CN206153711U - 焊料喷嘴及使用该喷嘴的焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种焊料喷嘴及使用该喷嘴的焊接设备。所述焊料喷嘴，包括用于喷出焊料的喷嘴体，在该喷嘴体顶部有喷嘴开口，喷嘴体底部透焊料孔，在喷嘴开口和透焊料孔之间贯通有供焊料流动的喷嘴腔，在喷嘴开口处侧面开有倒焊料槽。本实用新型通过在喷嘴开口处设置倒焊料槽，增加了焊料流出喷嘴的流通量，喷嘴开口冷却的焊料不会残留在喷嘴内顶部，从而解决了焊接产品表面冷焊、上焊料不良的问题。

Description

焊料喷嘴及使用该喷嘴的焊接设备

技术领域

本实用新型涉及一种焊接装置、设备，特别是涉及一种电子元器件的焊接装置、设备。

背景技术

随着微电子组装技术的进一步发展，很多电子元器件呈现微型化、多功能化的趋势，这对传统的电子封装技术提出了新的要求。对于可靠性要求高，精密度高的通信设备、电力设备、汽车电器电子、航空航天、军用设备等产品，其印刷电路板往往是高密度双面板，并含有一定量的通孔插装元件。在这种情况下，人们把目光转向了选择性焊接，以实现对某些通孔插装元器件或其它高精密元器件组装。

目前，选择性焊接使用较多的是选择性波峰焊。选择性波峰焊主要是为了满足含通孔插装元器件的混装产品高品质的组装需求而发展起来的新型波峰焊工艺。通过程序设定，助焊剂喷涂模块可对每个焊点进行助焊剂选择性喷涂，经预热模块预热后，再由焊接模块对每个焊点进行选择性焊接。选择性波峰焊的优点是提高焊接品质和节约成本。当使用选择性波峰焊对印刷电路板进行焊接时，每一个焊点的焊接参数都可以通过编程进行单独制定，这使不同性能的元器件拥有了专属的焊接工艺，极大地满足了其组装要求。

使用选择性波峰焊时，喷嘴只对需要焊接的焊点进行焊接，焊接所造成的热影响区域有限，混装线路板上贴装元器件的引脚与通孔插装器件的引脚只要不是距离过近，基本不会发生焊点重熔，避免了热冲击的产生。

选择性波峰焊只是针对特定点的焊接，只会在焊点及其邻近极小区域产生热冲击，可以避免热冲击带来的危害。无铅波峰焊的温度一般为260℃左右，对于上焊料难的元器件，其波峰焊温度可调到280℃。

图1为现有的典型波峰焊焊料喷嘴的示意图。如图1所示，现有的焊料喷嘴，包括用于喷出焊料107的喷嘴体102，在该喷嘴体102顶部有喷嘴开口103，喷嘴体102底部透焊料孔104，在喷嘴开口103和透焊料孔104之间贯通有供焊料107流动的喷嘴腔105。

图2为现有的典型波峰焊焊料喷射流程图。焊料池106中储存了熔化的焊料107(常见的为，锡银铜或锡银合金)。泵装置的电机通过传动带带动旋转轴旋转，旋转轴从焊料池106的上部插入到焊料池106中，旋转轴的端部安装有螺旋桨叶片，螺旋桨叶片在旋转时驱动熔化的焊料107从透焊料孔104中进入喷嘴腔105，再经过喷嘴开口103喷出，形成焊料波峰。同时，插有元器件101的电路板由传送带带动靠近喷嘴开口103，与从喷嘴开口103喷出的焊料107波峰相接触，从而完成焊接。

但是，目前的技术中，焊料溢出喷嘴后四处流动，经常将焊接区域周围元器件冲走造成失效。通常会在喷嘴顶部引导焊料流动，使焊料流至没有元器件的区域,但是，焊料无法从开口中流出，接触电路板的焊料热量被电路板吸走，后续的高温焊料无法补充上来。焊料的流动范围因此减小，焊料整体的流通量减少。在焊接大引脚时(如电感、电容)，焊接引脚及印刷电路板表面(约130摄氏度)温度远低于焊料温度(一般为260摄氏度左右)，会迅速吸走喷嘴表面焊料热量，导致焊接产品表面冷焊、上焊料不良，导致产品失效。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种焊料喷嘴，其可以解决焊接产品表面冷焊、上焊料不良的问题。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供了一种焊料喷嘴，包括用于喷出焊料的喷嘴体，在该喷嘴体顶部有喷嘴开口，喷嘴体底部透焊料孔，在喷嘴开口和透焊料孔之间贯通有供焊料流动的喷嘴腔，在喷嘴开口处侧面开有倒焊料槽。

本实用新型所述的焊料喷嘴的有益效果在于：通过在喷嘴开口处设置倒焊料槽，增加了焊料流出喷嘴的流通量，喷嘴开口冷却的焊料不会残留在喷嘴内顶部，从而解决了焊接产品表面冷焊、上焊料不良的问题。

优选的，所述喷嘴开口处横截面积小于所述透焊料孔处横截面积。其增加了喷嘴内焊料的流入量，高温焊料从喷嘴底部流入喷嘴顶部，及时的补充了喷嘴顶部的焊料热容量，进一步改善喷嘴开口处的热量降低问题。

优选的，所述倒焊料槽底部到顶部的距离为1～3.5毫米。

优选的，所述喷嘴开口处横截面积小于所述透焊料孔处横截面积30至40平方毫米。

优选的，所述透焊料孔直径为6至8毫米。

优选的，所述喷嘴开口直径为3至5毫米。

优选的，所述倒焊料槽为长条形或半圆形或半椭圆形或V字形。

优选的，在所述喷嘴开口处侧面开有两个以上倒焊料槽。

本实用新型还提供了一种焊接设备，包括：用于容纳熔融焊料的焊料池、设置在所述焊料池内的焊料喷嘴、设置在所述焊料喷嘴上方的传动装置，以及设置于焊料池内的泵；其中所述焊料喷嘴包括用于喷出焊料的喷嘴体，在该喷嘴体顶部有喷嘴开口，喷嘴体底部透焊料孔，在喷嘴开口和透焊料孔之间贯通有供焊料流动的喷嘴腔，在喷嘴开口处侧面开有倒焊料槽。

本实用新型所述的焊接设备的有益效果在于：通过在喷嘴开口处设置倒焊料槽，增加了焊料流出喷嘴的流通量，喷嘴开口冷却的焊料不会残留在喷嘴内顶部，从而解决了焊接产品表面冷焊、上焊料不良的问题。

优选的，所述喷嘴开口处横截面积小于所述透焊料孔处横截面积；所述倒焊料槽底部到顶部的距离为1～3.5毫米；所述喷嘴开口处横截面积小于所述透焊料孔处横截面积30至40平方毫米；所述透焊料孔直径为6至8毫米；所述喷嘴开口直径为3至5毫米。

优选的，所述倒焊料槽为长条形或半圆形或半椭圆形或V字形；在所述喷嘴开口处侧面开有两个以上倒焊料槽。

优选的，所述焊料喷嘴为两个以上。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1为现有的典型波峰焊焊料喷嘴的示意图。

图2为现有的典型波峰焊焊料喷射流程图。

图3为本实用新型所述焊料喷嘴的示意图。

图4为本实用新型所述波峰焊焊料喷射流程图。

具体实施方式

如图3所示，本实施例所述的一种焊料喷嘴，包括用于喷出焊料107的喷嘴体102，在该喷嘴体102顶部有喷嘴开口103，喷嘴体102底部透焊料孔104，在喷嘴开口103和透焊料孔104之间贯通有供焊料107流动的喷嘴腔105，在喷嘴开口103处侧面开有倒焊料槽108。

所述喷嘴开口103处横截面积小于所述透焊料孔104处横截面积,使得底部焊料107流入喷嘴内部的流通量大于喷嘴开口103处流出的流通量，防止焊料107在喷嘴顶部坍塌而导致焊料107波峰高度不足。所述倒焊料槽底部到顶部的距离为1～3.5毫米。所述喷嘴开口处横截面积小于所述透焊料孔处横截面积30至40平方毫米。所述透焊料孔直径为6至8毫米。所述喷嘴开口直径为3至5毫米。所述倒焊料槽108为长条形或半圆形或半椭圆形或V字形，以能够方便低温焊料流出为准，可以采用其他合适的形状。在所述喷嘴开口103处侧面可以开有两个以上倒焊料槽108，两个以上的倒焊料槽108可以更加有效的方便低温焊料流出。

本实用新型还提供了一种焊接设备，包括：用于容纳熔融焊料的焊料池106、设置在所述焊料池内的焊料喷嘴、设置在所述焊料喷嘴上方的传动装置，以及设置于焊料池内的泵；其中所述焊料喷嘴包括用于喷出焊料的喷嘴体102，在该喷嘴体102顶部有喷嘴开口103，喷嘴体102底部有透焊料孔104，在喷嘴开口103和透焊料孔104之间贯通有供焊料107流动的喷嘴腔105，在喷嘴开口103处侧面开有倒焊料槽108。

所述焊接设备中使用了如图3所示的焊料喷嘴，其中倒焊料槽108底部到顶部的距离为1～3.5毫米。所述喷嘴开口103处横截面积小于所述透焊料孔104处横截面积,使得底部焊料107流入喷嘴内部的流通量大于顶部开口处流出的流通量，防止焊料107在喷嘴顶部坍塌而导致焊料107波峰高度不足。所述倒焊料槽底部到顶部的距离为1～3.5毫米；。所述喷嘴开口处横截面积小于所述透焊料孔处横截面积30至40平方毫米。所述透焊料孔直径为6至8毫米。所述喷嘴开口直径为3至5毫米。所述倒焊料槽108可以为长条形或半圆形或半椭圆形或V字形，以能够方便低温焊料流出为准，可以采用其他合适的形状。在所述喷嘴开口103处侧面可以开有两个以上倒焊料槽108，两个以上的倒焊料槽108可以更加有效的方便低温焊料107流出。

所述焊接设备中的所述焊接设备还可以包括：惰性气体保护装置；所述惰性气体保护装置包括：焊料池106上设置的惰性气体进气口，用于将来自惰性气体源的惰性气体通过惰性气体输送管道注入焊料箱中，以隔绝焊料与空气；排气装置，该排气装置位于焊料池106上方，被配置为收集并排出焊接过程中产生的废气。惰性气体保护装置可以有效防止由于焊料渣产生而堵塞焊接喷嘴；所述的惰性气体优选的采用氮气。

所述焊接设备中的泵还可以为机械或电磁泵，所述泵包括：旋转轴，其通过设置在焊料池的开口插入焊料池内；电机，该电机通过旋转轴传动装置驱动旋转轴旋转；螺旋浆叶片，其位于旋转轴端部并插入熔化的焊料中，并且当其随着旋转轴旋转时将熔化的焊料通过输送管道输送到喷嘴装置。所述焊接设备中的焊料喷嘴为两个以上。所述焊接设备中的传动装置还可以包括线路板运输轨道，用于驱动线路板运输轨道的动力源为电机。由于机械/电磁泵的作用，焊料缸中的焊料会从独立的焊接喷嘴中不断涌出，形成一个稳定的动态焊料；而传动装置则保证了焊料池或线路板的精确移动以实现逐点焊接。

如图4所示，一部分焊料107从倒焊料槽108中流出。所述喷嘴开口103处横截面积小于所述透焊料孔104处横截面积,使得底部焊料107流入喷嘴内部的流通量大于顶部开口处流出的流通量，防止焊料107在喷嘴顶部坍塌而导致焊料107波峰高度不足。所述倒焊料槽底部到顶部的距离为1～3.5毫米；所述喷嘴开口处横截面积小于所述透焊料孔处横截面积30至40平方毫米。所述喷嘴开口直径为3至5毫米。一部分焊料107可以从长条形或半圆形或半椭圆形或V字形的倒焊料槽108中流出，以能够方便低温焊料流出为准，可以采用其他合适的形状。一部分焊料107从位于所述喷嘴开口103侧面的两个以上倒焊料槽108中流出，两个以上的倒焊料槽108可以更加有效的方便低温焊料流出。

在焊接时，一部分喷嘴开口103处的低温焊料107从喷嘴沿倒焊料槽108流出，并流入至高温焊料池106内，喷嘴底部透焊料孔104高温焊料107补充形成焊料热循环，使焊接焊料107保持高热量状态，解决焊接引脚吸热问题。

本实用新型所述焊料107可以为锡银铜或锡银合金。

本实用新型可以应用在波峰焊工艺中。所述的波峰焊是指将熔化的软钎焊料，经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰，使预先装有元器件的印制板通过焊料波峰，实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。其基本原理是：将焊料加热至熔点以上，使用各类液态金属泵将熔融焊料运送到高位从焊接喷嘴喷出，从而与电路板需要焊接的零件点位接触，完成焊接。

本实用新型可以应用在选择性波峰焊工艺中。所谓波峰焊接技术，即将焊接区域局限到一个较小的区域，这就需要较小的喷嘴来实现小范围的焊接。由于使用选择焊进行焊接时，每一个焊点的焊接参数都可以“度身定制”，这也就成就了小区域的精准焊接。操作工有足够的工艺调整空间把每个焊点的焊接参数(助焊剂的喷涂量、焊接时间、焊接波峰高度等)调至最佳，缺陷率由此降低，焊接质量大幅提升。

本实用新型可以应用在多喷嘴选择焊工艺中。所谓多喷嘴选择焊是指在电子控制器的电路板制造中，为了将密排针脚的通孔器件(典型器件如连接器)焊接于印刷电路板上，采用多个喷嘴进行选择焊。对于多喷嘴选择性波峰焊设备，多喷嘴多为非润湿性焊接喷嘴，主要应用浸焊工艺，由于多个喷嘴一次性实施浸焊，生产效率可大幅提高。

在焊接电感电容等大引脚产品时，焊接喷嘴由于受到产品焊接区域的排布限制，经常使用小喷嘴(所谓小喷嘴直径大约3～10毫米)。本实用新型可以应用于焊电容及电感的小喷嘴，此方案也可运用于其他不同类型的喷嘴。

本实用新型并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本实用新型涉及的技术方案。基于本实用新型启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本实用新型的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本实用新型的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本实用新型的多种实施方式以及多种替代方式来达到本实用新型的目的。

Claims (12)

1.一种焊料喷嘴，包括用于喷出焊料的喷嘴体，在该喷嘴体顶部有喷嘴开口，喷嘴体底部透焊料孔，在喷嘴开口和透焊料孔之间贯通有供焊料流动的喷嘴腔，其特征在于，在喷嘴开口处侧面开有倒焊料槽。

2.根据权利要求1所述的焊料喷嘴，其特征在于，所述喷嘴开口处横截面积小于所述透焊料孔处横截面积。

3.根据权利要求1或2所述的焊料喷嘴，其特征在于，所述倒焊料槽底部到顶部的距离为1～3.5毫米。

4.根据权利要求1或2所述的焊料喷嘴，其特征在于，所述喷嘴开口处横截面积小于所述透焊料孔处横截面积30至40平方毫米。

5.根据权利要求1或2所述的焊料喷嘴，其特征在于，所述透焊料孔直径为6至8毫米。

6.根据权利要求1或2所述的焊料喷嘴，其特征在于，所述喷嘴开口直径为3至5毫米。

7.根据权利要求1或2所述的焊料喷嘴，其特征在于，所述倒焊料槽为长条形或半圆形或半椭圆形或V字形。

8.根据权利要求7所述的焊料喷嘴，其特征在于，在所述喷嘴开口处侧面开有两个以上倒焊料槽。

9.一种焊接设备，包括：用于容纳熔融焊料的焊料池、设置在所述焊料池内的焊料喷嘴、设置在所述焊料喷嘴上方的传动装置，以及设置于焊料池内的泵；

其中所述焊料喷嘴包括用于喷出焊料的喷嘴体，在该喷嘴体顶部有喷嘴开口，喷嘴体底部透焊料孔，在喷嘴开口和透焊料孔之间贯通有供焊料流动的喷嘴腔；

其特征在于，在喷嘴开口处侧面开有倒焊料槽。

10.根据权利要求9所述的焊接设备，其特征在于，所述喷嘴开口处横截面积小于所述透焊料孔处横截面积；

所述倒焊料槽底部到顶部的距离为1～3.5毫米；

所述喷嘴开口处横截面积小于所述透焊料孔处横截面积30至40平方毫米；

所述透焊料孔直径为6至8毫米；所述喷嘴开口直径为3至5毫米。

11.根据权利要求10所述的焊接设备，其特征在于，所述倒焊料槽为长条形或半圆形或半椭圆形或V字形；

在所述喷嘴开口处侧面开有两个以上倒焊料槽。

12.根据权利要求11所述的焊接设备，其特征在于，所述焊料喷嘴为两个以上。