专利名称：增加波焊中锡波高度的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电路板制作中波焊的工艺装置，特别是指一种装设于波焊机焊锡喷嘴上方增加锡波高度的装置。
一般而言，决定电路板装配合格率的最关键步骤为组件接脚的焊锡程序。特别是当芯片封装的接脚数量增加且排列更为密集时，如何避免接脚焊点发生桥接短路(bridge)、沾锡不良、缩锡(dewetting)、吹孔(blow hole)等缺陷，将可大幅增加所生产电路板的合格率，并降低器件发生故障的机会。以目前电路板组装生产线而言，为了增进生产的速度，主要是使用波焊(wave soldering)方式的焊接工艺，是利用已熔融的液态锡在马达的驱动下，向上扬起锡波，而对斜向上升输送而来的电路板，从下向上压迫使液态锡进孔，或对点胶定位组件的接脚处，进行填锡而形成焊点。
如
图1所示，显示了用来进行波焊程序的锡炉装置10。其中，锡槽12用来承载熔融的液态锡，至于装设于锡槽12侧边的马达泵系统14，则可旋转其风扇叶片而驱动液态锡，使其经由位于锡槽12中的焊锡喷嘴16喷出，而形成向上涌动的锡波。如此，倾斜的传动轨道18可将电路板20传送至锡槽12上方，而使向上涌起的锡波沿着电路板20上的孔洞灌入，并完成组件接脚的焊接程序。值得注意的是，要进行波焊程序的电路板，会先置放并固定于由铝合金或纤维合成板所构成装载夹具上，并借着装载夹具镂空的部份，暴露出电路板上需要焊接的区域。然后，利用位于传动轨道18下的爪勾22，沿着装载夹具的侧边抓取，并沿着传动轨道18传送电路板20。
一般而言，在传送轨道18的前端部份24，会对电路板20进行助焊剂(flux)涂布与预热(preheat)程序。其中，助焊剂的使用，除可使待焊金属具有清洁的表面，且不至于在高温空气环境中生锈外，还可将热量均匀分布而增进待焊区域的焊锡特性。典型的助焊剂涂抹包括了泡沫型、喷洒型与波浸型等方式。至于紧接着进行的预热程序，则可用来赶走助焊剂中挥发性成份，并提高电路板与组件的温度，而增加助焊剂的活性与能力，以改善液态融锡进孔的能力。典型的预热方式，可由位于装载夹具下方的红外线灯管，照射电路板而将其温度提高至预定值。
如图2所示，显示了在进行波焊程序时锡槽12的侧视情形。其中，由焊锡喷嘴16向上喷出的熔融锡24会产生隆起的锡波，然后沿着锡槽12的侧壁向外流出，再经过位于锡槽12外侧的回收槽，将流出的熔融锡24回收而循环使用。至于沿着传送轨道倾斜方向过来的装载夹具26，则会承载着电路板20通过熔融锡24产生的锡波，使液态锡沿着电路板20上的孔洞，向上灌入而形成焊点。
但是，以目前典型的锡炉机台而言，由于其锡波高度无法超过12mm，所以对于双面都需焊接组件的电路板来说，在进行波焊程序时，可能会因为液态锡不能灌满电路板上的孔洞，而使所制作的焊点合格率下降。特别是因为此种双面均插置组件的电路板20往往具有较大的厚度，而使其上的孔洞也具有较深的高度。相对的，用来承载此种电路板20的装载夹具26，也会具有较深的高度，以便有效的保护电路板20上的组件。
如此一来，将会导致进行波焊程序时的合格率大幅度降低。特别是当电路板20第一面过完锡炉后，若所焊接的零件21本体很高，则当反转放在装载夹具26上时，其整体高度已远超过锡波的最大高度。当要对第二面的零件23进行波焊程序时，装载夹具26、零件21与电路板20的整体高度远超过锡波的高度，而使得熔融态焊锡不能有效的灌满电路板上的孔洞，并造成所制作的焊点发生空洞、断路等缺陷。
在对这种较厚的电路板进行波焊时，虽然可由增加锡槽马达的转速，而产生更高的锡波。但在实际制造过程中，过高的转速往往会使马达泵系统变得极不稳定，并对液态锡波的流动造成影响，进而使波焊焊锡的合格率产生大幅度波动。因此传统的制造方法，会使用涌锡机来处理较厚电路板的焊锡工艺。如图3所示，此图显示了典型的涌锡机30机台情形，可借着操作面板32上的控制钮，而控制锡槽34中熔融锡的溢流情形，再以人工方式将电路板压置锡槽34上方进行焊锡程序。
但要特别说明的是，由于大部份的涌锡机30其锡槽34均暴露在机台外，所以在相关焊锡程序进行时，会造成严重的空气污染。并且，由于是使用人工方式来进行焊锡，所以当组件接脚数量大增且排列密集时，容易产生过多的短路缺陷，而难以掌握焊点品质。并且，当电路板在生产线上进行组件装配时，可能会因为需要使用涌锡机进行焊点制作，而需更换不同的焊锡机台。除了导致生产线无法正常作业而降低生产率外，还需要耗费更多的人力来检测所制作的电路板，且进行相关的除错程序。所以，如何在现有的锡炉机台上增加锡波的高度，且同时维持锡波流动时的稳定性，具有相当的重要性。
为了实现上述目的，本实用新型揭露了一种装设于波焊锡炉其焊锡喷嘴的装置，用以增加锡槽中熔融态焊锡的锡波高度，该装置至少包括挡板，装设于该焊锡喷嘴边墙上缘，用以增加该焊锡喷嘴边墙高度，进而增加锡波高度；及压盖，可沿着该挡板内缘压置于部份该焊锡喷嘴开口上，以便借着对该熔融态焊锡施加压力，而使未被该压盖遮蔽的部份该焊锡喷嘴开口，产生高度上升的锡波。
如上所述的装置，其中上述挡板具有一长边挡板、以及连接于该长边挡板两端的短边挡板，而构成一“ㄇ”字型框架结构。
如上所述的装置，其中上述短边挡板外缘侧壁上并具有螺丝旋钮，用以将该“ㄇ”字型框架结构固定并锁紧于该焊锡喷嘴边墙上。
如上所述的装置，其中上述压盖包括了一压板、以及位于其上的重块，且该重块是以焊接方式连接并固定于该压板上表面。
如上所述的装置，其中在上述重块上表面具有一握把，以提供操作者移动该压盖用。
如上所述的装置，其中上述压板边缘并具有向外延伸的套件，可在置放该压盖于该挡板内缘时，由该套件套接于该挡板上。
本实用新型还提供了一种可增加波焊锡炉的锡波高度的锡槽装置，该装置至少包括锡槽，用以盛装熔融态焊锡；马达泵装置，位于该锡槽侧边，具有延伸至该锡槽底部的风扇叶片，用以驱动该熔融态焊锡；焊锡喷嘴，位于该锡槽中，可使被驱动之该熔融态焊锡向上涌出而产生锡波；挡板，装设于该焊锡喷嘴上缘，用以增加该焊锡喷嘴边墙高度，进而增加锡波高度；及压盖，可沿着该挡板内缘压置部份该焊锡喷嘴开口，以直接施加压力于该熔融态焊锡，使未被该压盖遮蔽的该焊锡喷嘴开口，产生高度上升的锡波。
本实用新型的有益效果是，由于可直接使用原本的波焊锡炉，对厚度较大或双面均具有零件的电路板进行波焊程序，所以不需要在生产线上额外设置涌锡机台，如此将可使整个生产流程单一化，而不用随着电路板的厚度的改变更换特定的锡槽或机台；同时由于不需要使用涌锡机台，将可大幅减少电路板上焊点桥接短路的情形、减少环境污染的机会、并且降低操作涌锡机台所耗费的人力成本；由于可在维持锡炉马达原来转速的情形下，以本实用新型的结构直接提升锡波高度(约可提高至18mm)，因此不需要增加马达转速来提升熔融态焊锡的高度。如此一来，在提高马达转速时可能造成锡波扰动的变量可降至最低，并使所进行的波焊程序具有极为稳定的品质，进而提高合格率至98％以上，且连带提高产能50％。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。
图1是锡炉机台示意图，显示用来进行波焊程序的锡炉的结构与配置；图2是锡槽侧视示意图，显示在进行波焊程序时携带电路板的装载夹具与熔融态焊锡接触的情形；图3是涌锡机台示意图，显示用来对双面均具有组件的电路板进行焊锡程序的涌锡机结构与配置情形；图4是锡槽装置示意图，显示根据本实用新型所提供的挡板、压盖与焊锡喷嘴的配置关系。
如图4所示，显示了根据本实用新型所提供的装设于波焊锡炉的焊锡喷嘴上方的装置，以便增加锡槽中熔融态焊锡的锡波高度。此装置包括了一挡板40，装设于焊锡喷嘴16边墙上缘，用以提高焊锡喷嘴16边墙的高度。另外，一压盖50可沿着挡板40内侧，压置于焊锡喷嘴16上并遮蔽部份焊锡喷嘴16开口，而直接施加压力于焊锡喷嘴16中的熔融态焊锡。如此可由挡板40与压盖50，而使未遮蔽的部份焊锡喷嘴16开口所具有的熔融态焊锡，产生高度增加的锡波。
在较佳实施例中，上述挡板40为一“ㄇ”字型框架，具有一长边挡板40a、以及连接于长边挡板40a两端的短边挡板40b。当此挡板40装设于焊锡喷嘴16上时，其“ㄇ”字型框架结构会与焊锡喷嘴16的边墙密合，而增加了锡槽12边墙的高度。如此，借着长边挡板40a可增加焊锡喷嘴16长边墙后挡的高度，而借着短边挡板40b则可增加焊锡喷嘴16短边墙侧挡的高度。值得注意的，在短边挡板40b的外缘侧壁上，还装设螺丝旋钮42，以便将挡板40固定并锁紧于焊锡喷嘴16边墙上。
另外在制作挡板40时，可根据需要而调整其高度，以便进一步提高焊锡喷嘴16后挡与侧挡的高度，如此可增加熔融态焊锡由焊锡喷嘴16溢出的高度，而使锡波的整体高度上升。还有，在图4中虽然是以高度相同的长边挡板40a与短边挡板40b来构成整个“ㄇ”字型框架，但在实际应用中，还可根据需要而使用不同高度的长边挡板40a与短边挡板40b，进而控制熔融态焊锡的锡波流动方向与高度。
根据本实用新型所提供的压盖50，则包括了压板52、以及位于其上的重块54。在较佳实施例中，此重块54可以焊接方式连接并固定于压板52上表面。在重块54上表面并制作了握把56，以方便操作者移动压盖50。此外，在压板52的边缘部份，具有向外延伸的套件58，可在放置压盖50于挡板40内缘时，由套件58套接于挡板40上缘。如此一来，当波焊程序进行时，此套件58将可完全防止熔融态焊锡由压盖50与挡板40的接合位置溢出。在较佳实施例中，此套件58的设计可如图4所示，具有“ㄇ”字型的薄板结构，以方便直接套接于挡板40上。并且，由于套件58的高度与挡板高度相同，因此可完全契合于挡板40上而产生密合的效果。
要特别说明的是，参照
图1，对锡槽12而言在实际进行波焊程序时，仅有位于传送轨道18正下方部份焊锡喷嘴16开口的锡波，会与电路板接触而产生焊锡，至于其它部份焊锡喷嘴16开口上涌的锡波则并不会与电路板接触。所以上述的压板52正好用来遮盖焊锡喷嘴16不需吃锡的部份开口，并且由位于压板52上的重块54，以重力加压的方式对焊锡喷嘴16中的熔融态焊锡施加压力，而使锡波高度增加。如此，未被压板52遮蔽的部份焊锡喷嘴16开口，其熔融态焊锡将受到重块54的压力而上涌，使锡波高度变得更高。
以目前生产线上所使用的Delta Wave 6622型波焊炉(由VitronicsSoltec公司所制造)为例，其熔融态焊锡的锡波高度无法超过12mm。但在使用了上述的挡板40与压盖50后，可使整个熔融态焊锡的水位上升，而使锡波高度增加至20mm左右。显然，借着使用本实用新型所提供的夹具，确可有效的提供高度上升且极为稳定的锡波，而可用来对厚度较大或双面均具有零件的电路板进行波焊程序。
此外，除了可结合上述挡板40与压盖50来增加锡波高度外，还可单独使用此二种装置而达到相同的功用。其中，可直接将上述压盖50，压置于焊锡喷嘴16边墙内缘，而遮蔽部份焊锡喷嘴16开口。此时，可借着压盖50边缘的套件58套接于焊锡喷嘴16边墙上方，并利用压板52遮蔽部份焊锡喷嘴16开口，同样的，位于压板52上的重块54，可以重力加压的方式压迫下方的熔融态焊锡，而使锡波高度上升。
当然，除了利用压盖50重力施压的方式来增加锡波高度外，还可直接利用上述的“ㄇ”字型挡板40来实现相同的功能。其中，将挡板40放置于焊锡喷嘴16边墙上缘，可加高焊锡喷嘴16后挡及侧挡的高度。如此，当马达泵系统驱动熔融态焊锡，并经由焊锡喷嘴向上涌出时，由于熔融态焊锡不易由焊锡喷嘴16边墙溢出，而可使熔融态焊锡的锡波高度上升。
使用本实用新型所提供的挡板与压盖具有下述各项优点(1)由于可直接使用原本的波焊锡炉，对厚度较大或双面均具有零件的电路板进行波焊程序，所以不需要在生产线上额外设置涌锡机台，如此将可使整个生产流程单一化，而不用随着电路板的厚度的改变更换特定的锡槽或机台。
(2)由于不需要使用涌锡机台，将可大幅减少电路板上焊点桥接短路的情形、减少环境污染的机会、并且降低操作涌锡机台所耗费的人力成本。
(3)由于可在维持锡炉马达原来转速的情形下，以本实用新型的结构直接提升锡波高度(约可提高至18mm)，因此不需要增加马达转速来提升熔融态焊锡的高度。如此一来，在提高马达转速时可能造成锡波扰动的变量可降至最低，并使所进行的波焊程序具有极为稳定的品质，进而提高合格率至98％以上，且连带提高产能50％。
最后要指出的是，本实用新型虽以一较佳实例阐明如上，但是并非用以限定本发明的专利范围，本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神与范围内所作的修改，均应包含在本实用新型的专利范围内。
权利要求1.一种增加波焊中锡波高度的装置，装设于波焊锡炉的焊锡喷嘴上，其特征在于，至少包括一挡板，装设于该焊锡喷嘴边墙上缘；一压盖，沿着该挡板内缘压置于部份该焊锡喷嘴的开口上。
2.如权利要求1所述的增加波焊中锡波高度的装置，其特征在于，上述挡板具有一长边挡板、以及连接于该长边挡板两端的短边挡板，构成一“ㄇ”字型框架结构。
3.如权利要求2所述的增加波焊中锡波高度的装置，其特征在于，上述短边挡板外缘侧壁上具有螺丝旋钮，该挡板通过该螺丝旋钮固定并锁紧于该焊锡喷嘴边墙上。
4.如权利要求1所述的增加波焊中锡波高度的装置，其特征在于，上述压盖包括了一压板、以及位于其上的重块，该重块焊接并固定于该压板上表面。
5.如权利要求4所述的增加波焊中锡波高度的装置，其特征在于，上述重块上表面具有一握把。
6.如权利要求4所述的增加波焊中锡波高度的装置，其特征在于，上述压板边缘具有向外延伸的套件，该套件套接于该挡板上。
7.一种增加波焊锡炉锡波高度的锡槽装置，包括锡槽，盛装该熔融态焊锡；马达泵装置，位于该锡槽侧边，具有延伸至该锡槽底部的风扇叶片；焊锡喷嘴，位于该锡槽中，该熔融态焊锡通过该焊锡喷嘴向上涌出而产生锡波；其特征在于，该锡槽装置还包括挡板，装设于该焊锡喷嘴上缘；压盖，沿着该挡板内缘压置部份该焊锡喷嘴开口。
8.如权利要求7所述的锡槽装置，其特征在于，上述挡板具有一长边挡板、以及连接于该长边挡板两端的短边挡板，而构成一“ㄇ”字型框架结构。
9.如权利要求8所述的锡槽装置，其特征在于，上述短边挡板外缘侧壁上具有螺丝旋钮，该挡板通过该螺丝旋钮固定并锁紧于该锡槽边墙上。
10.如权利要求7所述的锡槽装置，其特征在于，上述压盖包括了一压板、以及位于其上的重块，该重块焊接固定在该压板上表面。
11.如权利要求10所述的锡槽装置，其特征在于，上述重块上表面具有一握把。
12.如权利要求10所述的锡槽装置，其特征在于，上述压板边缘具有向外延伸的套件，该套件套接于该挡板上。
专利摘要本实用新型揭露了一种增加波焊中锡波高度的装置，装设于波焊锡炉的焊锡喷嘴上；该装置包括了一挡板与压盖，其中挡板装设于焊锡喷嘴边墙上缘，用以增加焊锡喷嘴边墙高度，进而增加锡波高度，而压盖则可沿着挡板内缘压置于部分焊锡喷嘴开口上，以便借着对熔融态焊锡施加压力，而使未被压盖遮蔽的部分焊锡喷嘴开口，具有更高的锡波高度。
文档编号B23K1/08GK2569521SQ0225187
公开日2003年8月27日 申请日期2002年9月16日 优先权日2002年9月16日
发明者王柏鸿, 陈佑璋 申请人:华硕电脑股份有限公司