专利名称：喷射焊料槽的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷射焊料槽，其使熔融焊料喷射来进行印刷电路板的 软钎焊。
背景技术：
一般，由于在电视机、录像机等家电产品中组装的印刷电路板的软钎 焊必须大量且低价地生产，因此进行流水(flow)作业法。由于流水作业 法由一次操作就能够进行印刷电路板整面的软钎焊，因此与其它软钎焊相 比，其是适于大量生产的软钎焊方法。在通过流水作业法进行软钎焊的自动软钎焊装置中，设置有焊剂涂敷机(7 ，夕廿一，fluxer)、预加热器、 喷射焊料槽、冷却机等处理装置，环状传送带在这些处理装置上行走。在 由自动软钎焊装置进行印刷电路板的软钎焊的情况下，由传送带一边运送 印刷电路板， 一边由焊剂涂敷机涂布焊剂，由预加热器预备加热，由喷射 焊料槽附着焊料，由冷却机进行冷却。在自动软钎焊装置上设置的各处理 装置，虽然按照通常的使用方法可以长年月使用，但只是喷射焊料槽比其 它处理装置寿命短。其理由在于喷射焊料槽被腐蚀。所谓该"腐蚀"，是指构成喷射焊料槽的部分因熔融焊料而局部地产 生缺损。如果在喷射焊料槽产生腐蚀的话，则在主体上开孔并且高温熔融 焊料溢出到外部。从喷射焊料槽溢出的熔融焊料不仅烧焦自动软钎焊装置 的布线部分和加工场所的台面，而且会出现烧伤进行软钎焊操作的操作者 之类的非常危险的状态。因此，在喷射焊料槽中设置不会引起腐蚀的措施。 最有效的手段为在构成喷射焊料槽的部分使用不锈钢。不锈钢由于在表面 形成有铬或镍的牢固的氧化膜，因此不会与不锈钢的金属部分直接接触。 从而，熔融焊料与不锈钢难于合金化，因此不锈钢腐蚀较少。然而，即使是不锈钢有时也发生腐蚀。所谓不锈钢腐蚀，是在表面的 牢固的氧化膜消失、洁净的不锈钢金属部分露出时出现。也即，如果不锈钢表面的氧化膜由于某种原因而局部消失的话，则不锈钢中的Fe和熔融 焊料中的Sn合金化。于是，由于该合金化后的FeSn熔点下降，所以熔入 熔融焊料中，这进一步扩散到周围和内部，结果在不锈钢中开孔。喷射焊料槽的不锈钢表面氧化膜局部消失的原因是熔融焊料在喷射 焊料槽中强烈流动，该强力流动的熔融焊料摩擦不锈钢，物理剥离脱下不 锈钢表面的氧化膜。因此，在喷射焊料槽中，在熔融焊料强力流动的部分 多产生腐蚀。腐蚀强烈的部分为熔融焊料的流动快的部分也即泵的周边， 特别是设置泵的管道下部的主体底面。这里参考图3说明现有的喷射焊料槽。图3是现有的喷射焊料槽的主 视截面图。喷射焊料槽1的主体为无盖箱状，整体由不锈钢形成。主体2 内放入熔融焊料3，在未示出的电加热器的作用下处于熔融状态，并保持 在规定的温度。另外，在主体2内设置有一次喷射喷嘴4和二次喷射喷嘴 (未示出)。在一次喷射喷嘴4上贯穿设置有多个喷出孔5…。一次喷射喷嘴4与管道6连接，在管道上部设置有贯穿设置了多个孔 7…的整流板8。另外，在管道6的端部设置有呈放射状地安装了多个叶片 9…的叶轮泵10。轴11固定在叶轮泵10的上部中心，在该轴的上端安装 有未示出的链轮(sprocket)，该链轮与仍未示出的马达联动。在设置有 叶轮泵10的管道6的下部贯穿设有流入口 12。流入口 12的直径比叶轮泵 10的呈放射状安装的叶片9的直径稍小。下面说明上述现有的喷射焊料槽中的熔融焊料的流动状态。首先，驱 动未示出的马达，使仍未示出的链轮旋转，进一步使固定在链轮上的轴11 旋转，固定有轴U的叶轮泵IO旋转。此时，位于叶轮泵的多个叶片9… 之间的熔融焊料在叶片9的旋转的力的作用下跳动飞溅并且横向送入管道 6中。此时，由于在管道6中横向输送的熔融焊料，横向的流动向上方改 变流动方向而成为朝上，从而熔融焊料变为乱流。该成为乱流的熔融焊料 通过整流板8的多个孔7而被整流化。然后由整流板8整流后的熔融焊料， 从一次喷射喷嘴4的多个喷出孔5喷出。从多个喷出孔5…喷出的熔融焊 料成为多个凹凸状，印刷电路板与该凹凸状的熔融焊料接触而进行软钎 焊。由于凹凸状的熔融焊料充分侵入到通孔或电子部件的角部，没有焊料
的地方消失。但是，凹凸状的喷射在邻接的软钎焊部之间形成桥接，而且 在引线的前端形成焊滴(7 ，，)，因此通过从未示出的二次喷射喷嘴喷 射的稳定的喷流对此进行修正。这里，说明在具有上述构造的现有的喷射焊料槽中，在主体底面开孔的状态。叶轮泵10旋转，位于叶轮泵的多个叶片9…之间的熔融焊料在旋 转的叶片的力的作用下跳动飞溅并且送入管道6中。于是，叶轮泵10从 管道6的流入口 12向叶片9之间吸入位于管道下部的熔融焊料3。此时， 由于叶轮泵IO旋转，所以该旋转使得流入口 12下部的熔融焊料也旋转而 产生涡流T。因此，在位于流入口 12下方的主体2的底面13上熔融焊料 成为涡流T，该涡流T摩擦主体2的底面13。结果是，除去覆盖底面13 的不锈钢的氧化膜而露出正常的金属部分，不锈钢的Fe和焊料中的Sn进 行合金化。从而，进行该合金化而出现腐蚀K，最终在底面13开孔。喷射焊料槽的腐蚀原因也与焊料中的Sn和软钎焊温度、即在喷射焊 料槽内的熔融焊料的温度有关系。也即，在喷射焊料槽中，在喷射焊料槽 使用的焊料中的Sn含有量越大越容易发生，这正如前述，不锈钢的Fe与 焊料中的Sn合金化而出现腐蚀，Sn的含量越大越进行与Fe的合金化。 另外，在喷射焊料槽内的熔融焊料的温度越高越容易发生腐蚀，这不仅因 为促进Fe和Sn的合金化，而且在该合金化之后生成的物质，其容易熔入 高温的熔融焊料中。迄今，在印刷电路板的软钎焊中使用的焊料为Pb-63Sn合金的焊料。 该焊料Sn的含量约6成，喷射焊料槽中的焊料温度为220—240'C，在该 Sn含量和焊料的温度下，对于不锈钢不容易发生腐蚀。然而传统的Pb-Sn 焊料由于含Pb，所以必须限制其使用。也就是说，如果Pb在人体中蓄积 的话，会带来坏的影响，并且如今逐渐使用完全不含Pb的"无铅焊料"。 该无铅焊料主成分为Sn (95质量％以上)，其中适当添加Ag、 Cu、 In、 Bi、 Zn、 Ni、 Cr、 Mo、 Ga、 Ge、 P等。主成分为Sn的无铅焊料，多数熔 点在22(TC以上，软钎焊温度也即喷射焊料槽内的熔融焊料的温度也必然 不得不高， 一般为250—260'C。也就是说，无铅焊料由于Sn含量多，进 一步地喷射焊料槽内的焊料的温度也高，所以使用无铅焊料的喷射焊料槽 多发生腐蚀。
使用以前的Pb-63Sn焊料的喷射焊料槽和使用最近的无铅焊料的喷射 焊料槽，在构造或材质上基本上未变化，当在该喷射焊料槽使用无铅焊料 时，产生原先Pb-Sn焊料未产生的腐蚀。使用无铅焊料并且腐蚀剧烈的部 分为如前述那样设置有泵的管道下部的主体底面。如果主体底面被腐蚀而 开孔，则喷射焊料槽内的熔融焊料全部溢出，出现非常危险的状态。本发 明提供一种喷射焊料槽，其即使使用无铅焊料也难于在管道下部的主体底 面产生腐蚀。发明内容对于喷射焊料槽来说，管道流入口下部的主体底面容易产生腐蚀的原 因是在管道的流入口下部产生涡流，因此，如果本发明人着眼于使得在管 道下部的流入口产生的涡流不影响主体底面，则主体底面不会腐蚀，从而 完成本发明。本发明为一种喷射焊料槽，其在主体内设置有管道，在该管道的端部 设置泵，而且在该泵的下部贯穿设置了流入口，其特征在于，在流入口和 主体底面之间安装有使在流入口下部产生的涡流不影响主体底面的遮挡 部件。发明效果本发明的喷射焊料槽由于在泵下部的流入口的下方设置了遮挡部件， 即使在遮挡部件上产生涡流，该涡流也不影响到主体底面，结果是，主体 底面不会因熔融焊料的涡流而被摩擦。从而，本发明的喷射焊料槽主体底 面不受熔融焊料摩擦，因此不产生腐蚀，经过长时间也能够安全进行软钎 悍操作，实现现有的喷射焊料槽没有的优良效果。
图1是本发明喷射焊料槽的主视截面图； 图2是本发明的主要部分的立体图； 图3是现有的喷射焊料槽的主视截面图。 图中1喷射焊料槽 2主体3熔融焊料4 一次喷射喷嘴6管道10 叶轮泵12流入口13主体底面14遮挡部件具体实施方式
本发明的喷射焊料槽在管道的流入口和主体底面之间设置遮挡部件， 设置遮挡部件也可以设置在管道上，或者也可以设置在主体底面上。在本发明的喷射焊料槽上设置的遮挡部件，在遮挡部件可以腐蚀的情 况下，与主体底面为相同材料，g卩、使用不锈钢。然而在难于腐蚀遮挡部 件的情况下，使用一定程度上高价但熔融焊料完全不附着的钛或锆。另外， 如果使用不锈钢并且为了防止腐蚀的话，在不锈钢表面实施氟树脂等涂 覆，或也可以在不锈钢表面实施氮化处理。而且作为不附着熔融焊料的材 料，也能够使用陶瓷、耐热性树脂之类的非金属材料。本发明的喷射焊料槽使用的遮挡部件，只要使得在流入口下部产生的 涡流不影响到主体底面，可以是任意的形状。遮挡部件的形状可以采用平 板、网、冲压板、圆筒状等。以下基于
本发明的喷射焊料槽。图1是本发明喷射焊料槽的 主视截面图。图2是主要部分的立体图。本发明的喷射焊料槽与所述现有的喷射焊料槽相同的部分使用相同 的符号，省略其详细的说明。在设置了叶轮泵10的管道6的下部贯穿设置流入口 12，在该流入口 和主体2的底面13之间设置有遮挡部件14。该遮挡部件为直径比流入口 12的直径大的圆形。在管道6的下部固定的多个吊棒15…的下部设置有 遮挡部件14。在具有上述构造的本发明的喷射焊料槽中，叶轮泵IO旋转，伴随该
旋转即使在位于流入口 12下部的熔融焊料产生涡流T，涡流在遮挡部件14的上方产生，也不会影响到主体底面13。从而，在遮挡部件由不锈钢 制成的情况下，涡流摩擦遮挡部件，除去不锈钢表面的氧化物，使正常的 金属部分露出而腐蚀遮挡部件，出现或开孔或周边削减的所谓的"牺牲"。 这样在遮挡部件腐蚀的状态下，如果长时间处于该状态，遮挡部件大部分 消失，作为遮挡部件的效果不再存在。因此，适时地需要检査遮挡部件， 在消失变大时有必要更换，但只是为了遮挡部件则不进行检査。即，喷射 焊料槽在长期使用中，焊料的氧化物附着在主体壁面、管道壁面、整流板 等上，这些在使用时剥离而附着在印刷电路板上。因此，喷射焊料槽每经 过一定时间就定期地进行氧化物的清扫。在该定期的氧化物清扫时可以进 行遮挡部件的检查。 工业实用性本发明的实施例虽然说明了设置有一次喷射喷嘴的喷射焊料槽，但是 本发明也能够适用于二次喷射。
权利要求
1、一种喷射焊料槽，其在主体内设置有管道，在该管道的端部设置泵，而且在该泵的下部贯穿设置了流入口，其特征在于，在流入口和主体底面之间安装有使在流入口下部产生的涡流不会对主体底面造成影响的遮挡部件。
2、 如权利要求1所述的喷射焊料槽，其特征在于，所述遮挡部件安 装在管道上。
3、 如权利要求1所述的喷射焊料槽，其特征在于，所述遮挡部件安 装在主体的底面上。
4、 如权利要求1所述的喷射焊料槽，其特征在于，所述遮挡部件为 板、网、冲压板中的任一种。
5、 如权利要求1一5中任一项所述的喷射焊料槽，其特征在于，所述 遮挡部件由钛、锆或非金属中的任一种形成。
全文摘要
传统的焊料喷射焊料槽在管道的流入口下方的主体底面受熔融焊料腐蚀而有孔，熔融焊料从该孔溢出。腐蚀主体底面的原因在于伴随叶轮泵(10)的转动，管道流入口下部的熔融焊料产生涡流(T)，由于该涡流摩擦主体底面而产生腐蚀。本发明在管道流入口(12)和主体底面(13)之间设置遮挡物(14)，使得涡流不影响底面。
文档编号B23K1/08GK101160193SQ200680008058
公开日2008年4月9日 申请日期2006年3月7日 优先权日2005年3月18日
发明者市川广一, 禅三津夫 申请人:千住金属工业株式会社