線板104的背面接觸再返回焊錫槽102的熔融焊錫101受到重力的影響，會產生向下方流動的力。由于焊接對象物的表面積越大，則引線部107及焊盤部105的熱容量越大，因此熔融焊錫101較難掉下。因而，在焊接對象物的表面積較大的情況下，容易引起橋接現(xiàn)象、冰柱現(xiàn)象。因此，在本實施方式1中，在噴嘴303的傳送方向F的下游一側的切口 303A上，設置焊錫牽引構件402。準備焊錫牽引構件402，在切口 303A上設置該焊錫牽引構件402，其中，該焊錫牽引構件402以比噴嘴303的表面材質具有更好的熔融焊錫的浸潤性的材料來形成的。由此，如圖2所示，對掉落到易浸潤的焊錫牽引構件402上的熔融焊錫不僅施加重力，還施加來自焊錫牽引構件402的表面張力。因此，對于來自引線部107及焊盤部105的多余的熔融焊錫101，能夠以因重力而產生的落下力要大的力強制地使其流下以除去。由此，焊接對象物的表面積較大、且引線部107及焊盤部105的熱容量較大的情況下，相比于不設置焊錫牽引構件402的情況，能夠防止橋接現(xiàn)象和冰柱現(xiàn)象的發(fā)生。對于焊錫牽引構件402和噴嘴303的切口 303A進行具體的說明。
6
若從X軸看到的噴嘴303的切口 303A是四邊形，則通過將一條邊或兩條邊中的全部或一部分切除，會產生使熔融焊錫的流動為一定的效果。另外，如果切掉超過噴嘴303的吹出口的整個周長的1/2的長度，則會使熔融焊錫101的流動變得不穩(wěn)定。如果切口長度過短，熔融焊錫101的流動也會變得不穩(wěn)定。在本實施方式1中，由于如圖3(d)所示，在噴嘴303的截面中，設定X軸方向的長度Lx = 5mm，Y軸方向的長度Ly = 18mm，由此，為了使熔融焊錫101的流動穩(wěn)定化，必須使切口長度Lc在3mm以上。而且，該切口長度Lc可以根據(jù)噴嘴的截面的大小來適當?shù)卦O計。另外，在本實施方式1的噴嘴303中，如果切口 303A的切口高度H比噴出口的表面低0.5mm，則熔融焊錫101的流動為一定。雖然該切口高度H可以根據(jù)從噴嘴噴出熔融焊錫的噴出高度來改變所希望的值，但是優(yōu)選為0. 3mm以上且0. 7mm以下。另一方面，在一般的噴嘴中，如果高度方向的切口深度過深，則熔融焊錫101會達不到印刷布線板104。因此，噴嘴303的切口高度H必須在5mm以下。在本實施方式1中，如圖3(d)所示，將噴嘴303的噴出口 601的形狀設置為具有倒角的四邊形。而且，僅在噴出口 601的長邊的一條邊上形成四邊形的切口 303A，該切口 303A在高度方向上下降0. 5mm。作為噴嘴303的噴出口 601的形狀，除了如圖3 (d)所示的具有倒角的四邊形以外，還可以考慮圓形、四邊形。然而，在圓形的噴出口中，由于熔融焊錫的噴出面積變小，所以效率會變差。另外，在四邊形的噴出口中，可能熔融焊錫較難從噴出口的角落流出。因此，在本實施方式1中，如圖3(d)所示，采用具有倒角的四邊形。然而， 如果事先考慮到這些情況，則噴出口的形狀也能采用圓形、四邊形。關于以上所說明的焊錫牽引構件402的配置，進行了具體的實驗來驗證其效果。 下面對該實驗進行說明。在本實施方式1中，作為在焊接中通常使用的焊錫，使用熔融了的260°C的 Sn-3.0% Ag-O. 5% Cu的無鉛焊錫，在純度為99. 9%以上的氮氣氣體氛圍中進行了實驗。 具體而言，進行了如下實驗即在相對于重力方向傾斜30度的各種金屬板上使熔融焊錫流動。作為實驗的方法，是根據(jù)熔融焊錫的流動是沿著金屬板的表面流動、或者熔融焊錫的流動不是沿著金屬板的表面流動，來評價該金屬板的浸潤性。另外，關于熔融焊錫的流動不是沿著金屬板的表面而流動的這一點，由于發(fā)明人考慮到是因為受到熔融焊錫表面張力的影響，因此，也考慮到對于表面張力完全不同的熔融焊錫，會得到不同的結果。而且，通過使熔融焊錫在該金屬板上流動較長時間，來確定金屬板表面的消耗狀態(tài)，從而對該金屬板的消耗性進行了評價。結果可知，在金屬板為鎳、銅、純鐵(純度為99.9% )、SPCC(鐵成分為99%以上) 的情況下，在開始流動的初始狀態(tài)下沿著金屬板的表面流動，而且維持這種狀態(tài)。另外，在金屬板為鈦、SUS304、SUS316的情況下，能夠確認從開始流動的初始狀態(tài)起就不沿著金屬板的表面流動。也就是說可知，從熔融焊錫的流動穩(wěn)定化的觀點來看，優(yōu)選在焊錫牽引構件 402中使用鎳、銅、純鐵(純度為99. 9% )、SPCC(鐵成分為99%以上)。另外，在消耗性方面，在金屬板為鎳和銅的情況下，厚度為0. 3mm的板在5分鐘內被熔融，與此不同的是，在金屬板為純鐵和SPCC的情況下，即使放置1個小時，也不會發(fā)生熔融。也就是說可知，從焊錫牽引構件402的消耗性的觀點來看，優(yōu)選為純鐵和SPCC。在本實施方式1中，作為焊錫牽引構件402的材料，還考慮到材料是否容易得到，而使用SPCC。再有，當對焊錫牽引構件402使用SPCC的情況下，如果維持原樣，則較難發(fā)揮初始狀態(tài)的浸潤性。由此，在本實施方式1中，通過對SPCC的焊錫牽引構件402實施鍍焊錫，從而實現(xiàn)浸潤性。另外，作為噴嘴303，使用不銹鋼(SUS316等)、或者對不銹鋼的表面進行氮化處理后得到的材料、或者鈦來制成。本實施方式1中所使用的SPCC是冷軋鋼板，該冷軋鋼板的材料的化學成分是碳在 0. 15%以下、錳在0.6%以下、磷在0. 以下、硫在0. 05%以下、且鐵成分在99. 以上。 上述化學成分是根據(jù)JIS標準得到的。另外，即使使用浸潤性較好的鎳或銅，在較短時間內，也能夠得到相同的效果。然而，如果焊錫牽引構件402太容易浸潤，則考慮到焊錫牽引構件402會熔于熔融焊錫101，從而不能長期維持性能。因此認為，鎳或銅并不適合于本實施方式1的焊錫牽引構件402。接著，說明用加熱部311進行加熱后的惰性氣體312的作用。用加熱部311的加熱器310對由外部所供應的惰性氣體308進行加熱，使其成為惰性氣體312。然后，被加熱后的惰性氣體312從噴嘴303的周圍的通路304中向著上方一側吹出。向著上方一側吹出的惰性氣體312利用防護罩313A的防護罩肩部403，不僅集中在噴嘴303的前端附近，也集中在印刷布線板104的接合對象部位附近。集中在印刷布線板104的接合對象部位附近的惰性氣體312能夠實現(xiàn)在進行焊接前提前對印刷布線板104 進行加熱的功能。作為用加熱器310的加熱溫度，如果低于加熱焊錫槽102的溫度，則不能防止溫度下降。因此，將用加熱器310的加熱溫度設定在焊錫槽102的加熱溫度以上，但是如果加熱溫度過高，則明顯會對印刷布線板104造成熱損傷。因此，加熱器310的加熱溫度優(yōu)選設定為大于焊錫槽的加熱溫度、且在400°C以下。在本實施方式1中，將焊錫槽102的加熱溫度設定為260°C，將用加熱器310對惰性氣體的加熱溫度設定為300°C。另外，被加熱過的惰性氣體312能夠實現(xiàn)如下功能即防止來自引線部107及焊盤部105的多余的熔融焊錫101流過的部位發(fā)生氧化且防止其溫度下降，不會增加粘度，且容易切斷焊錫。而且，被加熱過的惰性氣體312還能夠實現(xiàn)如下功能即防止焊錫牽引構件 402及焊錫牽引構件402上的熔融焊錫101發(fā)生氧化，并維持表面張力。根據(jù)上述結構，不僅能夠以大于等于因重力而落下的力來強制地除去來自引線部 107及焊盤部105的多余的熔融焊錫101，而且還能夠實現(xiàn)如下功能即防止多余的熔融焊錫101流過的部位發(fā)生氧化且防止其溫度下降，不會增加粘度，且容易切斷焊錫。除此之外，還能夠實現(xiàn)維持焊錫牽引構件402的表面張力的功能，并能夠實現(xiàn)抑制橋接現(xiàn)象、冰柱現(xiàn)象、并維持該效果的功能。另外，在長期不使用的情況下，雖然可能在焊錫牽引構件402的表面產生氧化物， 但是在這種情況下，如果采用為了使印刷布線板104的焊接對象部活性化而使用的助焊劑，來除去焊錫牽引構件402表面的氧化物，則能夠恢復浸潤性。在上述說明中，作為焊錫牽引構件402的形狀，以如圖3(a)所示的平面形狀的板為例來進行了說明，但是作為除此以外的形狀，如圖3(b)所示在焊錫牽引構件402的表面設置葉片504也是有效的。可認為利用該葉片504增加了與熔融焊錫之間的接觸面積，從而利用表面張力來牽引的力變大，能夠提高牽引熔融焊錫的性能。該葉片504優(yōu)選為采用與焊錫牽引構件402相同的材質、或者熔融焊錫的浸潤性較好的材質。另外，作為該葉片
8504的形狀，可以考慮采用波型的形狀，或者通過并列配置鎖鏈形狀來進一步增大與熔融焊錫的接觸面積，從而進一步提高牽引焊錫的效果。根據(jù)附圖4來對使用這樣的本實施方式1的焊接裝置的焊接的流程進行說明。圖4是在連續(xù)并列多個焊盤105而成的印刷布線板104上對噴嘴303的移動進行簡化并匯總的附圖。在本實施方式1中，雖然通過傳送印刷布線板104，使噴嘴303相對地移動，但是在附圖4中，為了簡化說明，作為以噴嘴303進行移動的情況來加以說明。在圖 4中，A-AA、B-BB、C-CC、D-DD是噴嘴303的移動軌跡。如上分別所示，將噴嘴303的噴出口的與移動方向垂直的方向作為長邊。(實施方式2)圖5是實施方式2的焊接裝置的噴嘴的前端部，以此來更換圖1至圖3的焊接裝置中的、圖3(c)所示的噴嘴303的前端部。另外，除了噴嘴的前端部以外，因為與圖1至圖 3的焊接裝置相同，因此省略說明。圖5所示的實施方式2的噴嘴是不使用焊錫牽引構件402的噴嘴。該噴嘴1001 的圖4所示的右側的形狀，是與圖1至圖3所說明的焊錫牽引構件402相同的傾斜形狀，而且是在其上實施了鍍銅1002后得到的。該鍍銅1002對噴嘴1001的垂直上方一側的表面和傾斜面進行鍍覆。在焊錫牽引部即鍍銅1002消耗掉的情況下，本實施方式2的噴嘴1001的更換性能較差，但是由于能夠以與噴嘴為整體構件來形成傾斜形狀，所以與噴嘴的噴出口相對應的傾斜形狀的位置較為穩(wěn)定。(實施方式3)圖6(a) (b)是實施方式3的焊接裝置的噴嘴的前端部，以此來更換圖1至圖3的焊接裝置中的、圖3(c)所示的噴嘴303的前端部。另外，除了噴嘴的前端部以外，因為與圖 1至圖3的焊接裝置相同，因此省略說明。而且，圖6(b)是放大圖6(a)的被波狀線E包圍的區(qū)域的圖。圖6 (a) (b)所示的實施方式3的噴嘴是使用與焊錫牽引構件402不同的焊錫牽引構件1102的噴嘴。該焊錫牽引構件1102的前端成為平板形。因此，在噴嘴1101上形成用于固定該焊錫牽引構件1102的勾掛機構(未圖示)。另外，在該實施方式3的噴嘴中，焊錫牽引構件1102的前端的表面1102a會被熔融焊錫污染。因此，在該實施方式3的噴嘴中，至少在焊錫牽引構件1102的表面1102a上， 需要預先實施表面處理，該表面處理例如是用涂覆材料等預先進行涂覆等。而且，在該實施方式3的噴嘴中，使焊錫牽引構件1102從噴嘴壁面IlOlb突出， 以構成構件表面1102b。雖然通過采用這樣使焊錫牽引構件1102從噴嘴開口部突出的結構，噴嘴的噴出口的面積會變小，但是能夠防止熔融焊錫回過來流入焊錫牽引構件1102與噴嘴壁面IlOlb之間。因此，使用比上述的焊錫牽引構件402更容易加工的焊錫牽引構件 1102，能夠實現(xiàn)本實施方式3的焊接裝置。(實施方式4)圖7是實施方式4的焊接裝置的噴嘴的前端部，以此來更換圖1至圖3的焊接裝置中的、圖3(c)所示的噴嘴303的前端部。另外，除了噴嘴的前端部以外，因為與圖1至圖 3的焊接裝置相同，因此省略說明。
圖7所示的實施方式4的噴嘴是在噴嘴1201上設置有用于固定焊錫牽引構件 1202的凹部1203的噴嘴。通過在噴嘴1201上設置凹部1203，能夠穩(wěn)定地固定焊錫牽引構件1202，同時能夠使噴嘴1201的壁面與焊錫牽引構件1202在一個平面上，從而穩(wěn)定熔融焊錫的流動。然而，在本實施方式4的結構中，由于噴嘴1201及焊錫牽引構件1202的形狀較復雜，所以對其的加工也較為困難。(實施方式5)圖8是實施方式5的焊接裝置的噴嘴的前端部，以此來更換圖1至圖3的焊接裝置中的、圖3(c)所示的噴嘴303的前端部。另外，除了噴嘴的前端部以外，因為與圖1至圖 3的焊接裝置相同，因此省略說明。圖8所示的實施方式5的噴嘴中，使用設置有角度θ 2、θ 3的兩段式的傾斜的焊錫牽引構件1302，以代替焊錫牽引構件402。如圖8所示，通過將噴嘴根部一側的角度θ 3 設定為小于噴嘴前端一側的角度Θ2(Θ2> θ 3)，從而能夠穩(wěn)定流過焊錫牽引構件1302上的熔融焊錫的流動。(實施方式6)使用圖9至圖11，來說明本發(fā)明實施方式6的焊接裝置。本實施方式6是適用于利用噴嘴303的噴出口 601實施局部焊接的情況下的焊接裝置，其中，該局部焊接的長度比焊接對象物即印刷布線板104的縱向或橫向的長度較短的一方還要小。本實施方式6的焊接裝置與上述實施方式1具有以下的不同點。 在X軸方向、Y軸方向、Z軸方向上控制焊錫槽102，以使其能夠自由移動?！た刂茋娮?03，以使其繞本身的軸心能夠自由地旋轉。·防護罩313Β的內周與噴嘴303的外周之間的吹出口較窄。另外，被傳送到焊接位置的印刷布線板104直到例如印刷布線板104的整個面的焊接完成之前是停止的。焊錫槽102如下述那樣地進行安裝。在本實施方式6的焊接裝置中，如圖9(b)所示，設置有空開間隔且平行鋪設而成的軌道701、702 ；Y平臺703 ；配置在Y平臺703上的X平臺704 ；以及配置在X平臺704上的Z平臺705。Y平臺703橫跨在軌道701與702之間，驅動Y平臺703使其在軌道701、 702的長度方向(Y方向)上進行移動。驅動X平臺704使其在與軌道701、702的長度方向(Y方向)交叉的方向(X方向)上進行移動。Z平臺705在升降方向(Ζ方向)上進行驅動。焊錫槽102被設置在Z平臺705的上面。Y平臺703、Χ平臺704、Ζ平臺705是一種移動單元，該移動單元使焊錫槽102在水平面內移動，同時使焊錫槽102在與焊接對象物之間的距離可變的升降方向上移動。通過使該Y平臺703、X平臺704、Z平臺705運行，從而能夠運送到印刷布線板104的任意位置上，并能夠對噴嘴303進行定位。另外，在圖9(b)中， 僅作為印刷布線板104的立體圖進行了圖示。而且，該實施方式6的噴嘴303與供應管道302同軸，且以相對于供應管道302能夠自由旋轉的方式進行連接。形成于噴嘴303的連接部706的外周與旋轉底座604連接。 旋轉底座604與噴嘴303同軸，且以能夠自由旋轉的方式安裝于加熱部311。旋轉底座604 上安裝有防護罩313Β。
10
使噴嘴303繞著其外周方向旋轉以對其進行定位的旋轉單元具有如下結構。旋轉底座604通過旋轉齒輪603a、603b與旋轉電動機602的輸出軸連接，通過旋轉電動機602的運轉能夠將繞供應管道302的軸心的噴嘴303的旋轉角度定位于任意角度。旋轉底座604上安裝有防護罩313B。這里，噴嘴303使用比供應管道302要柔軟(剛性較低)的材料。這是因為，在本實施方式6的結構中，由于存在利用旋轉底座604進行旋轉的旋轉機構，所以噴嘴303與供應管道302之間會發(fā)生相互摩擦。Y平臺703、X平臺704、Z平臺705、旋轉電動機602、螺旋槳驅動電動機305是由控制裝置605來進行控制運轉的。控制裝置605參照登錄有作業(yè)工序的焊接作業(yè)計劃P，根據(jù)各個焊接對象物來移動噴嘴303到適當?shù)奈恢貌⑦M行定位，再對螺旋槳轉速進行控制。因此，對于引線部107的引線方向各不相同的接合部，能夠實現(xiàn)降低橋接現(xiàn)象、冰柱現(xiàn)象的焊接。對控制裝置605的結構的一部分進行更進一步的具體說明。雖然在噴嘴303上安裝焊錫牽引構件402，但是當焊接對象部分的表面面積、相對于流過焊錫牽引構件402的表面的熔融焊錫101的表面面積要非常大時，如實施方式1的情況那樣，如果只是單純地持續(xù)流動，則也有可能會發(fā)生多余的熔融焊錫牽引不完的情況。 在這種情況下，控制裝置605根據(jù)焊接作業(yè)計劃P進行如下運轉即通過降低從噴嘴303流出的熔融焊錫101的流量，減少流過焊錫牽引構件402的表面的量，并且增加熔融焊錫101 因重力影響而落入噴嘴303的內部的力，從而增加牽引多余的焊錫的力。圖10(a)的情況是正在焊接電子元器件106的引線部107的中途的圖。對于這樣的焊接位置，控制裝置605僅利用X平臺704、或者僅利用Y平臺703、或者利用X平臺704 和Y平臺703來移動焊錫槽102，以使得噴嘴303沿圖示的方向(箭頭G方向)移動，同時對引線部107進行焊接。圖10(b)的情況是，成為焊接對象的引線部107的引線末端部801由于接地圖案等使其熱容量較大，只單純地進行橫向牽引，則在引線末端部801的附近會發(fā)生橋接現(xiàn)象， 在這種情況下，在噴嘴303的中心位置802通過引線末端部801的時刻，控制裝置605降低螺旋槳驅動電動機305的轉速，以使該轉速降低到熔融焊錫101僅流到噴嘴303的切口 303A的程度。對于噴嘴303的中心位置802通過引線末端部801、直到變更螺旋槳驅動電動機305的轉速為止的距離，本次設定為1mm，但是，直到變更螺旋槳驅動電動機305的轉速為止的距離可以根據(jù)作為對象物的引線部107的長度、以及噴嘴303的噴出口 601在短軸方向上的長度來設定。變更螺旋槳驅動電動機305的轉速的距離優(yōu)選為Omm以上(當噴嘴 303的中心位置802到達引線終端部801時)，當噴嘴303的噴出口 601在短軸方向上的長度為5mm的情況下，變更螺旋槳驅動電動機305的轉速的距離優(yōu)選設定為熔融焊錫101仍殘留在引線部107上的5mm以下。通過進行上述動作，焊接對象位置上多余的熔融焊錫由于噴嘴303外側與內側這兩者的重力和表面張力的作用，該多余的熔融焊錫被向下牽引，從而能夠更可靠地抑制橋接現(xiàn)象。而且，在不是成為對象的電子元器件106的引線部107的末端、而是在引線部107 的中途具有接地圖案的情況下，如下面所舉例的那樣，由控制裝置605進行運轉控制，以使得在引線的中途降低噴流，將多余的焊錫牽引并剝落，從而也能夠有效地抑制橋接現(xiàn)象?！ひ院附铀俣冗M行橫向移動·通過成為對象的接地圖案位置后降低噴流·以相同的Z高度向著下一個噴流位置進行高速移動·在下一個噴流位置開始噴流·以焊接速度進行橫向移動 在末端位置降低噴流圖11(a)表示防護罩313B的立體圖，圖11(b)表示防護罩313B的平面圖。在噴嘴303的外周與包圍該噴嘴303外周的防護罩內筒207之間形成有防護罩口 901，在被加熱的惰性氣體312流到噴嘴303附近的情況下，該防護罩口 901的較窄一側能夠抑制噴嘴303前端附近的惰性氣體312的濃度下降。然而，如果防護罩口 901過窄，則從噴嘴303噴出的熔融焊錫101會灑落到防護罩內筒207的外側。因此，為了使灑落到防護罩內筒207外側的熔融焊錫101返回到焊錫槽102，切開防護罩內筒207的一部分以形成返流口 208a、208b。而且在防護罩內筒207與防護罩313B 的防護罩外筒209之間，形成向著返流口 208a傾斜的第1斜面210a，且形成向著返流口 208b傾斜的第2斜面210b。在圖11(b)中，為了表示第1、第2斜面210a、210b的表面的傾斜，用虛線標記了等高線。該傾斜如下所述即，除了第1斜面210a與第2斜面210b之間的連接位置210c、2IOd以外，使內周側比外周側要低，且返流口 208a、208b的附近最低。由于具有這樣的結構，在使防護罩口 901變窄來抑制噴嘴303前端附近的惰性氣體312的濃度下降的情況下，即使從噴嘴303噴出的熔融焊錫101灑落到防護罩內筒207 的外側，也能夠利用第1至第4斜面210a至210d來可靠地接住灑落的焊錫，從而能夠使該灑落的焊錫如箭頭904所示的那樣向著返流口 208a、208b向下流，以回收到焊錫槽102中。噴嘴303的噴出口 601在長軸方向、短軸方向的長度可以根據(jù)成為對象的印刷布線板104的焊接位置及對象形狀來任意地決定。但是，如果噴出口 601的開口面積在4mm2 以下、且短軸方向的長度在2mm以下，則熔融焊錫101呈較難流動的狀態(tài)，因為如果長軸方向的長度過長，則能夠實現(xiàn)局部焊接的功能，因此，長軸方向的長度優(yōu)選為25mm以下。若在上述范圍內，則不限制開口部的形狀、長軸方向和短軸方向的長度。關于噴嘴303的切口 303A的形狀、大小，優(yōu)選為實施形態(tài)1所記載的范圍內，本次采用切掉長軸方向為18mm、深度為0. 5mm的四邊形后的結構，在該切口 303A上安裝焊錫牽引構件402。另外，由于防護罩313B利用銷子905與旋轉底座604相卡緊，防護罩313B也與噴嘴303 —體地旋轉，所以噴嘴303的切口 303A與防護罩口 901的位置與噴嘴303的旋轉位置無關，是一定的位置。具體而言，設定防護罩313B的防護罩口 901的直徑為25mm，并設定防護罩內筒 207與噴嘴303之間的最小間隙211為2. 5mm。如果間隙過小，則由于不僅灑落到防護罩 313B上的熔融焊錫101的量會變多，而且會使得惰性氣體312達不到噴嘴303的前端部，所以，防護罩內筒207與噴嘴303之間的最小間隙211優(yōu)選為Imm以下。為了防止噴嘴303 與印刷布線板104之間的惰性氣體312的濃度下降，將防護罩內筒207與噴嘴303之間的最小間隙優(yōu)選設定為4mm以下。另外，如果形成于防護罩內筒207的返流口 208a、208b的寬度不在8mm以上，則熔融焊錫101會較難流入，如果形成于防護罩內筒207的返流口 208a、208b的寬度在噴嘴303 的噴出口 601的長軸方向的長度以上，則不能發(fā)揮防止?jié)舛认陆档男ЧＲ虼?，如圖11(b) 所示，將位于噴嘴303的沒有設置切口 303A的后面一側的返流口 208b的寬度設定為10mm， 將噴嘴303的設置有切口 303A的前面一側的返流口 208a的寬度設定為小于噴出口 601的長軸方向的長度18mm以下的16mm。這樣，利用控制裝置605來適當?shù)乜刂苾H在單側形成有切口 303A的單方向流動的噴嘴303的位置、方向，由此，對于只希望進行部分焊接的印刷布線板104、或者包括具有朝向各個方向的多列引線的電子元器件的印刷布線板104，不僅能夠以大于因重力而落下的力來強制地除去來自引線部107及焊盤部105的多余的熔融焊錫，還能夠防止流過多余的熔融焊錫101的部位發(fā)生氧化和防止其溫度下降，并且在不增加粘度的情況下，實現(xiàn)容易切斷焊錫的功能以及維持焊錫牽引構件402的表面張力的功能，能夠實現(xiàn)抑制橋接現(xiàn)象和冰柱現(xiàn)象并維持該效果的功能。另外，在實施方式6中，具有移動單元和旋轉單元這兩個單元，該移動單元在水平面內(X-Y方向)、以及能夠改變與焊接對象物之間的距離的升降方向(Z方向)上同時移動焊錫槽102，該旋轉單元使噴嘴303沿其圓周方向旋轉以進行定位，但是即使控制裝置605 根據(jù)焊接作業(yè)計劃P來對上述移動單元和上述旋轉單元中的任一個單元進行運轉控制，與以往相比也能夠有效地提高焊接質量。另外，實施方式6是以到達焊接位置的印刷布線板 104直到整個面的焊接完成之前是停止的狀態(tài)來進行說明的，但是也不一定必須停止，即使實行以恒速連續(xù)傳送或者間歇地停止和傳送，也能夠實施。工業(yè)上的實用性本發(fā)明能夠有助于各種電子元器件實現(xiàn)批量生產化。
權利要求
1.一種焊接裝置，其特征在于，包括 焊錫槽，該焊錫槽收納熔融焊錫；噴嘴，該噴嘴將由所述焊錫槽內所供應的熔融焊錫噴出；以及焊錫牽引構件，該焊錫牽引構件安裝在所述噴嘴的噴出口，所述焊錫牽引構件的表面利用比所述噴嘴的表面具有更好浸潤性的材料來構成。
2.如權利要求1所述的焊接裝置，其特征在于，以在所述噴嘴的外表面能夠自由地安裝拆卸的方式來安裝所述焊錫牽引構件。
3.如權利要求1或2所述的焊接裝置，其特征在于，所述噴嘴由不銹鋼、對不銹鋼表面進行過氮化處理后得到的材料、以及鈦中的任意一種來構成，所述焊錫牽引構件由純度在99%以上的鐵材料來構成。
4.如權利要求3所述的焊接裝置，其特征在于， 對所述焊錫牽引構件的鐵材料的表面實施鍍焊錫。
5.如權利要求1所述的焊接裝置，其特征在于，在所述噴嘴的噴出口設置切口，且安裝所述焊錫牽引構件以使其覆蓋所述切口。
6.如權利要求5所述的焊接裝置，其特征在于， 所述切口設置在所述噴嘴的相對移動方向的移動后方。
7.如權利要求1至6中的任一項所述的焊接裝置，其特征在于，所安裝的所述焊錫牽引構件的表面相對于所述噴嘴的噴流方向具有15°以上的傾斜角度。
8.如權利要求1至7中的任一項所述的焊接裝置，其特征在于，所述焊錫牽引構件由平板狀構成，所述焊錫牽引構件的一端從所述噴嘴的噴出口突出。
9.如權利要求1所述的焊接裝置，其特征在于，所述焊錫牽弓I構件是對所述噴嘴的表面進行過涂覆后的鍍層。
10.如權利要求1至9中的任一項所述的焊接裝置，其特征在于，在所述噴嘴的噴流方向上，所述噴嘴的高度比所述焊錫牽引構件的高度要高0.3 0. 7mmο
11.如權利要求1至10中的任一項所述的焊接裝置，其特征在于， 具有旋轉單元，該旋轉單元使所述噴嘴繞著其圓周方向旋轉并進行定位。
12.如權利要求1至11中的任一項所述的焊接裝置，其特征在于，設置防護罩，該防護罩將從所述噴嘴的周圍噴出的惰性氣體引導向焊接對象。
13.如權利要求12所述的焊接裝置，其特征在于，所述防護罩設置有防護罩內筒，該防護罩內筒空開間隙以包圍所述噴嘴，該間隙是惰性氣體通過該防護內筒與所述噴嘴的外周之間的間隙；防護罩外筒，該防護罩外筒包圍所述防護罩內筒的外周；以及返流口，該返流口設置于所述防護罩內筒，使返回到所述焊錫槽中的熔融焊錫通過。
14.如權利要求13所述的焊接裝置，其特征在于，對所述防護罩設置斜面，該斜面形成于所述防護罩內筒與所述防護罩外筒之間，且接住從所述內筒灑落的熔融焊錫并將其引導向所述返流口。
全文摘要
噴嘴(303)將由收納熔融焊錫的焊錫槽(102)通過壓力輸送來的熔融焊錫噴出，在該噴嘴(303)的外側，設置有能自由安裝拆卸的焊錫牽引構件(402)，該焊錫牽引構件(402)的材料與噴嘴(303)的表面的材質相比，具有更好的熔融焊錫的浸潤性，因此，對于使焊錫從焊接對象位置離開時所需的力，能夠增加流過焊錫牽引構件(402)的熔融焊錫的相應的表面張力，從而能夠降低橋接現(xiàn)象及冰柱現(xiàn)象。
文檔編號B23K3/06GK102361720SQ20118000158
公開日2012年2月22日 申請日期2011年2月18日 優(yōu)先權日2010年2月26日
發(fā)明者三村敏則, 吉野信治, 山本實 申請人:松下電器產業(yè)株式會社