CN101563181B - 选择性焊接的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于选择性焊接的装置，包含液体焊料用的容器(10)，所述容器含有所谓的焊料槽(9)，并具有焊料通道(2)以及安装在焊料通道(2)上的至少一个喷嘴(4)，还带有对焊料通道(2)中的液体焊料(1)加压的焊料泵，其特征在于，焊料通道(2)被可竖直移动的罩子(5)围绕起来，所述罩子浸入在焊料槽(9)中或是以另一种方式密封到焊料槽(9)的表面上，所述罩子包括每个喷嘴(4)的通路(7)，并在罩子(5)下面设置了至少一个保护性气体和/或活性气体的输送装置(6)，其中在罩子(5)上附接有在从罩子向焊料槽的方向基本向下延伸的流板(8)。本发明进一步涉及一种选择性焊接的方法。

Description

选择性焊接的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于选择性焊接的装置，包含液体焊料容器，所述容器含有所谓的焊料槽，带有焊料通道和至少一个喷嘴，所述至少一个喷嘴安装在焊料通道上并带有对焊料通道中的液体焊料加压的焊料泵。本发明进一步还涉及一种选择性焊接的方法。
背景技术
选择性焊接是一种焊接电子元器件的非常完善的方法。已经证实它尤其对大型笨重的元件特别有利，比如变压器，插头，电解电容及其他，这些元件会受到高机械应力，例如，优选地，所述元件依照选择性焊接方法中的所谓推动通过技术(push-through technique)进行焊接。选择性焊接方法可以被当成是定点焊接技术，对于大部分部位来说液体焊料是经由竖直喷嘴施加在焊料点上的。为了这个目的，在喷嘴上端部还会生成迷你焊接波(mini soldering wave)。文献DE 43 14241 C2公开了具有前面所述特性的选择性焊接装置。
焊料暴露在喷嘴上端部，主要发生在两次焊接处理之间的间隔过程中(也就是选择性焊接机的待机模式下)，这应被看作是本领域技术的缺陷。同理，在焊接处理过程中较小的惰化和与之相关产生的金属废料的增加以及出错率的增长都是要提到的缺陷。
文献DE 202 20 971 U1公开了一种选择性焊接的方法，其中通过使用可移动的罩子极大地改善了保护焊料不受氧化的效果。
发明内容
本发明的目标是提供一种用于选择性焊接的改进装置，以及进一步的改进方法。
关于该装置，上述目标可通过让焊料通道被可竖直移动的罩子围绕而得到解决，所述罩子浸入在焊料槽中或是以另一种方式密封到焊料槽的表面上，罩子包括用于每个喷嘴的通路，并在罩子下面设置了用于保护性气体和/或活性气体的至少一个输送装置，其中，在罩子上附接有在从罩子向焊料槽的方向基本向下延伸的流板(flow plate)。
依照本发明的装置具有一个或多个喷嘴，所述喷嘴被安装在焊料通道上。
对该装置的无故障操作来说，使用保护性气体和/或活性气体是特别重要的，这是由于装置的尺寸小而所使用的焊料数量是有限的。典型地，惰性保护气体是有利的。在特殊情况下，活性气体能带来特别的好处。在接下来只会用到保护性气体或保护性气体环境这种术语，其中该术语总是包含了活性气体或活性气体环境。
依照本发明的罩子使得喷嘴的上端部可以被封闭在保护气体环境中，借此可以降低对焊接位置的污染程度以及出错率，这在有利的一定程度上与焊接处理相对应的。
罩子作为保护性气体盖被布置成可在竖直方向上移位并进而使喷嘴能在两次焊接处理之间的待机模式下完全地被保护性气体环境所封闭起来，而喷嘴只有最上部的部分能够直接地与要焊接的元件接触并且在焊接过程中被释放，因此保护气体进而以近乎理想的方式流动于所述喷嘴最上部的周围，这构成了特别的好处。
保护气体的惰化效应会通过被附接在罩子上的流板而进一步得到改进。特别有利的可能方案是将流板附加在罩子上，并且在焊料槽的方向上向下定向。
保护气体的输送装置可以有利地实施为气体喷枪。
优选地，喷嘴的上端部被实施为用于形成焊接波的焊接头。
特别有利地，焊料通道的上部封闭端被实施为遮盖片。遮盖片与焊接通道紧密密封并被喷嘴所贯穿并将它们固定在一起。
依照本发明的有利进展，在罩子中设置了遮盖通路的附加片状件。通过这些附加片状件，可以成功地进一步就减少所需保护气体的总量。
关于方法，上述目标通过一种方法得到解决，所述方法包括以下步骤：
1)把将要进行焊接并且做好焊接预处理的印刷电路板运输到焊接区域中，
2)印刷电路板和罩子一起同时下降和/或将印刷电路板放置在先前下降的罩子上，
3)然后进行焊接处理，其中焊料从焊料通道向上经由至少一个喷嘴泵抽到焊点上，并且其中保护性气体和/或活性气体在焊接处理过程中经由输送装置输送，以及
4)印刷电路板在焊接处理结束以后离开焊接区域，焊接区域的壳体通过抬起罩子而再次被抬起，以及
5)通路在两次焊接处理过程中由分配给各个通路的附加片状件遮盖。
术语“做好预处理的印刷电路板”在这里特指装备好的，熔化并且大体上预热过的印刷电路板。
由于在两次焊接处理之间，罩子中的通路被附加片状件遮盖起来这一事实，保护气体的需求量可以在所谓的待机模式下被进一步降低，并且惰化效应可以得到改进。有利地，附加片状件在开始焊接处理时要通过将罩子下降的运动来去除，从而使通路可以在焊接处理过程中开放。附加片状件再次被置于通路的上方，并且它们仅在焊接处理结束后罩子抬起的运动中一起关闭起来。
特别有利地，在焊接处理过程中输送第一单位时间量的保护性气体和/或活性气体，而在两次焊接处理之间输送第二单位时间量的保护性气体和/或活性气体。
特别优选地，在焊接处理结束以后由输送装置所输送的保护性气体和/或活性气体量，与焊接处理过程中所输送的气体量相比，有所减少。
在开始焊接处理之前，罩子有利地被下降到一个水平高度上，所述水平高度与印刷电路板元件在底面上的几何形状相匹配，它稍低于要焊接的元器件最低点。
本发明具有许多优点。下面，这些优点会提到几个：使用所用到的保护性气体的效率得到了改进，焊接质量提高，金属废料减少，维修和运行成本可以通过本发明来减少。
附图说明
本发明以及本发明的进一步实施例将在下面通过画在附图中的示例性实施例进行更为详细的介绍。
图1画出了依照本发明的用于选择性焊接的装置。
图2画出了依照本发明装置的改进方案，其包含用于遮盖的附加片状件。
具体实施方式
图1画出了液体焊料的容器10，所述容器含有所谓的焊料槽9，带有焊料通道2。附图进一步画出了安装在焊料通道2上的三个喷嘴4。在该示例中一般来说焊料通道2体现为压力通道，并且是对周围环境关闭的。焊料通道2在图2中仅画出了一部分。
喷嘴4被安装在焊料通道2上遮盖片3的区域中，并通过所述的焊料通道2固定。为了对液体焊料1进行加压，设置了焊料泵(未画出)的结构。焊料通道2被可竖直移动的罩子5围绕起来，所述罩子浸入在焊料槽9中，或是以另一种方式密封到焊料槽9的表面上。在罩子5中设置了每个喷嘴4的通路7。更进一步地，在本示例中设置了两个保护性气体的输送装置6，所述装置实现了在罩子5下面输送保护性气体的目的。
例如，氮气作为一种惰性保护气，经由输送装置6被吹入。由此，在该示例中输送装置6体现为气体喷枪6.
在依照本发明的方法的示例性实施例中，准备好进行选择性焊接的印刷电路板在通过常规功能单元比如熔化机(fluxer)和预热区之后，被运输到焊接区域中。在印刷电路板快要到达焊接区域时，罩子5在竖直方向被降低一定距离，这个距离是根据未受干扰的选择性焊接处理所需的量来确定的，它是元件底面几何形状的函数。例如，下降到一个水平高度，该水平高度处于要焊接的元件最低点以下的1到2mm。因此，有可能在焊接处理过程中省下保护气并减少废料的产生。印刷电路板被放置在下降的罩子5上。然后进行焊接处理。
在焊接处理结束之后，罩子被再一次上移到初始位置。特别有利地，随后所引入的气体仅是大量的保护气，所述保护气的量与焊接处理时的相比有所减少。该模式还可以被认为是待机模式。通过在待机模式下向罩子5下面输送保护气，保护气继续以优化的方式在喷嘴周围流动，借此使得喷嘴上端部的废料产率最小。
图2画出了附加片状件11，所述片状件暂时遮盖着通路7。当罩子5中的通路7在待机模式下被附加片状件11关闭时，会产生特别的好处，这是因为所需保护气的量可以进而更为减少，惰化效应可以得到改进。有利地，附加片状件11可以在焊接处理开始时随着罩子5的下降运动去除，使得通路7在焊接处理过程中开放。附加片状件11在焊接处理结束之后仅会随着罩子5的抬起运动而重新被放置到通路上方，并且所述片状件11随之而关闭。
保护气的惰性效应可通过在图1中和图2中所示的流片8进一步改进。在本示例性实施例中，每个流片8都制成锥形。

Claims (8)

1.一种用于选择性焊接的装置，包含液体焊料用的容器(10)，所述容器含有所谓的焊料槽(9)，并具有焊料通道(2)和至少一个喷嘴(4)，所述至少一个喷嘴(4)安装在焊料通道(2)上并带有对焊料通道(2)中的液体焊料(1)加压的焊料泵，其特征在于，焊料通道(2)被可竖直移动的罩子(5)围起来，所述罩子浸入在焊料槽(9)中或是以另一种方式密封到焊料槽(9)的表面上，所述罩子包括用于每个喷嘴(4)的通路(7)，并且，在罩子(5)的下面设置了用于保护性气体和/或活性气体的至少一个输送装置(6)，其中在罩子(5)上附接有在从罩子向焊料槽的方向向下延伸的流板(8)。
2.依照权利要求1所述的装置，其特征在于喷嘴(4)的上端部为用于形成焊接波的焊头。
3.依照权利要求1到2之一所述的装置，其特征在于焊料通道(2)的上端部为遮盖片(3)。
4.依照权利要求1或2所述的装置，其特征在于设置了用于遮盖所述通路(7)的附加片状件(11)。
5.一种选择性焊接的方法，所述方法包括以下步骤：
1)把将要进行焊接并且做好焊接预处理的印刷电路板运输到焊接区域中置于罩子(5)的上方，
2)印刷电路板和罩子(5)一起同时降低，和/或印刷电路板被放置在先前降低的罩子(5)上，
3)然后进行焊接处理，其中焊料从焊料通道(2)向上经由至少一个喷嘴(4)泵抽到焊点上，并且，在焊接处理过程中经由输送装置(6)输送保护性气体和/或活性气体，以及
4)印刷电路板在焊接处理结束后离开焊接区域，焊接区域的壳 体通过抬起罩子(5)而再次被抬起，以及
5)在两次焊接处理过程中通路(7)由指定给各个通路的附加片状件(11)遮盖。
6.依照权利要求5所述的方法，其特征在于：在焊接处理过程中输送第一单位时间量的保护性气体和/或活性气体，而在两次焊接处理之间输送第二单位时间量的保护性气体和/或活性气体。
7.依照权利要求5或6所述的方法，其特征在于：在焊接处理结束后由输送装置(6)所输送的保护性气体和/或活性气体的量比焊接处理过程中所输送的量少。
8.依照权利要求5或6所述的方法，其特征在于：在开始焊接处理之前，罩子(5)被下降到一个水平高度上，所述水平高度与印刷电路板元件在底面上的几何形状相匹配并且稍低于要焊接的元器件的最低点。 
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