TW201742697A - 焊接裝置及焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了一種焊接裝置及焊接方法，其中焊接裝置包含：爐體、多個熱風噴嘴及至少一個焊接治具；爐體內設置有爐腔；多個熱風噴嘴設置於爐腔之底部；至少一個焊接治具可拆卸的裝設於多個熱風噴嘴的上方，至少一個焊接治具與熱風噴嘴之間存在間隙，至少一個焊接治具用以在多個熱風噴嘴對至少二個不同體積的元件進行加熱焊接時遮蔽與引導熱量的傳輸，使得至少二個不同體積的元件同時完成焊接。

Description

焊接裝置及焊接方法
本發明涉及一種焊接裝置及焊接方法，具體地說，涉及一種對不同體積的元件同時進行加熱焊接的焊接裝置及焊接方法。
SMT就是表面組裝技術(Surface Mounting Technology)，是目前電子組裝行業最流行的工藝技術。它是一種將無引腳或短引線的表面組裝元器件安裝在印刷電路板(以下簡稱PCB板)的表面，再通過回焊的方式讓元器件與PCB板通過錫膏合金焊接在一起；另外，它將傳統元器件壓縮成只有幾十分之一的器件，從而實現了電子產品組裝的高密度、高可靠、小型化、低成本，以及生產的自動化。
專利號為JP 1998-209630 A的專利公開了一種焊接裝置（詳見第1圖），包含：印刷電路板 1以及分別裝設於印刷電路板 1上下表面的元件6、7，焊接時通過孔 9 釋放掉元件6主體部的熱量，以防止焊接時元件6被高溫燒毀。但是，這種焊接裝置雖然能夠防止元件6被高溫燒毀，卻導致熱量的損失。
現有的焊接裝置在使用中發現，如果SMT元件與傳統插件(波峰焊)元件同時貼裝於PCB板上，由於兩者的體積相差幾十到幾千倍，因此過程中體積大的元件與體積小的元件的受熱溫度不同。當溫度滿足體積小的元件，則體積大的元件無法達到熔錫溫度，無法實現焊接；當溫度滿足體積大的元件，則體積小的元件暴露在過高的溫度中造成燒毀，因此如何平衡體積大的元件與體積小的元件在焊接時的溫度並且提高熱量的利用率，這是對SMT工藝的極大挑戰。
本案主要技術特徵在於提供一種焊接裝置，其包含：爐體，爐體內設置有爐腔；多個熱風噴嘴，設置於該爐腔之底部；至少一個焊接治具，可拆卸的裝設於該多個熱風噴嘴的上方，該至少一個焊接治具與該熱風噴嘴之間存在間隙，該至少一個焊接治具用以在該多個熱風噴嘴對至少二個不同體積的元件進行加熱焊接時遮蔽與引導熱量的傳輸，使得該至少二個不同體積的元件同時完成焊接。
上述的焊接裝置，其中，該至少一個焊接治具的每一焊接治具均包含對稱設置的二個垂直部及連接於該二個垂直部的連接部，該二個垂直部裝設於該熱風噴嘴的兩側，該連接部的下表面與該熱風噴嘴之間存在該間隙。
上述的焊接裝置，其中，PCB板設置於該連接部的上表面的上方，該PCB板上裝設有該至少二個不同體積的元件，該連接部上開設有至少一個貫穿該連接部的導熱槽，該導熱槽對應地設置於該至少二個不同體積的元件中相對體積大的元件的底部。
上述的焊接裝置，其中，該連接部上還開設有二個遮擋槽，該二個遮擋槽分別位於該導熱槽的兩側。
上述的焊接裝置，其中，每一焊接治具均包含二個遮擋條，分別插入該二個遮擋槽，該二個遮擋條與該連接部引導熱量通過導熱槽傳輸至該至少二個不同體積的元件中相對體積大的元件的底部。
上述的焊接裝置，其中，該間隙係介於5mm至8mm。
本案另一技術特徵為提供一種焊接方法，其適用於上述之焊接裝置，該焊接方法包含以下步驟：步驟1：將至少二個不同體積的元件裝設於PCB板上；步驟2：將至少一個焊接治具裝設於焊接裝置的爐體的爐腔之底部的多個熱風噴嘴的上方，該至少一個焊接治具與該多個熱風噴嘴之間存在間隙；步驟3：將裝設有該至少二個不同體積的元件的該PCB板設置於該至少一個焊接治具的上方，通過該多個熱風噴嘴釋放的熱風對該至少二個不同體積的元件進行加熱焊接，其中，該至少一個焊接治具用以加熱焊接時遮蔽與引導熱量的傳輸，使得該至少二個不同體積的元件同時完成焊接。
上述的焊接方法，其中，於步驟3中，該至少一個焊接治具的每一焊接治具均包含對稱設置的二個垂直部及連接於該二個垂直部的連接部，該二個垂直部裝設於該熱風噴嘴的兩側，該連接部的下表面與該熱風噴嘴之間存在該間隙。
上述的焊接方法，其中，於步驟3中，PCB板設置於該連接部的上表面的上方，該PCB板上裝設有該至少二個不同體積的元件，該連接部上開設有至少一個貫穿該連接部的導熱槽，該導熱槽對應地設置於該至少二個不同體積的元件中相對體積大的元件的底部。
上述的焊接方法，其中，於步驟3中，該連接部上還開設有二個遮擋槽，該二個遮擋槽分別位於該導熱槽的兩側。
上述的焊接方法，其中，於步驟3中，該每一焊接治具均包含二個遮擋條，分別插入該二個遮擋槽，該二個遮擋條與該連接部引導熱量通過導熱槽傳輸至該至少二個不同體積的元件中相對體積大的元件的底部。
上述的焊接方法，其中，在步驟1之前還包含步驟0，將膏狀焊料印刷至該PCB板上。
本案之焊接裝置及焊接方法針對於現有技術其功效在於：1、通過焊接治具，阻隔體積小的元件底部區域熱量，同時迫使阻隔的這部分熱量轉向體積大的元件的底部，增加體積大的元件的底部區域熱功率；2、焊接治具和熱風噴嘴之間保持適當空間，確保熱風能流動；3、焊接治具迫使熱風只能從體積大的元件的底部設計的導熱槽流出循環流動。
茲有關本案的詳細內容及技術說明，現以一較佳實施例來作進一步說明，但不應被解釋為本案實施的限制。
請參見第2圖至第4圖， 第2圖為本案焊接治具的俯視圖；第3圖為本案焊接治具的側視圖；第4圖為本案焊接裝置的結構示意圖。如第2圖至第4圖所示，本案的焊接裝置包含爐體11、多個熱風噴嘴12及至少一個焊接治具；爐體11內設置有爐腔111；多個熱風噴嘴12設置於爐腔111的底部；至少一個焊接治具可拆卸的裝設於多個熱風噴嘴12的上方，至少一個焊接治具與熱風噴嘴12之間存在間隙，至少一個焊接治具用以在多個熱風噴嘴12對至少二個不同體積的元件進行加熱焊接時遮蔽與引導熱量的傳輸，使得至少二個不同體積的元件同時完成焊接。
進一步地，至少一個焊接治具的每一焊接治具13均包含對稱設置的二個垂直部131、連接於二個垂直部131的連接部132及二個遮擋條133；二個垂直部131裝設於熱風噴嘴12的兩側；連接部132的下表面1323與熱風噴嘴12之間存在間隙，其中間隙的高度係介於5mm至8mm；PCB板14設置於連接部132的上表面1324的上方，PCB板14上裝設有二個不同體積的元件15、16，其中元件15的體積大於元件16的體積；連接部132開設有一個貫穿連接部132的導熱槽1321，導熱槽1321對應地設置於元件15的底部；連接部132上還開設有貫穿連接部132上的二個遮擋槽1322，二個遮擋槽1322分別位於導熱槽1321的兩側；二個遮擋條133分別插入二個遮擋槽1322中，二個遮擋條133與連接部132引導熱量通過導熱槽1322傳輸至元件15的底部。其中以二個垂直部131及連接部132的厚度為5mm為較佳的實施方式，但本案並不以此為限。
值得注意的是，焊接治具、導熱槽、遮擋槽及遮擋條的數量已如上述實施例揭露如上，但本案並不以此為限，在其他實施例中，可根據設計者的需求進行相應改變。
請參照第5圖，第5圖為本案焊接方法的流程圖。如第5圖所示的焊接方法應用於第2圖至第4圖所示的焊接裝置，且本案的焊接方法，包含以下步驟：
步驟0：將膏狀焊料印刷至PCB板上。
步驟1：將至少二個不同體積的元件裝設於該PCB板上。
步驟2：將至少一個焊接治具裝設於焊接裝置的爐體的爐腔之底部的多個熱風噴嘴的上方，該至少一個焊接治具與該多個熱風噴嘴之間存在間隙，其中，該間隙係介於5mm至8mm為較佳的實施方式，但本案並不以此為限。
步驟3：將裝設有該至少二個不同體積的元件的該PCB板設置於該至少一個焊接治具的上方，通過該多個熱風噴嘴釋放的熱風對該至少二個不同體積的元件進行加熱焊接，其中，該至少一個焊接治具用以加熱焊接時遮蔽與引導熱量的傳輸，使得該至少二個不同體積的元件同時完成焊接。
上述的焊接方法，其中，於步驟3中，該至少一個焊接治具的每一焊接治具均包含對稱設置的二個垂直部及連接於該二個垂直部的連接部，該二個垂直部裝設於該熱風噴嘴的兩側，該連接部的下表面與該熱風噴嘴之間存在該間隙。
上述的焊接方法，其中，於步驟3中，該連接部的上表面用以放置裝設有該至少二個不同體積的元件的該PCB板，該連接部上開設有至少一個貫穿該連接部的導熱槽，該導熱槽對應地設置於該至少二個不同體積的元件中相對體積大的元件的底部。
上述的焊接方法，其中，於步驟3中，該連接部上還開設有二個遮擋槽，該二個遮擋槽分別位於該導熱槽的兩側。
上述的焊接方法，其中，於步驟3中，該每一焊接治具均包含二個遮擋條，分別插入該二個遮擋槽，該二個遮擋條與該連接部引導熱量通過導熱槽傳輸至該至少二個不同體積的元件中相對體積大的元件的底部。
通過本案的焊接裝置與焊接方法，以元件15為連接器RJ45、元件16為球柵陣列封裝(Ball Grid Array，BGA)元件為例，在實際實施中，使兩種元件的焊接溫度從相差攝氏74.55度降低至相差攝氏10度之內，完全符合SMT工藝的焊接要求。
上述僅為本案的較佳實施例而已，並非用來限定本案實施的範圍，在不背離本案精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本案作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本案所附的申請專利範圍的保護範圍。
1‧‧‧印刷電路板
11‧‧‧爐體
111‧‧‧爐腔
12‧‧‧熱風噴嘴
13‧‧‧焊接治具
131‧‧‧垂直部
132‧‧‧連接部
1321‧‧‧導熱槽
1322‧‧‧遮擋槽
1323‧‧‧下表面
1324‧‧‧上表面
133‧‧‧遮擋條
14‧‧‧印刷電路板(或稱PCB板)
6、7、15、16‧‧‧元件
9‧‧‧孔
第1圖為現有技術焊接裝置的結構示意圖。 第2圖為本案焊接治具的俯視圖。 第3圖為本案焊接治具的側視圖。 第4圖為本案焊接裝置的結構示意圖。 第5圖為本案焊接方法的流程圖。
11‧‧‧爐體
111‧‧‧爐腔
12‧‧‧熱風噴嘴
132‧‧‧連接部
1321‧‧‧導熱槽
1323‧‧‧下表面
1324‧‧‧上表面
133‧‧‧遮擋條
14‧‧‧印刷電路板(或稱PCB板)
15、16‧‧‧元件

Claims (12)

  1. 一種焊接裝置，其包含： 一爐體，該爐體內設置有一爐腔； 多個熱風噴嘴，設置於該爐腔之底部；以及 至少一個焊接治具，可拆卸的裝設於該多個熱風噴嘴的上方，該至少一個焊接治具與該熱風噴嘴之間存在一間隙，該至少一個焊接治具用以在該多個熱風噴嘴對至少二個不同體積的元件進行加熱焊接時遮蔽與引導熱量的傳輸，使得該至少二個不同體積的元件同時完成焊接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之焊接裝置，其中該至少一個焊接治具之每一焊接治具均包含對稱設置的二個垂直部及連接於該二個垂直部的一連接部，該二個垂直部裝設於該熱風噴嘴的兩側，該連接部的下表面與該熱風噴嘴之間存在該間隙。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之焊接裝置，其中一印刷電路板設置於該連接部的上表面的上方，該印刷電路板上裝設有該至少二個不同體積的元件，該連接部上開設有至少一個貫穿該連接部的導熱槽，該導熱槽對應地設置於該至少二個不同體積的元件中相對體積大的元件的底部。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之焊接裝置，其中該連接部上還開設有二個遮擋槽，該二個遮擋槽分別位於該導熱槽的兩側。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之焊接裝置，其中該每一焊接治具均包含二個遮擋條，分別插入該二個遮擋槽，該二個遮擋條與該連接部引導熱量通過該導熱槽傳輸至該至少二個不同體積的元件中相對體積大的元件的底部。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之焊接裝置，其中該間隙係介於5mm至8mm。
  7. 一種焊接方法，其應用於上述申請專利範圍第1至6項任一項的焊接裝置，該焊接方法包含步驟： 步驟1：將至少二個不同體積的元件裝設於一印刷電路板上； 步驟2：將至少一個焊接治具裝設於該焊接裝置的一爐體的一爐腔之底部的多個熱風噴嘴的上方，該至少一個焊接治具與該多個熱風噴嘴之間存在一間隙；以及 步驟3：將裝設有該至少二個不同體積的元件的該印刷電路板設置於該至少一個焊接治具的上方，通過該多個熱風噴嘴釋放的熱風對該至少二個不同體積的元件進行加熱焊接，其中，該至少一個焊接治具用以加熱焊接時遮蔽與引導熱量的傳輸，使得該至少二個不同體積的元件同時完成焊接。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之焊接方法，其中於該步驟3中，該至少一個焊接治具的每一焊接治具均包含對稱設置的二個垂直部及連接於該二個垂直部的一連接部，該二個垂直部裝設於該熱風噴嘴的兩側，該連接部的下表面與該熱風噴嘴之間存在該間隙。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之焊接方法，其中於該步驟3中，該印刷電路板設置於該連接部的上表面的上方，該印刷電路板上裝設有該至少二個不同體積的元件，該連接部上開設有至少一個貫穿該連接部的導熱槽，該導熱槽對應地設置於該至少二個不同體積的元件中相對體積大的元件的底部。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之焊接方法，其中於該步驟3中，該連接部上還開設有二個遮擋槽，該二個遮擋槽分別位於該導熱槽的兩側。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之焊接方法，其中於該步驟3中，該每一焊接治具均包含二個遮擋條，分別插入該二個遮擋槽，該二個遮擋條與該連接部引導熱量通過該導熱槽傳輸至該至少二個不同體積的元件中相對體積大的元件的底部。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之焊接方法，其中在該步驟1之前還包含步驟0，將一膏狀焊料印刷至該印刷電路板上。
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