CN101438635B - 向焊料槽供给无铅棒状焊料的方法及焊料槽 - Google Patents

Abstract

无铅焊料的焊料槽绝对不能混入铅。即使例如无铅棒状焊料的形状与浸铅棒状焊料形状不同，当将浸铅棒状焊料放在焊料槽的近处时，也会产生将其投入焊料槽的情况。本发明的焊料槽为在焊料槽上部设置有允许与浸铅棒状焊料形状不同的无铅棒状焊料通过，不允许浸铅棒状焊料通过的通过部，向焊料槽投入时从该通过部投入。

Description

向焊料槽供给无铅棒状焊料的方法及焊料槽

技术领域

本发明涉及一种向使焊料熔融进行印制电路板的钎焊的焊料槽供给无铅棒状焊料的方法及焊料槽。

背景技术

通常，作为普通的印制电路板的钎焊方法有烙铁法、回流焊接法、流体焊接法。烙铁法是一边对钎焊部的每一处分配浸油焊料、一边将浸油焊料和钎焊部用加热到高温的烙铁加热，进行钎焊的方法。该烙铁法要对钎焊部的每一处作钎焊，因此不能进行大量位置的钎焊，适合于用其它的钎焊方法不能钎焊的位置和用其它的方法产生的不良位置的修正。

回流焊接法是将在与印制电路板的钎焊部同一位置处穿透有孔的金属掩模和丝网重合在印制电路板上，在其上面放置由焊料粉和焊剂构成的焊药糊，然后用筛子(スキ一ジ一)完全摊平，在多个焊料部印刷涂抹焊药糊。然后，将该印制电路板用回流炉加热，使焊药糊熔融，由此进行印制电路板的钎焊的方法。该回流焊接法用一次操作可完成多个的钎焊部的钎焊，因此生产率优良，但在经济性方面有问题。这是因为，在回流焊接法中使用焊药糊，但由于制造焊药糊的粉末焊料需要大量的工时和昂贵的制造装置，因此导致焊药糊昂贵。

流体焊接法是在印制电路板的钎焊面全部涂上液状的焊剂，预加热后，使印制电路板接触从焊料槽喷流的熔融焊料而进行钎焊的方法。该流体焊接法也和回流焊接法同样用一次操作可进行多个钎焊部的钎焊，不仅在生产率优良，比起回流焊接法经济性方面也优良。这是因为，流体焊接法使用的焊料是棒状焊料，该棒状焊料可通过将熔融的焊料浇铸到铸模内，或用挤压机挤压大的坯块的简单的方法生产，且可大量的生产。

另外，印制电路板的钎焊，曾经用过Pb-Sn焊料(以下，简称浸铅焊料)。但是用浸铅焊料，即使被钎焊的电子设备出故障，或变旧使用不方便，也不作修理或提高功能，被废弃的情况比较多。废弃的电子设备的外壳的塑料和如底盘一样的金属可取出再利用，但是被钎焊的印制电路板由于不能再利用做填埋处理。钎焊的印制电路板不能再利用的理由是钎焊部的铜和焊料被金属合金化，该合金化的部分的铜和焊料不能完全分离。如果该填埋处理后的印制电路板接触到酸雨，则焊料中的Pb成分溶出，更深的侵入地下，最终与地下水混合。如果人类和家畜长时间饮用含Pb的地下水，会引起铅中毒，现在浸铅焊料的使用在全球范围被限制。

在日本浸铅焊料由于现在的电子设备制造商的自主限制而控制使用，在欧洲用RoHS指令来限制。

因此，现在的电子设备的钎焊，代替浸铅焊料而使用无铅焊料，无铅焊料由JIS规格化，在JIS Z3282记载如下。

“无铅焊料：是固相线温度不足450℃的填充金属，且不含铅的锡系焊料的总称。在此可称之为由锡、锌、锑、铟、银、铋、铜所构成的铅的成分在0.10％以下的焊料。

形状及尺寸：棒状的含有铅的焊料及无铅焊料的标准尺寸是约7mm(厚度)×20mm(宽度)×400mm(长度)，标准质量是含铅焊料Sn63Pb37的情况下约500g，无铅焊料Sn96.5Ag3Cu0.5的情况下约450g。另外，其它由交接当事人之间协商。”

也就是，在JIS中，无论是浸铅棒状焊料或无铅棒状焊料在长度方向上正交的截面形状是同样的矩形形状。

如此，在JIS中严格限制向无铅焊料中混入铅，但棒状的无铅焊料和浸铅焊料形状相同，熟悉焊料的人可用颜色和重量区别，对于不熟悉焊料的人，区别此类焊料比较困难。如JIS规定，在使用了无铅焊料的流体钎焊中，不得在焊料槽中混入铅，但由于无铅焊料与浸铅焊料的外形相同，不熟悉焊料的操作者只看外观，不附加其它区别，当两者靠近放置时有可能弄混。

现在，如前所述浸铅焊料的使用被限制，在进行流体钎焊的操作区中无铅焊料和浸铅焊料被放在一起的情况几乎没有，但特殊的用途有时仍使用浸铅焊料。该特殊用途的浸铅焊料是指：在Pb主要成分中添加有Sn和Ag，且为Pb-5Sn(熔点：300～314℃)、Pb-10Sn(熔点：268～302℃)等的高温焊料。高温焊料的使用是在电子设备的使用时发热的线圈和功率晶体管等的钎焊位置，或将印制电路板经二次钎焊时，最初的钎焊部不得由二次钎焊熔融的位置。

通常，焊料槽由于钎焊时焊料槽中的焊料附着在印制电路板，焊料槽中的焊料会逐渐减少。于是在焊料槽中的熔融焊料的喷流高度会变低，熔融焊料不能接触到通过焊料槽上方的印制电路板，产生没附上焊料的未钎焊的情况。因此，焊料槽中的熔融焊料比规定的量少时，检测焊料液面的传感器发出警报，根据该警报，操作者适宜地将棒状焊料投入焊料槽，使焊料槽的熔融液面保持恒定。

但是，在如上所述地使用Pb为主成分的高温焊料的操作区，有时将无铅棒状焊料和浸铅棒状焊料一起放置，有可能产生由于操作者的失误将浸铅棒状焊料投入无铅焊料的焊料槽的情况。如果在无铅焊料的焊料槽中投入一根(约500g)浸铅棒状焊料，则由于焊料槽中约放入有450Kg的无铅焊料，会使铅的含有量超过0.1％。如果投入二根以上，则铅含有量会更加变多，将其出口到欧洲时，由于违反RoHS规定必须全部收回。

为防止所述的无铅焊料的焊料槽中混入浸铅焊料，提出了将无铅棒状焊料做成与浸铅棒状焊料不同形状的提案，以由外表就可将其轻易区别。其形状是指将无铅棒状焊料例如在与长度方向正交的截面形状做成为单边是20mm的正三角形的棒状。即，浸铅棒状焊料是用JIS的规格规定的与长度方向正交的截面形状为7mm×20mm的矩形，与截面形状为正三角形的无铅棒状焊料可一目了然的区别开。

如前所述，在焊料槽的周围放置无铅棒状焊料和浸铅棒状焊料时，但认为只要无铅棒状焊料的截面形状是正三角形，与浸铅棒状焊料外观形状不同，因此不会在无铅焊料的焊料槽中错误地投入浸铅棒状焊料。但是，如将外观不同的无铅棒状焊料和浸铅棒状焊料靠近放置，有时会产生在无铅焊料槽中投入浸铅棒状焊料的情况。其原因为向操作者的传达不够或操作者的认识不够。例如，当焊料槽中的焊料量不够时产生钎焊不良是一件大事，且不能将混浸铅的严重性很好理解的操作者，当发生焊料槽中的焊料减量而发出警报时，可能会不加思考自动地将焊料槽周边的棒状焊料投入焊料槽。其结果如果投入的棒状焊料是浸铅焊料时，则会在无铅焊料的焊料槽中混入铅。

本发明者着眼于以下内容来完成本发明：当按JIS规格与浸铅棒状焊料的长度方向正交的截面形状为7mm×20mm的矩形，将无铅棒状焊料做成与长度方向正交的截面形状为单边为20mm的正三角形时，如图3(A)所示，可使该无铅棒状焊料F通过单边是22mm的正三角形的孔H，但如图3(B)所示，截面为7mm×20mm的矩形浸铅棒状焊料无论从任何方向、怎样倾斜也绝对不能通过单边是22mm的正三角形的孔H。

发明内容

本发明提供一种对焊料槽供给棒状焊料的方法，其是将正交于长度方向的截面形状与浸铅棒状焊料的正交于长度方向的截面形状不同的无铅棒状焊料向焊料槽供给的方法，其特征在于，在焊料槽的上部形成有通过部，该通过部不能使浸铅棒状焊料通过，但能使无铅棒状焊料通过，使无铅棒状焊料通过该通过部，由此向焊料槽供给无铅棒状焊料。

另一项发明的焊料槽的特征在于，其使印制电路板接触熔融焊料而进行印制电路板的钎焊，其特征在于，在焊料槽的上部形成有通过部，该通过部不能使浸铅棒状焊料通过，但能使与长度方向正交的剖面形状不同于所述浸铅棒状焊料的无铅棒状焊料通过。

在本发明的焊料槽的通过部做成允许无铅焊料通过，不允许浸铅棒状焊料通过的形状。例如无铅焊料在长度方向上正交的截面形状是单边为20mm的正三角，如果浸铅棒状焊料在长度方向上正交的截面形状是7mm×20mm的矩形，在焊料槽的通过部的形状是单边22mm的正三角形。如果做成所述形状则截面形状为7mm×20mm浸铅棒状焊料绝对不能通过。

在焊料槽的通过部只要是孔就可以，但是仅仅有孔当插入棒状焊料时，由于棒状焊料正对孔的周围插入很难，因此可在孔的周围设置导向，或可以做和孔相同形状的筒。

另外，即使对操作者指导将棒状焊料投入焊料槽之时一定通过通过部投入，操作者也有可能不通过通过部直接将棒状焊料投入焊料槽。总之焊料槽能投入棒状焊料的部分除喷流喷嘴以外，任何部分都能投入。所以为防止将棒状焊料简单投入，将喷流喷嘴以外的部分用投入罩覆盖，在投入罩的一处或复数处可以设置使棒状焊料通过的通过部。如果将除此喷流喷嘴以外用投入罩覆盖，操作者要从喷流喷嘴投入棒状焊料，由于喷流喷嘴的部分底浅棒状焊料不能深入，棒状焊料难以溶化，所以操作者不会投入。

附图说明

图1是本发明焊料槽的第一实施例的立体图。

图2是本发明焊料槽的第二实施例的立体图。

图3是无铅棒状焊料和拦截浸铅棒状焊料通过状态的说明图。

图中：1-焊料槽，2-一次喷流喷嘴，3-二次喷流喷嘴，4-熔融焊料，5、6-泵轴，7-投入板，10-通过部，11-投入罩，12、13-轴孔。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的焊料槽作说明。图1是本发明焊料槽第一实施例的立体图，图2是本发明焊料槽第二实施例的立体图。

首先关于本发明焊料槽的第一实施例作说明。在焊料槽1设置有一次喷流喷嘴2和二次喷流喷嘴3，在内部放有熔融焊料4。在熔融焊料4的下部设置有向一次喷流喷嘴2和二次喷流喷嘴3输送熔融焊料使其喷流的泵，在该泵安装有轴5、6。轴5、6从熔融焊料4的液面向上方突出，在上部安装有未图示的滑轮，该滑轮用同样未图示的带与电机连动。

在焊料槽1的上部设置有覆盖焊料槽一部分的投入板7。投入板7的安装位置是在一次喷流喷嘴2和二次喷流喷嘴3的横向比较宽敞空间的部分。投入板7上形成有向下方弯折的安装部8，该安装部用小螺钉固定在焊料槽1的壁面。在投入板7上开设有通过部10的孔。如果插入焊料槽的无铅棒状焊料F的正交截面形状例如是单边20mm的正三角形，则通过部10是比该截面形状稍大的单边为22mm的正三角形的孔。

接下来关于本发明焊料槽的第二实施例作说明。和第一实施例在同一位置的用相同的符号，省略相应说明。在焊料槽1的上部设置有覆盖一次喷流喷嘴2和二次喷流喷嘴3以外部分的投入罩11。在投入罩11上形成有安装部8，用小螺钉9固定在焊料槽1的壁面。投入罩11开设有使轴5、6穿过的孔12、13。并且投入板11以横切所述孔12、13的中心的方式而被分割。将投入罩11割开是由于在轴5、6的上方安装有与滑轮和电机联动的带，投入罩如果是一体的则拆装时滑轮和带会带来麻烦，不能从孔拔出，需要极大的工时。如将投入罩横切孔12、13作分割，拆装投入罩时，只需从轴的两侧做拆卸或作夹持，可以很容易的拆装。

投入罩11的一侧，即在一次喷流喷嘴2和二次喷流喷嘴3的横向有比较宽敞空间的部分开设有三个通过部10、10、10的孔。通过部的形状和所述实施例一样。

这里，关于上述焊料槽供给无铅棒状焊料的方法作说明。从焊料槽1的一次喷流喷嘴2和二次喷流喷嘴3将熔融焊料4喷流，该喷流的熔融焊料接触多个印制电路板进行钎焊，由于焊料槽1内的熔融焊料4附着于印制电路板，所以会渐渐变少。当减少到规定液面高度时，未图示的液面传感器检测到这一情况发出警报。于是，操作者将放在焊料槽1的附近截面形状为正三角形的无铅棒状焊料F如箭头所示从上方投入焊料槽1。投入该无铅棒状焊料必须从焊料槽1固定的通过部10进行，例如在焊料槽附近的放置浸铅棒状焊料，操作者即使打算将其投入焊料槽，由于浸铅棒状焊料不能通过通过部，所以不能被投入。

本发明的实施例说明了为将截面形状是正三角形的无铅棒状焊料投入，通过部设置为和该截面形状相似形的正三角形，无铅棒状焊料的截面形状和浸铅棒状焊料的矩形的截面形状不同，而且只要是浸铅棒状焊料不能通过的形状，可以做成任意形状的通过部。

作为浸铅棒状焊料的截面形状可以考虑有梯形、半圆形、圆形、正方形等。

Claims (3)

1.一种向焊料槽供给棒状焊料的方法，其是将正交于长度方向的截面形状与浸铅棒状焊料的正交于长度方向的截面形状不同的无铅棒状焊料向焊料槽供给的方法，其特征在于，

在焊料槽的上部形成有通过部，该通过部不能使浸铅棒状焊料通过，但能使无铅棒状焊料通过，

使无铅棒状焊料通过该通过部，由此向焊料槽供给无铅棒状焊料。

2.一种焊料槽，其使印制电路板接触熔融焊料而进行印制电路板的钎焊，其特征在于，

在焊料槽的上部形成有通过部，该通过部不能使浸铅棒状焊料通过，但能使与长度方向正交的剖面形状不同于所述浸铅棒状焊料的无铅棒状焊料通过。

3.根据权利要求2所述的焊料槽，其特征在于，

所述通过部形成于覆盖焊料槽一部分的投入板。

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