CN101960931B

CN101960931B - 流焊装置和流焊方法

Info

Publication number: CN101960931B
Application number: CN2009801069656A
Authority: CN
Inventors: 中谷公明; 末次宪一郎; 岸新
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-04-10
Filing date: 2009-04-10
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2029-04-10
Also published as: US20110031297A1; US8132707B2; CN101960931A; JP2011511431A; WO2009125601A1; JP4942845B2

Abstract

本发明提供一种流焊装置，即使对电子电路基板涂敷了无VOC焊剂或低VOC焊剂，该流焊装置也能抑制焊接缺陷出现。换言之，根据本发明的流焊装置包括：水分传感器，用于测量基板表面的水分；以及监测设备，用于基于先前通过使用多个基板样本获取的样本基板表面的水分值与样本基板的通孔的水分值之间的关联，通过使用根据由水分传感器测得的水分获取的基板表面的水分值来判断焊接质量是否令人满意。

Description

流焊装置和流焊方法

技术领域

本发明涉及适用于无VOC焊剂或低VOC焊剂的流焊装置和流焊方法。VOC是易挥发有机化合物的简称。

背景技术

流焊是用于将电子部件焊接到电子电路基板上的技术。以下说明该技术的概览。首先，将电子部件安装在电子电路基板的一个主表面上。已安装电子部件的引线被插入电子电路基板中的通孔中，并从电子电路基板的另一主表面突出。熔焊料与该表面上引线突出处接触，从而将电子部件焊接至电子电路基板。在下文中，安装了电子部件的一个主表面被称为部件表面，而熔焊料建立接触的另一主表面被称为焊接表面。

流焊装置包括诸如焊剂涂敷器、预热器、喷射焊料槽、冷却器等等之类的处理装置。焊剂涂敷器、预热器、喷射焊料槽以及冷却器面对电子电路基板的传送方向按此顺序设置。该电子电路基板被传入该流焊装置。如上所述，电子部件先前被安装在传入该装置的电子电路基板上，且所安装的电子部件的引线从焊接表面突出。传入该装置中的电子电路基板被设置在流焊装置中的传送器传送。当该电子电路基板被传入流焊装置时，首先焊剂涂敷器将焊剂涂敷到传入的电子电路基板的焊接表面。随即，已涂敷焊剂的电子电路基板被预热器预热。接着，喷射焊料槽将高温下的熔焊料涂敷到已被预热的电子电路基板的焊接表面。随即，已涂敷熔焊料的电子电路基板被冷却器冷却。借助这些步骤，电子部件被焊接到电子电路基板上。

如上所述，焊剂被涂敷到引线突出的焊接表面，因此熔焊料与焊接表面建立接触。涂敷焊剂以去除氧化膜和可能附着至该焊接表面的灰尘。一般而言，在焊接时使用液体焊剂。液体焊剂包括溶剂和溶解于该溶剂中的诸如松香的活性材料。将液体焊剂涂敷到电子电路基板的焊接表面的焊剂涂敷器可以是泡沫焊剂涂敷器、喷雾焊剂涂敷器等。预热器将已涂敷到焊接表面的焊剂预热至100到150℃的温度。由于该预热，活性材料执行其作用并清洁电子电路基板的焊接表面。如果未执行预热，则不清洁焊接表面。此外，在液体焊剂中使用了用于溶解该活性材料的溶剂。如果该溶剂保留在电子电路基板的焊接表面上，则不能实现良好质量的焊接。为去除溶剂，必须借助预热器来执行预热。

诸如松香之类的活性材料在诸如异丙醇之类的醇类中溶解良好。因此，醇类已用于焊剂的溶剂。然而，如果诸如醇之类的易挥发有机化合物(VOC)逃逸到周围气氛中，则该易挥发有机化合物被紫外线能量等分解，并产生基团。这些基团是光化学烟雾等的成因。因此，在日本，由于修改的空气污染控制法案，VOC的使用从2010年起被限制。这些限制也适用于焊接领域。由于这类原因，已开发了不使用VOC作为溶剂的液体无VOC焊剂和具有减少的VOC成分的液体低VOC焊剂。低VOC焊剂一般包含不超过5％重量百分比(wt％)的VOC。

如果将使用具有低沸点的醇类作为溶剂的液体焊剂涂敷到焊接表面，则如果在100到150℃的温度下执行预热该溶剂蒸发。另一方面，最近开发的无VOC焊剂和低VOC焊剂使用比醇类难挥发的水作为溶剂。被用作溶剂的水在熔焊料与电子电路基板建立接触之前在100到150℃的预热温度下难以完全去除。因此，当喷射焊料槽将具有高温的熔焊料涂敷到已涂有无VOC焊剂或低VOC焊剂的电子电路基板上时，诸如焊球、焊料润湿缺陷、焊料桥接等等问题产生。因此，如果涂敷了无VOC焊剂或低VOC焊剂，则不能获得与涂敷用醇类作为溶剂的VOC焊剂时获得的成品等效的成品。出于此类原因，已经提出了用于在喷射焊料槽向电子电路基板涂敷熔焊料之前从电子电路基板排除水分的技术。

例如，专利文献1公开了包括设置在焊剂涂敷器之前的预热设备的流焊装置。该流焊装置借助预热设备将电子电路基板预热至100到200℃的温度，并将来自焊剂涂敷器的液体焊剂涂敷到经预热的电子电路基板上。利用该流焊装置，所涂敷焊剂中的水分被电子电路基板的热量蒸发掉。

专利文献2公开了一种流焊装置，该流焊装置包括设置在焊剂涂敷器与喷射焊料槽之间的热空气干燥设备。该流焊装置通过将热空气引导到已涂敷有液体焊剂的电子电路基板上，使所涂敷焊剂中包括的水分蒸发。

顺便提及的是，完全去除电子电路基板的通孔中的水分是困难的，而且即使该电子电路基板的表面被干燥，水分仍保留在通孔中。因此，即使在电子电路基板的表面被干燥时，如果在通孔中存在大量水分，则通孔中的水分被熔焊料的热量转换成水蒸汽，且熔焊料被该水蒸汽分散。然而，直到现在，尚未建立将通孔中的水分考虑进去的流焊装置的预热分布。因此，利用上述流焊装置，存在可能出现焊接缺陷的风险。

此外，引入流焊装置中的各个电子电路基板中先前包含的水分存在变化，而且焊剂涂敷器的焊剂涂敷状态也有变化。上述流焊装置不能确定作为工作对象的电子电路基板中包含的水含量。因此，存在的风险是，由于这种类型的变化，未充分去除水分的电子电路基板可能被传送到喷射焊料槽中。如果水分未被充分去除，则熔焊料分散。因此，利用上述流焊装置，存在可能出现焊接缺陷的风险。

引用列表

专利文献

[专利文献1]日本专利申请特许公开No.H8-229674

[专利文献2]日本专利申请特许公开No.H7-162139

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种流焊装置和流焊方法，通过该装置和方法即使在对电子电路基板涂敷无VOC焊剂或低VOC焊剂的情况下，也能抑制焊接缺陷的出现。

问题的解决方案

为实现上述目的，一种与本发明有关的流焊装置包括：传送器，用于传送其中形成有多个通孔的基板；分配器，用于将焊剂涂敷到该基板上；焊接单元，用于将熔焊料涂敷到已涂敷有焊剂的基板上；预热设备，用于在基板被传送到该焊接单元时预热基板；水分传感器，用于测量基板表面的水分；以及监测设备，用于基于样本基板表面的水分值与样本基板的通孔的水分值之间的关联，通过使用根据由水分传感器测得的水分获取的基板表面的水分值来判断焊接质量。

在根据上述本发明的流焊装置中，监测设备可基于关联通过使用根据由水分传感器测得的水分获取的基板表面的水分值来调节预热设备的加热温度。

在上述根据本发明的流焊装置中，通过使用已插入样本基板的通孔中的圆柱形夹具来获取样本基板的通孔的水分值。该圆柱形夹具的材料可以是丙烯酸树脂或聚乙烯树脂或棉。

在上述根据本发明的流焊装置中，预热设备包括设置在分配器之前的第一预热器和设置在该分配器之后的第二预热器；水分传感器包括用于测量被第一预热器预热的基板表面的水分的第一水分传感器，以及用于测量被第二预热器预热的基板表面的水分的第二水分传感器；以及监测设备可获取分别由第一水分传感器和第二水分传感器测得的水分之差，作为该基板表面的水分值。在这种情况下，样本基板的通孔的水分值可以是由第一水分传感器从经第一预热器预热的样本基板的第一通孔中先前插入的第一圆柱形夹具测得的水分与由第二水分传感器从经第二预热器预热的样本基板的第二通孔中先前插入的第二圆柱形夹具测得的水分之差。第一和第二圆柱形夹具的材料可以是丙烯酸树脂或聚乙烯树脂或棉。

在上述根据本发明的流焊装置中，水分传感器可以是近红外传感器或红外传感器。

在上述根据本发明的流焊装置中，焊剂可以是无VOC焊剂或低VOC焊剂。

为实现上述目的，一种与本发明有关的流焊方法包括以下步骤：向传入基板涂敷焊剂；向涂敷有焊剂的基板涂敷熔焊料；当已将熔焊料涂敷至该基板时预热该基板；以及在将熔焊料涂敷至该基板之前，基于样本基板表面的水分值与样本基板的通孔的水分值之间的关联根据基板表面的水分值来判断焊接质量。

在上述根据本发明的流焊方法中，在判断焊接质量时，可基于关联根据该基板表面的水分值来调节该基板的预热分布。

在上述根据本发明的流焊方法中，该基板表面的水分值可以是在涂敷焊剂之前从经预热基板的表面测得的水分与涂敷焊剂之后从经预热基板的表面测得的水分之差。

在上述根据本发明的流焊方法中，通过使用已插入样本基板的通孔中的圆柱形夹具来获取样本基板的通孔的水分值。或者，可根据在涂敷焊料之前从经预热的样本基板的第一通孔中先前插入的第一圆柱形夹具测得的水分与在涂敷焊料之后从经预热的样本基板的第二通孔中先前插入的第二圆柱形夹具测得的水分之差获取样本基板的通孔的水分值。用于获取样本基板的通孔的水分值的圆柱形夹具的材料可以是丙烯酸树脂或聚乙烯树脂或棉。

在上述根据本发明的流焊方法中，可使用近红外传感器或红外传感器获取该基板表面的水分值、样本基板表面的水分值以及样本基板的通孔的水分值。

在上述根据本发明的流焊方法中，焊剂可以是无VOC焊剂或低VOC焊剂。

发明的有益效果

根据本发明的所需模式，有可能基于样本基板的通孔中的水分值与样本基板表面上的水分值之间的关联，根据形成工作对象的基板表面上的水分值来判断焊接质量。因此，可从流焊生产线去除具有缺陷焊接质量的基板。此外，还可调节预热分布。因此，即使对电子电路基板涂敷了无VOC焊剂或低VOC焊剂，也有可能抑制焊接缺陷的产生，并因此确保良好的焊接质量。

附图简述

图1是示出根据本发明实施例的流焊装置的组成的一个示例的示图。

图2是示出根据本发明实施例的用于测量通孔水分的圆柱形夹具的一个示例的示图。

图3A是用于描述根据本发明实施例的测量通孔水分的方法的过程的一部分的示图。

图3B是用于描述根据本发明实施例的测量通孔水分的方法的过程的一部分的示图。

图3C是用于描述根据本发明实施例的测量通孔水分的方法的过程的一部分的示图。

图3D是用于描述根据本发明实施例的测量通孔水分的方法的过程的一部分的示图。

图3E是用于描述根据本发明实施例的测量通孔水分的方法的过程的一部分的示图。

图3F是用于描述根据本发明实施例的测量通孔水分的方法的过程的一部分的示图。

图3G是用于描述根据本发明实施例的测量通孔水分的方法的过程的一部分的示图。

图4是示出根据本发明实施例的焊接表面的水分值与通孔的水分值之间的关系的一个示例的示图。

图5是示出根据本发明实施例的焊接表面的水分值与焊球出现数量之间的关系的一个示例的示图。

图6是示出根据本发明实施例的焊接表面的水分值与焊料桥接出现数量之间的关系的一个示例的示图。

实施例的描述

图1是示出根据本发明实施例的流焊装置的组成的一个示例的示图。水分传感器被纳入流焊生产线中，且预热分布由反馈控制基于该水分传感器提供的信号来控制。首先，描述本流焊装置的组成的概览。

如图1所示，形成有多个通孔的电子电路基板1被传入该流焊装置中。电子部件先前被安装在传入该装置的电子电路基板1的部件表面上。安装在该基板上的电子部件的引线被插入电子电路基板1的通孔中，并从焊接表面突出。

传送器2被设置在流焊装置中，用于传送所传入的电子电路基板1。此外，在该流焊装置中，作为第一预热设备的第一预热器3、第一水分传感器4、作为分配器的焊剂涂敷器5、干燥设备6、作为第二预热设备的第二预热器7、第二水分传感器8、作为焊接单元的喷射焊料槽9以及冷却器10按此顺序依照电子电路基板1的传送方向设置。此外，该流焊装置包括设置在焊剂涂敷器5与干燥装置6之间的第三水分传感器11。此外，该流焊装置包括监测设备12。

第一预热器3预热电子电路基板1。第一水分传感器4测量已由第一预热器3预热的电子电路基板1的焊接表面的水分。焊剂涂敷器5将焊剂涂敷到电子电路基板1的焊接表面上。无VOC焊剂或低VOC焊剂被用作该焊剂。例如，低VOC焊剂包含5％重量百分比或更少的VOC。第三水分传感器11测量已涂敷焊剂的电子电路基板1的焊接表面的水分。干燥设备6将已涂敷到电子电路基板1的焊剂中所包含的水分蒸发掉。第二预热器7预热电子电路基板1。第二水分传感器8测量已由第二预热器7预热的电子电路基板1的焊接表面的水分。喷射焊料槽9通过使高温的熔焊料喷雾与已沉积了焊剂的焊接表面接触，来将熔焊料涂敷到电子电路基板1的焊接表面上。该冷却器10冷却已涂敷熔焊料的电子电路基板1。

监测设备12存储样本基板的焊接表面的水分值与样本基板的通孔的水分值之间的关联，该关联先前利用电子电路基板的多个样本基板获得。在下文中，样本基板简称为样本。监测设备12被构成为：通过使用如根据水分传感器4和8测得的水分获得的形成工作对象的电子电路基板的焊接表面的水分值，基于所存储的关联能判断焊接质量。具体地，监测设备12预测形成工作对象的电子电路基板的焊接质量是否会令人满意。该预测在将形成工作对象的电子电路基板1传送到喷射焊料槽9之前作出。

该流焊装置包括用于将被监测设备12预测为焊接质量不满意的电子电路基板从流焊生产线移除的机构。该移除操作在被预测为不满意的电子电路基板被传送至喷射焊料槽9之前进行。图1中的附图标记13所指示的箭头表示从流焊生产线移除已被预测为焊接质量不满意的电子电路基板。例如，有可能设置将电子电路基板从生产线移除的传送机械手。在这种情况下，将已被预测为焊接质量不满意的电子电路基板从生产线移除的指令可由监测设备12发送至传送机械手。此外，还有可能将从生产线移除电子电路基板的独立传送器连接至传送器2。此外，监测设备12可在设置在监测设备12中的屏幕上指示焊接质量不满意，从而看到该显示的操作员能从流焊生产线去除该电子电路基板。

此外，该监测设备12被构成为：使用上述关联基于电子电路基板的焊接表面的水分值来调节预热分布。在这里，调节了干燥设备6的预热温度和第二预热器7的预热温度。而且，监测设备12被构成为：基于第三水分传感器11测得的水分来控制所涂敷的焊剂量。

以此方式，按需和在需要时从流焊生产线去除被预测为焊接质量不满意的电子电路基板，并调节干燥设备6的加热温度和第二预热器7的加热温度。因此，因为高温熔焊料与电子电路基板在适当的干燥状态下建立接触，所以有可能获得不会产生焊球或桥接的良好质量的焊接。

接着，将描述本流焊装置的细节。对于第一预热器3、干燥设备6以及第二预热器7，可使用红外干燥设备、热空气干燥设备或这些干燥设备的组合。水分传感器4、8以及11测量焊接表面上的同一测量点处的水分。该测量点从不容易干燥且容易出现问题的点中选择。对于水分传感器4、8以及11，需要使用基于近红外反射系统的水分传感器或基于红外反射系统的水分传感器。基于近红外反射系统的水分传感器或基于红外反射系统的水分传感器能即时按照数值测量水分。因此，如果使用了基于近红外反射系统的水分传感器或基于红外反射系统的水分传感器，则有可能在不停止电子电路基板的传送器的情况下测量该水分，且能读入该水分作为数据。

第一预热器3去除已被传入流焊装置的电子电路基板1中先前包含的水。第一水分传感器4测量已通过第一预热器3的电子电路基板1的焊接表面的水分(水分：W₀)。电子电路基板1的焊接表面的水分被第一预热器3设置为约0.1到0.3％。第三水分传感器11测量已涂敷焊剂的电子电路基板1的焊接表面的水分(水分：W₁)。干燥设备6将已涂敷到电子电路基板1的焊接表面的焊剂中包含的水分蒸发掉。第二预热器7去除电子电路基板1上的水，并激活焊剂。第二水分传感器8测量已通过第二预热器7的电子电路基板1的焊接表面的水分(水分：W₂)。水分传感器4、8以及11向监测设备12发送指示测得水分的信号。

监测设备12被构成为：使用上述关联基于形成工作对象的电子电路基板的焊接表面的水分值预测焊接质量，并调节预热分布。更具体地，监测设备12获取第一水分传感器4测得的水分W₀与第二水分传感器8测得的水分W₂之差作为电子电路基板1的焊接表面的水分值。该水分值W₂-W₀表示焊剂产生的水分量。监测设备12基于该水分值W₂-W₀预测焊接质量。如果预测焊接质量将不满意，则监测设备12使被预测为焊接质量不满意的电子电路基板从流焊生产线被去除。此外，监测设备12还升高干燥设备6的加热温度和第二预热器7的加热温度。然而，必须基于安装在电子电路基板上的电子部件的耐热温度提前确定干燥设备6的加热温度和第二预热器7的加热温度的上限值，并防止电子部件的温度上升到高于该耐热温度。

如上所述，监测设备12基于先前使用电子电路基板的多个样本获取的样本的焊接表面的水分值与该样本的通孔的水分值之间的关联而构成。下文描述了获取样本的焊接表面的水分值与该样本的通孔中的水分值之间的关联的方法。

通过使用上述的根据本实施例的流焊装置，能获取样本的焊接表面的水分值和该样本的通孔的水分值。通过在样本的流焊期间使用水分传感器能获取该样本的焊接表面的水分值。换言之，根据第一水分传感器4与第二水分传感器8在样本的流焊期间分别测得的水分之差，能确定该样本的焊接表面的水分值。另一方面，因为难以借助水分传感器测量通孔中包含的水量，所以通过下述方法测量该水量。

图2是示出根据本发明实施例的用于测量通孔中的水量的圆柱形夹具的一个示例的示图；图3A到3G是用于描述根据本发明的测量电子电路基板的通孔中的水量的方法的过程的示图。该测量方法使用如图2所示的圆柱形夹具14。

首先，将圆柱形夹具14装在按照三个相似排列图案形成于电子电路基板的样本中的各个通孔中。接着，将电子部件的引线16插入其中已安装了圆柱形夹具14的通孔15中。参照图3A。将该状态下的电子电路基板的样本传入流焊装置的生产线。首先，通过第一预热器3预热由此传入的样本。参照图3B。当该样本已通过第一预热器3时，将该样本取出该生产线，且利用镊子将安装在第一图案的通孔中的圆柱形夹具14移除，并通过第一水分传感器4测量所移除的圆柱形夹具14中的水量。参照图3C。第一水分传感器4的测量值表示认为先前被吸收在圆柱形夹具14中的水量。第一水分传感器4的测量值被视为初始状态I0(％)。

接着，将其中圆柱形夹具已从第一图案的通孔中移除的样本再次传入生产线中的第一预热器3之后。从焊剂涂敷器将无VOC焊剂或低VOC焊剂涂敷到已传入的样本上。参照图3D。当已涂敷焊剂时将该样本取出，且利用镊子将安装在第三图案的通孔中的圆柱形夹具14移除，并通过第三水分传感器11测量所移除的圆柱形夹具14中的水量。参照图3E。所移除的圆柱形夹具14吸收所涂敷的无VOC焊剂或低VOC焊剂中包含的水。第三水分传感器11的测量值被视为焊剂已涂敷状态I1(％)。

接着，将其中圆柱形夹具已从第三图案的通孔中移除的样本再次传入生产线中的焊剂涂敷器5之后。由此传入的样本通过干燥设备，并由第二预热器7加热。参照图3F。当该样本已通过第二预热器7时将该样本取出该生产线，且利用镊子将安装在第二图案的通孔中的圆柱形夹具14移除，且通过第二水分传感器8测量所移除的圆柱形夹具14中的水量。现参照图3G。第二水分传感器8的测量值表示还未完全蒸发掉的剩余水分。第二水分传感器8的测量值被视为干燥状态I2(％)。

如上所述，初始状态I0(％)是圆柱形夹具14中先前吸收的水量，而焊剂已涂敷状态I1(％)是已经吸收包含在焊剂中的水的圆柱形夹具14中的水量。因此，I1-I0是焊剂涂敷引起的水分增加。此外，干燥状态I2(％)是未完全蒸发掉的剩余水分，而I2-I0是通孔的水分值。换言之，与测量焊接表面的水分值的方法相似地，在样本流焊期间使用水分传感器4和8能获取通孔的水分值。

以此方式，通过使用已插入样本的通孔中的圆柱形夹具来获取样本的通孔的水分值。换言之，样本的通孔的水分值是在样本被第一预热器3预热后由第一水分传感器4从样本的第一图案的通孔中先前插入的圆柱形夹具14测得的水分与在样本被第二预热器7预热后由第二水分传感器8从样本的第二图案的通孔中先前插入的圆柱形夹具14测得的水分之差。

在此，将按照具体项目描述测量通孔的水分值的方法。这里，使用了厚度为1.6mm和最小通孔直径为1.0mm的玻璃环氧树脂基板。此外，圆柱形夹具14的尺寸为：高度h＝1.6mm、外径D1＝1.0mm、内径D2＝0.7mm、厚度t＝0.15mm。现参照图2。电子部件的引线具有0.5mm直径。将具有弹性和比玻璃环氧树脂高的吸水性的丙烯酸树脂用作圆柱形夹具14的材料。在这里，将代表性的聚丙烯酸酯用作丙烯酸树脂。

这些圆柱形夹具被分成三个区域，其中通孔以相同排列图案设置在一个样本上，且在每个区域中安装相同数量的夹具(例如10个)。以这些圆柱形夹具不会突出部件表面或焊接表面的方式将它们按压到通孔中。

当以此方式使用其中已安装30个圆柱形夹具的样本电子电路基板测量这些通孔的水分值时，则如图3C所示，首先，测量在通过第一预热器3之后从样本的第一区域的通孔移除的十个圆柱形夹具14的初始状态I0(％)，随后，如图3E所示，测量在涂敷无VOC焊剂或低VOC焊剂之后从样本的第三区域的通孔移除的十个圆柱形夹具14的焊剂已涂敷状态I1(％)，随后，如图3G所示，测量在通过第二预热器7之后从样本的第二区域的通孔移除的十个圆柱形夹具14的干燥状态I2(％)。

以此方式，这里使用由丙烯酸树脂制成的十个圆柱形夹具测量了水分。如果仅存在一个圆柱形夹具，则不能准确测量水分。另一方面，如果存在100个圆柱形夹具，则由树脂制成的圆柱形夹具在测量之前可能会干燥，从而干燥状态改变。因此，十个左右是圆柱形夹具的适合数量。

此外，在这里，一个样本被划分成三个区域，其中通孔以相同的排列图案设置，且在这些区域中的每个区域中安装了十个圆柱形夹具。例如，如果设置圆柱形夹具的位置在方形区域中，则可将夹具定位在中心、四个角、每条边的中心或任何其他位置处。任何其他位置可以是难以干燥且问题不容易产生的位置。如果以此方式设置了三十个圆柱形夹具，则可查明电子电路基板的通孔的平均水分。

这些圆柱形夹具极其小。因此，在将十个圆柱形夹具引入透明容器中之后，有可能测量这十个圆柱形夹具的水分。此外，在这里，将作为典型丙烯酸树脂的聚丙烯酸酯用作圆柱形夹具的材料，但该材料不限于此，且也可使用作为具有良好吸水性的透明树脂的甲基聚甲基丙烯酸酯或维尼纶。而且，还可使用具有高吸水性的棉材料。

如上所述，使用多个电子电路基板样板以同时方式测量焊接表面的水分值和通孔的水分值，并获取这些水分值之间的关系。图4是示出焊接表面的水分值与通孔的水分值之间的关系的一个示例的示图。当将高度为h＝1.6mm、外径为D1＝1.0mm、内径为D2＝0.7mm以及厚度为t＝0.15mm的由聚丙烯酸酯制成的30个圆柱形夹具14安装在厚度为1.6mm且最小通孔直径为1.0mm的玻璃环氧树脂基板上，且安装了具有0.5mm直径引线的电子部件时，如图4所示，发现在焊接表面的水分值与通孔的水分值之间存在可由线性函数表示的关联。

此外，当获取焊接表面的水分值与通孔的水分值之间的关联时，也获得焊接表面的水分值与焊接质量之间的关系。图5是示出焊接表面的水分值与焊球出现数量之间的关系的一个示例的示图，而图6是示出焊接表面的水分值与桥接出现数量之间的关系的一个示例的示图。图5和6示出对1000个电子电路基板样本进行流焊的情况的结果。这里，根据这1000个样本，通过分别提取水分值小于5％的100个样本、水分值等于或大于5％且小于10％的100个样本、水分值等于或大于10％且小于20％的100个样本、水分值等于或大于20％且小于30％的100个样本、以及水分值等于或大于30％的100个样本，研究了焊球和桥接的出现。此外，在这里，按每个样本一个案例地对焊球和桥接出现的案例计数。

如图5和图6所示，在水分值小于5％的样本中，焊球出现的数量为8，而桥接出现的数量为4。在这里，焊球和桥接二者出现的数量都相对小。此外，在水分值等于或大于5％且小于10％的样本中，焊球的出现数量为29，而桥接出现数量为11。因此，焊球和桥接二者出现的数量都相对高。

以此方式，当将高度为h＝1.6mm、外径为D1＝1.0mm、内径为D2＝0.7mm以及厚度为t＝0.15mm的由聚丙烯酸酯制成的30个圆柱形夹具安装在厚度为1.6mm且最小通孔直径为1.0mm的玻璃环氧树脂基板上，且安装了具有0.5mm直径引线的电子部件时，发现在焊接表面的水分值与通孔的水分值之间存在可通过线性函数来表示的关联。此外，发现如果焊接表面的水分值小于5％，则通孔的水分值小于8％，如图4所示，并且焊球和桥接出现的数量小，如图5和图6所示。因此，根据这一系列关系，如果在涂敷熔焊料之前的焊接表面的水分值小于5％，则可预测焊接质量不可能不令人满意。因此，如果基于电子电路基板的焊接表面的水分值是否小于5％来预测焊接质量是否令人满意，则可预期缺陷基板的出现数量将下降，且能获得高质量的焊接。换言之，在这种情况下，监测设备12被构成为：基于样本的焊接表面的水分值与样本的通孔的水分值之间上述关联，根据电子电路基板的焊接表面的水分值是否小于5％来预测焊接质量是否将令人满意，且根据焊接表面的水分值来调节预热分布。

将说明具有图1所示和上述组成的流焊装置所使用的流焊方法。在这里，描述了其中将厚度为1.6mm且最小通孔直径为1.0mm的玻璃环氧树脂基板用作电子电路基板1的情况。在这种情况下，如上所述，预测缺陷不易产生的水分值被定义为小于5％。

被传入该装置中的电子电路基板1通过传送器2传送。首先，电子电路基板1通过第一预热器3。第一预热器3通过预热电子电路基板1将电子电路基板1中吸收的水分去除。随后，通过第一水分传感器4测量电子电路基板1的焊接表面的水分，然后通过焊剂涂敷器5将雾状的无VOC焊剂或低VOC焊剂涂敷到电子电路基板的焊接表面。通过第三水分传感器11测量已涂敷有焊剂的电子电路基板1的焊接表面的水分。第一水分传感器4和第三水分传感器11向监测设备12发送指示测得水分的信号。

随后，电子电路基板1通过干燥设备6。干燥设备6将已涂敷到电子电路基板1的焊接表面的无VOC焊剂或低VOC焊剂中包含的水蒸发掉。

随后，电子电路基板1通过第二预热器7。第二预热器7激活该焊剂，并通过预热电子电路基板1来去除保留在电子电路基板1上的水分。通过第二水分传感器8测量电子电路基板1的焊接表面的水分。第二水分传感器8向监测设备12发送指示测得水分的信号。

监测设备12计算第二水分传感器8测得的水分与第一水分传感器4测得水分之差。如果该差表示的水分值等于或大于5％(预测缺陷易于产生)，则监测设备12使该电子电路基板从焊接生产线被移除。此外，监测设备12还升高干燥设备6的加热温度和第二预热器7的加热温度。另一方面，如果水分值小于5％，则电子电路基板1继续至下一步骤。换言之，电子电路基板1通过向焊接表面上涂敷熔焊料的喷射焊料槽9，然后通过冷却电子电路基板1的冷却器10。借助这些步骤，完成了电子电路基板1的焊接。

以上，描述了其中使用厚度为1.6mm且最小通孔直径为1.0mm的玻璃环氧树脂基板的示例，但除玻璃环氧树脂之外，存在用于基板的诸如酚醛纸等等之类的各种其他可能的材料，且可将基板的厚度、基板的通孔直径和尺寸设置成各种不同值。此外，热容随电子电路基板上的部件密度和布局而不同。换言之，干燥的容易程度相应地变化。因此，需要为要处理的每种类型的衬底分别获取通孔的水分值与焊接表面的水分值之间的关系，并基于所获取的关系设置适当的水分值。

此外，在这里，监测设备12被描述为基于第一水分传感器4与第二水分传感器8测得的相应水分之差来判断满意或不满意的焊接质量，并调节干燥设备6的加热温度和第二预热器7的加热温度，但也可向监测设备12添加基于样本的焊接表面的水分值与样本的通孔的水分值之间的关联、根据第一水分传感器4测得的水分来调节第一预热器3的加热温度的机构。此外，还可向监测设备12添加基于第三水分传感器11测得的水分使用上述关联来调节所涂敷的焊剂量的机构。

此外，这里描述了其中调节干燥设备6的加热温度和第二预热器7的加热温度的情况，但也可调节干燥设备6和第二预热器7中的任一个的加热温度。

工业实用性

根据本发明的流焊装置和流焊方法能抑制焊接缺陷的出现，并确保良好的焊接质量，尤其可用于涂敷有无VOC焊剂或低VOC焊剂的电子电路基板的流焊。

Claims

1.一种流焊装置，包括：

传送器，所述传送器用于传送其中形成有多个通孔的基板；

分配器，所述分配器用于将焊剂涂敷到所述基板上；

焊接单元，所述焊接单元用于将熔焊料涂敷到已涂敷有所述焊剂的所述基板上；

预热设备，所述预热设备用于在所述基板被传送到所述焊接单元时预热所述基板；

水分传感器，所述水分传感器用于测量所述基板表面的水分；以及

监测设备，所述监测设备用于基于样本基板表面的水分值与所述样本基板的通孔的水分值之间的关联，通过使用根据由所述水分传感器测得的所述基板表面的水分获取的所述基板表面的水分值来判断焊接质量。

2.如权利要求1所述的流焊装置，其特征在于，所述监测设备基于所述关联通过使用如根据由所述水分传感器测得的所述水分获取的所述基板表面的水分值来调节所述预热设备的加热温度。

3.如权利要求1所述的流焊装置，其特征在于，所述预热设备包括设置在所述分配器之前的第一预热器和设置在所述分配器之后的第二预热器；

所述水分传感器包括用于测量被所述第一预热器预热的所述基板表面的水分的第一水分传感器，以及用于测量被所述第二预热器预热的所述基板表面的水分的第二水分传感器；以及

所述监测设备获取分别由所述第一水分传感器和所述第二水分传感器测得的所述水分之差，作为所述基板表面的水分值。

4.如权利要求1所述的流焊装置，其特征在于，通过使用已插入所述样本基板的所述通孔中的圆柱形夹具来获取所述样本基板通孔的所述水分值。

5.如权利要求3所述的流焊装置，其特征在于，所述样本基板通孔的所述水分值是由所述第一水分传感器从经所述第一预热器预热的所述样本基板的第一通孔中先前插入的第一圆柱形夹具测得的水分与由所述第二水分传感器从经所述第二预热器预热的所述样本基板的第二通孔中先前插入的第二圆柱形夹具测得的水分之差。

6.如权利要求4所述的流焊装置，其特征在于，所述圆柱形夹具的材料是丙烯酸树脂或聚乙烯树脂或棉。

7.如权利要求1所述的流焊装置，其特征在于，所述水分传感器是近红外传感器或红外传感器。

8.如权利要求1所述的流焊装置，其特征在于，所述焊剂是无VOC焊剂或低VOC焊剂。

9.一种流焊方法，包括以下步骤：

将焊剂涂敷到传入基板；

将熔焊料涂敷到已涂敷有所述焊剂的所述基板；

在所述熔焊料已被涂敷到所述基板时预热所述基板；以及

在熔焊料被涂敷到所述基板之前，基于样本基板表面的水分值与所述样本基板的通孔的水分值之间的关联，根据所述基板表面的水分值判断焊接质量。

10.如权利要求9所述的流焊方法，其特征在于，在判断焊接质量时，可基于所述关联根据所述基板表面的所述水分值来调节所述基板的预热分布。

11.如权利要求9所述的流焊方法，其特征在于，所述基板表面的所述水分值是在涂敷焊剂之前从所述经预热基板的表面测得的水分与涂敷焊剂之后从所述经预热基板的表面测得的水分之差。

12.如权利要求9所述的流焊方法，其特征在于，通过使用已插入所述样本基板的通孔中的圆柱形夹具来获取所述样本基板的通孔的所述水分值。

13.如权利要求9所述的流焊方法，其特征在于，根据在涂敷焊料之前从经预热的所述样本基板的第一通孔中先前插入的第一圆柱形夹具测得的水分与在涂敷焊料之后从经预热的所述样本基板的第二通孔中先前插入的第二圆柱形夹具测得的水分之差获取所述样本基板的通孔的所述水分值。

14.如权利要求12所述的流焊方法，其特征在于，所述圆柱形夹具的材料是丙烯酸树脂或聚乙烯树脂或棉。

15.如权利要求9所述的流焊方法，其特征在于，通过使用近红外传感器或红外传感器获取所述基板表面的所述水分值、所述样本基板表面的所述水分值以及所述样本基板的通孔的所述水分值。

16.如权利要求9所述的流焊方法，其特征在于，所述焊剂是无VOC焊剂或低VOC焊剂。