專利名稱：焊接扁平工件的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)流動(dòng)浸漬法(flow dip method)來(lái)焊接扁平工件的 設(shè)備和方法，其中工件與平頂溢流波(flat overflowing wave )接觸。
背景技術(shù)：
就用于焊接其上設(shè)有諸如引線和端子之類的電子部件的印刷電路 板的方法而言，已知的用于在待焊接電子部件和焊接表面上，即，在印 刷電路板上的待焊接區(qū)域上施加熔融焊劑的方法各不相同，例如平面浸 漬法(flat dip method )、雙罐法(dual pot method )、流動(dòng)法(flow method )、波峰法(wave method )、雙波法(double wave method )、流 動(dòng)浸漬法和階迭熔接法(cascade method )。在"De"W/ G^/"to"半6力癡辨裙fi^"W碁岸7 #尸 (文獻(xiàn)l)中描述了這些焊接方法。在文獻(xiàn)1中，將流動(dòng)浸漬法解釋為 具有流動(dòng)或波峰法和浸漬法的雙重特點(diǎn)。也就是說(shuō)，在流動(dòng)浸漬法中， 通過(guò)泵使焊劑槽中的熔融焊劑溢流以形成如流動(dòng)法或波峰法中的溢流 波，并且將印刷電路板移送和浸入溢流波中以便如在浸漬法中那樣實(shí)施 焊接。如文獻(xiàn)l中所述，流動(dòng)浸漬法對(duì)于焊接具有長(zhǎng)引線的部件是有利的， 其原因在于熔融焊劑的溫度穩(wěn)定而且當(dāng)印刷電路板與熔融焊劑的表面 接觸時(shí)溫度也不會(huì)下降，同時(shí)能夠一直使熔融焊劑的表面保持清潔并且 溢流波的表面穩(wěn)定。另 一個(gè)原因在于即使是部件的長(zhǎng)引線也沒有可能接 觸流出口的邊緣，其中熔融焊劑從流出口邊緣溢流而出。美國(guó)專利No. 4,512,510 (文獻(xiàn)2) >^開了通過(guò)流動(dòng)浸漬法來(lái)改善焊 接品質(zhì)的方法。在該方法中，當(dāng)印刷電路板進(jìn)入與熔融焊劑表面的接觸 時(shí)，印刷電路板傾斜從而使印刷電路板能夠從一端到另 一端逐步與熔融 焊劑接觸，以允許在印刷電路板和熔融焊劑表面之間的氣體逸出。然后說(shuō)明書第2/20頁(yè)動(dòng)態(tài)壓力，從而使得待焊接區(qū)域能夠完全被熔融焊劑所潤(rùn)濕。最后，印 刷電路板從一端到另一端逐步從熔融焊劑的表面分離，從而能夠通過(guò)剝 離效果在待焊接的每個(gè)區(qū)域保留適量焊劑并且在鄰近的待焊接區(qū)域之 間不能形成焊橋。日本未審專利公開No.H6-198486 (文獻(xiàn)3 )公開了一種焊接方法， 其中，在非氧化性惰性氣體例如氮?dú)獾姆諊袑?shí)施焊接。因?yàn)槟軌蚍乐?待焊接區(qū)域的氧化所以要在具有低氧氣濃度的惰性氣體氛圍中實(shí)施焊 接。另外，因?yàn)槿廴诤竸┑谋砻鎻埩p小使得待焊接區(qū)域相對(duì)于熔融焊 劑的可潤(rùn)濕性顯著提高，所以能夠很容易地將熔融焊劑施加到待焊接的 微小的區(qū)域上因而能夠?qū)嵤┧^的微焊接。另外，由于能夠顯著地減少 要施加到待焊接區(qū)域上的焊劑的用量，因此不需要在焊接后清洗印刷電 路板(清除殘留的焊劑)。文獻(xiàn)3公布的方法以排它的方式適用于其中僅以直線的方式移送印 刷電路板的流動(dòng)法、波峰法、雙波法或階迭熔接法，原因是傳送器能夠 容易地安裝在保持于惰性氣體氛圍中的室內(nèi)。因此，還沒有在惰性氣體 氛圍中采用流動(dòng)浸漬法實(shí)施焊接的焊接設(shè)備，因?yàn)樾枰獜?fù)雜的移送裝置 以便不僅水平地并且垂直地移送印刷電路板。更具體地，為了在如文獻(xiàn)3中所述的保持于惰性氣體氛圍中的室內(nèi) 設(shè)置復(fù)雜的移送裝置，該室必須具有非常大的容積。因此，惰性氣體的 供給速度必須明顯地大以達(dá)到預(yù)定的低氧氣濃度(例如，百萬(wàn)分之一 千)。即使將移送裝置設(shè)置于保持在惰性氣體氛圍中的腔室之外的焊接 設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)，那么該腔室也要具有很大的容積以允許印刷電路板上下 移動(dòng)，另外，外界空氣將從移送裝置伸進(jìn)室內(nèi)的位置處進(jìn)入室內(nèi)。因此， 惰性氣體的供給速度必須明顯地大以保持預(yù)定的氧氣濃度。大的惰性氣 體供給速度導(dǎo)致焊接成本增加。另夕卜，不能通過(guò)文獻(xiàn)3中公布的設(shè)備來(lái)實(shí)施如下印刷電路板的焊接， 該印刷電路板具有其上設(shè)置長(zhǎng)引線的部件，即印刷電路板的將要與熔融 焊劑接觸的表面上(待焊接的表面)突伸有長(zhǎng)引線。除浸漬法或流動(dòng)浸 漬法外不能用其它方法來(lái)實(shí)施這種印刷電路板的焊接。然而，由于如上6所述的同樣的原因，所以還沒有能夠以低成本在低氧氣濃度的惰性氣體 氛圍中采用流動(dòng)浸漬法實(shí)施焊接的焊接設(shè)備。當(dāng)將具有長(zhǎng)引線的電子部件例如連接器焊接到曾經(jīng)接受過(guò)回流焊的印刷電路板上時(shí)，利用在對(duì)應(yīng)于待焊接區(qū)域(見圖5 (b))的位置處 具有開口的掩模板通過(guò)流動(dòng)浸漬法實(shí)施局部焊。然而，由于如上所述的 同樣的原因，所以沒有能夠以低成本在低氧氣濃度的惰性氣體氛圍中采 用流動(dòng)浸漬法實(shí)施焊接的焊接設(shè)備。在向待焊接區(qū)域上吹送氮?dú)獾耐瑫r(shí) 利用焊錫機(jī)器人實(shí)施焊接，因此，這種連接器的焊接生產(chǎn)產(chǎn)量很低。英國(guó)專利No. 801510號(hào)(文獻(xiàn)4) />開了稱作Sylvania的系統(tǒng)，在 該系統(tǒng)中焊劑被連續(xù)地泵到多個(gè)向上延伸的管件并且從管件噴射。將待 焊接的物件移到位使其接觸從所選的數(shù)個(gè)管件噴射的焊劑從而使物件 上的所選區(qū)域被焊接。文獻(xiàn)4中公布的Sylvania法具有以下缺點(diǎn)。(1) 系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)很復(fù)雜以至于機(jī)構(gòu)調(diào)整或者故障恢復(fù)需要花費(fèi)大 量的時(shí)間，導(dǎo)致生產(chǎn)力低。(2) 由于針對(duì)不同類型的待焊接印刷電路板必須使用不同型號(hào)的 管件而且更換管件需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間(大約60分鐘)。因此焊接設(shè)備的 停工期長(zhǎng)，導(dǎo)致生產(chǎn)力低。(3) 由于具有許多管件，因此需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間(例如，大約30 分鐘)清洗這些管件，導(dǎo)致生產(chǎn)力低。(4) 管件非常昂貴(例如， 一根管件大約一百萬(wàn)日?qǐng)A)。(5) 很難以簡(jiǎn)單的方式在惰性氣體氛圍中實(shí)施焊接。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服上述問(wèn)題，因此，本發(fā)明的目的就是提供 能夠在諸如氮?dú)獾亩栊詺怏w的低供給速度下即低消耗量的情況下實(shí)施 流動(dòng)浸漬焊的流動(dòng)浸漬焊設(shè)備。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種焊接設(shè)備，其允許即使當(dāng)安裝于印刷電路板上的電子部件具有較長(zhǎng)引線時(shí)或利用掩模板實(shí)施局部焊時(shí)也 能夠在低成本條件下進(jìn)行高品質(zhì)焊接。本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供具有較高生產(chǎn)力的能夠在低氧氣濃度 的惰性氣體氛圍中實(shí)施焊接的焊接方法。根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了用于焊接具有待焊接下表面的扁平工件的設(shè)備，該設(shè)備包括 容納熔融焊劑的焊劑槽；焊劑溢流罐，其設(shè)置于焊劑槽中并且具有在熔融焊劑水平表面上方的 流出口 ，所述焊劑溢流罐構(gòu)造用于在所述流出口上方形成熔融焊劑的平頂 溢流波，所述流出口具有比工件更大的尺寸從而使工件的整個(gè)下表面能夠 同時(shí)與所述平頂溢流波的表面接觸；殼罩，其在所述烊劑槽上方從后端延伸至前端并且在其中限定出焊 接室，所述殼軍具有在所述后端的進(jìn)口和在所述前端的出口以允許工件 經(jīng)所述進(jìn)口進(jìn)入所述焊接室并經(jīng)所述出口離開所述焊接室，所述殼軍具 有面向所述焊劑溢流罐的流出口的下部開口 ，所述殼軍具有從所述下部 開口的整個(gè)邊緣連續(xù)地向下延伸的裙邊以包圍所述焊劑溢流罐，所述裙 邊與所述熔融焊劑容納槽配合使所述焊接室得以密封從而允許所述焊 接室僅通過(guò)所述進(jìn)口和出口與外界空氣氣體連通；傳送器，其設(shè)置于所述焊接室中并且物理地與所述殼軍結(jié)合為一體以 便與殼罩一起移動(dòng)，所述傳送器可以操作以便在所述進(jìn)口和出口之間移送工件；一個(gè)或多個(gè)惰性氣體供給器，其用于向所述焊接室供給隋性氣體；驅(qū)動(dòng)裝置，其能夠操作以在上部位置和下部位置之間垂直地移動(dòng)所 述結(jié)合為一體的傳送器和殼軍，其中，在所述上部位置時(shí)，工件能夠通 過(guò)所述進(jìn)口被所述傳送器接收并且通過(guò)所述出口從所述傳送器移出，在 所述下部位置時(shí)，工件在位于所述流出口上方時(shí)能夠與所述平頂溢流波 的表面接觸；以及控制器，其用于控制所述驅(qū)動(dòng)裝置和所述傳送器的^^作從而使工件在所述上部位置經(jīng)所述進(jìn)口被所述傳送器接收，并且使工件在所述下部位 置被所述傳送器置于所述流出口上方的所述平頂溢流波處時(shí)與所述平 頂溢流波的表面接觸，以及使工件在所述上部位置經(jīng)所述出口被所述傳 送器從所述焊接室移出。另一方面，本發(fā)明提供用于焊接具有待焊接下表面的扁平工件的方法，該方法包括提供一種焊接設(shè)備，該設(shè)備包括容納熔融焊劑的焊劑槽；焊劑溢 流罐，其設(shè)置于所述焊劑槽中并且具有在熔融焊劑的水平表面上方的流 出口 ，所述流出口具有比工件更大的尺寸從而使工件的整個(gè)下表面能夠 同時(shí)與所述平頂溢流波的表面接觸；殼革，在其中限定出焊接室并且其 具有延伸以包圍所述焊劑溢流罐的裙邊，所述裙邊與所述熔融焊劑容納 槽配合使所述焊接室得以密封從而允許所述焊接室僅通過(guò)所述進(jìn)口和 出口與外界空氣氣體連通；以及傳送器，其設(shè)置于所述焊接室中并且物理地與所述殼軍結(jié)合為 一體以便與所述殼革一起移動(dòng)；使所述焊劑槽中的熔融焊劑從所述流出口溢流以便在所述流出口 上方形成熔融焊劑的平頂溢流波；向所述焊接室供給惰性氣體使所述焊接保持在惰性氣體的氛圍中； 以及由所述傳送器在所述流出口上方移送工件同時(shí)向下位移所述殼軍使工 件的下表面與所述噴流波的表面接觸。


以下將參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其中圖1是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的焊接設(shè)備實(shí)施方式的正視剖視圖；圖2是沿圖1中的II-II線的剖視圖；圖3是設(shè)置于圖l所示構(gòu)造中的氮?dú)夤┙o系統(tǒng)的管路圖；圖4是設(shè)置于圖l所示構(gòu)造中的主控制系統(tǒng)的框圖；圖5是示意性地示出圖1所示的焊接設(shè)備在焊接時(shí)操作的正視剖視圖；圖6是示出其上安裝掩模板的印刷電路板的剖視圖；圖7(a)至7(d)是示出印刷電路板如何垂直和水平地(相對(duì)于平頂溢 流波)移動(dòng)并進(jìn)入與平頂溢流波接觸的圖；圖8(a)至8(c)是示出印刷電路板如何離開平頂溢流波的圖；圖9(a)至9(e)以及圖10(a)至10(c)是用于解釋對(duì)應(yīng)于由圖1所示殼 軍的垂直移動(dòng)引起的焊接室容積的變化而控制向焊接室的氮?dú)夤┙o速 度的圖；圖ll(a)是示意性地示出當(dāng)殼軍向其上部位置移動(dòng)時(shí)進(jìn)口和出口能 夠關(guān)閉的實(shí)施方式的正視剖視圖；圖ll(b)是圖ll(a)的局部正視剖視圖，示出用遮蔽件封閉的進(jìn)口的 狀態(tài)；圖12是示出設(shè)置有容積可變室的實(shí)施方式的剖視圖；圖13是在可應(yīng)用于Sylvania法的構(gòu)造的流出口周圍的部分的立體圖；圖14是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的焊接設(shè)備的另一實(shí)施方式的正 視剖視圖；圖15是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的焊接設(shè)備又一的實(shí)施方式的正 視剖視圖；具體實(shí)施方式
根據(jù)本發(fā)明的焊接設(shè)備適于在惰性氣體氛圍中實(shí)施扁平工件的流 動(dòng)浸漬焊并且如以下所述得以實(shí)現(xiàn)?？傮w而言，該領(lǐng)域眾所周知的焊接 工序包括焊劑施加步驟、預(yù)熱步驟和焊接步驟。以下描述主要集中在采 用本發(fā)明的構(gòu)造的焊接步驟上。如圖1所示，這種實(shí)施方式的焊接設(shè)備具有預(yù)熱部分1和焊接部分2。預(yù)熱部分1具有其中限定出預(yù)熱室103a的罩103。軍103是用于促 進(jìn)作為待焊接工件的印刷電路板3的均勻預(yù)熱的裝置，并且革103具有 進(jìn)口 104和出口 105。預(yù)熱室103a被劃分成四個(gè)加熱區(qū)，每個(gè)加熱區(qū)具有利用紅外線、 熱空氣或上述加熱方式組合的加熱器102。用作加熱器102的紅外加熱 器的表面溫度或者熱空氣加熱器的熱空氣溫度能夠選擇并通過(guò)溫度控 制器設(shè)定(未示出)。預(yù)熱部分1具有設(shè)置于預(yù)熱室103a中用于沿箭頭I的方向移送印刷 電路板3通過(guò)預(yù)熱室103a的傳送裝置101，從而使印刷電路板3在通過(guò) 預(yù)熱室103a時(shí)被預(yù)熱。傳送器101的啟動(dòng)、停止、速度等都由控制器 控制，后面將詳細(xì)描述。以4指示的^IJ^^板，當(dāng)印刷電路板3M受點(diǎn) 焊或局部焊時(shí)使用掩模板。掩模板4的詳細(xì)情況在圖6中示出。焊接部分2具有容納熔融焊劑5的焊劑槽109，焊劑在由加熱器、溫 度傳感器及溫度控制器(未示出)所指定的溫度下保持熔融狀態(tài)。設(shè)置于 焊劑槽109中的是焊劑溢流罐110,焊劑溢流罐110具有流出口 111和泵 112,流出口 111位于在焊劑槽109中的熔融焊劑5的水平表面上方，泵 112用于將焊劑槽109中的熔融焊劑5供給焊劑溢流罐110。當(dāng)通過(guò)泵119 向焊劑溢流罐110供給熔融焊劑5時(shí)，熔融焊劑5從流出口 111溢出從而 在流出口 111上方形成平頂溢流波6。盡管在圖中熔融焊劑5被示出正在 沿四個(gè)方向從流出口 111溢流，但是熔融焊劑5可以沿任意希望的方向溢 流。因此，熔融焊劑可以沿三個(gè)或兩個(gè)方向或僅沿一個(gè)方向溢流。焊劑溢 流罐110的流出口 111具有比印刷電路板3的更大的尺寸從而使印刷電路 板3的整個(gè)下表面能夠同時(shí)與所述平頂溢流波6的表面接觸。以113指示 的是用于使熔融焊劑5的流動(dòng)平坦的矯直板(流動(dòng)控制板)。焊接部分2也具有殼革106和傳送器107。殼軍106在焊劑槽109上 方從前端106a延伸至后端106b并在其中限定出保持在諸如氮?dú)獾亩栊?氣體氛圍中的焊接室106c。殼革106具有在后端106b的進(jìn)口 116以允 許印刷電路板3經(jīng)進(jìn)口 116進(jìn)入焊接室106c,以及在前端106a的出口117以允許印刷電路板3經(jīng)出口 117離開焊接室106c。殼軍106具有位 于底部的下部開口 106d以及裙邊108，下部開口 106d正對(duì)焊劑溢流罐 IIO的流出口 111，裙邊108接續(xù)地從下部開口 106d的整個(gè)邊緣向下延 伸。傳送器107是可操作的以便在殼罩106的進(jìn)口 116和出口 117之間 移送印刷電游^L3。通過(guò)支撐部件120將傳送器107支撐到殼軍106并 與殼軍106物理地結(jié)合為一體以便與殼罩106—起移動(dòng)。裙邊108包圍 焊劑溢流罐110并延伸至焊劑槽109內(nèi)的熔融焊劑5中以便密封焊接室 106c,從而僅允許焊接室106c通過(guò)進(jìn)口 116和出口 117與外界空氣氣體連通o殼革106不必局限于上述構(gòu)造，只要焊接室106c在殼軍106和焊劑 槽109之間被適當(dāng)?shù)孛芊饧纯?。圖14和15示出這種密封構(gòu)造的其它示 例。在圖14所示的示例中，作為裙邊108的替代物，殼革106具有從焊 劑槽109處向下延伸的波紋管108a，并且具有固定到焊劑槽109的下端， 這樣使焊接室106c得以密封。在圖15所示的示例中，下端設(shè)有板簧108c 的裙邊108b沿焊劑槽109的外壁向下延伸。板簧108c與焊劑槽109的外 壁以可滑動(dòng)的方式接觸并向焊劑槽109推壓使焊接室106c得以密封。就泵112而言，使用的是由電機(jī)304 (見圖4)以旋轉(zhuǎn)的方式驅(qū)動(dòng)的離 心泵，并且馬達(dá)的轉(zhuǎn)速由控制器301控制。電磁泵可以用作泵112。當(dāng)4吏 用如日本未審專利公開文本No. S53-57156中所公開的利用勢(shì)能的裝置作 為用于向焊劑溢流罐110中供應(yīng)熔融焊劑5的裝置時(shí)，能夠進(jìn)一步穩(wěn)定 平頂溢流波6的高度和表面狀態(tài)。為了在焊接室106c中營(yíng)造惰性氣體氛圍，在殼軍106中設(shè)置多個(gè)(圖 1所示的示例中為8個(gè))氮?dú)夤┙o噴嘴114a至114h。在焊接室106c中， 沿傳送器107,即沿移送印刷電路板3的方向，設(shè)置多個(gè)沿相對(duì)于移送印 刷電路板3的方向垂直的方向延伸的隔板115以形成迷宮式密封，從而使 得外界空氣經(jīng)進(jìn)口 116和出口 117 l焊接室106c的可能性更小，并且焊 接室106c中的空氣經(jīng)進(jìn)口 116和出口 117流出焊接室106c的可能性也更 小。具體地，許多隔板115設(shè)置在接近進(jìn)口 116和出口 117的部分以便形 成迷宮式密封部分115A。為了提高迷宮式密封部分115A的功能可以從隔 板115的末端懸掛遮簾以減小進(jìn)口 116和出口 117的開口面積。焊接部分2具有第一致動(dòng)器118和第二致動(dòng)器119，在鄰近后端106b12的位置處第一致動(dòng)器118操作性地連接到殼革106上以便垂直地位移后端 106b，在鄰近前端106a的位置處第二致動(dòng)器U9lMt性地連接到殼軍106 上以便垂直地位移前端106a?？刂破?01控制笫一致動(dòng)器118和第二致動(dòng) 器119以在上部位置和下部位置之間垂直地移動(dòng)包括傳送器107的殼軍 106，其中，在上部位置處，印刷電路板3能夠經(jīng)進(jìn)口 116被傳送器107 接收并經(jīng)出口 117從傳送器107移出，在下部位置處，印刷電路板3能 夠在位于流出口 111上方時(shí)與平頂溢流波6的表面接觸。因此，殼罩106 的裙邊108的長(zhǎng)度是經(jīng)過(guò)選擇的從而使得當(dāng)殼罩106在上部位置時(shí)裙邊 108也不會(huì)從焊劑槽109中的熔融焊劑5中出來(lái)。控制器301還獨(dú)立地 控制笫一致動(dòng)器118和第二致動(dòng)器119(分別沿箭頭m和iv所指示的方向) 從而使得在傳送器107上的印刷電路板3能夠以任意希望的傾斜狀態(tài)靠上 或脫離熔融焊劑5的平頂溢流波6的表面。焊接部分2的傳送器107沿由雙向箭頭n所指示的方向移送印刷電路板3并且傳送器107的啟動(dòng)、停止、方向、速度等都由控制器301控制。圖3是^1置于圖l所示構(gòu)造中的氮?dú)夤┙o系統(tǒng)的管路圖。在圖3中，以201指示的是氮?dú)獍l(fā)生器。如圖3所示，從氮?dú)獍l(fā)生器 201經(jīng)開關(guān)閥202供給的氮?dú)庖邮苡蛇^(guò)濾器203進(jìn)行的雜質(zhì)清除，并且 由壓力控制閥204 4吏其壓力增至預(yù)定的恒定壓力。然后將氮?dú)夤┙o到經(jīng)流 量控制閥205和流量計(jì)207通往第 一噴嘴組209的管路和經(jīng)流量控制閥206 和流量計(jì)208通往第二噴嘴組210的管路，第一噴嘴組209包括設(shè)置在進(jìn) 口 116和出口 117附近的四個(gè)噴嘴114a至114d，第二噴嘴組210包括設(shè) 置在焊劑槽10附近的四個(gè)噴嘴114e至114h。流量控制閥205和206由 控制器301遙控。圖4是示出設(shè)置于圖1所示構(gòu)造中的主控制系統(tǒng)的框圖。在圖4中 以同樣的附圖標(biāo)記指示與圖l和圖3中同樣的部件。如圖4所示，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的控制器301控制傳送裝置101、 傳送器107、以及第一致動(dòng)器118和第二致動(dòng)器119的操作，從而使印刷 電路板3在上部位置經(jīng)進(jìn)口 116被傳送器107接收，并且使印刷電路板 3在下部位置被傳送器107置于流出口 111上方時(shí)與平頂溢流波6的表 面接觸，以及使印刷電路板3在上部位置從焊接室106c經(jīng)出口 117被傳送器107移出。控制器301還控制流量控制閥205和206以《更對(duì)應(yīng)于殼 軍106的垂直移動(dòng)增加或減少向焊接室106c的惰性氣體供給速度，控 制器301還控制用于泵112的馬達(dá)304?？刂破?01具有中央處理器 (CPU)、隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、外部存儲(chǔ)設(shè)備、 輸入輸出端口 (未示出)等?？刂破?01的中央處理器將存儲(chǔ)在只讀存 儲(chǔ)器或外部存儲(chǔ)設(shè)備中的軟件栽入隨機(jī)存儲(chǔ)器并運(yùn)行軟件來(lái)執(zhí)行控制 功能?？刂破?01還具有諸如液晶顯示器的顯示器302和諸如鍵盤或鼠標(biāo) 的命令操作部件303?？刂破?01分別通過(guò)驅(qū)動(dòng)器305至311從輸入輸 出端口控制傳送裝置101 、傳送器107、第 一致動(dòng)器118和第二致動(dòng)器119、 流量控制閥205和206以及用于泵112的馬達(dá)304。對(duì)于每個(gè)驅(qū)動(dòng)器305至311而言，當(dāng)其控制目標(biāo)是電動(dòng)裝置時(shí)控制 器由電驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成而當(dāng)其控制對(duì)象是利用氣壓或液壓的流體壓力的 致動(dòng)器時(shí)控制器由流體驅(qū)動(dòng)回路構(gòu)成?？刂破?01和驅(qū)動(dòng)器305至311 的每個(gè)輸入輸出端口都具有雙向接口從而使得控制器301能夠與驅(qū)動(dòng)器 305至311通信以便向驅(qū)動(dòng)器傳輸目標(biāo)控制量并從驅(qū)動(dòng)器接收當(dāng)前控制 量。如上所述的每個(gè)控制目標(biāo)(傳送裝置101、傳送器107、第一致動(dòng) 器118和第二致動(dòng)器119、流量控制閥205和206以及用于泵112的馬達(dá) 304)都具有用于探測(cè)當(dāng)前控制量的傳感器。驅(qū)動(dòng)器310和311以及第 一致動(dòng)器118和第二致動(dòng)器119構(gòu)成了可操作地使一體結(jié)合的傳送器 107和殼革106在上部和下部位置之間垂直移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。圖5示意性地示出圖l所示焊接設(shè)備在焊接時(shí)的操作。圖5示出殼 軍106已經(jīng)向下移動(dòng)至下部位置并且印刷電路板3與平頂溢流波6接觸 時(shí)的狀態(tài)。即使在這種狀態(tài)下，仍然能夠驅(qū)動(dòng)傳送器107沿由雙向箭頭 n所指示的方向移動(dòng)(往復(fù)移動(dòng))印刷電路板3。由于預(yù)熱部分1的軍103和焊接部分2的殼罩106是分開的并且焊接 部分2的傳送器107和殼軍106被構(gòu)造成如圖5所示可以一起移動(dòng)的，因 此無(wú)需增加焊接室106c的容積就能夠?qū)嵤┯∷㈦娐钒?的流動(dòng)浸漬焊。那么，就無(wú)需增加向焊接室106c供給的氮?dú)獾墓┙o速度，并且只需要 以與焊接室106c的容積相當(dāng)?shù)暮苄〉牧縼?lái)供給氮?dú)?。因此，能夠以很低的運(yùn)營(yíng)成本在具有低氧氣濃度的惰性氣體氛圍中實(shí)施流動(dòng)浸漬焊。圖6是示出其上安裝掩模板4以實(shí)施局部焊的印刷電路板3的圖。當(dāng)需要進(jìn)行點(diǎn)式波峰焊時(shí)，如圖6所示印刷電路板3在對(duì)應(yīng)于印刷 電路板3上的待焊接區(qū)域(以箭頭Q指示)的位置具有切口的墊板(掩 模板)上被引入焊接設(shè)備，因此熔融焊劑只能施加到經(jīng)過(guò)選擇的需要焊 接的部分或區(qū)域。圖7(a)至7(d)是示出印刷電路板3如何垂直地和水平地(相對(duì)于平 頂溢流波6 )移動(dòng)并進(jìn)入與平頂溢流波6的接觸以實(shí)施焊接的狀態(tài)的圖， 而圖8(a)至8(c)是示出印刷電路板3如何離開平頂溢流波6的圖。由圖l和圖5中所示的第一致動(dòng)器118和第二致動(dòng)器119使印刷電路 板3垂直地移動(dòng)，并且由圖1和圖5中所示的傳送器107使印刷電路板3 水平地移動(dòng)。移動(dòng)的方向、距離和速度則由圖4所示的控制器301控制。圖7(a)至7(d)以及圖8(a)至8(c)示出連續(xù)的步驟。盡管示出了其中被焊接的印刷電路板3上安裝有掩模板4的示例， 但是在焊接沒有掩模板4的印刷電路板3時(shí)程序也是一樣的。掩模板4 可以由耐熱樹脂制成以便重復(fù)使用，也可以由應(yīng)用在印刷電路板3上的 硬化樹脂制成以便單次使用。務(wù)使印刷電路板3的前端相對(duì)于印刷電路板3的移送方向(從進(jìn)口 116 到出口 117的方向)抬起或降下，則需要沿向上或向下的方向控制第二致 動(dòng)器119。 JM吏印刷電路板3的后端相對(duì)于印刷電路板3的移送方向抬起 或降下，則需要沿向上或向下的方向控制第一致動(dòng)器118。要水平地移動(dòng) 印刷電路板3，則需要控制用于驅(qū)動(dòng)傳送器107的馬達(dá)(驅(qū)動(dòng)裝置306)的 轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。以下描述使印刷電路板3進(jìn)入與平頂溢流波6的接觸狀態(tài)的步驟。當(dāng)印刷電路板3經(jīng)進(jìn)口 116被引進(jìn)焊接室106c并沿如圖7(a)所示的 箭頭A的方向被移送至預(yù)定位置時(shí)，沿如圖7(b)所示的箭頭B的方向 降低印刷電路板3的前端并沿箭頭C的方向移動(dòng)印刷電路板3。當(dāng)印刷電路板3沿如圖7(c)所示的箭頭D的方向移動(dòng)使印刷電路板3 的前端接觸平頂溢流波6時(shí)，沿箭頭E的方向降低印刷電路板3的后端直 至印刷電路板3 (掩模板4 )的整個(gè)下表面(待焊接表面)接觸平頂溢流波 6。如圖7(a)到7(c)所示的印刷電路板3的移動(dòng)使在印刷電路板3和平頂 溢流波6之間的氣體逸出。之后，為了提高待焊接部分(區(qū)域)相對(duì)于熔融焊劑5的可潤(rùn)濕性， 印刷電路板3沿如圖7(d)所示的箭頭F的方向(向后)水平地移動(dòng)以便 從熔融焊劑5向印刷電路板3上的待焊接部分(區(qū)域)施加動(dòng)壓力。接下來(lái)描述用于使印刷電路板3離開平頂溢流波的步驟。如圖8(a)所示，沿箭頭G的方向抬起印刷電路板3的前端并且沿箭 頭H的方向移動(dòng)印刷電縛^板3 4吏熔融焊劑5剝離以達(dá)到調(diào)整角焊縫形狀和 防止產(chǎn)生焊橋的目的。之后，沿如圖8(b)所示的箭頭I的方向移動(dòng)印刷電路板3，并且沿如 圖8(c)所示的箭頭K的方向抬起印刷電路板3的后端。最后，沿箭頭J 的方向經(jīng)出口 117將印刷電路板3移出焊接室6c，則一系列4吏印刷電路板 3與熔融焊劑5接觸的步驟完成，即焊接操作完成?？刂破?01對(duì)應(yīng)于圖1所示的殼軍106 (以及印刷電i^板3 )的垂直移 動(dòng)來(lái)控制對(duì)焊接室106c的氮?dú)夤┙o速度。圖9(a)至9(e)以及圖10(a)至10(c)是用于解釋對(duì)焊接室106c的氮?dú)?供給速度進(jìn)行控制的圖。在圖9(a)和圖10(a)中，橫軸代表時(shí)間t，縱軸代表殼軍106的垂直 位置或高度。在圖9(b)至9(e)以及圖10(b)和10(c)中，橫軸代表時(shí)間t，縱軸代表 氮?dú)獾墓┙o速度。圖9(a)至9(e)的橫軸在時(shí)間上彼此對(duì)應(yīng)，圖10(a)至10(c)的橫軸在 時(shí)間上也彼此對(duì)應(yīng)。圖9(b)和圖9(c)作為一組示出氮?dú)夤┙o速度的控制的示例。圖9(b)的縱軸代表向第二噴嘴組210 (設(shè)置于在焊接室106c中的焊劑槽109附 近的四個(gè)噴嘴114e至114h (圖1所示))的氮?dú)夤┙o速度Ql,圖9(c)的 縱軸代表向噴嘴組210 (設(shè)置于殼革106的進(jìn)口 116和出口 117附近的 四個(gè)噴嘴114a至114d (圖1所示))的氮?dú)夤┙o速度Q2。在這一示例中，氮?dú)夤┙o速度與殼革106的垂直位置的變化成正比 地增大或減小，并且對(duì)向噴嘴組209和210的氮?dú)夤┙o速度進(jìn)行類似的 控制。從時(shí)間tl到時(shí)間t3期間當(dāng)殼罩106向下往下部位置移動(dòng)時(shí)氮?dú)夤?給速度減小，而從時(shí)間t4到時(shí)間t6期間當(dāng)殼軍106向上往上部位置移 動(dòng)時(shí)氮?dú)夤┙o速度增大。從時(shí)間t3到時(shí)間t4期間當(dāng)殼罩106固定不動(dòng) 時(shí)氮?dú)夤┙o速度保持在預(yù)定值。從時(shí)間tl到時(shí)間t3期間當(dāng)焊接室106c中的氣體經(jīng)進(jìn)口 116和出口 117排出時(shí)，氮?dú)獾墓┙o速度減小，因?yàn)榧词沟獨(dú)獾墓┙o速度較小外界 空氣也不會(huì)流進(jìn)焊接室106c。相反，從時(shí)間t4到時(shí)間t6期間當(dāng)外界空 氣很可能被吸進(jìn)焊接室106c時(shí)，氮?dú)獾墓┙o速度增大以防止外界空氣 流進(jìn)焊接室106c。也就是說(shuō)，對(duì)應(yīng)于由殼罩106的垂直移動(dòng)引起的焊接 室106c的容積變化來(lái)控制氮?dú)獾墓┙o速度以防止在焊接室106c的內(nèi)部 和外部之間發(fā)生氣體流通。通過(guò)這樣的控制，無(wú)需增大氮?dú)夤┙o速度的平均值就能夠降低焊接 室106c中的氧氣濃度。另外，即使當(dāng)?shù)獨(dú)夤┙o速度的平均值較小時(shí)， 氧氣濃度也能處于常規(guī)水平。圖9(d)和圖9(e)作為一組示出氮?dú)夤┙o速度的控制示例(第二示 例)。圖9(d)和圖9(e)的縱軸分別代表向第二噴嘴組210 (噴嘴114e至 114h )的氮?dú)獾墓ll度Ql和向第一噴嘴組(114a至114d )的氮?dú)獾墓?給速度Q2。在這一示例中，只有向第一噴嘴組209 (設(shè)置于進(jìn)口 116和出口 117 附近的噴嘴114a至114d (圖1所示))的氮?dú)夤┙o速度Q2根據(jù)殼軍106 在垂直位置上的變化相應(yīng)地增大或減小，而向第二噴嘴組210 (設(shè)置于 在殼軍106中的焊劑槽10附近的噴嘴114e至114h (圖1所示))的氮?dú)夤┙o速度Q1不發(fā)生變化。也就是說(shuō)，僅控制對(duì)與外界空氣的氣體流通 具有良好防范效果的噴嘴組的氮?dú)夤┙o速度。另外，氮?dú)夤┙o速度Q2 是按時(shí)間逐步地加以控制。圖10 (b)和圖10 (c)分別示出氮?dú)夤┙o速度控制的第三和第四 示例?？v軸代表氮?dú)夤┙o速度Ql和Q2的任意一個(gè)。也就是說(shuō)，第三 和第四控制示例可以與圖9 (a)至9 (e)所示的控制示例組合。圖10 (b)示出一個(gè)控制示例，其中，氮?dú)夤┙o速度受到控制與殼 軍106在垂直位置上的變化成正比，即，與焊接室106c容積的變化速 度的不同值成正比。圖10 (c)示出一個(gè)控制示例，其中，結(jié)合了圖10 (b)所示的控 制示例與圖9(b)所示的控制示例。同樣通過(guò)這些控制，即使當(dāng)?shù)獨(dú)夤┙o速度較低時(shí)也能夠降低焊接 室106c中的氧氣濃度，并且即使當(dāng)?shù)獨(dú)夤┙o速度的平均值較小時(shí)也能 夠使氧氣濃度保持恒定。上述控制圖是出于圖示目的的示例。目的就是依據(jù)包括傳送器107 的殼革106的垂直移動(dòng)(例如位置和速度輪廓線)的控制狀態(tài)來(lái)選擇最優(yōu) 輪廓線。如上所述，根據(jù)這一實(shí)施方式的焊接設(shè)備，能夠在惰性氣體例如氮 氣的供^it度較低的情況下，即，在消耗量較低的情況下實(shí)施印刷電路板 的流動(dòng)浸漬焊。因此，能夠在惰性氣體氛圍中實(shí)施具有其上設(shè)置長(zhǎng)引線的電子部件 的印刷電路板的流動(dòng)浸漬焊。另外，由于惰性氣體供給速度可以較低，所以即使當(dāng)包括在惰性氣 體氛圍中的焊接時(shí)生產(chǎn)成本也不會(huì)超過(guò)常規(guī)生產(chǎn)成本。另外，能夠以正常 速度移送印刷電路板，因此產(chǎn)量高。同樣，當(dāng)在印刷電路板上安裝在對(duì)應(yīng)于待焊接區(qū)域的位置具有開口 的IM^板時(shí)，能夠通it^發(fā)明的流動(dòng)浸漬焊設(shè)備實(shí)施局部焊，以便對(duì)已經(jīng) 接受過(guò)回流焊的印刷電路板上的具有長(zhǎng)引線的電子部件進(jìn)行焊接。因此，由于無(wú)需如傳統(tǒng)設(shè)備那樣使用焊錫機(jī)器人就能夠同時(shí)焊接待 焊接印刷電路板上的所有區(qū)域，使得產(chǎn)量能夠顯著提高。另外，由于常規(guī)流動(dòng)浸漬焊和使用^^模板的焊接能夠在一個(gè)i殳備上 周期并且焊接效率也能夠保持很高。在上述實(shí)施方式中，在殼軍106向上部位置移動(dòng)期間為了防止外界 空氣經(jīng)進(jìn)口 116和出口 117i^焊接室106c (為了防止焊接室106c內(nèi)部 和外部之間氣體連通)，氮?dú)獾墓┙o速度增大。在另一個(gè)實(shí)施方式中，僅 在殼軍106向上部位置移動(dòng)期間用遮蔽件將進(jìn)口 116和出口 117關(guān)閉。圖ll(a)和圖ll(b)是示出一種實(shí)施方式的截面視圖，在該實(shí)施方 式中僅在包括傳送器107的殼軍106向上部位置移動(dòng)期間可以用遮蔽件將 進(jìn)口 116和出口 117封閉。在圖ll(a)和ll(b)中以同樣的附圖標(biāo)記指示如 圖1中的同樣的部件。如圖ll(a)所示，焊接部分2具有遮蔽件殼卯2,在遮蔽件殼902 中可滑動(dòng)地容納遮蔽件901。各遮蔽件殼卯2分別設(shè)置成與殼罩106的 前端106a和后端106b的下部接觸。在殼革106的進(jìn)口 116和出口 117 的上部邊緣分別附接磁鐵904，并且與磁鐵904的極性定向相反的磁鐵 卯3附接于遮蔽件卯l的上端。頂桿905設(shè)置于遮蔽件901的正上方并延伸至在上部位置時(shí)的殼 軍106的進(jìn)口 116和出口 117的上部邊緣附近的位置。在圖ll(a)中，殼革106處于上部位置等待即將從預(yù)熱部分1移送 至傳送器107上的印刷電路板3，并且遮蔽件901的上端與進(jìn)口 116和 出口 117的下部邊緣對(duì)齊。當(dāng)殼革106向下部位置移動(dòng)時(shí)，進(jìn)口 116和 出口 117被遮蔽件殼902封閉并且在進(jìn)口 116和出口 117的上部邊緣的 磁鐵904吸到遮蔽件901的磁鐵903上。然后，當(dāng)殼革106朝上部位置 向上移動(dòng)時(shí)，因?yàn)榇盆F903和904的磁性吸合使遮蔽件901與殼軍106 一起被牽引。因此，殼軍106向上移動(dòng)同時(shí)進(jìn)口 116和出口 117被遮蔽件 卯l封閉。圖10 (b)示出在殼軍106向上部位置移動(dòng)期間遮蔽件卯l的 狀態(tài)。當(dāng)殼軍106抵達(dá)上部位置時(shí)，頂桿卯5緊靠遮蔽件的上端。然后， 遮蔽件卯l相對(duì)于殼罩106被向下推并使磁鐵卯3和904彼此分離從而打 開進(jìn)口 116和出口 117。如上所述，在殼軍106向上部位置移動(dòng)期間，當(dāng)由于焊接室106c的 容積擴(kuò)張使外界空氣有被吸進(jìn)焊接室106c的趨勢(shì)時(shí)，封閉進(jìn)口 116和出口 117。因此外界空氣進(jìn)入焊接室106c的可能性更小而且能夠在焊接室106c 中保持穩(wěn)定的具有低氧濃度的氮?dú)夥諊．?dāng)將上述構(gòu)造與前面提及的氮?dú)夤┙o速度控制結(jié)合時(shí)，增強(qiáng)了構(gòu)造 的效果并且能夠顯著降低氮?dú)夤┙o速度。盡管在這一實(shí)施方式中利用磁鐵卯3和卯4以及頂桿卯5來(lái)打開和 關(guān)閉遮蔽件卯l，但是遮蔽件卯l也可以由能夠?qū)?yīng)于殼革106的垂直運(yùn) 動(dòng)通過(guò)控制器301控制開和關(guān)的電子遮蔽件構(gòu)成。在以上實(shí)施方式中，當(dāng)包括傳送器107的殼軍106向上和向下移動(dòng) 時(shí)，焊接室106c的容積增大和減小。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，焊接部分2 設(shè)置有與焊接室氣體連通的容積可變室從而能夠消除由殼軍106的垂直運(yùn) 動(dòng)引起的焊接室容積的增大或減小。圖12是示出設(shè)置有容積可變室的實(shí)施方式的剖視圖。如圖12所示，殼軍106具有在其頂部的上部開口 1001和波紋管 1002，上部開口 1001具有和下部開口 106d同樣的尺寸，波紋管1002從 上部開口 1001的整個(gè)邊緣接續(xù)地向上延伸。由具有和上部開口 1001同樣 尺寸的固定板1003將波紋管1002的上端封閉。波紋管1002和固定板1003 限定容積可變室1004。當(dāng)殼軍106向上和向下移動(dòng)時(shí)，波紋管1002膨脹和收縮。當(dāng)殼軍 106向下移動(dòng)時(shí)，波紋管1002膨脹以抵消焊接室106c容積的減小，而當(dāng) 殼罩106向上移動(dòng)時(shí)，波紋管1002收縮以抵消焊接室106c容積的增大。 因此，當(dāng)焊接室106c的容積對(duì)應(yīng)于殼革106的垂直移動(dòng)發(fā)生變化時(shí)，焊接 室106c和容積可變室1004的總?cè)莘e基本保持不變。結(jié)果，焊接室106c內(nèi)部和外部之間不發(fā)生氣體流通，并且能夠穩(wěn)定地保持焊接室106c中的具有低氧濃度的氮?dú)夥諊?。本發(fā)明的焊接設(shè)備能夠應(yīng)用于所謂的Sylvania型局部焊。也就是說(shuō)， 無(wú)需增大焊接室容積就能在具有低氧濃度的氮?dú)夥諊袑?shí)施Sylvania型局 部焊。例如在英國(guó)專利No. 801510中公布的Sylvania系統(tǒng)中，通過(guò)移動(dòng)印 刷電路板接近設(shè)置在對(duì)應(yīng)于印刷電路板上的待焊接區(qū)域的位置處的一組 熔融焊劑噴射管使得待焊接區(qū)域與從管中噴射的熔融焊劑接觸來(lái)實(shí)施局 部焊。圖13是在圖1所示的焊劑溢流罐110的流出口 lll周圍的部分的立 體圖，該圖示出在焊劑溢流罐110的流出口 111上面具有多個(gè)噴射管1101 的蓋1100的方式。如圖13所示，由于安裝在焊劑溢流罐110的流出口 111上面的蓋1100 具有頂部帶噴射口 1102的多條噴射管1101，因此熔融焊劑5從管1101的 噴射口 1102噴射從而在管1101的上方形成焊劑波6。由于噴射管1101的噴射口 1102的位置與作為待焊接工件的印刷電 路板3上的待焊接區(qū)域相對(duì)應(yīng)，因此當(dāng)殼軍106與傳送器107上的印刷電 路板3 —同向下移動(dòng)時(shí)(見圖5)，待焊接區(qū)域進(jìn)入與對(duì)應(yīng)的焊劑波6接觸 的狀態(tài)。然后，熔融焊劑5僅施加于希望的經(jīng)過(guò)選擇的待焊接區(qū)域并且待 焊接區(qū)域被焊接。也就是說(shuō)，無(wú)需使用如圖6所示的掩模板4就能夠?qū)嵤┚植亢?。就圖1所示的用于在惰性氣體氛圍中實(shí)施流動(dòng)浸漬焊的焊接設(shè)備而 言，在400升/分鐘的氮?dú)夤l度下焊接室106c中的氧氣濃度達(dá)到百萬(wàn) 分之一百或者更少。該數(shù)字與在采用上述文獻(xiàn)3的技術(shù)的焊接設(shè)備中得到的數(shù)字相似， il^明本發(fā)明的技術(shù)明顯有效。另外，當(dāng)這一構(gòu)造與如圖10 (b)所示的氮?dú)夤┙o速度控制結(jié)合， 在380升/分鐘的氮?dú)夤il度下焊接室106c中的氧氣濃度達(dá)到百萬(wàn)分之 一百或者更少，這使本發(fā)明的焊接設(shè)備的高性能得到證明。200
如先前所述，在本發(fā)明的焊接設(shè)備中，使熔融焊劑從具有較大尺寸 (大于待焊接的扁平工件的尺寸)的流出口溢流，以在流出口上方形成熔 融焊劑的平頂溢流波，并且諸如其上設(shè)有多個(gè)電子部件的印刷電路板之類
區(qū)域。另外，本發(fā)明的焊接設(shè)備在不增大惰性氣體供^it度的情況下能夠 在惰性氣體氛圍中實(shí)施焊接工序。因此，能夠防止由于大量使用惰性氣體 而使生產(chǎn)成本增加。
當(dāng)用如圖6所示的安裝在工件上的在目標(biāo)位置具有開口的掩模板實(shí) 施扁平工件的焊接時(shí)，能夠?qū)嵤┲粚⑷廴诤竸┦┘釉谀繕?biāo)區(qū)域即待焊接區(qū) 域上的局部焊。采用這種局部焊不能通過(guò)將熔融焊劑施加在電子部件的待 焊接部分之上和周圍以回流焊法將電子部件焊接在接受過(guò)回流焊的印刷 電路板上。
以上描述是示例性的而非限制性的。應(yīng)該理解可以才艮據(jù)應(yīng)用和目的 的不同進(jìn)行各種改變和修改。
先前已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)施方式。本發(fā)明能夠以例如系統(tǒng)、裝置、 方法、程序或存儲(chǔ)介質(zhì)的形式實(shí)現(xiàn)。更具體地，本發(fā)明可以應(yīng)用于包括多 個(gè)裝置的系統(tǒng)或者包括一個(gè)裝置的設(shè)備。
根據(jù)從外部裝進(jìn)控制器310的程序，控制器310可以執(zhí)行圖7(a) 至7(d)、圖8(a)至8(c)、圖9 (a)至9 (e)以及圖10 U)至10 (c) 中所示的控制。在這種情況下，包括該程序的一組信息可以從外部存儲(chǔ)介 質(zhì)經(jīng)由例如光盤驅(qū)動(dòng)器(CD-ROM )、閃存或軟驅(qū)的存儲(chǔ)介質(zhì)提供或者通 過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供。
以上實(shí)施方式組合的構(gòu)造也包括在本發(fā)明中。
因此，能夠在諸如氮?dú)獾亩栊詺怏w的低供給速度即低消耗的情況下， 實(shí)現(xiàn)進(jìn)行流動(dòng)浸漬焊的焊接設(shè)備。所以，即使當(dāng)設(shè)置于印刷電路板上的電 子部件具有長(zhǎng)引線或者用掩模板實(shí)施局部焊時(shí)，也能夠以低成本獲得高品 質(zhì)焊接。同樣能夠在高產(chǎn)量的情況下在具有低氧濃度的惰性氣體氛圍中實(shí) 施局部焊。
一方面，在電子元件微型化以;s^面安裝部件廣泛使用的情況下，
22回流焊被廣泛用作焊接印刷電路板的技術(shù)。另一方面，大尺寸電子部件使
用在安裝于印刷電路板上的電子電路裝置與外部A^L齊面連接處，并且它 們中的某些例如連接器具有待焊接長(zhǎng)引線。
為了滿足大,生產(chǎn)的需要，只能采用流動(dòng)浸漬法來(lái)實(shí)施這些具有 待焊接長(zhǎng)引線的電子部件和大尺寸電子部件的焊接。然而，從環(huán)境保護(hù)的 角度被廣泛使用的無(wú)鉛焊劑在環(huán)境大氣下的可潤(rùn)濕性(可焊接性)較差， 進(jìn)而可靠性較差，因此希望在具有低氧濃度的惰性氣體氛圍中進(jìn)行焊接。
本發(fā)明的焊接i殳備，即，能夠在惰性氣體氛圍中實(shí)施流動(dòng)浸漬焊的 設(shè)備滿足了此時(shí)的需要。通過(guò)發(fā)明的新焊接設(shè)備，能夠在不會(huì)引起環(huán)境污 染的情況下以較低的價(jià)格提供高品質(zhì)的電子裝置。
本發(fā)明的特征在于無(wú)需增大焊接室的容積就能夠?qū)嵤┌∷㈦娐?板的垂直運(yùn)動(dòng)的流動(dòng)浸漬焊。
就根據(jù)本發(fā)明的焊接設(shè)備而言，由于不需要在焊接室中垂直地移動(dòng) 印刷電路板，因此無(wú)需增大焊接室的容積就能夠在具有低氧濃度的惰性氣 體氛圍中實(shí)施流動(dòng)浸漬焊。
焊接設(shè)備可以進(jìn)一步包括用于調(diào)節(jié)惰性氣體供給速度的裝置以及為 了控制所述用于調(diào)節(jié)惰性氣體供給速度的裝置的裝置。控制裝置具有程序
或指4^序列，該程序或指令序列被^Mt以《更在殼罩向下部位置移動(dòng)期間減
小惰性氣體的供給速度并且在殼革向上部位置移動(dòng)期間增大惰性氣體的 供絲度。
當(dāng)包括傳送器的殼革向下移動(dòng)時(shí)，焊接室的容積減小并且焊接室中 的惰性氣體經(jīng)進(jìn)口和出口排出。因此，在此期間，即使向焊接室的惰性氣 體供給減少或停止，外界空氣也不會(huì)i^焊接室而且焊接室中的氧氣濃度 也不會(huì)增大。
當(dāng)包括傳送器的殼軍向上移動(dòng)時(shí)，焊接室的容積增大并且外界空氣 有經(jīng)進(jìn)口和出口被吸進(jìn)焊接室的趨勢(shì)。然而，在此期間，當(dāng)增大向焊接室 的惰性氣體的供給速度時(shí)就能防止外界空氣進(jìn)入焊接室并且焊接室中的 氧氣濃度不會(huì)增大。由于惰性氣體的供給速度增大或減小以防止在焊接室的內(nèi)部和外部 之間發(fā)生氣體流通(以抵消焊接室容積的增大或減小)，因此能夠在惰性 氣體的消耗量最小的情況下防止外界空氣i^V焊接室。
焊接設(shè)備可以進(jìn)一步包括程序或指令序列，以用于對(duì)應(yīng)于由殼軍的 垂直移動(dòng)引起的焊接室容積上的變化，控制從惰性氣體供給器向焊接室供 給的惰性氣體量。因而能夠抑制可能增大焊接室中的氧氣濃度的焊接室中 不必要的氣體流動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的焊接設(shè)備可以進(jìn)一步包括設(shè)置于進(jìn)口和出口處以便在 殼軍向上部位置移動(dòng)期間封閉進(jìn)口和出口的遮蔽件。從而，能夠顯著降低
經(jīng)殼罩的進(jìn)口和出口與外界空^iL生的氣體流通。
根據(jù)本發(fā)明的焊接設(shè)備可以進(jìn)一步包括容積可變室，當(dāng)包括傳送器 的殼罩向上或向下移動(dòng)時(shí)其容積能夠與焊接室的容積成反比變化。從而， 能夠抵消焊接室容積上的變化，并且能夠防止與外界空氣經(jīng)殼軍的進(jìn)口和 出口發(fā)生氣體流通。
2權(quán)利要求
1.一種用于焊接具有待焊接下表面的扁平工件的設(shè)備，包括容納熔融焊劑的焊劑槽；焊劑溢流罐，其設(shè)置于所述焊劑槽中并且具有在熔融焊劑的水平表面上方的流出口，所述焊劑溢流罐構(gòu)造成在所述流出口上方形成熔融焊劑的平頂溢流波，所述流出口具有比工件更大的尺寸從而使工件的整個(gè)下表面能夠同時(shí)與所述平頂溢流波的表面接觸；殼罩，其在所述焊劑槽上方從后端延伸至前端，并且在其中限定出焊接室，所述殼罩具有在所述后端的進(jìn)口和在所述前端的出口以允許工件經(jīng)所述進(jìn)口進(jìn)入所述焊接室并經(jīng)所述出口離開所述焊接室，所述殼罩具有面向所述焊劑溢流罐的所述流出口的下部開口，所述殼罩具有從所述下部開口的整個(gè)邊緣連續(xù)地向下延伸的裙邊以包圍所述焊劑溢流罐，所述裙邊與所述熔融焊劑容納槽配合使得所述焊接室密封從而允許所述焊接室僅通過(guò)所述進(jìn)口和所述出口與外界空氣氣體連通；傳送器，其設(shè)置于所述焊接室中并且物理上與所述殼罩結(jié)合為一體以便和所述殼罩一起移動(dòng)，所述傳送器是能夠操作的以便在所述進(jìn)口和所述出口之間移送工件；一個(gè)或多個(gè)惰性氣體供給器，其用于給所述焊接室供給惰性氣體；驅(qū)動(dòng)裝置，其能夠操作以在上部位置和下部位置之間垂直地移動(dòng)所述結(jié)合為一體的傳送器和殼罩，其中，在所述上部位置時(shí)，工件能夠通過(guò)所述進(jìn)口被所述傳送器接收并且通過(guò)所述出口從所述傳送器移出，在所述下部位置時(shí)，工件在位于所述流出口上方時(shí)能夠與所述平頂溢流波的表面接觸；以及控制器，其用于控制所述驅(qū)動(dòng)裝置和所述傳送器的操作，從而使工件經(jīng)所述進(jìn)口在所述上部位置被所述傳送器接收，并且使工件在所述下部位置被所述傳送器置于所述流出口上方時(shí)與所述平頂溢流波的表面接觸，以及使工件經(jīng)所述出口在所述上部位置被所述傳送器從所述焊接室移出。
2. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括第一致器 和第二致動(dòng)器，在鄰近所述前端的位置處所述第一致動(dòng)器操作性地連接到所述殼革上以便垂直地位移所述前端，在鄰近所述后端的位置處所述 第二致動(dòng)器操作性地連接到所述殼罩上以便垂直地位移所述后端，其 中，所述控制器獨(dú)立地控制所述第一致動(dòng)器和所述第二致動(dòng)器從而使得工件能夠以任意希望的傾斜狀態(tài)靠上和脫離焊劑波的表面。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，所述控制器構(gòu)造成根據(jù)由所述殼革的垂直移動(dòng)引起的所述焊接室的容積變化來(lái)進(jìn)一步控制從 所述惰性氣體供給器向所述焊接室供給的惰性氣體的供給速度。
4. 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述控制器構(gòu)造成在所述焊 接室的容積增大時(shí)提高惰性氣體的供給速度并且在所述焊接室的容積 減小時(shí)降低惰性氣體的供給速度。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述進(jìn)口和所述出口中的遮蔽件，以便在所述殼罩向所述上部位置移動(dòng)時(shí)封閉所述 進(jìn)口和所述出口 。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括與所述焊接室氣體 連通的容積可變室，所述容積可變室的容積能夠變化從而使得當(dāng)所述焊 接室的容積對(duì)應(yīng)于所述殼革的垂直移動(dòng)發(fā)生變化時(shí)所述焊接室和所述 容積可變室的總?cè)莘e基本保持不變。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括 軍，其與所述殼軍并列設(shè)置并且其中限定出預(yù)熱室； 加熱器，其設(shè)置于所述預(yù)熱室中；以及傳送裝置，其設(shè)置于所述預(yù)熱室中以便經(jīng)所述預(yù)熱室將工件移送到 所述殼罩的所述進(jìn)口 ，從而使工件在經(jīng)過(guò)所述預(yù)熱室時(shí)被預(yù)熱并且經(jīng)所 述進(jìn)口被引進(jìn)所述焊接室。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的i殳備，其中，所述裙邊具有浸沒在熔 融焊劑水平表面以下的熔融焊劑中的下端，使得所述焊接室僅通過(guò)所述 進(jìn)口和所述出口與周圍的空氣氣體連通。
9. 一種用于焊接具有待焊接下表面的扁平工件的方法，包括 提供一種焊接設(shè)備，其包括容納熔融焊劑的焊劑槽；焊劑溢流罐，其設(shè)置于所述焊劑槽中并且具有在熔融焊劑水平表面上方的流出口，所述流出口具有比工件更大的尺寸從而使得工件的整個(gè)下表面能夠同時(shí)與所述平頂溢流波的表面接觸；殼罩，其中限定出焊接室并且其具有延伸以包圍所述焊劑溢流罐的裙邊，所述裙邊與所述熔融焊劑容納槽配合以密封所述焊接室，從而允許所述焊接室僅通過(guò)所述進(jìn)口和所迷出口與外界空氣氣體連通；以及傳送器，其設(shè)置于所述焊接室中并且物理上與所述殼軍結(jié)合為 一體以便和所述殼軍一起移動(dòng)；使所述焊刑槽中的熔融焊劑從所述流出口溢流以便在所述流出口 上方形成熔融焊劑的平頂溢流波；向所述焊接室供給惰性氣體使所述焊接室保持在惰性氣體的氛圍 中；以及通過(guò)所述傳送器在所述流出口上方移送工件同時(shí)向下位移所述殼 軍使工件的下表面與所述溢流波的表面接觸。
全文摘要
一種焊接設(shè)備，該焊接設(shè)備包括容納熔融焊劑的槽(109)；殼罩，其中限定出焊接室(106c)，在焊接室中形成熔融焊劑的平頂溢流波；傳送器(107)，其物理上與殼罩(106)結(jié)合為一體以便和殼罩一起移動(dòng)，其可以操作以便移送印刷電路板(3)通過(guò)焊接室(106c)；致動(dòng)器(118)和(119)，其用于垂直地移動(dòng)殼罩(106)；惰性氣體供給器(114a)，其用于向焊接室(106c)供給惰性氣體；和控制器，其用于控制致動(dòng)器(118)和(119)的操作，從而使得當(dāng)印刷電路板(3)通過(guò)焊接室(106c)時(shí)印刷電路板在惰性氣體的氛圍中與平頂溢流波的表面接觸。
文檔編號(hào)B23K1/08GK101326865SQ200680046580
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2006年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月12日
發(fā)明者奧野旭, 有田政人, 池戶健志, 青山將之 申請(qǐng)人:富士通天株式會(huì)社;日本電熱計(jì)器株式會(huì)社