CN1972566B - 流动托盘，焊料流动装置及钎焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流动托盘，焊料流动装置及钎焊方法。在焊料流动装置所运送的流动托盘上设有能将基板相对运送方向以任意的角度载置的载置板。根据插入安装在基板上的元件的引线配置，将载置板相对运送方向的角度设定成最合适角度，不易形成由熔融焊料产生的搭桥，在这种状态下，对载置板上的基板进行流动方式的钎焊。由此，能有效地抑制元件的引线间的搭桥的发生等，能对基板进行高品质的钎焊。因此，本发明能对安装有基板贯通型元件的电路基板进行利用流动方式的高品质的钎焊。

Description

流动托盘，焊料流动装置及钎焊方法

技术领域

本发明涉及一种流动托盘，焊料流动装置及钎焊方法，更详细地说，本发明涉及一种搭载着基板的流动托盘、对搭载在该流动托盘上的基板进行钎焊的焊料流动装置及使用所述流动托盘的钎焊方法。

背景技术

近年来，对电路基板进行的自动钎焊大致区分为焊料流动方式和焊料回流方式的钎焊。通常，对于安装了轴向引线元件或径向引线元件等的基板贯通型元件的电路基板，使用具有例如传送电路基板用的传送带、在电路基板的传送路径的下方沿传送方向依次配置的焊剂涂布部、预热加热器、焊料流动部等的焊料流动装置，对电路基板进行依次实施焊剂涂布工序、预热工序及焊料流动工序等的焊料流动方式的钎焊。另一方面，对于安装了作为近年来的元件主流的表面安装元件的电路基板，在表面安装中使用着通过使预先施加的焊料熔融而对元件进行钎焊的焊料回流方式的钎焊，例如参照日本专利特开2002-329956号(以下简记为“专利文献1”)。

然而，在使用焊料流动方式的场合，在安装于电路基板上的基板贯通型引线元件的方向、配置、密集状态等不是最适当的场合，存在在引线间等容易产生焊料搭桥的不良情况。

发明内容

本发明是在上述情况下作成的，本发明的第1目的在于，提供一种流动托盘，所述流动托盘能对安装了基板贯通型元件的电路基板进行利用焊料流动方式的高品质的钎焊。

本发明的第2目的在于，提供一种焊料流动装置，所述焊料流动装置能对安装了基板贯通型元件的电路基板进行利用焊料流动方式的高品质的钎焊。

本发明的第3目的在于，提供一种能对安装了基板贯通型元件的电路基板进行利用焊料流动方式的高品质的钎焊的钎焊方法。

为了实现上述目的，本发明提出以下方案：

(1)一种流动托盘，用于焊料流动装置，其特征在于，该流动托盘包括：

基座；

载置板，用于载置基板，元件插入安装在所述基板上，该载置板安装在所述基座上，能绕与所述基板垂直的轴回转。

采用此方案，通过使得载置基板的载置板相对基座回转，能任意设定基板相对移动方向的角度。因此，与插入安装在基板上的元件的引线配置相对应，能使基板回转至最合适角度，不易形成熔融焊料引起的搭桥，进行利用焊料流动方式的钎焊，这样，能有效地抑制引线间搭桥的发生等，能对基板进行高品质的钎焊。

(2)在(1)的流动托盘中，其特征在于：

在所述载置板上形成开口部，安装在所述基板上的元件的引线在所述开口部露出。

(3)在(2)的流动托盘中，其特征在于：

在所述开口部形成用于引导熔融焊料流入的焊料引导部。

(4)在(1)-(3)任意一项的流动托盘中，其特征在于：

在所述载置板和基座的某一方设置成为所述载置板的回转基准的标记，在另一方设置相对所述标记进行相对移动的刻度，用于表示所述载置板的角度。

(5)在(1)-(4)任意一项的流动托盘中，其特征在于：

所述载置板设有：

嵌合所述基板的框部；

压板捏手，用于将所述基板相对所述框部可装卸地加以固定。

(6)在(5)的流动托盘中，其特征在于：

所述载置板设有多个框部。

(7)一种焊料流动装置，元件插入安装在基板上，使得所述基板相对朝上方喷出的熔融焊料相对移动，进行所述元件钎焊，其特征在于，所述焊料流动装置包括：

上述(1)-(6)中任一项所述的流动托盘；

使得所述流动托盘相对所述熔融焊料相对移动的运送系统。

这样，通过使流动托盘的载置板相对基座进行回转，能任意设定基板相对流动托盘移动方向的角度。因此，对应于插入安装在基板上的元件的引线配置，通过使基板回转至最难以形成由熔融焊料引起的搭桥，进行利用焊料流动方式的钎焊，能有效地抑制引线间的搭桥的发生等，能对基板进行高品质的钎焊。

(8)一种钎焊方法，使用载置着基板的流动托盘，其特征在于，所述钎焊方法包括以下工序：

使得所述流动托盘的至少局部回转，以便使得所述基板相对运送方向以所定角度倾斜，在这种状态下，在焊料槽内将所述流动托盘沿所述运送方向进行运送。

这样，使得基板相对流动托盘的运送方向回转至最合适角度，不易形成由熔融焊料引起的搭桥，在这种状态下，对基板进行钎焊。因此，能在利用焊料流动方式的钎焊处理中有效地抑制引线间搭桥的发生等，能对基板进行高品质的钎焊。

(9)在(8)的钎焊方法中，其特征在于：

上述所定角度根据以不同角度反复进行所述运送工序的处理结果预先决定。

按照本发明的流动托盘，焊料流动装置及钎焊方法，能有效地抑制元件的引线间的搭桥的发生。因此，本发明能对安装有基板贯通型元件的电路基板进行利用焊料流动方式的高品质的钎焊。

附图说明

图1是本发明一实施形态的焊料流动装置10的侧视图。

图2是焊料流动装置10的俯视图。

图3是用于说明卡止爪18的图。

图4是流动托盘20的俯视图。

图5A及图5B表示基板，其中，图5A是基板50的侧视图，图5B是基板50的俯视图。

图6是流动托盘20的剖视图。

图7是表示压板捏手23A附近的放大图。

图8是表示图6的-X侧附近的放大图。

图9是用于说明流动托盘20的传送动作的图。

图10是用于说明载置板22的回转操作的图。

图11是表示流动托盘20的变形例的图。

图中，10为焊料流动装置，11为外壳，11a、11b为开口，14为焊剂涂布装置，15为预热加热器，16为流动装置，17为传送装置，17A、17B为传送带，17a为从动辊，17b为驱动辊，18为卡止爪，18a为臂部，18b为把持部，20为流动托盘，21为基座，21a为导向部，21b为圆形开口，21c为台阶部，22为载置板，22a为凸缘部，22b为开口部，22c为焊料引导部，22d为避让槽，22e为嵌合部，23A～23H为压板捏手，23i为轴，23j为把手部，23k为轴，24为固定件，24a为圆孔，25为刻度，26、27为标记，28为棒状构件，50为基板，52、55、56为表面安装元件，53为径向引线元件，54为轴向引线元件，61为双头螺栓，62为螺母。

具体实施方式

以下，参照图1～图10，对本发明的一实施形态进行说明。

图1是本发明一实施形态的焊料流动装置10的侧视图，图2是该焊料流动装置10的俯视图。结合图1和图2可知，焊料流动装置10的结构包括：载置基板50的流动托盘20、传送流动托盘20的传送装置17、对载置于流动托盘20上的基板50涂布焊剂用的焊剂涂布装置14、将基板50加热至规定温度以上的预热加热器15、对基板50喷出熔融焊料用的流动装置16及收容上述各装置的本体(外壳)11等。

外壳11是大致长方体状的中空构件，在-Y侧的侧壁的中央部分形成有将载置基板50的流动托盘20从外部送入的开口11a，在+Y侧侧壁的中央稍上方的部分形成有将载置已完成钎焊的基板50的流动托盘20送出的开口11b。

传送装置17是用于将从外壳11的开口11a搬入的流动托盘20向开口11b传送的装置。该传送装置17如图2所示，具有以长度方向为Y轴方向、相互并设的一对传送带17A、17B。

传送带17A的结构包括：配置在外壳11内的-Y侧端部附近、且在开口11a的-X侧的外缘部附近的从动辊17a、配置在外壳11内的+Y侧端部附近、且在开口11b的-X侧的外缘部附近的驱动辊17b、卷绕在从动辊17a和驱动辊17b上的无端环状的构件，例如皮带17c。并且，在皮带17c上沿其外周分别以朝向外侧的状态固定有多个卡止爪18。

传送带17B具有与上述的传送带17A同等的结构，并被配置在以通过外壳11内的开口11a和开口11b的中心的直线为基准、呈与传送带17A对称的位置。

上述那样构成的传送带17A的皮带17c，由驱动辊17b驱动朝图2中逆时针方向回转，朝箭头a所示的方向以规定的速度进行回转。传送带17B的皮带17c由驱动辊17b驱动朝图2中顺时针方向回转，朝箭头b所示的方向以规定的速度进行回转。

图3表示作为形成于传送带17A或17B上的卡止爪18一例。如该图3所示，卡止爪18是由臂部18a以及把持部18b两部分构成的构件，所述臂部18a一端与传送带17A的皮带17c连接，所述把持部18b形成在该臂部18a另一端，其上下方向具有相对的夹持面，侧视呈大致为U字形。该卡止爪18沿传送带17A、17B的皮带17c的外周被等间隔地固定。

返回图1，焊剂涂布装置14被配置在外壳11内部的传送装置17的下方、且在开口11a的附近。该焊剂涂布装置14作为一例，具有沿轴向进行往复移动的喷嘴14a，通过该喷嘴从下方对被传送装置17传送的、载置在流动托盘20上的基板50进行喷雾，喷出用于使得焊料面活性化的焊剂。

预热加热器15被配置在外壳11内部的焊剂涂布装置14的+Y侧，并将被传送装置17传送的、载置在流动托盘20上的基板50预热至规定的温度以上。

流动装置16被配置在外壳11内部的预热加热器15的+Y侧，使被加热熔融的熔融焊料向载置在流动托盘20上的基板50喷出。

图4是保持在传送带17A、17B上的流动托盘20的俯视图。如该图4所示，流动托盘20作为一例，具有：保持在传送带17A、17B的卡止爪18上的基座21；载置基板50的载置板22；八个压板捏手23A、23B、23C、23D、23E、23F、23G、23H；四个固定件24等。

基板50作为一例，是正方形板状的树脂制电路基板，参照基板50侧视图的图5A及俯视图的图5B可知，如在上面侧插入安装着径向引线元件53、轴向引线元件54，表面安装着表面安装元件52。将表面安装元件55和56表面安装在下面侧。另外，表面安装元件52、55无引线，但为了说明的方便特地以带引线方式进行图示。

对于基座21，参照图4以及沿图4中AA线的流动托盘20的剖视图的图6可知，是由在中央形成了圆形开口21b的板构件构成。详细地说，在基座21的中央形成有其下面侧的内径比上面侧的内径小的带台阶的圆形开口21b，在基座21的上部外周形成有凸缘状的导向部21a。如图4所示，在基座21的上面，沿外缘分别固定着截面为方形的四根棒状构件28。这些棒状构件28的端部分别作无间隙的抵接，利用螺钉等将两端固定在基座21上，这样，作成在利用焊料流动装置10进行钎焊时，防止熔融焊料从外部流入基板50上的焊料流入防止框的结构。

参照图4和图6可知，载置板22在上部外周形成有凸缘部22a，由厚度与基座21相等的圆形板状的构件构成。在该载置板22的上面中央部形成具有与基板50的轮廓对应形状的凹部22e。更详细地说，如图6所示，凹部22e具有在嵌合基板50时该基板50的上面与载置板22的上面的高度为相同的深度。而且，在凹部22e的底壁上形成有防止该底壁与安装在基板50的下面侧的表面安装元件55、56干涉用的避让槽22d，和使从基板50的上面侧插入安装的径向引线元件53及轴向引线元件54的引线露出用的开口部22b。另外，由于图6是沿图4的AA线的剖视图，故位于AA线-Y侧的轴向引线元件的引线露出的开口部22b在图6中未图示。在载置板22下面的开口部22b的-X侧，设有通过将开口部22b的内壁削去一部分所形成的焊料引导部22c。

在载置板22的上面的外缘，如图4所示，形成有以载置板22的中心为基准、位于时针11时的位置上的三角形的标记26，以该标记26为基准，形成由以5度单位设置的分度所构成的刻度25。在基板50相对由传送带17A、17B形成的流动托盘20的传送方向(Y轴方向)为无倾斜的状态时，标记26呈与设在基座21上面的三角形的标记27一致的状态。

上述构成的载置板22，如图6所示，从上方无间隙地插入基座21上所形成的圆形开口21b中，载置板22的凸缘部22a卡止在形成于基座21的圆形开口21b的台阶部21c上，由此，在其上面与基座21的上面成为相同高度的位置可回转地被支承在基座21上。

如图4所示，压板捏手23A～23H的配置场所分别不同，但其功能和用途相同。因此，这里例举配置在基座21的+Y侧、-X侧的转角部分附近的压板捏手23A作为代表例进行说明。

图7是表示设有压板捏手23A的部分附近的放大图。如该图7所示，压板捏手23A俯视看是L字形，轴23i位于L字的长边部分的端部，与设在基座21上的Z轴平行，该压板捏手23A相对所述轴23i可转动地连接。在压板捏于23A上面的转角部分，把手部23j能以与Z轴平行的轴23k为中心可转动地连接着。

由此，在例如图7中用双点划线所示的位置，使得载置板22相对基座21进行回转后，转动压板捏手23A至图7中实线所示的位置，就能以压板捏手23A的L字的短边部分将载置板22固定在基座21上。压板捏手23A的转动可通过握持把手23j容易地进行。

同样，压板捏手23B被设在基座21的-Y侧且-X侧的转角部分，压板捏手23C被设在基座21的-Y侧且+X侧的转角部分，压板捏手23D被设在基座21的+Y侧且+X侧的转角部分。压板捏手23E～23H被设在凹部22e的4个角落附近，在规定位置通过转动就能将与凹部22e嵌合的基板50固定在载置板22上。

图8是表示图6的-X侧附近的放大图。如该图8所示，固定件24是在上面形成有圆孔24a的截面L字形的构件。并且，-Z侧端与载置板22的上面抵接，以圆孔24a插入固定在棒状构件28上面的双头螺栓61的状态，通过使螺母62与该双头螺栓61螺合，就将载置板22牢固地固定在基座21上。

上述构成的流动托盘20如图9所示，将基座21的-X侧导向部21a卡止在固定于焊料流动装置10的传送带17A上的卡止爪18的把持部18b中，将基座21的+X侧导向部21a卡止在传送带17B的卡止爪18上。并且，如图2所示，通过从该状态将传送带17A、17B分别向箭头a、b所示的方向驱动，流动托盘20在外壳11内从开口11a附近向开口11b附近移动。在流动托盘10中进行该传送时，利用未图示的控制装置对传送带17A、17B进行驱动，使其以预定的时间通过对应于焊剂涂布装置14、预热加热器15及流动装置16的位置。

接着，对利用焊料流动装置10的基板50的焊料流动方法进行说明。首先，对焊剂涂布装置14、预热加热器15及流动装置16进行通电，进行预热运转，使各装置达到规定的温度。

接着，使基板50与在流动托盘20的载置板22上所形成的凹部22e嵌合，如图4所示，转动压板捏手23E～23H，将基板50固定在载置板22上。并且，如图10所示，将四个固定件24取下，同时，转动压板捏手23A～23D，使之从载置板22的上面退避，使载置板22可回转。

这里，作为基板50的角度，相应于安装在基板50上的元件的引线的排列方向、配置位置、密集状态，来决定不易发生焊料搭桥(bridge)的角度。例如，可根据焊料流动装置10中的基板50的处理以前的基板的处理结果，设定成搭桥的发生频度最低的角度。在这里，作为一例将最佳角度设为45度。因此，如图10所示，为使构成基座21的标记27与载置板22的标记26的夹角呈45度，一边读取刻度25的分度，一边使载置板22向图10中的顺时针方向回转。而且，从该状态转动压板捏手23A～23D，将载置板22固定在基座21上，同时，安装固定件24，使载置板22与基座21完全一体化。

其次，将流动托盘20在外壳11的开口11a附近供给传送装置17。流动托盘20通过向传送装置17传送而如图2的箭头c所示，开始朝+Y方向移动，首先到达焊剂涂布装置14的上方。在流动托盘20通过焊剂涂布装置14的上方时，利用焊剂涂布装置14使焊剂通过载置板22的开口部22b向基板50喷雾。由此，完成对径向引线元件53和轴向引线元件54的焊剂涂布。

在流动托盘20通过预热加热器15的上方时，安装在基板50上的径向引线元件53和轴向引线元件54被预热至规定的温度。

再有，在流动托盘20通过流动装置16的上方时，以熔融状态喷出的焊料受到焊料引导部22c的引导而可靠地流入开口部22b中，对径向引线元件53和轴向引线元件54进行钎焊。在通过流动装置16的上方时，利用设在基座21上面的焊料流入防止框，可有效地防止熔融焊料流入基板50上部表面的情况。

如以上所说明，采用本实施形态的流动装置20，通过使载置基板50的载置板22相对基座21进行回转，就能任意地设定基板50相对传送带17A、17B的传送方向的角度。因此，根据插入安装于基板50上的基板贯通型元件的引线的配置，在使载置板22回转至引线间最难以形成由熔融焊料产生的搭桥的角度的状态下，通过对基板50进行钎焊，能有效地抑制引线间的搭桥发生等，能进行高品质的钎焊。

在嵌合着基板50的载置板22的凹部22e的底壁上，如图6所示，在该底壁上设置着避让槽22d，以便与表面安装元件55、56不发生干涉。因此，即使表面安装元件与基板贯通型元件混杂在基板50的表、背面场合，也能使基板50与载置板22的凹部22e作良好的嵌合。

在载置板22的凹部22e的底壁上，设有开口部22b，分别使得各基板贯通型元件53、54的引线露出。另一方面，表面安装元件55、56由避让槽22d的底壁覆盖，从外部被遮蔽。也就是说，仅将钎焊需要的部分露出，而将钎焊不需要的部分遮蔽。因此，对于表面安装元件与基板贯通型元件混杂的基板50进行焊料流动方式的钎焊的场合，对于表面安装元件等也不需要进行费工夫的遮蔽，尤其在需要进行复杂形状的遮蔽的场合能实现大幅度缩短制造工序。在焊剂工序中能仅对必须钎焊的部分涂布焊剂，在预热工序中所涂布的焊剂蒸发而在不需要钎焊的部分不会残留残渣。因此，能抑制因残渣的原因产生的腐蚀，提高使用耐久性。

如图6所示，在基板贯通型元件53、54的引线露出用的开口部22b设有焊料引导部22c。因此，在对基板50进行焊料流动方式的钎焊时，由于熔融焊料可靠地流入开口部22b中，故能降低钎焊不良的发生频率而进行高品质的钎焊。另外，该焊料引导部22c也可以通过将开口部22b的外缘加工成例如倾斜状来形成。

如图4所示，在载置基板50的载置板22的上面，设有将原点位置作成标记26的刻度25，在基座21的上面设有基准标记27。因此，能容易地将载置板22的角度设定成所需的角度。

在载置板22上设有将与凹部22e嵌合的基板50进行固定的压板捏手23E～23H。因此，基板50成为被按压在载置板22上的状态，不会发生偏离正确的钎焊位置的钎焊错位，且能防止因钎焊时的热膨胀的不同而容易引起的基板本体的翘曲的发生。

采用本实施形态的焊料流动装置10，在将基板50相对流动托盘20的传送方向回转至引线间最难以形成由熔融焊料产生的搭桥的角度的状态下，利用传送装置17在从下方喷出的熔融焊料的上方进行传送。因此，在进行利用焊料流动方式的钎焊处理中，能有效地抑制引线间的搭桥的发生等，能对基板50进行高品质的钎焊。

采用本实施形态的钎焊方法，可在基板50相对传送方向回转至最难以形成由熔融焊料产生的搭桥的角度的状态下，进行利用焊料流动方式的钎焊。因此，在进行利用焊料流动方式的钎焊处理中能有效地抑制引线间的搭桥的发生等，对基板50进行高品质的钎焊。

基板50的角度根据对以前设定成不同角度的基板的钎焊处理结果预先决定，由此，可进行更高品质的钎焊。

上面参照附图说明了本发明的实施例，但本发明并不局限于上述实施例。在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。

例如，在上述实施形态中，就基板50与载置板22嵌合的凹部22e设置一个的场合作了说明，但本发明不局限于此，也可如图11所示那样，设置多个凹部。

再有，在上述本发明实施形态中，就在基板50上安装着表面安装元件52、55、56及基板贯通型元件53、54的情况作了说明，但表面安装元件及基板贯通型元件的配置、种类、个数仅是例举，例如，也可以在基板上形成槽，或元件的配置、个数等为不同。在该场合，根据基板要将钎焊需要的部分露出、将不需要的部分遮蔽那样，只要使用在载置板22的底壁上形成有开口部22b、焊料引导部22c、避让槽22d的载置板就行。

对于基板50，在对大小或种类不同的基板进行钎焊的场合，也只要使载置板22的形状不同就可以，而不需要变更传送带17A、17B的间隔或在现场进行卡止爪18的调换等的设定作业。

在本实施形态中，就在载置板22上带有由5度单位的分度构成的刻度25的情况作了说明，但本发明不限于此，例如，也可以带有由1度单位的分度构成的刻度，还可以将刻度25设在基座21上。

再有，在流动托盘20上，也可以设置相对基座21回转驱动载置板22用的驱动装置。作为该驱动装置，其结构包括：沿载置板22的外周设置的齿部、与齿部嵌合的齿轮、使该齿轮回转的手柄等，并可考虑使用通过使手柄回转而使载置板22回转的驱动装置等。

再有，在本实施形态中，如图2所示，就焊料流动装置10具有在外周上固定了卡止爪18的传送带17A、17B的情况作了说明，但本发明不限于此，也可以设置例如运载型的传送带等，取代本实施形态中的传送带17A、17B。

如上所述，按照本发明，本发明的流动托盘适用于电路基板的保持，本发明的焊料流动装置及钎焊方法适合于对电路基板进行钎焊。

Claims (9)

1.一种流动托盘，用于焊料流动装置，其特征在于，该流动托盘包括：

基座；

载置板，用于载置基板，元件插入安装在所述基板上，该载置板安装在所述基座上，能绕与所述基板垂直的轴回转。

2.如权利要求1所述的流动托盘，其特征在于：

在所述载置板上形成开口部，安装在所述基板上的元件的引线在所述开口部露出。

3.如权利要求2所述的流动托盘，其特征在于：

在所述开口部形成用于引导熔融焊料流入的焊料引导部。

4.如权利要求1～3的任一项所述的流动托盘，其特征在于：

在所述载置板和基座的某一方设置成为所述载置板的回转基准的标记，在另一方设置相对所述标记进行相对移动的刻度，用于表示所述载置板的角度。

5.如权利要求1～4的任一项所述的流动托盘，其特征在于：

所述载置板设有：

嵌合所述基板的框部；

压板捏手，用于将所述基板相对所述框部可装卸地加以固定。

6.如权利要求5所述的流动托盘，其特征在于：

所述载置板设有多个框部。

7.一种焊料流动装置，元件插入安装在基板上，使得所述基板相对朝上方喷出的熔融焊料相对移动，进行所述元件钎焊，其特征在于，所述焊料流动装置包括：

权利要求1～6中任一项所述的流动托盘；

使得所述流动托盘相对所述熔融焊料相对移动的运送系统。

8.一种钎焊方法，使用载置着基板的流动托盘，其特征在于，所述钎焊方法包括以下工序：

使得所述流动托盘的至少局部回转，以便使得所述基板相对运送方向以所定角度倾斜，在这种状态下，在焊料槽内将所述流动托盘沿所述运送方向进行运送。

9.如权利要求8所述的钎焊方法，其特征在于：

上述所定角度根据以不同角度反复进行所述运送工序的处理结果预先决定。

Images