CN103551696B - 一种利用安培力驱动的喷射式焊料分配装置 - Google Patents

Abstract

一种利用安培力驱动的喷射式焊料分配装置，涉及一种焊料分配装置。设有基体、焊料加热器、螺旋形绝缘管、微孔喷嘴、电源、励磁线圈、铁芯、供料仓和焊丝固定柱；基体设有中空腔，励磁线圈套在铁芯上，铁芯设中心通孔，励磁线圈和铁芯设于基体内，焊料加热器设于铁芯的中空孔内，螺旋形绝缘管套在焊料加热器上，螺旋形绝缘管下端设有焊料喷嘴，螺旋形绝缘管上端伸入供料仓中，螺旋形绝缘管上部设有上导线接线端子，螺旋形绝缘管下部设有下导线接线端子，电源正负两极分别与螺旋形绝缘管上导线接线端子和下导线接线端子连接，焊丝固定柱设于供料仓内，供料仓腔壁设有气体输入口。尺寸可小型化，可明显节省焊料，有效提高焊接质量及自动控制程度。

Description

一种利用安培力驱动的喷射式焊料分配装置

技术领域

本发明涉及一种焊料分配装置，尤其是涉及一种利用安培力驱动的喷射式焊料分配装置。

背景技术

随着微电子技术的飞速发展，现代电子产品朝着小型化、轻量化即低成本化的方向发展。而满足这些要求的基础与核心就是半导体芯片技术及与之相关的电子封装技术。在传统的电子电路板加工中，为了提高大规模集成电路生产的效率，常使用波峰焊、回流焊等方式焊接电路元件。随着电子产品的不断小型化，电路板上的焊盘面积也不断减小（如小于0.35mm），使用传统的办法很难使焊盘让焊锡浸润，导致焊盘不上锡而失效。由于一整块电路板上的元件所需的焊接参数各不相同，采用波峰焊等方式，较难完成高品质电路板的焊接要求。另外，使用此类传统的方式焊接电路元件，也容易让整块电路板受到较大的热冲击而造成变形，或是焊好的热敏元件因为温度过高造成损坏。

安培力是磁场对电流的作用力。对磁场中的导体通以电流，则导体将受到磁场的推力，其中，电流方向、磁场方向与安培力方向这三者相互垂直，符合左手定律。这一原理已经电磁泵中的应用已有悠久的历史，在化工、印刷等行业中常用作运输某些有毒的金属，如水银、熔融铅等。使用安培力对流体进行输送没有机械构件，并且有结构简单及运转可靠的优点[王永先.电磁力驱动焊料微喷射原理与实验研究.硕士学位论文.华中科技大学.2007；王晓东.电磁力对金属熔体驱动及运动形态控制的研究.博士学位论文.大连理工大学.2002]。

如何利用安培力作为焊料装置的驱动力已成为业内十分关注课题，但目前尚未出现适用的利用安培力驱动的喷射式焊料分配装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种尺寸可小型化，可明显节省焊料，有效提高焊接质量及自动控制程度的利用安培力驱动的喷射式焊料分配装置。

本发明设有基体、焊料加热器、螺旋形绝缘管、微孔喷嘴、电源、励磁线圈、铁芯、供料仓和焊丝固定柱；

基体设有中空腔，励磁线圈套在铁芯上，铁芯设有中心通孔，励磁线圈和铁芯设于基体内，焊料加热器设于铁芯的中空孔内，螺旋形绝缘管套在焊料加热器上，螺旋形绝缘管下端设有焊料喷嘴，螺旋形绝缘管上端伸入供料仓中，螺旋形绝缘管上部设有上导线接线端子，螺旋形绝缘管下部设有下导线接线端子，电源正负两极分别与螺旋形绝缘管上导线接线端子和下导线接线端子连接，焊丝固定柱设于供料仓内，供料仓腔壁设有气体输入口。

所述供料仓内最好设有对滚导向轮，对滚导向轮用于焊丝的稳定移动。

所述焊料加热器可为电阻丝式焊料加热器。

所述螺旋形绝缘管最好选用螺旋形玻璃管。

所述焊料喷嘴最好为微孔式的焊料喷嘴，焊料喷嘴的开口位置最好设在焊料加热器下端的正下方，焊料喷嘴露出基体。

与现有技术比较，本发明有益效果如下：

由于焊料加热器可提供的温度高于焊料的熔化温度，因此绝缘管中的焊料呈液态形式。由于上导线接线端子和下导线接线端子可通过导线接入电源，因此绝缘管中的液态焊料沿着螺旋形绝缘管的方向将获得一定电流。由于螺旋形绝缘管放置在励磁线圈的铁芯中，当励磁线圈通电时，螺旋形绝缘管处在一个方向平行于铁芯中心线的磁场中。由于螺旋形绝缘管中的电流方向与励磁线圈提供磁场的方向不平行，因此绝缘管中的熔融焊料将受到磁场的作用力。当励磁线圈产生的磁场方向竖直向上，而上导线接线端子和下导线接线端子分别接入电源的正负极时，根据判定安培力方向的左手定则，螺旋形绝缘管中焊料将受到指向励磁线圈中心的安培力。由于螺旋形绝缘管的微孔喷嘴在励磁线圈的中心处，绝缘管中焊料将从微孔喷嘴中喷出，通过参数的设定，可实现焊料的喷射式分配。

由于采用上述方案，本发明使用时只需要进行平移，不需要进行上下垂直移动，这样能够显著提高工作效率；本发明可克服传统的电路板焊接中需要用到大型波峰焊设备，可制成小尺寸设备，显著降低设备成本；本发明可精确控制焊料的用量，避免焊料浪费；本发明可满足不同元件和线路的焊接要求。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本实施例设有基体10、焊料加热器7、螺旋形玻璃管6、焊料喷嘴14、直流电源8、励磁线圈11、铁芯12、供料仓2、焊丝固定柱4和对滚导向轮5（2对）。

基体10设有中空腔，励磁线圈11套在铁芯12上，铁芯12设有中心通孔，励磁线圈11和铁芯12设于基体10内，焊料加热器7设于铁芯12的中空孔内，焊料加热器7为电阻丝式焊料加热器。螺旋形玻璃管6套在焊料加热器7上，螺旋形玻璃管6下端设有微孔式的焊料喷嘴14，螺旋形玻璃管6上端伸入供料仓2中，供料仓2为密封的供料仓。螺旋形玻璃管6上部设有上导线接线端子9，螺旋形玻璃管6下部设有下导线接线端子13，直流电源8正负两极分别与螺旋形玻璃管的上导线接线端子9和下导线接线端子13连接，焊丝固定柱4设于供料仓2内，供料仓2腔壁设有惰性气体输入口3。焊料喷嘴14的开口位置在焊料加热器7的下端中心线处，并从基体10的中心的孔中伸出。

本实施例工作原理如下：

使用时，成卷的焊丝1放置在供料仓2内的焊丝固定柱4上。焊丝1通过若干个接入电机的滚轮5以一定速率被输送至螺旋形玻璃管6的入口中，由于焊料加热器6的加温，焊丝1进入螺旋形玻璃管6后便熔化为液态，充满绝缘管6。由于熔融焊料作为一种低粘度流体，表面有较大的张力作用，当微孔喷嘴14较小时，螺旋形玻璃管6中的焊料自身重力将不足以破坏微孔喷嘴14处的表面张力并流出。螺旋形玻璃管6上端带有一个上导线接线端子9，靠近微孔喷嘴14的一端带有下导线接线端子13，两接线端子分别接入一台电源8的两极。通过电源8，螺旋形玻璃管6中的熔融焊料将获得一个电流，同时在励磁线圈11激励出的磁场的作用下，受到磁场的安培力作用。同时励磁线圈11产生一个沿焊料加热器7中心线方向向上的磁场，根据左手定则，螺旋形玻璃管6中的熔融焊料将受到指向焊料加热器7中心线方向的安培力。通过熔融焊料间流体分子的相互作用力，焊料将由接近中心处的微孔式焊料喷嘴14喷射出，最终落在需要焊接的器件或其他收集装置上，实现加工目的。待加工作业完成后，对滚导向轮5停止转动，停止向螺旋玻璃管6中输送焊料，同时经由外接管路，通过气体输入接口3通入惰性气体，驱动螺旋玻璃管6中的熔融焊料向外排出，以达到清理螺旋玻璃管6的目的。

Claims (4)

1.一种利用安培力驱动的喷射式焊料分配装置，其特征在于，设有基体、焊料加热器、螺旋形绝缘管、微孔喷嘴、电源、励磁线圈、铁芯、供料仓和焊丝固定柱；

基体设有中空腔，励磁线圈套在铁芯上，铁芯设有中心通孔，励磁线圈和铁芯设于基体内，焊料加热器设于铁芯的中空孔内，螺旋形绝缘管套在焊料加热器上，螺旋形绝缘管下端设有焊料喷嘴，螺旋形绝缘管上端伸入供料仓中，螺旋形绝缘管上部设有上导线接线端子，螺旋形绝缘管下部设有下导线接线端子，电源正负两极分别与螺旋形绝缘管上导线接线端子和下导线接线端子连接，焊丝固定柱设于供料仓内，供料仓腔壁设有气体输入口；

所述供料仓内设有对滚导向轮。

2.如权利要求1所述的一种利用安培力驱动的喷射式焊料分配装置，其特征在于，所述焊料加热器为电阻丝式焊料加热器。

3.如权利要求1所述的一种利用安培力驱动的喷射式焊料分配装置，其特征在于，所述螺旋形绝缘管选用螺旋形玻璃管。

4.如权利要求1所述的一种利用安培力驱动的喷射式焊料分配装置，其特征在于，所述焊料喷嘴为微孔式的焊料喷嘴，焊料喷嘴的开口位置设在焊料加热器下端的正下方，焊料喷嘴露出基体。