TWI364341B - Wave soldering tank - Google Patents

Description

1364341 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一波焊錫爐，其具有一泵用來將爐中的 熔融焊錫供應到一噴嘴。 【先前技術】 一波焊錫爐一般來說包括有一泵沉浸在此爐內的熔融 焊錫中。當此泵被操作時，熔融焊錫便被吸入此泵的一入 口，之後再從被連接到此泵一出口的一噴嘴排放出。藉由 適當地控制此泵，由此噴嘴被排放的此焊錫被形成一波 型，而經由此波型，電子零件則可以被通過而熔接。 第1圖是一日本公告之未審查專利申請案2003-1 3 623 3 (Japanese Published Unexamined Patent

Application 2003-136233)所揭露的一傳統波焊錫爐的一槪 略的平面視圖。如此圖所示，一焊錫供應腔94被安置在 一焊錫爐90中，並包括了 一外殼92，於其中則設置了一 具有複數個葉片的離心泵91 (例如西洛可風泵（sirocco pump))。此焊錫供應腔94則與一噴嘴93相連，而由此 處熔融焊錫可以被排放。 以此傳統的裝置，此外殼92的整個周圍僅有大槪1/4 被開放給熔融焊錫，其則經由此處而被排放到此焊錫供應 腔94。於第1圖中的點A，從此泵91被排放的此熔融焊 錫以接近相切於泵91的方式來運動，然而在點B，此點 與點A相間隔大約是此泵91的1 /4外圍，而於此熔融焊 -5- 1364341 錫則大略是以此泵9 1的徑向來運動。而在點A附近及點 B附近之間熔融焊錫的排放速度則有很大的差異，而此速 度差則會讓不希望發生的起伏在從噴嘴93所排放出的焊 錫上出現。爲了要讓此起伏變得最小，流動校正板（未示 出）一般來說則會被設置在由此外殼92連到此噴嘴93的 一導管92內。 【發明內容】 近年來，爲了要增加生產力，曾經有過要增加波焊錫 機器速度，要能在各式各樣的零件上進行波熔接的能力， 以及要能在以前被認爲很難被熔接的零件上進行波熔接的 能力等需求》 本發明發現此等需求可以藉由改善一焊錫爐的構造而 被滿足。 然而，如上述的於第1圖所示的泵，熔融焊錫是由此 泵的整個外圍的僅僅1/4被排放，所以此泵的效率是很 差。此外，若流動校正板被設置來減少起伏，那麼氧化物 殘渣則會附著到並在此板上糾結而留在此板上。如此一 來，從此噴嘴排放出的焊錫便會被污染。此外，就算是設 置了此流動校正板，要壓制此起伏也不是很容易。 所以，本發明的目的是要提供一波焊錫爐用來很有效 率的將焊錫供應到一噴嘴，如此可以消除從噴嘴所排放的 焊錫中的起伏，這樣便可避免氧化的粗糙殘渣被混入從噴 嘴所排放出的焊錫中。 1364341 本發明的另一個目的是要提供一個焊錫爐它可以更平 順的傳送在一焊錫供應腔內的溶融焊錫，並且可以對此焊 錫供應腔的內部施加壓力但不會發生紊流。 ‘ 本發明提出一種波焊錫爐其包含了用來容納熔融焊錫 · 的一焊錫爐本體以及一焊錫供應腔其係被設置在此焊錫爐 本體內，此焊錫供應腔具有一入口被設置在此焊錫爐本體 中的此熔融焊錫的液面之下，以及一出口被設置在此焊錫 爐本體中的此熔融焊錫的液面之上。一軸流式複數葉片螺 φ 旋形泵被設置在此焊錫爐本體內以便經由此入口來抽汲此 熔融焊錫進入此焊錫供應腔並經由此出口排出此熔融焊 錫。 在一較佳具體實施例中，此泵包括有一葉輪其具有一 可轉動的毂以及在此可轉動的毂的圓周方向上等間隔被固 定在此可轉動的毂上的四片螺旋葉片。當此等葉片係以此 葉輪的軸向看去時此等葉片的任一個與鄰近於此等葉片中 的一個相重疊。此毂可以是一圓筒或是一實心軸。 · 在根據本發明的一波焊錫爐中，此泵是螺旋泵，所以 焊錫並非由此泵徑向地朝外流出而是在此泵的軸向上被傳 送。其結果是，壓力可以有效地並均勻地被作用在此焊錫 供應腔的內部。若此栗的轉動造成焊錫可以被直接地朝下 傳送，也就是此爐的底面，而當此底面是水平時，此焊錫 便會即刻地在此泵之下返流並上升。然而，當由此葉輪的 軸向觀察時，因爲此等螺旋葉片的彼此重疊，此焊錫便不 會以一直線的方式經過此泵而通過，所以焊錫可以免於朝 1364341 著此泵上升。其結果是，在此焊錫供應腔內的壓力可以被 均勻的增加而不會造成紊流。 “當此等葉片係以此葉輪的軸向看去時此等葉片的任 一個與鄰近於此等葉片中的一個相重疊”是說，當，例 如，此泵葉輪有兩個葉片延著此毂圓周彼此相隔180°間 隔開，任一個葉片延著此毂圓周旋繞至少180°於此葉片 的此第一端及第二端之間。當此泵葉輪具有三個葉輪以 12 0°的間隔被設置時，任一個葉片延著此毂圓周旋繞至少 120°於此葉片的此第一端及第二端之間。因此，若此栗葉 輪包括有N個葉片以360/N°環繞著此毂被設置時，則任 一個葉片延著此毂圓周旋繞至少3 60/>1°於此葉片的此第 一端及第二端之間。 【實施方式】 根據本發明的一個波焊錫爐其結構將會參考隨附的圖 式而被詳細的描述。 誠如第2圖（a)及第2圖（b)所示’它們是根據本發明 的一波焊錫爐的一具體實施例的一斷面正視圖’此具體實 施例包括一焊錫爐本體1’它的上端是開放的’而一焊錫 供應腔2則被設置在此爐本體1之中。 此焊錫供應腔2具有一入口 3被設置在低於此液面L 之下，而一出口 4則是被設置在高於此爐本體1中的熔融 焊錫的液面L之上。 在此具體實施例中，此焊錫供應腔2包括了 一隔板6 -8- 1364341 被設置在此爐本體1中的此液面L的下方並將此爐本體1 的內部分隔開。此入口 3包含了一個形成在此隔板6中的 —穿通孔。另一個跟出口 4相通的一穿通孔7則是被形成 在此隔板6中之與入口 3相間隔開的一位置上。一導管8 則是被固定並從在穿通孔7的此隔板6向上延伸’此導管 8的上端則藉由一蓋9而被部分地封閉’此蓋9具有一穿 透孔1 0其面積則小於此導管8的水平橫斷面積° 一噴嘴 11則被安裝在此穿透孔10之內並從此蓋9向上延伸到此 爐本體1內的此液面L之上。此焊錫供應腔2的出口 4則 包含了此噴嘴11的上端’從此處熔融焊錫可以被排放。 此焊錫供應腔2可以是一個獨立的構造，它可以被安 裝在此焊錫爐本體1的底部，但在考慮到熔融焊錫的浮 力，則上面所述之用到一隔板6的構造則是較簡單而因此 較受歡迎的。 誠如第3圖，第4圖（a)及第4圖（b)的詳細描述，被 用在本具體實施例的此螺旋泵5包括了一個具有一圓筒內 部13的一圓筒外殼12’以及在此圓筒外殼12中相對於 此圓筒外殼12內部的縱軸轉動的一複數葉片螺旋形葉輪 14。此葉輪14可以有兩個或三個葉片21。較佳的是它至 少有四個葉片2 1。 此圓筒外殻12的長度經常是要可以涵蓋其整個長度 來環繞此葉輪14。所以此圓筒外殼12的長度是可以完全 相同或是稍短於此葉輪14的整個長度。較佳的是，此葉 輪14的端末伸出此外殻的端末5-1〇 mm好讓此熔融焊錫 -9- 1364341 可以平順地並均勻地被供應到此焊錫供應腔2。 藉由適當的驅動機構，此葉輪14也可以相對於其軸 轉動。在此較佳具體實施例中，誠如第2圖（a)及第2圖（b) 所示，此葉輪14係被固定在一驅動軸18的下端，驅動軸 18則是可轉動般地由一軸承19來支撐。此驅動軸18可 以藉由一電機馬達15來轉動，而此馬達則是經由齒輪16 及17驅動般地連接到此驅動軸18。此驅動機構所包括的 此馬達15及此等齒輪16及17可以任何適當的方式支 撐，例如藉由被固定到此爐本體1或是此隔板6的一未繪 出的支撐物來支撐。 誠如第3圖所示的最佳範例，此被舉例的葉輪14包 括了一可轉動的圓筒毂20以及以等間隔環繞著此圓筒毂 20的周圍而被架設在此圓筒毂20上的複數個螺旋葉片21 (在此具體實施例中有四個葉片）。此等葉片21的此上 端及下端表面28較佳的是恰好跟此圓筒毂20的此上端及 此下端表面齊平。 此等螺旋葉片21的任一個，在此圓筒毂20的此第一 及第二縱向端末間螺旋地環繞此圓筒毂20來延伸β此螺 旋角度，也就是’任一葉片21的此第一及此第二端末之 間的角度，以從此圓筒毂20的此中心處量起，讓當此葉 輪14由軸向看去時，此等葉片21的任一個會個跟在此葉 輪14的圓周方向上相鄰的此等葉片21中的一個重疊。當 此葉輪14包括了四個等間距隔開的葉片21時，此螺旋角 度至少是90°，較佳的是至少是120°，而理想上至少是 -10- 1364341 180°。誠如第4圖（a)所示，在此舉出的具 —個葉片21的螺旋角度是210°。相對於 的此軸的一平面來看，當此等葉片21的 4圖所示）愈小時，那麼壓力便愈容易被 應腔2內的此熔融焊錫，所以此斜率角 45° 〇 此葉輪14也可以用任何方便的方法 軸18上。在此所舉的較佳具體實施例弓 (第3圖）是裝置在此驅動軸18的此下 20的上端則被壓入被形成在此驅動軸18 份22上，而此圓筒毂20的下端則藉由 20之下的此驅動軸18的此下端的一凸緣 所以，誠如第2圖（a)及第2圖（b)所示，Jt 個由下到上的夾心構造。 第5圖所不的是根據本發明的一波焊 體實施例。誠如被表示於第·2圖（a)及第 分，也是用相同的參考標號指出的部份。 中，用來在此入口 3及此出口 4之間平順 盤狀導引物25則被固定在此隔板6的下 內，就在此入口 3及此穿通孔7之下的此 份則具有曲面26及27，它就好像由一個 一曲面。由泵5所排放出的焊錫則從此螺 下前行之後觸撞到此曲面26而被導引到 錫於是觸撞到另一個曲面27而被導引直 .體實施例中，任 垂直於此葉輪1 4 斜率角a (如第 作用到此焊錫供 α最佳的角度是 被固定在此驅動 3，此圓筒毂20 端，而此圓筒毂 之上的一步階部 固定在此圓筒毂 :23而來施壓。 t圓筒毂20是一 錫爐的另一個具 2圖（b)的相同部 在此具體實施例 地導引焊錫的一 側。在此隔板6 :導引物25的部 圓的一段弧般的 旋泵5直直的向 水平方向。此焊 直的向上進入導 -11 - 1364341 管8»以此方式，在此焊錫供應腔2內的熔融焊錫的傳輸 效率於是被改善。此具體實施例的其他方面則與前述的具 體實施例相同。 根據本發明，當此泵5被驅動而帶動此葉輪14時， 從此隔板6之上的熔融焊錫則經由此圓筒外殻12的上端 而被吸入此入口 3，之後再由此圓筒外殼12的下端被向 下排放到此焊錫供應腔2。而當此葉輪14轉動時，藉由 此葉輪14而讓此焊錫被排放的此位置也在轉動，所以除 了就在此圓筒毂20之下的區域之外，沿著此螺旋泵5的 下端的整個周圍均勻的排放焊錫，此螺旋栗5的效率於是 被增加，而被作用到此焊錫供應腔2內部的壓力則在任何 的位置都是相同的。 因此，在從此出口 4所排放的焊錫內幾乎沒有波浪起 伏發生。若此葉輪14的轉速被保持固定，則從此出口 4 被排放出的此焊錫的高度可以總是被保持一定。另外，藉 由調整此葉輪14的轉速，在出口 4內的焊錫高度也可以 被調整。因此，在出口 4內的此熔融焊錫的高度也可以藉 由控制此葉輪14的轉速來調整。 第6圖（a)及第6圖（b)是被用於本發明的一螺旋泵的 底平面視圖，此螺旋泵可分別是，具有一葉輪14而其具 有四片螺旋葉片21的一螺旋泵5，以及用來做比較的一 泵95，其使用一葉輪14而僅具有一個單一螺旋葉片21 的一栗。 可以想到的是以一螺旋形狀的葉輪，焊錫是可以最有 -12- 1364341 效率的從任一個螺旋葉片21的此下端表面28的四周被排 放出。請看第6圖（b)。所以，在此具有一單一螺旋葉片 21的一泵95的案例中，焊錫是被認爲可以經由單—位置 處被排放出。當此葉輪14是以低速轉動時，排放焊錫的 位置則是緩慢地沿著此葉輪的圓周方向被轉動360。，然而 如此則會在被排放的焊錫中產生波浪起伏。爲了要避免此 波浪起伏並讓此焊錫沿著此葉輪14的此下端的整個圓周 均勻地排放，便有必要讓此葉輪14以高速轉動。然而， 爲了要獲得高轉速，便需要顯著地增加此葉輪14其本身 的強度以避免其處有破壞發生。此外，高轉速會造成大量 的焊錫從葉輪14處被排放出，而造成難於去對從出口所 排放出的焊錫就其高度進行精緻的調整。 相對的，誠如本發明中之以具有等間隔安裝的四片螺 旋葉片21的一葉輪14，如第6圖（a)所示，焊錫係從環繞 著此葉輪14周圍的複數個位置上被塡充，而焊錫被排放 的位置處則在此周圍方向上被良好的平衡，所以甚至當此 葉輪1 4的轉速是低於比較範例之下，焊錫仍可以環繞著 此葉輪14的下端圓周被均勻的排放。因爲可以使用一較 低的轉速，從此出口被排放出的焊錫其高度也可以被精緻 的調整。 如第2圖（a)及第2圖（b)所示的此波焊錫爐的案例 中，若焊錫是由螺旋泵5直接的向下排放，由於焊錫脫離 此爐本體1的底部表面引起的反彈，一直接向上的力則被 作用如此便免除了焊錫被此焊錫爐本體1的此下底部表面 -13- 1364341 來傳送。然而，可以想到的是此力可以有效地被此螺旋葉 片21來壓制，而特別的則是由此等葉片21的下端表面 28來抑制。所以，藉由提供四片螺旋葉片21並將它們以 等間隔環繞著此圓筒毂20來加以安裝，由反彈的焊錫所 作用的一向上的力可以較此比較範例被更有效率的明顯壓 制。 第7圖所示是此外殻及此泵的一配置，其中在一較佳 的具體實施例中，此距離T也就是長度，此長度便是此葉 輪延伸超過此外殼的端末，其被定成約5-10 mm，如此此 熔融焊錫可以被均勻地排放到此焊錫供應腔2。另外，根 據另一個較佳的具體實施例，位於此外殻內壁與螺旋泵的 螺旋葉片之間的間隙C則被定義成〇. 1 -1 mm，如此便可 均勻地供應熔融焊錫而不會形成波動的流動。 產業上的可利用性 Φ 根據本發明的一波熔融焊錫爐中，除了就在此螺旋泵 的此毂之下的區域之外，熔融焊錫是從一泵的此下端在此 泵的整個底部表面上被均勻的排放出，所以與使用一傳統 泵的一波焊錫爐，其中熔融焊錫僅由此泵的整個周圍的 1/4的區域被排放出作比較，此焊錫的傳輸效率已經被改 善。此外，熔融焊錫是由此泵的整個底部表面的最大部分 被排放出，所以擾動便被消除，而被作用到此焊錫供應腔 內的壓力便在任一個位置上都變成一樣。其結果是，在不 需要流動平直校正板之下，從一出口經由一噴嘴所排放出 -14- 1364341 的此熔融焊錫的流動中幾乎沒有波浪起伏被觀察到。此 外，由於流動平直校正板變成不必要，氧化的殘渣便不會 被引入從此出口被排放出的焊錫中，所以焊錫的潔淨度便 會增加。 【圖式簡單說明】 第1圖是一傳統的波焊錫爐的一槪略平面視圖； 第2圖（a)是根據本發明的一波焊錫爐的一具體實 施例的一前斷面視圖； 第2圖（b)則是從第2圖（a)右側所見的一側斷面視 \ α \ ♦ 圖， 第3圖是如第2圖（a)及第2圖（b).所示的具體實施例 的此泵的一剖面透視圖； 第4圖（a)是如第3圖所示的此泵的此葉輪的一平 面視圖； 第4圖（b)則是此葉輪的一正視圖； 第5圖是根據本發明的一波焊錫爐的另一具體實施例 的一前斷面視圖； 第6圖（a)是一個被用在本發明的一泵的底平面視 圖； 第ό圖（b)是用於一波焊錫爐的一個傳統泵的一底 平面視圖，以及 第7圖則是一個被用在本發明的一泵的另—個具體實 施例的一底平面視圖。 -15- 1364341 主要元件符號說明 1 焊錫爐本體 2 焊錫供應腔 3 入口 4 出口 5 螺旋泵 6 隔板 7 穿通孔 8 導管 9 蓋 10 穿透孔 11 噴嘴 12 圓筒外殻 13 圓筒內部 14 複數葉片螺旋形葉輪 15 電機馬達 16 齒輪 17 齒輪 18 驅動軸 19 軸承 20 圓筒毂 2 1 葉片 22 步階部份 -16- 1364341 23 凸緣 25 盤狀導引物 26 曲面 27 曲面 28 下端表面 90 焊錫爐 9 1 複數個葉片離心泵 92 外殼 93 噴嘴 94 焊錫供應腔 95 泵 A 位置點 B 位置點 C 間隙 L 液面 T 距離 a 斜率角

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Claims (1)

1364341 十、申請專利範圍 1. 一種波焊錫爐包含有一焊錫爐本體（1)用來容納熔 • 融的焊錫，一焊錫供應腔（2)被設置在該焊錫爐本體內， - 其並具有一入口（3)被設置在該焊錫爐本體中的該熔融焊 錫的液面之下而另有一出口（4)則被設置在該熔融焊錫的 液面之上，其特徵是一具有四片螺旋葉片（2 1)之螺旋泵（5) 被設置在該入口內以便經由該入口來抽汲該熔融焊錫進入 φ 該焊錫供應腔並經由該出口排出該熔融焊錫， 其中該四片螺旋葉片（2 1)以在一可轉動毂的圓周方向 上等間隔被固定在該毂上，當該等葉片係從該葉輪的軸向 看去時，該等葉片的任一個與鄰接於該等葉片中的一個相 重疊，及 其中該四片螺旋葉片（2 1)是以等間隔的方式設置，該 等葉片的任一個在該葉片的一第一及一第二端之間環繞著 該毂延伸至少90°。 Φ 2.如申請專利範圍第1項所述的波焊錫爐’其中該 泵包括一葉輪，而該葉輪包含4片螺旋葉片（2 1)，該等螺 旋葉片的任一個相對於垂直於該毂的該軸的一平面最多傾斜 45° 〇 -18*