专利名称：喷流焊料槽的制作方法
技术领域：
本发明涉及设于自动焊料装置上并进行印刷电路板的焊接的喷流焊 料槽。
背景技术：
在自动焊接装置上顺次设置有涂敷机、预热器、喷流焊料槽、冷却机 等处理装置，搬送传输装置在这些处理装置上行驶。印刷电路板利用该搬 送传输装置行驶，同时利用涂敷机涂敷、利用预热器预热、利用喷流焊料 槽附着焊料、利用冷却机冷却，进行焊接。
在自动焊接装置上，所有的处理装置都对焊接的好坏有影响。特别是 喷流焊料槽，其影响大。例如，必须是喷流高度没有上下波动即脉动、另 外不能在熔融焊料中巻入漂浮的氧化物的焊料槽。
喷流焊料槽向上方喷流熔融焊料，使印刷电路板与该喷流的熔融焊料 接触，由此进行印制电路板的焊接，因此，在喷流焊料槽上需要送出熔融 焊料的喷流泵和向上方喷流利用泵送来的熔融焊料的喷流喷嘴。
喷流泵和喷流喷嘴通过管道连接。即，在管道的一端配置有喷流泵， 在管道的另一端设置有喷流喷嘴。喷流泵设置在形成于管道端部的壳体 内，将利用喷流泵吸入的熔融焊料通过管道向喷流喷嘴输送，自该喷流喷 嘴向上方喷流熔融焊料。
作为在喷流焊料槽上使用的泵有叶轮泵和螺杆泵。所谓叶轮泵是在轴 的周围呈放射状安装有多个板状的叶片的泵。叶轮泵的壳体在管道的一端 形成，其形状近似蜗牛状。叶轮泵的轴通过穿设在壳体上部的轴孔而突出 到熔融焊料的液面上。另外，在壳体的下部穿设有壳体的流入孔。
叶轮泵通过多个叶片的旋转，凭借其离心力将位于叶片间的熔融焊料 飞散，飞散的熔融焊料通过管道送向喷流喷嘴。该叶轮泵在轴上呈放射状 安装叶轮，因此，容易制造且廉价，但在叶轮泵中从喷流喷嘴喷出的喷流
3引起脉动。叶轮泵中引起脉动的原因是因为熔融焊料的输送不连续。也就 是说，在叶轮泵中，熔融焊料在一组叶轮间飞散后，接着在邻设的一组叶 轮间飞散，因此，在其间可形成没被飞散上熔融焊料的部分，且产生熔融 焊料不被输送的瞬间。这成为叶轮泵中脉动的原因。
另一方面，螺杆泵在轴的周围呈螺旋状巻绕有一片或者多片板状材， 在成为螺旋的板状材上装载熔融焊料并送出。因此，在螺杆泵中，没有不 连续的部分，因此，理论上认为不会引起脉动。在专利或实用新型中，使 用了该螺杆泵的喷流焊料槽一直以来多次被提出。(专利文献1 7)
专利文献1:日本实公昭48 — 19425号公报 专利文献2:日本实开昭48—98520号公报 专利文献3:日本实开昭48 — 55025号公报 专利文献4:日本实开昭50—148327号公报 专利文献5:日本实开昭51—3632号公报 专利文献6:日本特开昭62—259665号公报 专利文献7:日本特开2005—28446号公报
发明内容
如上所述，螺杆泵理论上认为不会引起脉动，但实际设置到喷流焊料 槽上且进行印刷电路板的焊接时，引起脉动而产生了焊料覆盖在印刷电路 板表面上或接触不良而导致漏焊等问题。本发明的目的在于，提供充分发 挥螺杆泵的特长且绝不会引起脉动的喷流焊料槽。
本发明研究人员对于在使用了现有的螺杆泵的喷流焊料槽中引起脉 动的原因给予了专注研讨，其结果发现，问题在于螺杆泵和壳体间的间隙。 即，如图5所示，现有的该喷流焊料槽将圆筒状的壳体K的内侧直接作为 流入孔R，流入孔R的内径R2比螺杆泵P的直径P,大，因此，在螺杆泵 P和壳体K中间形成大的间隙G。因此，在现有的该喷流焊料槽中，从壳 体下部的流入孔R吸入的熔融焊料(箭头a)通过管道D向喷流喷嘴方向 (箭头b)流动，但由于在管道内已经存在熔融焊料，因此，因其阻力而 被推回。该被推回的熔融焊料通过螺杆泵P和壳体K的间隙G，按箭头c 所示从流入孔R逆流而向外侧流出。该向外侧流出的熔融焊料和利用螺杆泵P吸入的熔融焊料(箭头a)产生干涉，将吸入的熔融焊料扰乱。以扰 乱状态吸入的熔融焊料在被螺杆泵P推出时，该扰乱也继续进行，在从喷 流喷嘴喷流时就形成脉动。
根据本发明研究人员的实验得知，若该间隙在0.5mm以下，就不会产 生上方的熔融焊料通过间隙向下方逆流的现象。因此，为了去除该间隙， 可以正确地加工螺杆泵的直径和壳体的直径。但是，在喷流焊料槽中，在 焊料槽内设置的结构必然会变形，因此，例如即使将间隙精加工成0.5mm， 在壳体内设置的螺杆泵也会产生偏心而向一侧偏置，从而螺杆泵与壳体会 接触。
艮口，在喷流焊料槽中，形成为使用时向喷流焊料槽内的加热器通电而 融化焊料的状态，但由于在不使用时停止向加热器的通电，因此熔融的焊 料变冷而固化。而且，在喷流焊料槽再次使用时，向加热器通电加热焊料 使其熔融。这样，在喷流焊料槽中，反复进行焊料的熔融 固化，焊料通 过加热器加热时热膨胀，另外，停止向加热器通电而变冷时产生热收縮， 因此，喷流焊料槽内的结构因承受焊料的热膨胀，收缩而变形。因此，壳 体或在壳体内设置的螺杆泵也因承受焊料的热膨胀 收縮的影响而变形， 其结果是，在精密加工了螺杆泵和壳体间的间隙的情况下，螺杆泵产生偏 心而与壳体摩擦、或者被强力地挤住而不能顺畅的旋转。其结果是，在精 密加工的螺杆泵中，不仅会引起脉动，而且还会损坏螺杆泵或壳体。
使用了上述现有的螺杆泵的喷流焊料槽(专利文献1 7)中，壳体下 部的熔融焊料的流入孔和壳体的内径相同，因此，如图5中箭头c所示， 从上方逆流来的熔融焊料直接向下方流出，其扰乱了被螺杆泵P吸入的熔 融焊料(箭头a)。因此，本发明的研究人员着眼于即使在螺杆泵和壳体的 间隙大的喷流焊料槽中，如果能够防止逆流则也就不会引起脉动，从而完 成了本发明。
本发明提供一种喷流焊料槽，在设置于焊料槽内的管道的一端形成有 圆筒状的壳体，在管道的另一端形成有喷流喷嘴，在该壳体内配置有螺杆 泵，所述喷流焊料槽的特征在于，在壳体的下部穿设有比螺杆泵的直径小 的流入孔。
另外，另一发明提供一种喷流焊料槽，在设置于焊料槽内的管道的一
5端形成有圆筒状的壳体，在管道的另一端形成有喷流喷嘴，在该壳体内配 置有螺杆泵，所述喷流焊料槽的特征在于，在壳体的下部穿设有比螺杆泵 的直径小的流入孔，而且，壳体的上部的一部分为朝向管道方向的圆弧状 的流出口，并且在该流出口的两侧以扩口状的方式形成有引导壁。
本发明的喷流焊料槽中，螺杆泵和壳体的间隙即使大，也不会从上方 向下方逆流，因此不会引起脉动。另外，为了在使用了螺杆泵的焊料槽中 稳定地流动，而在壳体的流出口设置有扩口的引导壁。该所谓扩口的引导 壁是指，将壳体的上部做成向流动方向开口的圆弧，在该圆弧的两侧以扩 口状安装引导壁。通常，承受压力的液体直接在狭小空间流动时，流速会 加快而形成紊流，但承受压力的液体在宽阔的空间流出时流速变缓而不会 紊乱。其结果是，在壳体的流出口设置扩口的引导壁时，流速稳定，从喷 流喷嘴喷流出的熔融焊料不会引起脉动。
本发明的喷流焊料槽由于没必要精密加工螺杆泵和壳体间的间隙，因 此，能够廉价地制造，另外，螺杆泵或壳体即使因焊料的热膨胀 收缩而 稍微变形，螺杆泵也不会与壳体摩擦或者被其挤压，从而螺杆泵能够稳定 地旋转。另外，本发明的喷流焊料槽由于在壳体下部穿设的流入孔的直径 形成为比螺杆泵的直径小，因此，利用螺杆泵吸入的熔融焊料在螺杆泵和 壳体间逆流时，被流入孔的内侧凸缘阻碍而不会从流入孔流出。即，本发 明的喷流焊料槽中，因为利用螺杆泵吸入的熔融焊料不会被扰乱，所以流 出螺杆泵而在管道中流动时也不会被扰乱，进而，从喷流喷嘴喷流时不会 产生脉动。其结果是，本发明的喷流焊料槽中，相对于印刷电路板的焊接 面能够以总是稳定的状态使熔融焊料接触，因此，能够得到可靠的焊接部。
图1是本发明的喷流焊料槽的正面剖面图； 图2是将一部分剖断后的要部放大立体图； 图3是图1的X—X线剖面图4是说明本发明的喷流焊料槽的螺杆泵中的熔融焊料的流向的图； 图5是说明现有的喷流焊料槽的螺杆泵中的熔融焊料的流向的图。 符号说明
61喷流焊料槽主体
2管道
3壳体 5螺杆泵 7内侧凸缘 9引导壁
4喷流喷嘴 6流入孔 8流出口
13轴保持体
具体实施例方式
下面，根据
本发明的喷流焊料槽。图l是本发明的喷流焊料 槽的正面剖面图，图2是将一部分剖断后的要部放大立体图，图3是图1 的X—X线剖面图，图4是说明本发明喷流焊料槽的螺杆泵中的熔融焊料 的流向的图。
本发明的喷流焊料槽主体1做成无盖的箱形，在主体内设置有管道2。 在管道2的一端配置有壳体3，在另一端上部配置有喷流喷嘴4。在壳体3 内，螺杆泵5保持有适当的间隔G、例如即使因焊料的热膨胀，收縮而使 螺杆泵稍微产生偏心螺杆泵也不会与壳体接触的间隔来配置。
在壳体3的下部穿设有流入孔6。流入孔6由壳体3下部的内侧凸缘 7形成，如图4所示，流入孔6的直径Ri比螺杆泵的直径P"J、。
壳体3的上部成为切除了一部分的圆弧状的流出口 8。而且，在流出 口 8的两侧形成有扩口状的引导壁9、 9，引导壁的前端固定在管道2的两 壁10、 10。另外，与流出口 8同一面的部分形成为引导板11，该引导板 向下方倾斜而固定在管道2的底面12上。
在作为壳体3的上部的管道2穿设有和壳体3的内径大致相等直径的 泵插入孔13，在该泵插入孔的上部设置有轴保持体14。在轴保持体14上， 转动自如地安装有下端固定了螺杆泵5、上端固定了带轮15的泵轴16。
轴保持体14由下板17、上板18、四根管19…、四个螺母20…、两 个轴承21、 21及插入板22构成。下板17和上板18由四根管19…连结。 在将轴保持体14置于管道2上时，如图1所示，管19具有比熔融焊料S 的液面充分地向上方突出的长度。
轴承板23立设在上板18的上部一侧且被固定，在该轴承板上将孔方 向朝向纵向且以同心状态安装有两个轴承21、 21。在下板17和上板18心的位置穿设有比泵轴16直径稍大 的轴插入孔24、 25。而且，在下板17的背面固定有定位部即圆盘状的插 入板22。将泵插入孔13作为和插入板22嵌合的管道2的承受部利用。插 入板22的直径仅比泵插入孔13的直径稍小，在将插入板22与泵插入孔 13嵌合时，能够嵌合到几乎没有间隙的程度。在该插入板的中心穿设有和 下板17的轴插入孔24大致相等直径的轴插入孔26，下板17的轴插入孔 24和插入板22的轴插入孔26同心。
泵轴16插入插入板22、下板17、上板18的各自的轴插入孔26、 24、 25中且通过两个轴承21转动自如地被保持。安装在泵轴16上端的带轮 15通过带29和设置在主体1外部的电动机27的带轮28连动。
在管道2的上部，在与上述保持体14的四根管19…同一的位置立设 有四根支柱30…。在支柱30的上端螺设有上述螺母20可螺合的阳螺纹 31。支柱30为直径比管19的孔稍小的小径，长度比管19长，将支柱30 向管19中插通时，阳螺纹31比上板18更向上方突出，从而螺母20能够 螺合。
在四根管19…之间配置有矩形的防氧化浮子32。所谓防氧化浮子是 指，纵向长度比相对向的两根管19、 19的间隔稍小、横向长度为相对向 的两根管19、 19的间隔以上的长度，且在大致中央穿设有比泵轴16稍微 大径的孔33。防氧化浮子32在周围形成有空洞的浮子，在将轴保持体14 设置到管道时，成为在熔融焊料的液面漂浮的状态。而且，在泵轴16旋 转时，防止在其周围产生氧化物。
下面，对具有上述构造的喷流焊料槽中的喷流状态进行说明。驱动电 动机27时，通过带29和电动机27的带轮28连动的带轮15旋转，从而 使泵轴16旋转。当通过泵轴16的旋转而螺杆泵5旋转时，位于管道2下 部的熔融焊料S就从流入孔6流入壳体3内。流入到壳体3内的熔融焊料 向安装在管道2的喷流喷嘴4方向流动，但由于此时在管道2内已经存在 熔融焊料，因此，其退回而流入壳体3和螺杆泵5的间隙G内。但是，如 图4所示，在壳体3的下部穿设有比螺杆泵5的直径P,小的小径R,的流 入孔6，因此，通过了间隙G的熔融焊料不会从下方溜走。其结果是，位 于管道下部的熔融焊料不会被扰乱而能够流入壳体3内，其影响不会波及
8从壳体3的流出口9流出的熔融焊料。因此，没有扰乱的熔融焊料通过管 道而从喷流喷嘴喷流时不会产生脉动而是在持续稳定的高度进行喷流。
作为实施例1，在螺杆泵的直径为86mm，壳体的内径为94mm，流 入口的直径为60mm，在流出口设置有不是扩口状而是相对于管道壁面做 成直角的引导壁的喷流焊料槽中，喷流Sn—3Ag—0.75Cu (比重7.4)的 无铅焊料，利用激光测定仪精密测定二次喷流喷嘴的液面的上下波动时， 液面的上下波动为0.2mm。另外，作为实施例2，在除了引导壁以外和实 施例1相同，将引导壁做成扩口状的喷流焊料槽中，利用激光测定仪测定 二次喷流喷嘴的液面时，.液面的上下波动为O.lmm以内。另一方面，作为 比较例，在使用和实施例同样的螺杆泵、壳体、无铅焊料，流入孔和壳体 的内径同为94mm的喷流焊料槽中，利用激光测定仪测定二次喷流喷嘴的 液面的上下波动时，比较例中液面的上下波动为0.7mm，产生明显的脉动。
产业上的可利用性
本发明的喷流焊料槽，不仅可用于喷流静态波的二次喷流喷嘴，当然 也可以用于喷流纷乱波的一次喷流喷嘴。特别是即使是在比重大的Pb — Sn焊料中不引起脉动的喷流焊料槽，在比重小的Sn为主要成分的无铅焊 料中也容易产生脉动，但是，本发明的喷流焊料槽中，即使使用该无铅焊 料也不会引起脉动。
9
权利要求
1、一种喷流焊料槽，在设置于焊料槽内的管道的一端形成有圆筒状的壳体，在管道的另一端形成有喷流喷嘴，在该壳体内配置有螺杆泵，所述喷流焊料槽的特征在于，在壳体的下部穿设有比螺杆泵的直径小的流入孔。
2、 一种喷流焊料槽，在设置于焊料槽内的管道的一端形成有圆筒状 的壳体，在管道的另一端形成有喷流喷嘴，在该壳体内配置有螺杆泵，所 述喷流焊料槽的特征在于，在壳体的下部穿设有比螺杆泵的直径小的流入 孔，而且，壳体的上部的一部分为朝向管道方向的圆弧状的流出口，并且 在该流出口的两侧以扩口状的方式形成有引导壁。
全文摘要
本发明提供一种喷流焊料槽，在使用了现有的螺杆泵的喷流焊料槽中，存在自喷流喷嘴喷流的熔融焊料产生上下波动即脉动的问题。在螺杆泵中引起脉动的原因是因为螺杆泵和壳体间的间隙很宽，因此，从该间隙产生逆流。于是，也考虑将该间隙变窄，但将其变窄的话，在螺杆泵偏心时会与壳体接触。本发明的喷流焊料槽中，通过将壳体下部的流入孔的直径形成为比螺杆泵的直径小，从而螺杆泵和壳体间的间隙即使宽也不会产生逆流。另外，通过在壳体的流出口设置扩口的引导壁，形成更稳定的流动。
文档编号B23K1/08GK101454108SQ200780019239
公开日2009年6月10日 申请日期2007年4月2日 优先权日2006年4月5日
发明者小泽聪, 市川广一, 禅三津夫 申请人:千住金属工业株式会社