TWI395628B - 選擇性焊接裝置及方法 - Google Patents

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Description

選擇性焊接裝置及方法
本發明係一種選擇性焊接裝置，此種裝置具有一個承裝液態焊劑的容器，此容器具有一個所謂的浸焊槽，此浸焊槽具有一個焊劑管道及至少一個設置在焊劑管道上的噴嘴，以及一個對焊劑管道內的液態焊劑施加壓力的焊劑幫浦。此外，本發明還提出一種選擇性焊接方法。
選擇性焊接是一種為電子組件的焊接而發展出來的技術。選擇性焊接技術已被證實極適用於既大又重的組件，例如變壓器、插頭、ELKOS、以及其他可能會承受很大的機械負荷的組件。最好是利用選擇性焊接方法中所謂的貫通技術焊接這一類的組件。選擇性焊接方法可以說是一種局部焊接的方法，使用這種方法時，液態焊劑通常是經由垂直噴嘴被送到焊接位置。為了達到輸送焊劑的目的，也可以在噴嘴的頂端形成一個小型的射流。德國專利DE 43 14 241 C2有揭示一種具有上述特徵的選擇焊接裝置。
這種屬於先前技術之選擇性焊接裝置的缺點是，在噴嘴頂端的焊劑在某些時候會露出在外，尤其是在兩個焊接過程之間的間隔時間，也就是在選擇性焊接裝置處於待機模式的時候。另外一個缺點是由於在焊接過程中使用惰性氣體的保護程度相當低，因此出現浮渣的情況比較嚴重，而且不良率也比較高。
德國專利DE 202 20 971 U1揭示一種選擇性焊接方 法，這種方法是利用一個移動的保護罩保護焊劑以免被氧化。
本發明之目的是提出一種改良的選擇性焊接裝置及一種改良的選擇性焊接方法。
為達到上述目的，本發明提出的焊接裝置是以一個可垂直移動的保護罩將焊劑管道環繞住，這個保護罩是浸入浸焊槽中或是以其他方式與浸焊槽的表面隔離，同時保護罩為每一個噴嘴都設有一個開口，在保護罩下方至少設有一個保護氣體及/或活性氣體的給料裝置，在保護罩(5)上設有射流板(8)，這些射流板(8)從保護罩朝浸焊槽的方向向下沿伸。
本發明的裝置具有一個或多個設置在焊劑管道上的噴嘴。
由於所使用的焊劑量很少，因此保護氣體及/或活性氣體的使用對於裝置的順利運轉非常重要。在一般情況下通常是使用保護氣體，而且最好是以惰性氣體作為保護氣體。在特殊情況下使用活性氣體可以帶來特別的優點。在以下的說明中將一律使用保護氣體或保護氣體氛圍這個名詞，也就是說這個名詞的含義也將活性氣體或活性氣體氛圍的意思包括進去。
本發明的保護罩可以將噴嘴的頂端封在保護氣體氛圍中，因此可以有效降低焊接時焊接處被污染的程度及焊接的不良率。
一種特別有利的方式是使作為保護氣體之頂蓋的保護罩可以在垂直方向上移動，因此在裝置處於待機模式時，也就是在兩個焊接過程之間的間隔時間，噴嘴會整個被保護氣體氛圍封住，同時在焊接過程中，噴嘴只有在與被焊接之構件直接接觸的最頂端部分會被露出來，因此在焊接模式時近乎以最理想的方式被保護氣體反復沖洗。
設置在保護罩上的射流板可以進一步提高保護氣體的惰性化效果。射流板的設置方式最好是使射流板從保護罩朝浸焊槽的方向向下沿伸。
保護氣體的給料裝置最好是一種噴槍。
噴嘴的頂端最好是構成形成射流的焊接頭。
一種特別有利的方式是焊劑管道的頂端構成蓋板。這個蓋板與焊劑管道緊密的接在一起，同時噴嘴會穿過蓋板並被蓋板固定住。
本發明的一種有利的改良方式是在保護罩中另外用一片蓋板將開口蓋住。這片蓋板可以有效降低保護氣體的總需要量。
本發明提出的選擇性焊接方法具有以下的步驟：1)將準備好要焊接的印刷電路板運送到焊接區；2)印刷電路板及保護罩同時下降，及/或將印刷電路板定位在先前已下降到定位的保護罩上；3)開始進行焊接過程，經由至少一個噴嘴將焊劑從焊劑管道向上壓送到焊接處，並在焊接過程中經由給料裝置輸入保護氣體及/或活性氣體； 4)焊接過程結束後使印刷電路板離開焊接區，並將保護罩升高，使焊接區再度空出來；以及5)在兩個焊接過程之間以對應於各個開口(7)的蓋板(11)將開口(7)蓋住。
以上提及的印刷電路板是指已安裝組件及已加上助焊劑，而且通常是已經過預熱的印刷電路板。
在兩個焊接過程之間以蓋板將保護罩中的開口蓋住的好處是可以有效降低在所謂的待機模式中需要的保護氣體量，以及改善惰性化效果。在焊接過程開始時，蓋板最好是隨著保護罩的下降動作被移開，這樣開口(7)在焊接過程中就會一直保持在打開的狀態。直到焊接過程結束，保護罩向上移動時蓋板又會被定位在開口上，並再度將開口蓋住。
一種特別有利的方式是，在焊接過程中每一單位時間輸入第一種劑量的保護氣體及/或活性氣體，在兩個焊接過程之間則是每一單位時間輸入第二種劑量的保護氣體及/或活性氣體。
一種特別有利的方式是，在焊接過程結束後，將經由給料裝置輸入的保護氣體及/或活性氣體的劑量減少到低於在焊接過程中輸入的劑量。
在焊接過程開始之前，最好先將保護罩下降到一個能夠與安裝在印刷電路板底面的組件尺寸及輪廓相配合的位置，也就是下降到一個略低於要焊接之組件的最低點的位置。
本發明具有許多優點。這些優點包括：改善對於保護氣體及/或活性氣體的使用效率、提高焊接品質、減少產生浮渣、降低裝置的維修費用及操作費用。
以下配合圖式及實施例對本發明的內容及實施方式做進一步的說明。
如第1圖所示，承裝液態焊劑的容器(10)具有一個所謂的浸焊槽(9)。浸焊槽(9)具有一個焊劑管道(2)。此外，第1圖還顯示3個設置在焊劑管道(2)上的噴嘴(4)。在本實施例及通常的情況下，焊劑管道(2)是一個壓力管道，而且與周遭環境隔離。第2圖僅顯一部分的焊劑管道(2)。
噴嘴(4)被設置在蓋板(3)部分的焊劑管道(2)上，並被蓋板(3)固定住。另設有一個可以對液態焊劑(1)施加壓力的焊劑幫浦(未圖示)。焊劑管道(2)被一個可以垂直移動的保護罩(5)環繞住，保護罩(5)浸入浸焊槽(9)中，並以這種方式將浸焊槽(9)的表面密封住。保護罩(5)對每一個噴嘴(4)都有一個與一對應的開口(7)。此外，在本實施例中設有兩個保護氣體的給料裝置(6)，其作用是將保護氣體輸送到保護罩(5)下方。
例如可以經由給料裝置(6)將吹入氮氣作為具有惰性化效果的保護氣體。在本實施例中，給料裝置(6)是一支噴槍(6)。
根據本發明的選擇性焊接方法，一片已準備好接受選擇性焊接的印刷電路板在通過一般的功能單元(例如助焊 劑區及預熱區)後被輸送到焊接區。在印刷電路板即將到達焊接區之前，保護罩(5)會被垂直下降到一個與安裝在印刷電路板底面的組件尺寸及輪廓相配合且不會對選擇性焊接的過程造成干擾的位置。例如下降到一個比要焊接之組件的最低點還要低1mm至2mm的位置。這樣做的好處是可以節省保護氣體的使用量，以及避免在焊接過程中產生浮渣。印刷電路板會被定位在降下的保護罩(5)上，然後開始進行焊接。
焊接過程結束後，保護罩(5)會向上移動回到初始位置。一種特別有利的方式是此時吹入的保護氣體的劑量小於焊接過程中吹入的劑量。這個模式可稱為待機模式。在裝置處於待機模式時將保護氣體吹入保護罩(5)下方的好處是保護氣體會以最理想的方式反復沖洗噴嘴，以減少在噴嘴頂端出現的浮渣。
第2圖顯示的本發明的選擇性焊接裝置的實施例帶有有時會將開口(7)蓋住的蓋板(11)。本實施的優點是裝置處於待機模式時，可以利用蓋板(11)將保護罩(5)的開口(7)蓋住，這樣做的好處是可以進一步減少保護氣體的需求量，以及提高保護氣體的惰性化效果。在焊接過程開始時，蓋板(11)最好是隨著保護罩(5)的下降動作被移開，這樣開口(7)在焊接過程中就會一直保持在打開的狀態。直到焊接過程結束，保護罩(5)向上移動時蓋板(11)又會被定位在開口上，並再度將開口蓋住。
第1圖及第2圖中的射流板(8)可以進一步提高保護氣 體的惰性化效果。在這兩個實施例中的射流板(8)都是圓錐形。
1‧‧‧焊劑
2‧‧‧焊劑管道
3‧‧‧蓋板
4‧‧‧噴嘴
5‧‧‧保護罩
6‧‧‧給料裝置/噴槍
7‧‧‧開口
8‧‧‧射流板
9‧‧‧浸焊槽
10‧‧‧容器
11‧‧‧蓋板
第1圖：一個本發明的選擇性焊接裝置。
第2圖：一個有另外加上蓋板的本發明的選擇性焊接裝置。
1‧‧‧焊劑
2‧‧‧焊劑管道
3‧‧‧蓋板
4‧‧‧噴嘴
5‧‧‧保護罩
6‧‧‧給料裝置/噴槍
7‧‧‧開口
8‧‧‧射流板
9‧‧‧浸焊槽
10‧‧‧容器

Claims (4)

  1. 一種選擇性焊接裝置，包括一承裝液態焊劑的容器，該容器具有一浸焊槽、一焊劑管道、設置在該焊劑管道上的至少一個噴嘴、環繞該焊劑管道的保護罩，其可垂直移動以浸入該浸焊槽中並密封抵住該浸焊槽的表面，該保護罩包括該至少一個噴嘴用的開口，在該保護罩下方的空間中設有用於提供保護及活化氣體之至少一者到該空間的至少一個氣體給料裝置，該保護罩設有多個射流板，其從該保護罩朝浸焊槽的方向大致向下沿伸並隨該保護罩移動，而且一額外的板被建構並配置成在待機模式中暫時地覆蓋該開口。
  2. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中該至少一個噴嘴的頂端包括形成射流的焊接頭。
  3. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中該焊劑管道的頂端包括蓋板。
  4. 如申請專利範圍第1項的裝置，其中該射流板具有圓錐狀。
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