用于清洁焊接喷嘴的方法与设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于清洁焊接喷嘴的方法，根据权利要 求8的前序部分的用于清洁焊接喷嘴的设备，以及根据权利要求15的焊接装置。
【背景技术】
[0002] 从现有技术已经已知的是可用于将电子部件固定到印刷电路板的焊接装置的实 例。例如从DE8408427U1已知这种焊接装置的基本结构。这里描述的焊接装置具有其中保 存液态焊料的容器。设置在容器内部的是焊料压力室，向上指向的喷嘴安装在该焊料压力 室上。在根据说明指令的使用中，通过栗将液态焊料栗入到焊料压力室中。由于那里出现 的超压和通流，液态焊料流过喷嘴并且出现在其上端。出现的焊料然后流过喷嘴的外部并 且返回到容器中。这导致了焊料波，待焊接的连接件被浸入到焊料波中，借此其被焊料润湿 并且通过随后的冷却被焊接。
[0003] 从现有技术中还已知的是用于超声焊接的装置的实例。
[0004] 在D1(DE3218338A1)中描述的是焊接方法与焊接装置。在这里设定，位于待连接 的部件的区域中的液态熔剂和/或焊剂还通过超声被置于振动中。根据该装置，焊料在反 向波中流动到弯曲金属板（波形发生器）上，与提供的印刷电路板的传送方向相反。也可以 设定，使焊料波沿着两个方向流动。超声源被设置在印刷电路板区域中的金属层下方。因 此，波形发生器主要受到超声波。通过超声源，弯曲的金属板以及因此在其上流动的液态锡 应该被置于振动中，使得在将部件电连接到焊接的印刷电路板的导体的焊接时，进行良好 的清洁与润湿。这应该避免出现冷焊接点。
[0005] DE4432402A1公开了用于利用超声的无熔剂焊接的装置。根据该装置设定，印刷电 路板在波峰焊喷嘴的焊料波上方引导，其中焊接装置通过至少一个超声电极（超声焊极： Sonotrode)被置于振动中。这涉及直接地通过焊料波覆盖超超声焊极的表面并且在超声焊 极的表面上方紧密地引导印刷电路板。超声焊极是波形发生器与导向板的一部分。超声焊 极的超声振动应确保待焊接的部件的表面的良好清洁与润湿。因此，利用熔剂待焊接部件 的预处理应该不再是必需的。根据一个实施例，微型波被设置用于平面组件的逐个区域焊 接。设置在焊料容器中的是超声焊极，该超声焊极是环形喷嘴的一部分。超声焊极与环形 喷嘴设有竖直孔与水平连接孔，栗与其连接。通过栗，可以将焊料从焊料容器经过超声焊极 栗送到喷嘴，以使焊料波在孔的焊料排出孔口处形成。焊料排出孔口居中地定位在环形喷 嘴内，其中其角或圆弧形边缘区域形成焊料流的导向面以构成焊料波。根据该实施例，与超 声焊极直接接触以及焊料在其中流动的喷嘴被置于振动中。
[0006] 存在显著的考虑，可以将超声焊极集成在由液态焊料覆盖的小的波峰焊喷嘴的本 体中，因为这涉及已知紧凑型超声焊极不能长期经受的温度。此外，超声焊极不能位于焊料 浴外部并且与小的波峰焊喷嘴耦合，因为声波不仅被传送到小的波峰焊喷嘴，而且还被传 送到整个焊料浴。声音到焊接区域的有目标的应用是不可能的。
[0007] JPH08-31703A公开了超声焊接装置（参见标题）。根据该装置，超声波的使用应 该会提高焊接的质量，并且还使得能够通过使用熔剂进行分配。这里，超声源延伸到熔融焊 料中。进行供给以使待焊接的部分受到超声波，并且用于通过气蚀移除气泡、油脂和油。还 应借助超声波移除氧化层，由此增强焊接连接的质量。
[0008] JPH06-315765A公开了具有用于超声焊接的超声源的焊接装置。这里设定，待焊接 的构件布置在焊接喷嘴的焊料浴中。在焊料浴中待焊接的构件的一侧上是超声源，并且与 超声源相对安装的是反射器。从超声源到反射器的距离应该与使用的超声波的波长大致上 相应。通过此种方式，待焊接的构件应该良好地布置在波的最大振幅的范围内。反射器旨 在减小在超声焊接期间的能量消耗。
[0009] 在JPH08-31703A和JPH06-315765A中公开的装置不适于选择性焊接，因为在这些 类型的装置中，由于超声装置与焊接装置的结构，印刷电路板在这些装置上方的移动，以及 此外此装置朝向印刷电路板的移动是不可能的。此外，超声波发生器也不可以定位在离开 任意期望远处，因为超声不能在任意期望长度上方传送。
[0010] 在JPS54/148137A中，超声波的目的是用于将焊料流动置于振动中，从而待焊接 的物体与焊料之间的表面被活化，以便放弃使用熔剂。
[0011] 在Leuze出版社的R. J. Klein的第二版的"电工程中的软焊接"的专业书籍第94 到96页中，铝部件的软焊接被描述为超声焊接的唯一重要应用。这里还陈述"由于印刷电 路板的质量不适于产生气蚀（在可接受的振幅与振动情况下），因此在浴上或波上超声焊 接是不可能的"。
[0012] 上面描述的现有技术公开了超声焊接装置，其中通过超声产生的振动应产生然后 局部地分离（气蚀）的液体的加速。特别地，待焊接的构件这里受到经由焊料传送的超声 波。利用此装置应该能够放弃熔剂的使用，但是在实践中这从未实现。这在R.J. Klein的 "电工程中的软焊接"的专业书籍中进行描述。
[0013] 此外通过现有技术已知的是，其中焊料不在喷嘴的外侧上方流走。在这些喷嘴中 设置有将喷嘴的内腔分开的例如以金属舌形式的插入件。当如按照规定使用时，焊料被传 送通过喷嘴的内腔的一部分，在喷嘴的上端处排出，并且经由插入件流动到内腔的第二部 分中并且然后可以被导走。
[0014] 还存在不利用栗的焊接装置。在这些焊接装置中，焊接喷嘴的焊料冲压浸入到焊 料浴中，同时在其上侧上以坑井的形式容纳一定数量的焊料。焊接喷嘴然后移动到待焊接 的点处，其中此待焊接的点被浸入坑井中，使得其被润湿以焊料并且通过此种方式最终地 被焊接。
[0015] 全部类型的喷嘴都可以至少部分地是镀锡的，因为焊料优选地在镀锡表面上延 伸，并且通过此种方式焊料可以被保持远离其它表面。在具有插入件的喷嘴的情形中，插入 件是镀锡的，以使焊料沿着它延伸。在喷嘴不具有插入件的情形中，外表面至少部分地是镀 锡的。
[0016] 在此焊接装置的操作中发生的问题是形成所谓的焊瘤。这些焊瘤通常地包括熔剂 残余物与从焊接物体洗刷掉的氧化物，其在焊料与大气氧的接触时形成。在DE8408427U1 中已经描述了，必须不时地清洁喷嘴，以便确保焊料的连续流动。在此公开文献中提出，利 用可以被引导到喷嘴内与外的针机械地不时地清洁喷嘴。然而，此清洁设备未充分地移除 焊瘤并且还可能损坏喷嘴。还已知利用刷子从外部清洁喷嘴。
[0017] 减少焊瘤形成的一个可能的方式是使用所谓的致动器。由EP0536472B1已知的是 其中羧酸用作活化剂的焊接活塞。与活化剂混合的是在焊接点周围流动的保护性气体，这 会导致在焊接点处以及周围区域没有形成焊瘤以及此外移除现有的焊瘤。此方法的弊端尤 其是，需要使用另外的物质即活化剂。这些物质可以与焊料混合，其会影响焊接点的质量。 活化剂还可能污染焊料在其中循环的焊接装置的焊料浴。最后，尽管使用活化剂，不可能完 全地避免焊瘤的形成。
[0018] DE202009002666U1公开了用于利用清洁和/或活化剂清洁和/或活化焊接喷嘴的 设备，其中通过控制单元将清洁和/或活化剂自动地供给到焊接喷嘴。
【发明内容】
[0019] 因此本发明的目的是，提供用于清洁其中尽可能地移除焊瘤的焊接喷嘴的方法。
[0020] 本发明的另一个目的是，提供用于清洁在焊接喷嘴的操作上具有最小可能影响的 焊接喷嘴的方法。
[0021] 根据权利要求1的方法达到了这些目的。
[0022] 本发明的另一个目的是，提供用于清洁焊接喷嘴的设备，其使得能够以尽可能简 单的方式尽可能最彻底地清洁焊接喷嘴。
[0023] 本发明的另一个目的是，提供用于清洁焊接喷嘴的设备，其在焊接装置中的安装 和使用，尽可能少地妨碍焊接装置的连续的操作。
[0024] 通过根据权利要求的8用于清洁焊接喷嘴的设备达到这些目的。
[0025] 本发明的另一个目的是，提供允许尽可能连续的操作的焊接装置。
[0026] 通过按照权利要求15的焊接装置达到此目的。
[0027] 有利的扩展方案是相应从属权利要求的对象。
[0028] 根据本发明的用于清洁焊接喷嘴，尤其至少部分地镀锡的焊接喷嘴的方法，其特 征特别是在于，借助声源的任意频率的声音从焊接喷嘴移除杂质，尤其是不期望的氧化物。 已经表明的是，通过声音清洁焊接喷嘴尤其适于完全地从焊接喷嘴清除不期望的杂质。此 特别有利的是，焊接喷嘴自身的材料不受损害。仅在喷嘴的表面上的杂质通过声音分离，并 且喷嘴再次充分地起作用。
[0029] 根据本发明的方法与根据本发明的设备尤其设计为用于选择性焊接。在选择性焊 接中，液态焊料流动通过相对于组件可移动的最小波峰焊接喷嘴，并且在其上端排出。出现 的焊料然后在喷嘴的外侧上流回到焊料浴中。通过这种方式形成焊料波，待焊接的组件连 接的各个焊接区