專利名稱：向焊料槽供給無鉛棒狀焊料的方法及焊料槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種向使焊料熔融進(jìn)行印制電路板的釬焊的焊料槽供給 無鉛棒狀焊料的方法及焊料槽。
背景技術(shù)：
通常，作為普通的印制電路板的釬焊方法有烙鐵法、回流焊接法、流 體焊接法。烙鐵法是一邊對釬焊部的每一處分配浸油焊料、 一邊將浸油焊 料和釬焊部用加熱到高溫的烙鐵加熱，進(jìn)行釬焊的方法。該烙鐵法要對釬 焊部的每一處作釬焊，因此不能進(jìn)行大量位置的釬焊，適合于用其它的釬 焊方法不能釬焊的位置和用其它的方法產(chǎn)生的不良位置的修正。
回流焊接法是將在與印制電路板的釬焊部同一位置處穿透有孔的金 屬掩模和絲網(wǎng)重合在印制電路板上，在其上面放置由焊料粉和焊劑構(gòu)成的 焊藥糊，然后用篩子(^^一、7' — )完全攤平，在多個焊料部印刷涂抹焊 藥糊。然后，將該印制電路板用回流爐加熱，使焊藥糊熔融，由此進(jìn)行印 制電路板的釬焊的方法。該回流焊接法用一次操作可完成多個的釬焊部的 釬焊，因此生產(chǎn)率優(yōu)良，但在經(jīng)濟(jì)性方面有問題。這是因?yàn)椋诨亓骱附?法中使用焊藥糊，但由于制造焊藥糊的粉末焊料需要大量的工時和昂貴的 制造裝置，因此導(dǎo)致焊藥糊昂貴。
流體焊接法是在印制電路板的釬焊面全部涂上液狀的焊劑，預(yù)加熱 后，使印制電路板接觸從焊料槽噴流的熔融焊料而進(jìn)行釬焊的方法。該流 體焊接法也和回流焊接法同樣用一次操作可進(jìn)行多個釬焊部的釬焊，不僅 在生產(chǎn)率優(yōu)良，比起回流焊接法經(jīng)濟(jì)性方面也優(yōu)良。這是因?yàn)?，流體焊接 法使用的焊料是棒狀焊料，該棒狀焊料可通過將熔融的焊料澆鑄到鑄模 內(nèi)，或用擠壓機(jī)擠壓大的坯塊的簡單的方法生產(chǎn)，且可大量的生產(chǎn)。
另外，印制電路板的釬焊，曾經(jīng)用過Pb—Sn焊料(以下，簡稱浸鉛 焊料)。但是用浸鉛焊料，即使被釬焊的電子設(shè)備出故障，或變舊使用不方便，也不作修理或提高功能，被廢棄的情況比較多。廢棄的電子設(shè)備的 外殼的塑料和如底盤一樣的金屬可取出再利用，但是被釬焊的印制電路板 由于不能再利用做填埋處理。釬焊的印制電路板不能再利用的理由是釬焊 部的銅和焊料被金屬合金化，該合金化的部分的銅和悍料不能完全分離。 如果該填埋處理后的印制電路板接觸到酸雨，則焊料中的Pb成分溶出， 更深的侵入地下，最終與地下水混合。如果人類和家畜長時間飲用含Pb 的地下水，會引起鉛中毒，現(xiàn)在浸鉛焊料的使用在全球范圍被限制。
在日本浸鉛焊料由于現(xiàn)在的電子設(shè)備制造商的自主限制而控制使用， 在歐洲用RoHS指令來限制。
因此，現(xiàn)在的電子設(shè)備的釬焊，代替浸鉛焊料而使用無鉛焊料，無鉛
焊料由JIS規(guī)格化，在JIS Z3282記載如下。
"無鉛焊料是固相線溫度不足45(TC的填充金屬，且不含鉛的錫系 焊料的總稱。在此可稱之為由錫、鋅、銻、銦、銀、鉍、銅所構(gòu)成的鉛的 成分在0.10%下的焊料。
形狀及尺寸棒狀的含有鉛的焊料及無鉛焊料的標(biāo)準(zhǔn)尺寸是約7mm (厚度)X20mm(寬度)X400mm(長度)，標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量是含鉛焊料Sn63Pb37 的情況下約500g，無鉛焊料Sn96.5Ag3Cu0.5的情況下約450g。另外，其
它由交接當(dāng)事人之間協(xié)商。"
也就是，在JIS中，無論是浸鉛棒狀焊料或無鉛棒狀焊料在長度方向 上正交的截面形狀是同樣的矩形形狀。
如此，在JIS中嚴(yán)格限制向無鉛焊料中混入鉛，但棒狀的無鉛焊料和 浸鉛焊料形狀相同，熟悉焊料的人可用顏色和重量區(qū)別，對于不熟悉焊料 的人，區(qū)別此類焊料比較困難。如JIS規(guī)定，在使用了無鉛焊料的流體釬 焊中，不得在焊料槽中混入鉛，但由于無鉛焊料與浸鉛焊料的外形相同， 不熟悉焊料的操作者只看外觀，不附加其它區(qū)別，當(dāng)兩者靠近放置時有可 能弄混。
現(xiàn)在，如前所述浸鉛焊料的使用被限制，在進(jìn)行流體釬焊的操作區(qū)中 無鉛焊料和浸鉛焊料被放在一起的情況幾乎沒有，但特殊的用途有時仍使 用浸鉛焊料。該特殊用途的浸鉛焊料是指在Pb主要成分中添加有Sn和 Ag，且為Pb —5Sn (熔點(diǎn)300 314°C)、 Pb — 10Sn (熔點(diǎn)268 302°C)等的高溫焊料。高溫焊料的使用是在電子設(shè)備的使用時發(fā)熱的線圈和功率 晶體管等的釬焊位置，或?qū)⒂≈齐娐钒褰?jīng)二次釬焊時，最初的釬焊部不得 由二次釬焊熔融的位置。
通常，焊料槽由于釬焊時焊料槽中的焊料附著在印制電路板，焊料槽 中的焊料會逐漸減少。于是在焊料槽中的熔融焊料的噴流高度會變低，烙 融焊料不能接觸到通過焊料槽上方的印制電路板，產(chǎn)生沒附上焊料的未釬 焊的情況。因此，焊料槽中的熔融焊料比規(guī)定的量少時，檢測焊料液面的 傳感器發(fā)出警報，根據(jù)該警報，操作者適宜地將棒狀焊料投入焊料槽，使 焊料槽的熔融液面保持恒定。
但是，在如上所述地便用Pb為主成分的高溫焊料的操作區(qū)，有時將 無鉛棒狀焊料和浸鉛棒狀焊料一起放置，有可能產(chǎn)生由于操作者的失誤將 浸鉛棒狀焊料投入無鉛焊料的焊料槽的情況。如果在無鉛焊料的焊料槽中
投入一根(約500g)浸鉛棒狀焊料，則由于焊料槽中約放入有450Kg的 無鉛焊料，會使鉛的含有量超過0.1%。如果投入二根以上，則鉛含有量會 更加變多，將其出口到歐洲時，由于違反RoHS規(guī)定必須全部收回。
為防止所述的無鉛焊料的焊料槽中混入浸鉛焊料，提出了將無鉛棒狀 焊料做成與浸鉛棒狀焊料不同形狀的提案，以由外表就可將其輕易區(qū)別。 其形狀是指將無鉛棒狀焊料例如在與長度方向正交的截面形狀做成為單 邊是20mm的正三角形的棒狀。即，浸鉛棒狀焊料是用JIS的規(guī)格規(guī)定的 與長度方向正交的截面形狀為7mmX20mm的矩形，與截面形狀為正三角 形的無鉛棒狀焊料可一 目了然的區(qū)別開。
如前所述，在焊料槽的周圍放置無鉛棒狀焊料和浸鉛棒狀焊料時，但 認(rèn)為只要無鉛棒狀焊料的截面形狀是正三角形，與浸鉛棒狀焊料外觀形狀 不同，因此不會在無鉛焊料的焊料槽中錯誤地投入浸鉛棒狀焊料。但是， 如將外觀不同的無鉛棒狀焊料和浸鉛棒狀焊料靠近放置，有時會產(chǎn)生在無 鉛焊料槽中投入浸鉛棒狀焊料的情況。其原因?yàn)橄虿僮髡叩膫鬟_(dá)不夠或操 作者的認(rèn)識不夠。例如，當(dāng)焊料槽中的焊料量不夠時產(chǎn)生釬焊不良是一件 大事，且不能將混浸鉛的嚴(yán)重性很好理解的操作者，當(dāng)發(fā)生焊料槽中的焊 料減量而發(fā)出警報時，可能會不加思考自動地將焊料槽周邊的棒狀焊料投 入焊料槽。其結(jié)果如果投入的棒狀焊料是浸鉛焊料時，則會在無鉛焊料的焊料槽中混入鉛。
本發(fā)明者著眼于以下內(nèi)容來完成本發(fā)明當(dāng)按JIS規(guī)格與浸鉛棒狀焊
料的長度方向正交的截面形狀為7mmX20mm的矩形，將無鉛棒狀焊料做 成與長度方向正交的截面形狀為單邊為20mm的正三角形時，如圖3 (A) 所示，可使該無鉛棒狀焊料F通過單邊是22mm的正三角形的孔H，但如 圖3 (B)所示，截面為7mmX20mm的矩形浸鉛棒狀焊料無論從任何方 向、怎樣傾斜也絕對不能通過單邊是22mm的正三角形的孔H。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種對焊料槽供給棒狀焊料的方法，其是將正交于長度方 向的截面形狀與浸鉛棒狀焊料的正交于長度方向的截面形狀不同的無鉛 棒狀焊料向焊料槽供給的方法，其特征在于，在焊料槽的上部形成有通 過部，該通過部不能使浸鉛棒狀焊料通過，但能使無鉛棒狀焊料通過，使 無鉛棒狀焊料通過該通過部，由此向焊料槽供給無鉛棒狀焊料。
另一項(xiàng)發(fā)明的焊料槽的特征在于，其使印制電路板接觸熔融焊料而進(jìn) 行印制電路板的釬焊，其特征在于，在焊料槽的上部形成有通過部，該通 過部不能使浸鉛棒狀焊料通過，但能使與長度方向正交的剖面形狀不同于 所述浸鉛棒狀焊料的無鉛棒狀焊料通過。
在本發(fā)明的焊料槽的通過部做成允許無鉛焊料通過，不允許浸鉛棒狀 焊料通過的形狀。例如無鉛焊料在長度方向上正交的截面形狀是單邊為 20mm的正三角，如果浸鉛棒狀焊料在長度方向上正交的截面形狀是7mm X20mm的矩形，在焊料槽的通過部的形狀是單邊22mm的正三角形。如 果做成所述形狀則截面形狀為7mmX20mm浸鉛棒狀焊料絕對不能通過。
在焊料槽的通過部只要是孔就可以，但是僅僅有孔當(dāng)插入棒狀焊料 時，由于棒狀焊料正對孔的周圍插入很難，因此可在孔的周圍設(shè)置導(dǎo)向， 或可以做和孔相同形狀的筒。
另外，即使對操作者指導(dǎo)將棒狀焊料投入焊料槽之時一定通過通過部 投入，操作者也有可能不通過通過部直接將棒狀焊料投入焊料槽?？傊?料槽能投入棒狀焊料的部分除噴流噴嘴以外，任何部分都能投入。所以為 防止將棒狀焊料簡單投入，將噴流噴嘴以外的部分用投入罩覆蓋，在投入罩的一處或復(fù)數(shù)處可以設(shè)置使棒狀焊料通過的通過部。如果將除此噴流噴 嘴以外用投入罩覆蓋，操作者要從噴流噴嘴投入棒狀焊料，由于噴流噴嘴 的部分底淺棒狀焊料不能深入，棒狀焊料難以溶化，所以操作者不會投入。


圖1是本發(fā)明焊料槽的第一實(shí)施例的立體圖。
圖2是本發(fā)明焊料槽的第二實(shí)施例的立體圖。 圖3是無鉛棒狀焊料和攔截浸鉛棒狀焊料通過狀態(tài)的說明圖。 圖中l(wèi)-焊料槽，2-—次噴流噴嘴，3-二次噴流噴嘴，4-熔融焊料，5、 6-泵軸，7-投入板，10-通過部，11-投入罩，12、 13-軸孔。
具體實(shí)施例方式
以下，基于附圖對本發(fā)明的焊料槽作說明。圖l是本發(fā)明焊料槽第一 實(shí)施例的立體圖，圖2是本發(fā)明焊料槽第二實(shí)施例的立體圖。
首先關(guān)于本發(fā)明焊料槽的第一實(shí)施例作說明。在焊料槽1設(shè)置有一次 噴流噴嘴2和二次噴流噴嘴3，在內(nèi)部放有熔融焊料4。在熔融焊料4的 下部設(shè)置有向一次噴流噴嘴2和二次噴流噴嘴3輸送熔融焊料使其噴流的 泵，在該泵安裝有軸5、 6。軸5、 6從熔融焊料4的液面向上方突出，在 上部安裝有未圖示的滑輪，該滑輪用同樣未圖示的帶與電機(jī)連動。
在焊料槽1的上部設(shè)置有覆蓋焊料槽一部分的投入板7。投入板7的 安裝位置是在一次噴流噴嘴2和二次噴流噴嘴3的橫向比較寬敞空間的部 分。投入板7上形成有向下方彎折的安裝部8，該安裝部用小螺釘固定在 焊料槽1的壁面。在投入板7上開設(shè)有通過部10的孔。如果插入焊料槽 的無鉛棒狀焊料F的正交截面形狀例如是單邊20mm的正三角形，則通過 部10是比該截面形狀稍大的單邊為22mm的正三角形的孔。
接下來關(guān)于本發(fā)明焊料槽的第二實(shí)施例作說明。和第一實(shí)施例在同一 位置的用相同的符號，省略相應(yīng)說明。在焊料槽1的上部設(shè)置有覆蓋一次 噴流噴嘴2和二次噴流噴嘴3以外部分的投入罩11。在投入罩11上形成 有安裝部8，用小螺釘9固定在焊料槽1的壁面。投入罩11開設(shè)有使軸5、 6穿過的孔12、 13。并且投入板ll以橫切所述孔12、 13的中心的方式而被分割。將投入罩11割開是由于在軸5、 6的上方安裝有與滑輪和電機(jī)聯(lián) 動的帶，投入罩如果是一體的則拆裝時滑輪和帶會帶來麻煩，不能從孔拔 出，需要極大的工時。如將投入罩橫切孔12、 13作分割，拆裝投入罩時， 只需從軸的兩側(cè)做拆卸或作夾持，可以很容易的拆裝。
投入罩11的一側(cè)，即在一次噴流噴嘴2和二次噴流噴嘴3的橫向有 比較寬敞空間的部分開設(shè)有三個通過部10、 10、 10的孔。通過部的形狀 和所述實(shí)施例一樣。
這里，關(guān)于上述焊料槽供給無鉛棒狀焊料的方法作說明。從焊料槽1 的一次噴流噴嘴2和二次噴流噴嘴3將熔融焊料4噴流，該噴流的熔融焊 料接觸多個印制電路板進(jìn)行釬焊，由于焊料槽l內(nèi)的熔融焊料4附著于印 制電路板，所以會漸漸變少。當(dāng)減少到規(guī)定液面高度時，未圖示的液面?zhèn)?感器檢測到這一情況發(fā)出警報。于是，操作者將放在焊料槽1的附近截面 形狀為正三角形的無鉛棒狀焊料F如箭頭所示從上方投入焊料槽1。投入 該無鉛棒狀焊料必須從焊料槽1固定的通過部10進(jìn)行，例如在焊料槽附 近的放置浸鉛棒狀焊料，操作者即使打算將其投入焊料槽，由于浸鉛棒狀 焊料不能通過通過部，所以不能被投入。
本發(fā)明的實(shí)施例說明了為將截面形狀是正三角形的無鉛棒狀焊料投 入，通過部設(shè)置為和該截面形狀相似形的正三角形，無鉛棒狀焊料的截面 形狀和浸鉛棒狀焊料的矩形的截面形狀不同，而且只要是浸鉛棒狀悍料不 能通過的形狀，可以做成任意形狀的通過部。
作為浸鉛棒狀焊料的截面形狀可以考慮有梯形、半圓形、圓形、正方 形等。
權(quán)利要求
1. 一種向焊料槽供給棒狀焊料的方法，其是將正交于長度方向的截面形狀與浸鉛棒狀焊料的正交于長度方向的截面形狀不同的無鉛棒狀焊料向焊料槽供給的方法，其特征在于，在焊料槽的上部形成有通過部，該通過部不能使浸鉛棒狀焊料通過，但能使無鉛棒狀焊料通過，使無鉛棒狀焊料通過該通過部，由此向焊料槽供給無鉛棒狀焊料。
2. —種焊料槽，其使印制電路板接觸熔融焊料而進(jìn)行印制電路板的 釬焊，其特征在于，在焊料槽的上部形成有通過部，該通過部不能使浸鉛棒狀焊料通過， 但能使與長度方向正交的剖面形狀不同于所述浸鉛棒狀焊料的無鉛棒狀 焊料通過。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊料槽，其特征在于， 所述通過部形成于覆蓋焊料槽一部分的投入板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊料槽，其特征在于，所述通過部形成于覆蓋除噴流噴嘴以外的焊料槽上部的投入罩。
全文摘要
無鉛焊料的焊料槽絕對不能混入鉛。即使例如無鉛棒狀焊料的形狀與浸鉛棒狀焊料形狀不同，當(dāng)將浸鉛棒狀焊料放在焊料槽的近處時，也會產(chǎn)生將其投入焊料槽的情況。本發(fā)明的焊料槽為在焊料槽上部設(shè)置有允許與浸鉛棒狀焊料形狀不同的無鉛棒狀焊料通過，不允許浸鉛棒狀焊料通過的通過部，向焊料槽投入時從該通過部投入。
文檔編號B23K1/08GK101438635SQ20078000158
公開日2009年5月20日 申請日期2007年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月19日
發(fā)明者中村秀樹 申請人:千住金屬工業(yè)株式會社