专利名称：焊接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在印刷布线板等上喷涂熔融焊锡以进行焊接的喷射式的焊接装置。
背景技术：
现有一种方法，该方法用于将插入印刷布线板的带引线的电子元器件的引线焊接到印刷布线板的焊盘上。作为该焊接方法，使用将熔融焊锡喷涂到对象位置上以进行焊接的流体焊接方法。已知焊接装置在专利文献1、专利文献2等中都有记载。专利文献1所记载的焊接装置中，被喷涂的熔融焊锡由于重力而自由下落，由此来调节离开焊接对象位置时的角度或流速，从而降低桥接现象及冰柱现象。桥接现象是指由于焊锡而使引线之间互相电导通的现象。冰柱现象是指焊锡以从引线下垂的状态而发生固化的状态。图12表示专利文献1的焊接装置。熔融焊锡101在焊锡槽102中被加热到规定的温度，并以熔融状态存储在槽中。该熔融焊锡101被压力输送装置和管道输送到喷嘴本体103。从喷嘴本体103喷出的熔融焊锡101与印刷布线板104的焊盘部105和电子元器件106的引线部107接触，由此对焊盘部105和引线部107之间进行焊接。这时，按照箭头 F所指的移动方向来传送印刷布线板104，印刷布线板104相对于熔融焊锡而移动，由此对印刷布线板104的整个表面进行焊接。此时，焊接中未使用的多余的熔融焊锡101成为通过后方整流板108而掉落的熔融焊锡109，并返回到焊锡槽102。后方整流板108的底端部由轴108a支撑着。通过对调整螺钉111进行调整，调整螺钉111绕着轴IlOa的周围旋转，以使后方整流板108的前端上升或下降。在专利文献1中，通过用调整螺钉111对后方整流板108的倾斜进行调整，以使得掉落的熔融焊锡109的流速、与印刷布线板104的传送速度之间的相对速度成为零，从而降低桥接现象及冰柱现象。专利文献2所记载的焊接装置中，通过强制地吸入对印刷布线板104喷涂的熔融焊锡，从而降低桥接现象及冰柱现象。图13表示专利文献2的焊接装置。利用喷嘴本体203，将由泵201进行压力输送来的熔融焊锡101喷涂到印刷布线板 104上。另外，在喷嘴本体部203内，利用文丘里形成板202，分成在通过文丘里形成板202 的上表面之后被后方喷流引导板206引导而流向文丘里部205的支流、和通过文丘里形成板202的下表面而流向文丘里部205的支流。留在印刷布线板104的引线部107上的多余的熔融焊锡101不仅会因重力作用而自由落体地掉下，还会因与从文丘里通路204掉落的熔融焊锡109汇合而被牵引，从而能够提高流速。因此，在专利文献2中，提高从引线部107 吸取多余的熔融焊锡101的力，从而降低桥接现象及冰柱现象。专利文献专利文献1 日本专利特许第2757389号公报
专利文献2 日本专利特许第3628490号公报
发明内容
然而，在专利文献1的结构中，不能取下留在引线部107上的多余的焊锡。另外， 在专利文献2的结构中，由于需要在喷嘴本体部203内设置文丘里形成板202，所以喷嘴的
结构会变得复杂。本发明的目的在于，提供一种能够降低桥接现象及冰柱现象、且结构简单的焊接
直ο本发明的焊接装置具有焊锡槽，该焊锡槽收纳熔融焊锡；喷嘴，该喷嘴将由所述焊锡槽内所供应的熔融焊锡喷出；以及焊锡牵引构件，该焊锡牵引构件安装在所述喷嘴的喷出口，所述焊锡牵引构件的表面利用比所述喷嘴的表面具有更好浸润性的材料来构成。根据本发明，能够增加焊锡离开焊接对象位置时的力，从而能够减少桥接现象和冰柱现象。
图1是本发明实施方式1中的焊接装置的截面图。图2是本实施方式1的喷嘴附近的细节图。图3(a)是本实施方式1的喷嘴的分解立体图，(b)是本实施方式1的焊锡牵引构件的分解立体图，(c)是本实施方式1的喷嘴的前端部的放大图，(d)是本实施方式1的焊接装置的喷嘴的平面图。图4是表示本实施方式1的焊接轨迹的图。图5是本发明实施方式2的焊接装置的喷嘴的前端部的放大图。图6是本发明实施方式3的焊接装置的喷嘴的前端部的放大图。图7是本发明实施方式4的焊接装置的喷嘴的前端部的放大图。图8是本发明实施方式5的焊接装置的喷嘴的前端部的放大图。图9(a)是本发明实施方式6的焊接装置的喷嘴的平面图，(b)是本实施方式2的焊接装置的截面图。图10(a)是本实施方式6的焊接装置的动作示例的第一说明图，(b)是本实施方式2的焊接装置的动作示例的第二说明图。图11 (a)是本实施方式6的防护罩的立体图，(b)是本实施方式2的防护罩的平面图。图12是表示专利文献1中所记载的焊接装置的图。图13是表示专利文献2中所记载的焊接装置的图。
具体实施例方式下面，根据附图对本发明的各个实施方式进行说明。另外，在下面的说明中，对于相同的结构标有相同的标号，适当地省略其说明。(实施方式1)利用图1至图3，说明本发明实施方式1的焊接装置。在这些附图中，XYZ轴如图所示，图中的对应关系也有明确的标注。在图1中，积存在焊锡槽102中的熔融焊锡101，由构成压力输送装置的螺旋桨驱动电动机305和螺旋桨301进行加压，通过供应管道302，被输送到安装于该供应管道302 的前端的喷嘴303。然后，熔融焊锡101从喷嘴303的开口喷出。从喷嘴303喷出的熔融焊锡101对印刷布线板104的焊接部位进行焊接，多余的熔融焊锡101返回到焊锡槽102。通过链条306和旋转轴307来传递螺旋桨驱动电动机305的旋转动作，对螺旋桨 301进行旋转驱动。旋转轴307具有供应惰性气体308的供应口 309。供应给供应口 309 的惰性气体308沿着旋转轴307供应给熔融焊锡101的上表面，以对旋转轴307进行冷却。 供应给熔融焊锡101的上表面的惰性气体308能够防止以自由旋转的方式支持该旋转轴 307的轴承(未图示)的劣化，并且还能够抑制熔融焊锡101的上表面产生氧化物。作为惰性气体308，如果气体的纯度不足99. 9%，则氧化物的抑制效果较低。因此，在本实施方式 1中，使用纯度为99. 9%以上的氮气(N2)。焊锡槽102的上表面开口除了供应管道302所突出的部分以外，由盖子300来进行封闭。在供应管道302的从焊锡槽102突出的部分的外周，空开通路304来设置加热部 311。加热部311内置有加热器310。从外部供应给加热部311的下部的惰性气体308由加热器310来进行加热，被加热的惰性气体312从形成于加热部311的上部的内侧的开口 299 向喷嘴303的周围放出。如图2所示，惰性气体312利用包围喷嘴303的防护罩313A来引导吹出的方向，同时向着印刷布线板104放出，从而抑制从喷嘴303喷出的熔融焊锡101的氧化。另外，在流体焊接中，维持焊锡温度、以及抑制氧化物的生成都是非常重要的。因此，由加热部311对惰性气体进行加热后再进行供应，由此能够减少喷嘴303的温度下降， 从而实现抑制氧化物混入熔融焊锡101中的功能。具体而言，在本实施方式1中，由于如果惰性气体312的温度不到加热焊锡槽102的温度，则不能防止温度下降，因此将惰性气体 312的温度设定在焊锡槽102的加热温度以上。如图2所示，在本实施方式1的焊接装置中，利用从喷嘴303喷出的熔融焊锡101， 对印刷布线板104的焊盘部105与电子元器件106的引线部107之间进行焊接。这时，在对印刷布线板104进行焊接的同时，相对于喷嘴303、沿着箭头F的方向(印刷布线板的传送方向)来传送该印刷布线板104。如图3(a)所示，在喷嘴303的喷出口 601上形成切口 303A。该切口 303A被设置在印刷布线板104的传送方向的前方。也就是说，对于印刷布线板104的传送，如果考虑到喷嘴303与印刷布线板104相对地移动，则要将切口 303A形成在喷嘴303的移动后方。而且，对于该喷嘴303的切口 303A，以能够自由安装拆卸的方式安装有焊锡牵引构件402。利用比喷嘴303表面的材质具有更好的熔融焊锡的浸润性的材料，来形成焊锡牵引构件402。这里，所谓熔融焊锡的浸润性好，是指熔融焊锡容易浸润，且容易扩散。因此，在图3(a)所示的本实施方式1的结构中，比起喷嘴303，焊锡牵引构件402更容易使熔融焊锡流动。结果，使得熔融焊锡被焊锡牵引构件402牵引。另外，在喷嘴303是不锈钢(SUS316 等)的情况下，作为焊锡牵引构件402的一个具体的例子，能够使用含有铁成分在99%以上的纯铁等原材料。另外，当喷嘴303是钛的情况下、或者喷嘴303在不锈钢的表面进行氮化处理的情况下，也能够采用含有铁成分在99%以上的纯铁等的焊锡牵引构件402。
在本实施方式1的结构中，由于比起喷嘴303，熔融焊锡更会被焊锡牵引构件402 牵引，因此仅通过更换焊锡牵引构件402，就能够延长喷嘴303的耐用时间。这里，图3(c)表示本实施方式1的喷嘴的前端部的放大图。如图3(c)所示，在本实施方式1中，焊锡牵引构件402相对于垂直方向即熔融焊锡的喷流方向的倾斜角度为 Θ1，将θ 1设定为15°。该倾斜角度θ 1是熔融焊锡容易流到焊锡牵引构件402、且不易溢出的角度。另外，若考虑到由于倾斜而使熔融焊锡容易流出，则希望将θ 1设定在15°以上，但是只要使得Θ1至少大于0°，则认为就能够使熔融焊锡较易流出。另外，在一般的焊接装置的结构中，如果该倾斜角度θ 1大于30°，则由于喷嘴303的截面面积会变大，因此可能使装置变大。所以，在本实施方式1中，将倾斜角度Θ1设定为0° < Θ1<30° (优选为15°彡θ 1彡30° )。在焊锡牵引构件402的下部形成臂402Α，以使其从两侧包围住喷嘴303。在焊锡牵引构件402的上部形成弯曲部402Β，该弯曲部402Β与喷嘴303的切口 303Α相卡合。焊锡牵引构件402如图3 (a)的虚线所示，使弯曲部402B与喷嘴303的切口 303A相卡合，且利用螺栓502将贯穿设置于焊锡牵引构件402的臂402A上的孔402C与喷嘴303的螺孔501 拧紧，以进行安装。如上所述，将弯曲部402B卡合到喷嘴303的切口 303A中的结构，能够容易进行更换，且能够维持更换后的性能。另外，图3(a) (b)揭示了为了容易更换的一个例子，在满足本发明目的的情况下， 也可以将焊锡牵引构件设置成图(a) (b)所示的形态以外的形态。例如，在本实施方式1中， 虽然利用将弯曲部402B与喷嘴303的切口 303A相卡合的结构，能够实现对焊锡牵引构件 402的安装位置的重复性，但是也可以采用这样的结构，即在喷嘴303的一部分上设定基准位置，在将焊锡牵引构件402与该基准位置进行位置对准后，用螺钉固定住。设定喷嘴303的安装方向，以使得切口 303A向着印刷布线板104的传送方向F的下游一侧。从喷嘴303吹出的熔融焊锡101如图2所示，与印刷布线板104的背面接触以用于进行焊接，剩余的熔融焊锡101几乎全部从喷嘴303与焊锡牵引构件402的间隙流下到焊锡牵引构件402的上面，从而返回焊锡槽102。这里，详细地说明焊锡牵引构件402的作用。与印刷布线板104的背面接触再返回焊锡槽102的熔融焊锡101受到重力的影响，会产生向下方流动的力。由于焊接对象物的表面积越大，则引线部107及焊盘部105的热容量越大，因此熔融焊锡101较难掉下。因而，在焊接对象物的表面积较大的情况下，容易引起桥接现象、冰柱现象。因此，在本实施方式1中，在喷嘴303的传送方向F的下游一侧的切口 303A上，设置焊锡牵引构件402。准备焊锡牵引构件402，在切口 303A上设置该焊锡牵引构件402，其中，该焊锡牵引构件402以比喷嘴303的表面材质具有更好的熔融焊锡的浸润性的材料来形成的。由此，如图2所示，对掉落到易浸润的焊锡牵引构件402上的熔融焊锡不仅施加重力，还施加来自焊锡牵引构件402的表面张力。因此，对于来自引线部107及焊盘部105的多余的熔融焊锡101，能够以因重力而产生的落下力要大的力强制地使其流下以除去。由此，焊接对象物的表面积较大、且引线部107及焊盘部105的热容量较大的情况下，相比于不设置焊锡牵引构件402的情况，能够防止桥接现象和冰柱现象的发生。对于焊锡牵引构件402和喷嘴303的切口 303A进行具体的说明。
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若从X轴看到的喷嘴303的切口 303A是四边形，则通过将一条边或两条边中的全部或一部分切除，会产生使熔融焊锡的流动为一定的效果。另外，如果切掉超过喷嘴303的吹出口的整个周长的1/2的长度，则会使熔融焊锡101的流动变得不稳定。如果切口长度过短，熔融焊锡101的流动也会变得不稳定。在本实施方式1中，由于如图3(d)所示，在喷嘴303的截面中，设定X轴方向的长度Lx = 5mm，Y轴方向的长度Ly = 18mm，由此，为了使熔融焊锡101的流动稳定化，必须使切口长度Lc在3mm以上。而且，该切口长度Lc可以根据喷嘴的截面的大小来适当地设计。另外，在本实施方式1的喷嘴303中，如果切口 303A的切口高度H比喷出口的表面低0.5mm，则熔融焊锡101的流动为一定。虽然该切口高度H可以根据从喷嘴喷出熔融焊锡的喷出高度来改变所希望的值，但是优选为0. 3mm以上且0. 7mm以下。另一方面，在一般的喷嘴中，如果高度方向的切口深度过深，则熔融焊锡101会达不到印刷布线板104。因此，喷嘴303的切口高度H必须在5mm以下。在本实施方式1中，如图3(d)所示，将喷嘴303的喷出口 601的形状设置为具有倒角的四边形。而且，仅在喷出口 601的长边的一条边上形成四边形的切口 303A，该切口 303A在高度方向上下降0. 5mm。作为喷嘴303的喷出口 601的形状，除了如图3 (d)所示的具有倒角的四边形以外，还可以考虑圆形、四边形。然而，在圆形的喷出口中，由于熔融焊锡的喷出面积变小，所以效率会变差。另外，在四边形的喷出口中，可能熔融焊锡较难从喷出口的角落流出。因此，在本实施方式1中，如图3(d)所示，采用具有倒角的四边形。然而， 如果事先考虑到这些情况，则喷出口的形状也能采用圆形、四边形。关于以上所说明的焊锡牵引构件402的配置，进行了具体的实验来验证其效果。 下面对该实验进行说明。在本实施方式1中，作为在焊接中通常使用的焊锡，使用熔融了的260°C的 Sn-3.0% Ag-O. 5% Cu的无铅焊锡，在纯度为99. 9%以上的氮气气体氛围中进行了实验。 具体而言，进行了如下实验即在相对于重力方向倾斜30度的各种金属板上使熔融焊锡流动。作为实验的方法，是根据熔融焊锡的流动是沿着金属板的表面流动、或者熔融焊锡的流动不是沿着金属板的表面流动，来评价该金属板的浸润性。另外，关于熔融焊锡的流动不是沿着金属板的表面而流动的这一点，由于发明人考虑到是因为受到熔融焊锡表面张力的影响，因此，也考虑到对于表面张力完全不同的熔融焊锡，会得到不同的结果。而且，通过使熔融焊锡在该金属板上流动较长时间，来确定金属板表面的消耗状态，从而对该金属板的消耗性进行了评价。结果可知，在金属板为镍、铜、纯铁(纯度为99.9% )、SPCC(铁成分为99%以上) 的情况下，在开始流动的初始状态下沿着金属板的表面流动，而且维持这种状态。另外，在金属板为钛、SUS304、SUS316的情况下，能够确认从开始流动的初始状态起就不沿着金属板的表面流动。也就是说可知，从熔融焊锡的流动稳定化的观点来看，优选在焊锡牵引构件 402中使用镍、铜、纯铁(纯度为99. 9% )、SPCC(铁成分为99%以上)。另外，在消耗性方面，在金属板为镍和铜的情况下，厚度为0. 3mm的板在5分钟内被熔融，与此不同的是，在金属板为纯铁和SPCC的情况下，即使放置1个小时，也不会发生熔融。也就是说可知，从焊锡牵引构件402的消耗性的观点来看，优选为纯铁和SPCC。在本实施方式1中，作为焊锡牵引构件402的材料，还考虑到材料是否容易得到，而使用SPCC。再有，当对焊锡牵引构件402使用SPCC的情况下，如果维持原样，则较难发挥初始状态的浸润性。由此，在本实施方式1中，通过对SPCC的焊锡牵引构件402实施镀焊锡，从而实现浸润性。另外，作为喷嘴303，使用不锈钢(SUS316等)、或者对不锈钢的表面进行氮化处理后得到的材料、或者钛来制成。本实施方式1中所使用的SPCC是冷轧钢板，该冷轧钢板的材料的化学成分是碳在 0. 15%以下、锰在0.6%以下、磷在0. 以下、硫在0. 05%以下、且铁成分在99. 以上。 上述化学成分是根据JIS标准得到的。另外，即使使用浸润性较好的镍或铜，在较短时间内，也能够得到相同的效果。然而，如果焊锡牵引构件402太容易浸润，则考虑到焊锡牵引构件402会熔于熔融焊锡101，从而不能长期维持性能。因此认为，镍或铜并不适合于本实施方式1的焊锡牵引构件402。接着，说明用加热部311进行加热后的惰性气体312的作用。用加热部311的加热器310对由外部所供应的惰性气体308进行加热，使其成为惰性气体312。然后，被加热后的惰性气体312从喷嘴303的周围的通路304中向着上方一侧吹出。向着上方一侧吹出的惰性气体312利用防护罩313A的防护罩肩部403，不仅集中在喷嘴303的前端附近，也集中在印刷布线板104的接合对象部位附近。集中在印刷布线板104的接合对象部位附近的惰性气体312能够实现在进行焊接前提前对印刷布线板104 进行加热的功能。作为用加热器310的加热温度，如果低于加热焊锡槽102的温度，则不能防止温度下降。因此，将用加热器310的加热温度设定在焊锡槽102的加热温度以上，但是如果加热温度过高，则明显会对印刷布线板104造成热损伤。因此，加热器310的加热温度优选设定为大于焊锡槽的加热温度、且在400°C以下。在本实施方式1中，将焊锡槽102的加热温度设定为260°C，将用加热器310对惰性气体的加热温度设定为300°C。另外，被加热过的惰性气体312能够实现如下功能即防止来自引线部107及焊盘部105的多余的熔融焊锡101流过的部位发生氧化且防止其温度下降，不会增加粘度，且容易切断焊锡。而且，被加热过的惰性气体312还能够实现如下功能即防止焊锡牵引构件 402及焊锡牵引构件402上的熔融焊锡101发生氧化，并维持表面张力。根据上述结构，不仅能够以大于等于因重力而落下的力来强制地除去来自引线部 107及焊盘部105的多余的熔融焊锡101，而且还能够实现如下功能即防止多余的熔融焊锡101流过的部位发生氧化且防止其温度下降，不会增加粘度，且容易切断焊锡。除此之外，还能够实现维持焊锡牵引构件402的表面张力的功能，并能够实现抑制桥接现象、冰柱现象、并维持该效果的功能。另外，在长期不使用的情况下，虽然可能在焊锡牵引构件402的表面产生氧化物， 但是在这种情况下，如果采用为了使印刷布线板104的焊接对象部活性化而使用的助焊剂，来除去焊锡牵引构件402表面的氧化物，则能够恢复浸润性。在上述说明中，作为焊锡牵引构件402的形状，以如图3(a)所示的平面形状的板为例来进行了说明，但是作为除此以外的形状，如图3(b)所示在焊锡牵引构件402的表面设置叶片504也是有效的。可认为利用该叶片504增加了与熔融焊锡之间的接触面积，从而利用表面张力来牵引的力变大，能够提高牵引熔融焊锡的性能。该叶片504优选为采用与焊锡牵引构件402相同的材质、或者熔融焊锡的浸润性较好的材质。另外，作为该叶片
8504的形状，可以考虑采用波型的形状，或者通过并列配置锁链形状来进一步增大与熔融焊锡的接触面积，从而进一步提高牵引焊锡的效果。根据附图4来对使用这样的本实施方式1的焊接装置的焊接的流程进行说明。图4是在连续并列多个焊盘105而成的印刷布线板104上对喷嘴303的移动进行简化并汇总的附图。在本实施方式1中，虽然通过传送印刷布线板104，使喷嘴303相对地移动，但是在附图4中，为了简化说明，作为以喷嘴303进行移动的情况来加以说明。在图 4中，A-AA、B-BB、C-CC、D-DD是喷嘴303的移动轨迹。如上分别所示，将喷嘴303的喷出口的与移动方向垂直的方向作为长边。(实施方式2)图5是实施方式2的焊接装置的喷嘴的前端部，以此来更换图1至图3的焊接装置中的、图3(c)所示的喷嘴303的前端部。另外，除了喷嘴的前端部以外，因为与图1至图 3的焊接装置相同，因此省略说明。图5所示的实施方式2的喷嘴是不使用焊锡牵引构件402的喷嘴。该喷嘴1001 的图4所示的右侧的形状，是与图1至图3所说明的焊锡牵引构件402相同的倾斜形状，而且是在其上实施了镀铜1002后得到的。该镀铜1002对喷嘴1001的垂直上方一侧的表面和倾斜面进行镀覆。在焊锡牵引部即镀铜1002消耗掉的情况下，本实施方式2的喷嘴1001的更换性能较差，但是由于能够以与喷嘴为整体构件来形成倾斜形状，所以与喷嘴的喷出口相对应的倾斜形状的位置较为稳定。(实施方式3)图6(a) (b)是实施方式3的焊接装置的喷嘴的前端部，以此来更换图1至图3的焊接装置中的、图3(c)所示的喷嘴303的前端部。另外，除了喷嘴的前端部以外，因为与图 1至图3的焊接装置相同，因此省略说明。而且，图6(b)是放大图6(a)的被波状线E包围的区域的图。图6 (a) (b)所示的实施方式3的喷嘴是使用与焊锡牵引构件402不同的焊锡牵引构件1102的喷嘴。该焊锡牵引构件1102的前端成为平板形。因此，在喷嘴1101上形成用于固定该焊锡牵引构件1102的勾挂机构(未图示)。另外，在该实施方式3的喷嘴中，焊锡牵引构件1102的前端的表面1102a会被熔融焊锡污染。因此，在该实施方式3的喷嘴中，至少在焊锡牵引构件1102的表面1102a上， 需要预先实施表面处理，该表面处理例如是用涂覆材料等预先进行涂覆等。而且，在该实施方式3的喷嘴中，使焊锡牵引构件1102从喷嘴壁面IlOlb突出， 以构成构件表面1102b。虽然通过采用这样使焊锡牵引构件1102从喷嘴开口部突出的结构，喷嘴的喷出口的面积会变小，但是能够防止熔融焊锡回过来流入焊锡牵引构件1102与喷嘴壁面IlOlb之间。因此，使用比上述的焊锡牵引构件402更容易加工的焊锡牵引构件 1102，能够实现本实施方式3的焊接装置。(实施方式4)图7是实施方式4的焊接装置的喷嘴的前端部，以此来更换图1至图3的焊接装置中的、图3(c)所示的喷嘴303的前端部。另外，除了喷嘴的前端部以外，因为与图1至图 3的焊接装置相同，因此省略说明。
图7所示的实施方式4的喷嘴是在喷嘴1201上设置有用于固定焊锡牵引构件 1202的凹部1203的喷嘴。通过在喷嘴1201上设置凹部1203，能够稳定地固定焊锡牵引构件1202，同时能够使喷嘴1201的壁面与焊锡牵引构件1202在一个平面上，从而稳定熔融焊锡的流动。然而，在本实施方式4的结构中，由于喷嘴1201及焊锡牵引构件1202的形状较复杂，所以对其的加工也较为困难。(实施方式5)图8是实施方式5的焊接装置的喷嘴的前端部，以此来更换图1至图3的焊接装置中的、图3(c)所示的喷嘴303的前端部。另外，除了喷嘴的前端部以外，因为与图1至图 3的焊接装置相同，因此省略说明。图8所示的实施方式5的喷嘴中，使用设置有角度θ 2、θ 3的两段式的倾斜的焊锡牵引构件1302，以代替焊锡牵引构件402。如图8所示，通过将喷嘴根部一侧的角度θ 3 设定为小于喷嘴前端一侧的角度Θ2(Θ2> θ 3)，从而能够稳定流过焊锡牵引构件1302上的熔融焊锡的流动。(实施方式6)使用图9至图11，来说明本发明实施方式6的焊接装置。本实施方式6是适用于利用喷嘴303的喷出口 601实施局部焊接的情况下的焊接装置，其中，该局部焊接的长度比焊接对象物即印刷布线板104的纵向或横向的长度较短的一方还要小。本实施方式6的焊接装置与上述实施方式1具有以下的不同点。 在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上控制焊锡槽102，以使其能够自由移动。·控制喷嘴303，以使其绕本身的轴心能够自由地旋转。·防护罩313Β的内周与喷嘴303的外周之间的吹出口较窄。另外，被传送到焊接位置的印刷布线板104直到例如印刷布线板104的整个面的焊接完成之前是停止的。焊锡槽102如下述那样地进行安装。在本实施方式6的焊接装置中，如图9(b)所示，设置有空开间隔且平行铺设而成的轨道701、702 ；Y平台703 ；配置在Y平台703上的X平台704 ；以及配置在X平台704上的Z平台705。Y平台703横跨在轨道701与702之间，驱动Y平台703使其在轨道701、 702的长度方向(Y方向)上进行移动。驱动X平台704使其在与轨道701、702的长度方向(Y方向)交叉的方向(X方向)上进行移动。Z平台705在升降方向(Ζ方向)上进行驱动。焊锡槽102被设置在Z平台705的上面。Y平台703、Χ平台704、Ζ平台705是一种移动单元，该移动单元使焊锡槽102在水平面内移动，同时使焊锡槽102在与焊接对象物之间的距离可变的升降方向上移动。通过使该Y平台703、X平台704、Z平台705运行，从而能够运送到印刷布线板104的任意位置上，并能够对喷嘴303进行定位。另外，在图9(b)中， 仅作为印刷布线板104的立体图进行了图示。而且，该实施方式6的喷嘴303与供应管道302同轴，且以相对于供应管道302能够自由旋转的方式进行连接。形成于喷嘴303的连接部706的外周与旋转底座604连接。 旋转底座604与喷嘴303同轴，且以能够自由旋转的方式安装于加热部311。旋转底座604 上安装有防护罩313Β。
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使喷嘴303绕着其外周方向旋转以对其进行定位的旋转单元具有如下结构。旋转底座604通过旋转齿轮603a、603b与旋转电动机602的输出轴连接，通过旋转电动机602的运转能够将绕供应管道302的轴心的喷嘴303的旋转角度定位于任意角度。旋转底座604上安装有防护罩313B。这里，喷嘴303使用比供应管道302要柔软(刚性较低)的材料。这是因为，在本实施方式6的结构中，由于存在利用旋转底座604进行旋转的旋转机构，所以喷嘴303与供应管道302之间会发生相互摩擦。Y平台703、X平台704、Z平台705、旋转电动机602、螺旋桨驱动电动机305是由控制装置605来进行控制运转的。控制装置605参照登录有作业工序的焊接作业计划P，根据各个焊接对象物来移动喷嘴303到适当的位置并进行定位，再对螺旋桨转速进行控制。因此，对于引线部107的引线方向各不相同的接合部，能够实现降低桥接现象、冰柱现象的焊接。对控制装置605的结构的一部分进行更进一步的具体说明。虽然在喷嘴303上安装焊锡牵引构件402，但是当焊接对象部分的表面面积、相对于流过焊锡牵引构件402的表面的熔融焊锡101的表面面积要非常大时，如实施方式1的情况那样，如果只是单纯地持续流动，则也有可能会发生多余的熔融焊锡牵引不完的情况。 在这种情况下，控制装置605根据焊接作业计划P进行如下运转即通过降低从喷嘴303流出的熔融焊锡101的流量，减少流过焊锡牵引构件402的表面的量，并且增加熔融焊锡101 因重力影响而落入喷嘴303的内部的力，从而增加牵引多余的焊锡的力。图10(a)的情况是正在焊接电子元器件106的引线部107的中途的图。对于这样的焊接位置，控制装置605仅利用X平台704、或者仅利用Y平台703、或者利用X平台704 和Y平台703来移动焊锡槽102，以使得喷嘴303沿图示的方向(箭头G方向)移动，同时对引线部107进行焊接。图10(b)的情况是，成为焊接对象的引线部107的引线末端部801由于接地图案等使其热容量较大，只单纯地进行横向牵引，则在引线末端部801的附近会发生桥接现象， 在这种情况下，在喷嘴303的中心位置802通过引线末端部801的时刻，控制装置605降低螺旋桨驱动电动机305的转速，以使该转速降低到熔融焊锡101仅流到喷嘴303的切口 303A的程度。对于喷嘴303的中心位置802通过引线末端部801、直到变更螺旋桨驱动电动机305的转速为止的距离，本次设定为1mm，但是，直到变更螺旋桨驱动电动机305的转速为止的距离可以根据作为对象物的引线部107的长度、以及喷嘴303的喷出口 601在短轴方向上的长度来设定。变更螺旋桨驱动电动机305的转速的距离优选为Omm以上(当喷嘴 303的中心位置802到达引线终端部801时)，当喷嘴303的喷出口 601在短轴方向上的长度为5mm的情况下，变更螺旋桨驱动电动机305的转速的距离优选设定为熔融焊锡101仍残留在引线部107上的5mm以下。通过进行上述动作，焊接对象位置上多余的熔融焊锡由于喷嘴303外侧与内侧这两者的重力和表面张力的作用，该多余的熔融焊锡被向下牵引，从而能够更可靠地抑制桥接现象。而且，在不是成为对象的电子元器件106的引线部107的末端、而是在引线部107 的中途具有接地图案的情况下，如下面所举例的那样，由控制装置605进行运转控制，以使得在引线的中途降低喷流，将多余的焊锡牵引并剥落，从而也能够有效地抑制桥接现象。·以焊接速度进行横向移动·通过成为对象的接地图案位置后降低喷流·以相同的Z高度向着下一个喷流位置进行高速移动·在下一个喷流位置开始喷流·以焊接速度进行横向移动 在末端位置降低喷流图11(a)表示防护罩313B的立体图，图11(b)表示防护罩313B的平面图。在喷嘴303的外周与包围该喷嘴303外周的防护罩内筒207之间形成有防护罩口 901，在被加热的惰性气体312流到喷嘴303附近的情况下，该防护罩口 901的较窄一侧能够抑制喷嘴303前端附近的惰性气体312的浓度下降。然而，如果防护罩口 901过窄，则从喷嘴303喷出的熔融焊锡101会洒落到防护罩内筒207的外侧。因此，为了使洒落到防护罩内筒207外侧的熔融焊锡101返回到焊锡槽102，切开防护罩内筒207的一部分以形成返流口 208a、208b。而且在防护罩内筒207与防护罩313B 的防护罩外筒209之间，形成向着返流口 208a倾斜的第1斜面210a，且形成向着返流口 208b倾斜的第2斜面210b。在图11(b)中，为了表示第1、第2斜面210a、210b的表面的倾斜，用虚线标记了等高线。该倾斜如下所述即，除了第1斜面210a与第2斜面210b之间的连接位置210c、2IOd以外，使内周侧比外周侧要低，且返流口 208a、208b的附近最低。由于具有这样的结构，在使防护罩口 901变窄来抑制喷嘴303前端附近的惰性气体312的浓度下降的情况下，即使从喷嘴303喷出的熔融焊锡101洒落到防护罩内筒207 的外侧，也能够利用第1至第4斜面210a至210d来可靠地接住洒落的焊锡，从而能够使该洒落的焊锡如箭头904所示的那样向着返流口 208a、208b向下流，以回收到焊锡槽102中。喷嘴303的喷出口 601在长轴方向、短轴方向的长度可以根据成为对象的印刷布线板104的焊接位置及对象形状来任意地决定。但是，如果喷出口 601的开口面积在4mm2 以下、且短轴方向的长度在2mm以下，则熔融焊锡101呈较难流动的状态，因为如果长轴方向的长度过长，则能够实现局部焊接的功能，因此，长轴方向的长度优选为25mm以下。若在上述范围内，则不限制开口部的形状、长轴方向和短轴方向的长度。关于喷嘴303的切口 303A的形状、大小，优选为实施形态1所记载的范围内，本次采用切掉长轴方向为18mm、深度为0. 5mm的四边形后的结构，在该切口 303A上安装焊锡牵引构件402。另外，由于防护罩313B利用销子905与旋转底座604相卡紧，防护罩313B也与喷嘴303 —体地旋转，所以喷嘴303的切口 303A与防护罩口 901的位置与喷嘴303的旋转位置无关，是一定的位置。具体而言，设定防护罩313B的防护罩口 901的直径为25mm，并设定防护罩内筒 207与喷嘴303之间的最小间隙211为2. 5mm。如果间隙过小，则由于不仅洒落到防护罩 313B上的熔融焊锡101的量会变多，而且会使得惰性气体312达不到喷嘴303的前端部，所以，防护罩内筒207与喷嘴303之间的最小间隙211优选为Imm以下。为了防止喷嘴303 与印刷布线板104之间的惰性气体312的浓度下降，将防护罩内筒207与喷嘴303之间的最小间隙优选设定为4mm以下。另外，如果形成于防护罩内筒207的返流口 208a、208b的宽度不在8mm以上，则熔融焊锡101会较难流入，如果形成于防护罩内筒207的返流口 208a、208b的宽度在喷嘴303 的喷出口 601的长轴方向的长度以上，则不能发挥防止浓度下降的效果。因此，如图11(b) 所示，将位于喷嘴303的没有设置切口 303A的后面一侧的返流口 208b的宽度设定为10mm， 将喷嘴303的设置有切口 303A的前面一侧的返流口 208a的宽度设定为小于喷出口 601的长轴方向的长度18mm以下的16mm。这样，利用控制装置605来适当地控制仅在单侧形成有切口 303A的单方向流动的喷嘴303的位置、方向，由此，对于只希望进行部分焊接的印刷布线板104、或者包括具有朝向各个方向的多列引线的电子元器件的印刷布线板104，不仅能够以大于因重力而落下的力来强制地除去来自引线部107及焊盘部105的多余的熔融焊锡，还能够防止流过多余的熔融焊锡101的部位发生氧化和防止其温度下降，并且在不增加粘度的情况下，实现容易切断焊锡的功能以及维持焊锡牵引构件402的表面张力的功能，能够实现抑制桥接现象和冰柱现象并维持该效果的功能。另外，在实施方式6中，具有移动单元和旋转单元这两个单元，该移动单元在水平面内(X-Y方向)、以及能够改变与焊接对象物之间的距离的升降方向(Z方向)上同时移动焊锡槽102，该旋转单元使喷嘴303沿其圆周方向旋转以进行定位，但是即使控制装置605 根据焊接作业计划P来对上述移动单元和上述旋转单元中的任一个单元进行运转控制，与以往相比也能够有效地提高焊接质量。另外，实施方式6是以到达焊接位置的印刷布线板 104直到整个面的焊接完成之前是停止的状态来进行说明的，但是也不一定必须停止，即使实行以恒速连续传送或者间歇地停止和传送，也能够实施。工业上的实用性本发明能够有助于各种电子元器件实现批量生产化。
权利要求
1.一种焊接装置，其特征在于，包括 焊锡槽，该焊锡槽收纳熔融焊锡；喷嘴，该喷嘴将由所述焊锡槽内所供应的熔融焊锡喷出；以及焊锡牵引构件，该焊锡牵引构件安装在所述喷嘴的喷出口，所述焊锡牵引构件的表面利用比所述喷嘴的表面具有更好浸润性的材料来构成。
2.如权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，以在所述喷嘴的外表面能够自由地安装拆卸的方式来安装所述焊锡牵引构件。
3.如权利要求1或2所述的焊接装置，其特征在于，所述喷嘴由不锈钢、对不锈钢表面进行过氮化处理后得到的材料、以及钛中的任意一种来构成，所述焊锡牵引构件由纯度在99%以上的铁材料来构成。
4.如权利要求3所述的焊接装置，其特征在于， 对所述焊锡牵引构件的铁材料的表面实施镀焊锡。
5.如权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，在所述喷嘴的喷出口设置切口，且安装所述焊锡牵引构件以使其覆盖所述切口。
6.如权利要求5所述的焊接装置，其特征在于， 所述切口设置在所述喷嘴的相对移动方向的移动后方。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的焊接装置，其特征在于，所安装的所述焊锡牵引构件的表面相对于所述喷嘴的喷流方向具有15°以上的倾斜角度。
8.如权利要求1至7中的任一项所述的焊接装置，其特征在于，所述焊锡牵引构件由平板状构成，所述焊锡牵引构件的一端从所述喷嘴的喷出口突出。
9.如权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，所述焊锡牵弓I构件是对所述喷嘴的表面进行过涂覆后的镀层。
10.如权利要求1至9中的任一项所述的焊接装置，其特征在于，在所述喷嘴的喷流方向上，所述喷嘴的高度比所述焊锡牵引构件的高度要高0.3 0. 7mmο
11.如权利要求1至10中的任一项所述的焊接装置，其特征在于， 具有旋转单元，该旋转单元使所述喷嘴绕着其圆周方向旋转并进行定位。
12.如权利要求1至11中的任一项所述的焊接装置，其特征在于，设置防护罩，该防护罩将从所述喷嘴的周围喷出的惰性气体引导向焊接对象。
13.如权利要求12所述的焊接装置，其特征在于，所述防护罩设置有防护罩内筒，该防护罩内筒空开间隙以包围所述喷嘴，该间隙是惰性气体通过该防护内筒与所述喷嘴的外周之间的间隙；防护罩外筒，该防护罩外筒包围所述防护罩内筒的外周；以及返流口，该返流口设置于所述防护罩内筒，使返回到所述焊锡槽中的熔融焊锡通过。
14.如权利要求13所述的焊接装置，其特征在于，对所述防护罩设置斜面，该斜面形成于所述防护罩内筒与所述防护罩外筒之间，且接住从所述内筒洒落的熔融焊锡并将其引导向所述返流口。
全文摘要
喷嘴(303)将由收纳熔融焊锡的焊锡槽(102)通过压力输送来的熔融焊锡喷出，在该喷嘴(303)的外侧，设置有能自由安装拆卸的焊锡牵引构件(402)，该焊锡牵引构件(402)的材料与喷嘴(303)的表面的材质相比，具有更好的熔融焊锡的浸润性，因此，对于使焊锡从焊接对象位置离开时所需的力，能够增加流过焊锡牵引构件(402)的熔融焊锡的相应的表面张力，从而能够降低桥接现象及冰柱现象。
文档编号B23K3/06GK102361720SQ20118000158
公开日2012年2月22日 申请日期2011年2月18日 优先权日2010年2月26日
发明者三村敏则, 吉野信治, 山本实 申请人:松下电器产业株式会社