專利名稱：噴流焊槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及PCB板的焊接裝置，尤其是涉及一種能有效提高通孔焊接工藝的 自動化、通孔焊接品質(zhì)和降低生產(chǎn)成本的噴流焊槽。
背景技術(shù)：
伴隨著電子產(chǎn)品越來越向小型化、多功能化方向發(fā)展，電子原件也越來越小，組裝 密度也越來越密集，大多數(shù)電子產(chǎn)品逐步以表面貼裝工藝(回流焊接工藝)代替通孔焊接 工藝。然而在大多數(shù)不耐高溫卻又需要高強度焊接的電子元器件(連接器等)或電子產(chǎn) 品中(軍用品、服務(wù)器等)，以及在大多數(shù)不需要小型化的產(chǎn)品或混合技術(shù)線路板，仍然需 要使用穿孔(TH)焊接工藝；比如電視機、家庭音像設(shè)備以及即將推出的數(shù)字機頂盒等，都 必須使用通孔焊接，而該類產(chǎn)品的PCB板厚度一般都較厚，且面積較大，元件腳的上錫高度 嚴(yán)重受到影響。高層數(shù)，印制板的厚度增加，多接地連接孔的印制板加劇通孔填錫不良現(xiàn) 象；額外的信號層與接地層的高熱質(zhì)量對印制板的預(yù)熱要求越來越高，現(xiàn)有的波峰焊接工 藝已無法滿足此類產(chǎn)品的焊接需要。隨著高密度化組裝使元件焊接腳間距越來越小，致使 連焊(也稱橋接)增多；混裝工藝必須采用治具，致使波峰焊接工藝中陰影效應(yīng)增多；可靠 性要求更高，致使PCB板厚度加厚，通孔焊錫爬錫高度增加。為了克服以上問題，業(yè)界投入 大量的人力物力研發(fā)出來的選擇性波峰焊設(shè)備目前還無法全面推廣。在現(xiàn)階段，選擇性波 峰焊設(shè)備存在的問題主要在以下幾個方面一、生產(chǎn)效率低因為要針對特定的位置進(jìn)行助焊劑涂覆和進(jìn)行焊接，每片PCB板 在經(jīng)過該兩處工藝環(huán)節(jié)時必須短暫停頓，才能保證助焊劑的有效噴涂和元件腳的上錫要 求。生產(chǎn)中的停頓，勢必嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。二、工藝要求高、焊接品質(zhì)低在進(jìn)行焊接時，熔融焊料直接接觸到元件腳末段，必 須通過元件腳頂端向上爬升。因此，元件腳要求盡量夠短，焊料的潤濕性及助焊劑的活性要 求足夠好。在進(jìn)行焊接時，每一個焊點都有要經(jīng)過潤濕、預(yù)熱和焊接三個階段，因此每個焊 點的受熱均勻性以及焊接速度慢都將受到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。三、無法焊接密集的元件腳針對元件腳密集的元器件很容易出現(xiàn)連焊、拉尖等現(xiàn) 象，上錫高度也同樣無法滿足可靠性的要求?；谝陨戏N種原因，混合裝聯(lián)的PCB板板的通孔焊接問題至今還無法找到有效的 解決方案，成為電子生產(chǎn)制造業(yè)一道不可逾越的瓶頸，從而已引起了廣大電子生產(chǎn)制造業(yè) 的極大關(guān)注。
發(fā)明內(nèi)容針對目前波峰焊和選擇性波峰焊工藝中遇到的助焊劑涂覆及預(yù)熱不均勻、掉溫、 焊接的間歇性以及連焊、拉尖、空焊、透錫不好、焊接陰影效應(yīng)等通孔焊接的問題，本實用新 型目的在于提供一種能有效提高通孔焊接工藝的自動化和通孔焊接品質(zhì)，節(jié)約電力資源和錫資源，還可為電子制造企業(yè)降低生產(chǎn)成本的噴流焊槽。本實用新型通過以下技術(shù)措施實現(xiàn)的，一種噴流焊槽，包括焊槽，焊槽內(nèi)中空設(shè)置 有焊料通道，該焊料通道的一端連通有焊料室，所述焊料室內(nèi)設(shè)置有將熔融的焊料泵入焊 料通道的加壓裝置，所述焊料通道在焊槽的二側(cè)邊頂端處相對設(shè)置有兩個斜向焊槽內(nèi)上方 的條形噴嘴。具體的，所述噴嘴的寬度為0. 5-2mm，長度設(shè)置為與PCB的長度相同或增加設(shè)置有 調(diào)節(jié)開口長度的裝置，所述噴嘴設(shè)置為向焊槽內(nèi)上方且與水平面的仰角在35°C-75°C之間 可調(diào)的開口。作為一種優(yōu)選的噴流焊槽的具體結(jié)構(gòu)，焊槽由低的第一縱隔板和高的第二縱隔板 分隔成焊接室、還原劑添加室和廢物回收室，所述焊接室端部有一凹陷的圓形焊料室，焊料 室有一向第一縱隔板方向升高連通圓形焊料室的條形焊料通道；所述焊接室上方蓋有一通 道蓋，該通道蓋在圓形焊料室上方處設(shè)置有一與圓形焊料室相近大小的圓孔、在條形焊料 通道上方處設(shè)置有一比條形焊料通道小且與圓孔分離的長方孔；所述圓形焊料室內(nèi)設(shè)置有 一連接在電機上的旋轉(zhuǎn)葉輪；所述通道蓋在條形焊料通道處的上方設(shè)置一噴嘴底固定座， 該噴嘴底固定座中間有與條形焊料通道連通的開孔，噴嘴底固定座上方設(shè)置有一增壓分流 器固定座，增壓分流器固定座上固定有一密封分隔焊料通道與焊接室上方空間的增壓分流 器，該增壓分流器上表面設(shè)置為靠近第一縱隔板方向低且傾斜向還原劑添加室內(nèi)；所述噴 嘴底固定座和增壓分流器固定座二側(cè)邊通過二個噴嘴固定座分別固定有二個噴嘴，該噴嘴 內(nèi)設(shè)置一條形通道，條形通道的一端開口為與焊料通道連通，另一開口為向焊槽內(nèi)上方空 間。作為一種優(yōu)選方式，還原劑添加室內(nèi)安裝有攪拌裝置，還原劑添加室內(nèi)設(shè)置有還 原劑添加管。更具體的，焊接室外側(cè)設(shè)置有加熱裝置。具體的，圓形焊料室一端設(shè)置有一添加焊料的焊料添加管。作為一種優(yōu)選方式，圓形焊料室內(nèi)設(shè)置有液位傳感器，圓形焊料室的端部設(shè)置有 與液位傳感器電連接的焊料添加裝置。熔融焊料被消耗以后，液面下降到一定位置時，液位 傳感器檢測到后由焊料添加裝置開始自動添加焊料，液面上升到標(biāo)準(zhǔn)位置時即停止添加， 如此循環(huán)往復(fù)。作為一種優(yōu)選方式，所述條形焊料通道上方靠近增壓分流器固定座的交界處的上 方設(shè)計有第三縱隔板，圓形焊料室與條形焊料通道的交界處的上方設(shè)計有第五縱隔板，該 第三縱隔板和第五縱隔板的頂部與焊槽的邊緣相平，底部與焊槽的底部分隔；在第三縱隔 板和第五縱隔板的中間設(shè)計有第四縱隔板，該第四縱隔板的底部與條形焊料通道的上表面 緊密接觸，頂部低于焊槽的邊緣。利用上述噴流焊槽的噴流焊法，包括助焊劑噴涂、預(yù)熱和焊接的工藝步驟，其中， 焊接工藝步驟采用噴流焊工藝，該噴流焊工藝是通過機械泵或電磁泵將熔融的焊料從平行 設(shè)置在焊槽二邊相對的兩個條形噴嘴中噴出，從噴嘴中噴出的熔融焊料以拋物線的形式形 成斜向上相對的兩個與PCB板面相接觸的拋物液面。由于噴流焊時PCB板的運行軌道是水 平式的，因此預(yù)熱區(qū)與焊接區(qū)之間不用存在間隙。助焊劑噴涂采用的是超聲波噴霧方式，助焊劑通過超聲波霧化，在底部流動空氣壓力的作用下，霧化后的助焊劑隨著流動的空氣按指定的通道溢出，PCB板通過時，助焊劑 即可被均勻地附著在PCB板面上，整個涂覆過程只有PCB板是運動的。采用高頻超聲波發(fā) 生器，霧化后的助焊劑顆粒更小，附著力及穿透力更好，對PCB板元件孔避的潤濕性更好， 同時可節(jié)約助焊劑用量；在超聲波發(fā)生器不斷震動的作用下，助焊劑中的各組分分散的更 均勻；采用低勻速氣流，霧化后的助焊劑被均勻的噴涂在PCB板的焊接面，已噴涂好的助焊 劑也不用擔(dān)心被空氣流吹散，不用擔(dān)心噴涂到PCB板的另一面。焊接的工藝中，熔融焊料由焊料室最上端的進(jìn)錫口進(jìn)入到焊料通道，然后從前后 噴嘴向外的開口以拋物線的形式形成對流的兩個拋物面噴出；后噴嘴噴出的熔融焊料接觸 到PCB板時，由于兩者的運行方向是相同的，熔融焊料在表面張力的作用下，順著PCB板的 版面向外流動；流動的焊料接觸到需焊接的通孔元件時，預(yù)先對該元件進(jìn)行填孔預(yù)焊，同時 對該元件起到一定的固定作用，以防止該元件在與噴流波切面接觸時出現(xiàn)歪斜現(xiàn)象。同時 PCB板通過噴流波面時，通孔元件腳對噴流波面形成阻力，此時在噴流的熔融焊料流速慣性 作用下，熔融焊料順著通孔元件腳向上爬升，完全改善元件孔的透錫性。除了與PCB板形成切面的噴流焊料及順著PCB板的版面向外流動的焊料以外，PCB 板的下方?jīng)]有任何焊料，在前噴嘴噴出的熔融焊料接觸到PCB板時，該兩者的運行方向是 相反的，因此，在PCB板脫離該噴流波面時，PCB板與噴流波的切面處會產(chǎn)生一股拉力，該拉 力可有效清除焊點上多余的焊料，全面解決連旱及拉尖現(xiàn)象。 本實用新型采用0. 5-2mm的噴流焊料波厚度，配合噴流焊料流速的慣性，在PCB板 通過時熔融焊料可直達(dá)任意角度進(jìn)行焊接。遇到被焊接元件腳的間距較密時，采用低厚度 的噴流波可進(jìn)一步有效解決連焊現(xiàn)象。本實用新型設(shè)計緊湊、簡單、實用，容量小、功率小、自動化程度高，熔融焊料的利 用速度加快，循環(huán)次數(shù)減少，氧化及銅超標(biāo)的幾率就大幅下降；同時還可大量節(jié)約電力資 源，降低勞動程度，避免在惡劣環(huán)境中的作業(yè)風(fēng)險。兩個對流噴流波共用一個通道、一個電 機，可大大增加噴流波的穩(wěn)定性和一致性，同時節(jié)約電力資源。在還原劑添加室還可安裝攪 拌裝置與還原劑自動添加裝置以及廢物回收盒使錫渣處理變得更簡易、更方便、更有效；通 過使用還原劑來凈化熔融焊料，減少熔融焊料內(nèi)的氧含量，提高熔融焊料的流動性，改善焊 接品質(zhì)。通過在第三縱隔板、第四縱隔板和第五縱隔板，可有效阻止各種漂浮在熔融焊料表 面的雜質(zhì)通過葉輪進(jìn)入到噴流口的通道而造成噴流口的堵塞；其中第四縱隔板還可有效阻 止部分錫銅合金進(jìn)入噴流焊的條形焊料通道，減少銅超標(biāo)對焊接品質(zhì)的影響。還可通過增 設(shè)焊料自動添加裝置，有效保持焊料槽中熔融焊料的液面高度，預(yù)防因熔融焊料的液面高 度不夠而影響噴流波的穩(wěn)定性，保護發(fā)熱裝置。

圖1為本實用新型噴流焊槽的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型噴流焊槽的結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖3為本實用新型圖1的S-S的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型實施例1焊槽的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型實施例1焊槽橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型實施例2焊槽橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；[0029]圖7為本實用新型的工作過程示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例并對照附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實施例1如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5，一種實現(xiàn)上述噴流焊的噴流焊槽，包括焊槽1，焊槽1 由低的第一縱隔板104和高的第二縱隔板106分隔成焊接室103、還原劑添加室105和廢 物回收室107，焊接室103端部有一凹陷的圓形焊料室101，焊料室103有一向第一縱隔板 104方向升高連通圓形焊料室101的凹陷的條形焊料通道102 ；焊接室103上方蓋有一通 道蓋2，該通道蓋2在圓形焊料室101上方處設(shè)置有一與圓形焊料室101相近大小的圓孔、 在條形焊料通道102上方處設(shè)置有一比條形焊料通道102小且與圓孔分離的長方孔；圓形 焊料室101 —端設(shè)置有一添加焊料的焊料添加管14，圓形焊料室101內(nèi)設(shè)置有一連接在電 機6上的旋轉(zhuǎn)葉輪5，電機6通過電機支架4固定在焊槽1上，電機支架4與通道蓋2還設(shè) 置有一防止液錫濺出的葉輪密封板3 ；通道蓋2在條形焊料通道102處的上方設(shè)置一噴嘴 底固定座13，該噴嘴底固定座13中間有與條形焊料通道102連通的開孔，噴嘴底固定座13 上方設(shè)置有一增壓分流器固定座12，增壓分流器固定座12上固定有一密封分隔焊料通道 102與焊接室103上方空間的增壓分流器11，該增壓分流器11上表面設(shè)置為靠近第一縱隔 板104方向低且斜傾向還原劑添加室105內(nèi)；噴嘴底固定座13和增壓分流器固定12座二 側(cè)邊通過前噴嘴固定座9和后噴嘴固定座10分別固定有前噴嘴7和后噴嘴8，前噴嘴7和 后噴嘴8的寬度為0. 5-2mm，長度設(shè)置為與PCB的長度相同，前噴嘴7和后噴嘴8內(nèi)設(shè)置一 條形通道，條形通道的一端開口為與焊料通道102連通，另一開口設(shè)置為向焊槽1內(nèi)上方且 與水平面的仰角在35°C -75°C之間可調(diào)。實施例2如圖6，另一種實現(xiàn)上述噴流焊的噴流焊槽，與實施例1不同處在于，條形焊料通 道102上方靠近增壓分流器固定座12的交界處的上方設(shè)計有第三縱隔板110，圓形焊料室 101與條形焊料通道102的交界處的上方設(shè)計有第五縱隔板108，該第三縱隔板110和第五 縱隔板108的頂部與焊槽1的邊緣相平，底部與焊槽1的底部分隔；在第三縱隔板110和第 五縱隔板108的中間設(shè)計有第四縱隔板109，該第四縱隔板109的底部與條形焊料通道102 的上表面緊密接觸，頂部低于焊槽1的邊緣。優(yōu)選的，在還原劑添加室105內(nèi)還可安裝有攪拌裝置，還原劑添加室105內(nèi)設(shè)置有 還原劑添加管。優(yōu)選的，焊接室103外側(cè)還可設(shè)置加熱裝置。優(yōu)選的，圓形焊料室101內(nèi)還可設(shè)置有液位傳感器，圓形焊料室101的端部設(shè)置有 與液位傳感器電連接的焊料添加裝置。熔融焊料被消耗以后，液面下降到一定位置時，液位 傳感器檢測到后由焊料添加裝置開始自動添加焊料，液面上升到標(biāo)準(zhǔn)位置時即停止添加， 如此循環(huán)往復(fù)。如圖7，利用本實用新型噴流焊槽的噴流焊接過程，預(yù)熱后的PCB板15依A方向水 平通過噴流焊槽1時，電磁泵將熔融的焊料從平行設(shè)置在焊槽二邊相對的兩個條形噴嘴中 噴出，從噴嘴中噴出的熔融焊料以拋物線的形式形成斜向上相對的兩個與PCB板15底面相接觸的拋物液面16和17，并分別先后在PCB板15底面上以與PCB板15運動方向相同的B 方向和相反的C方向平流。 以上是對本實用新型噴流焊槽和其工作過程進(jìn)行了闡述，用于幫助理解本實用新 型，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，任何未背離本實用新型原理下所 作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種噴流焊槽，包括焊槽，其特征在于所述焊槽內(nèi)中空設(shè)置有焊料通道，該焊料通 道的一端連通有焊料室，所述焊料室內(nèi)設(shè)置有將熔融的焊料泵入焊料通道的加壓裝置，所 述焊料通道在焊槽的二側(cè)邊頂端處相對設(shè)置有兩個斜向焊槽內(nèi)上方的條形噴嘴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴流焊槽，其特征在于所述噴嘴的寬度為0.5-2mm，長度設(shè) 置為與PCB的長度相同或增加設(shè)置有調(diào)節(jié)開口長度的裝置，所述噴嘴設(shè)置為向焊槽內(nèi)上方 且與水平面的仰角在35°C _75°C之間可調(diào)的開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴流焊槽，其特征在于所述焊槽由低的第一縱隔板和高的 第二縱隔板分隔成焊接室、還原劑添加室和廢物回收室，所述焊接室端部有一凹陷的圓形 焊料室，焊料室有一向第一縱隔板方向升高連通圓形焊料室的條形焊料通道；所述焊接室 上方蓋有一通道蓋，該通道蓋在圓形焊料室上方處設(shè)置有一與圓形焊料室相近大小的圓 孔、在條形焊料通道上方處設(shè)置有一比條形焊料通道小且與圓孔分離的長方孔；所述圓形 焊料室內(nèi)設(shè)置有一連接在電機上的旋轉(zhuǎn)葉輪；所述通道在條形焊料通道處的上方設(shè)置一 噴嘴底固定座，該噴嘴底固定座中間有與條形焊料通道連通的開孔，噴嘴底固定座上方設(shè) 置有一增壓分流器固定座，增壓分流器固定座上固定有一密封分隔焊料通道與焊接室上方 空間的增壓分流器，該增壓分流器上表面設(shè)置為靠近第一縱隔板方向低且傾斜向還原劑添 加室內(nèi)；所述噴嘴底固定座和增壓分流器固定座二側(cè)邊通過二個噴嘴固定座分別固定有二 個噴嘴，該噴嘴內(nèi)設(shè)置一條形通道，條形通道的一端開口為與焊料通道連通，另一開口為向 焊槽內(nèi)上方空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴流焊槽，其特征在于所述還原劑添加室內(nèi)安裝有攪拌裝 置，還原劑添加室內(nèi)設(shè)置有還原劑添加管。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴流焊槽，其特征在于所述焊接室外側(cè)設(shè)置有加熱裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴流焊槽，其特征在于所述圓形焊料室一端設(shè)置有一添加 焊料的焊料添加管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的噴流焊槽，其特征在于所述圓形焊料室內(nèi)設(shè)置有液位傳感 器，圓形焊料室的端部設(shè)置有與液位傳感器電連接的焊料添加裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴流焊槽，其特征在于所述條形焊料通道上方靠近增壓分 流器固定座的交界處的上方設(shè)計有第三縱隔板，圓形焊料室與條形焊料通道的交界處的上 方設(shè)計有第五縱隔板，該第三縱隔板和第五縱隔板的頂部與焊槽的邊緣相平，底部與焊槽 的底部分隔；在第三縱隔板和第五縱隔板的中間設(shè)計有第四縱隔板，該第四縱隔板的底部 與條形焊料通道的上表面緊密接觸，頂部低于焊槽的邊緣。
專利摘要本實用新型涉及PCB板的焊接裝置，公開了一種噴流焊槽，包括焊槽，焊槽內(nèi)中空設(shè)置有焊料通道，該焊料通道的一端連通有焊料室，所述焊料室內(nèi)設(shè)置有將熔融的焊料泵入焊料通道的加壓裝置，所述焊料通道在焊槽的二側(cè)邊頂端處相對設(shè)置有兩個斜向焊槽內(nèi)上方的條形噴嘴。本實用新型具有能有效提高通孔焊接工藝的自動化和通孔焊接品質(zhì)，節(jié)約電力資源和錫資源，還可為電子制造企業(yè)降低生產(chǎn)成本的優(yōu)點。
文檔編號B23K3/06GK201913344SQ201120011219
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者嚴(yán)永農(nóng) 申請人:嚴(yán)永農(nóng)