专利名称：回流式锡焊方法和使用这种方法的回流式锡焊装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种回流式锡焊方法和使用该方法的回流式锡焊装置。该方法是利用皮带式传送带等输送构件，将装有回路零件，并涂上膏状焊锡的印刷基板输送至加热装置，利用该加热装置加热上述印刷基板，使膏状焊锡熔融，来进行锡焊的。
作为先前的回流式锡焊装置，现在根据本发明申请人提出的日本专利申请第175657/1994号进行说明。如图7所示，这个回流式锡焊装置的内部配置了输送构件1，它将装载着回路零件(图中没有示出)，涂上膏状焊锡的印刷基板(图中没有示出)，从输入端A向着输出端B输送。
这个输送构件1由没有终端的无接头链式传送带1a，驱动该链式传送带1a的驱动电机1b和给链式传送带1a导向，不使上述链式传送带1a，在上述印刷基板等重量作用下，向下方下垂的传送带轨道1c组成。通过驱动电机1b的转动，使该输送构件1，按箭头C的方向(即从上游向下游)移动。
另外，在上述链式传送带1a通过的先前的回流式锡焊装置内部的上游，配置着作为预热构件的第一预热炉2和第二预热炉3。在上述第一预热炉2的框体2a中，配置有一对风扇2b。在上述一对风扇2b的每一个上方，配置着6根红外线加热器2d。
在该第一预热炉2的框体2a内的空气，由风扇2b向上输送，经红外线加热器2d加热。加热的空气在碰到框体2a的顶面后，向下部弹回，在框体2a内循环。这样，可对装有回路零件，由链式传送带1a输送的，涂上了膏状焊锡的印刷基板(图中没有示出)进行预热。
此外，由于位于第一预热炉2下游的第2预热炉3的结构与上述第一预热炉2相同，故其说明从略。
在上述第二预热炉3的下游，还配置着回流炉14。该回流炉14具有位于上述链式传送带1a的正下方的加热器箱14a。在该加热器箱14a的上部，沿着链式传送带1a的移动方向，配置着多个加热喷嘴14b。
在上述加热器箱14a内，还放置着多个加热器(图中没有示出)，将送至加热器箱14a内的空气加热至高温。
另外，在回流炉14的上方配置着排气罩15。排气管道6和循环管道16与该排气罩15连接，将上述印刷基板的膏状焊锡熔融后的高温加热空气的一部分沿着箭头D的方向，从上述排气管道6中被吸引出来，并排出至回流式锡焊装置外面去。
没有被吸入排气管道6中的残余的加热空气，被送风机17按照箭头E的方向，从循环管道16中吸出，再从吸入口17a，经过排气口17b，再次被送入回流炉14的加热器箱14a内。
上述送风机17配置在回流炉14的下方，上述循环管道16延长，与上述排气罩15连接。
另外，在上述回流炉14的下游，链式传送带1a的上方，配置着具有多个整流板9a的冷却风扇9，可以冷却锡焊后的印刷基板。
在上述第一和第二预热炉2和3的下方，配置有回收落入第一和第二预热炉2和3内的焊锡屑等废料的落下物回收网10。先前的回流式锡焊装置就是这样构成的。
但是，上述的回流式锡焊装置，由于要将用于改善锡焊性能的焊剂焊药与涂敷在印刷基板上的膏状焊锡混合，在用从加热喷嘴14b排出的高温加热空气熔融上述膏状焊锡时，上述焊剂焊药的一部分会由于高温而蒸发，变为气体。
当含有这种变成气体的焊剂焊药的加热空气吸入至上述送风机17中时，在从上述循环管道16送经送风机17期间，含有上述变成气体的焊剂焊药的加热空气的温度降低，上述变成气体的焊剂焊药会转变为粘性高的液体或固体，附着在循环管道16和送风机17或回流炉14的内部。
这样，上述送风机17的吸气性能和排气性能降低，不能将所希望数量的加热空气送入回流炉14内，需要花费时间将回流炉14内的温度提高到所希望的温度，电力消耗增加。另外，从回流炉14排出的高温加热空气的温度有偏差，涂敷在印刷基板上的膏状焊锡的熔融不均匀，锡焊的性能变坏。
再者，为了清除附着在上述循环管道16和送风机17内部的上述焊剂焊药，需要在短期内维修循环管道16或送风机17，这必须要把上述循环管道16或送风机17拆开来扫除，因此，回流式锡焊装置的运转率降低，生产性能变坏。
另外，由于将循环管道16延长，与上述排气罩15和送风机17连接，因此，在从排气罩15吸入的高温加热空气，通过上述循环管道，再经过送风机17，再次供给回流炉14之前，加热空气的温度降低。
作为解决上述问题的第一个方法，本发明的回流式锡焊方法是这样构成的利用送风构件，将外部气体供给热交换构件内部，该热交换构件使具有温度差的外部和内部空气相互进行热交换，而使温度差降低。再利用从加热构件排出的加热空气，将送入了外部气体的热交换构件加热，从而使送入上述热交换构件内部的上述外部气体的温度升高。再将这温度升高的上述外部气体供给上述加热构件，利用这个加热构件，将上述外部气体加热至更高的温度。将这种高温的加热空气排出至上述加热构件的外部，利用这种排出的高温加热空气，将回路零件锡焊在印刷基板上。
作为解决上述问题的第二个方法，本发明的回流式锡焊方法是这样构成的上述热交换构件内部的外部气体吸收从上述加热构件排出的加热空气的热，在该热交换构件的外部，使热交换构件周围的加热空气温度降低。
又，作为解决上述问题的第三个方法，本发明的回流式锡焊装置具有输送构件、送风构件、热交换构件和加热构件，上述热交换构件配置在以该加热构件加热的加热空气排出的位置上。该输送构件可输送装有回路零件，并涂敷了膏状焊锡的印刷基板。该送风构件可将吸入的外部气体送入装置内部，而该热交换构件则可将从该送风构件送出的外部气体导入内部。该加热构件可加热从上述送风构件通过上述热交换构件送入的外部气体。
作为解决上述问题的第4个方法，本发明的回流式锡焊装置具有一个排气构件，它可通过夺去送入上述热交换构件内部的外部气体中的热，而使从上述加热构件排出的高温加热空气冷却，并将冷却的空气集中起来，排出至外部。上述的热交换构件配置在该排气构件的内侧。
作为解决上述问题的第5个方法，上述热交换构件夹着上述输送构件，配置在上述加热构件的相反一侧。
作为解决上述问题的第6种方法，上述热交换构件由气袋构成。该气袋为在入口端和出口端，将多根管子集中形成的。从上述送风构件送出的外部气体，可通过上述气袋，送入上述加热构件中。
作为解决上述问题的第7个方法，上述热交换构件的气袋是由将表面作成波浪形的多个凸条部分构成的。
图1为本发明的一个实施例的回流式锡焊装置的全体构成图；图2为图1的回流式锡焊装置所具有的第一预热炉的主要部分的截面图；图3为图1的回流式锡焊装置所具有的加热构件的主要部分的截面图；图4为图1的回流式锡焊装置所具有的热交换构件的概略的透视图；图5为图4的热交换构件的另一个实施例的概略透视图；图6为说明利用图3的加热构件加热印刷基板的状态的透视图；图7为先前的回流式锡焊装置的全体构成图。
现在利用图1～图6来说明本发明的回流式锡焊装置。与上述先前的回流式锡焊装置中使用的构件相同的构件，用相同的标号标注。
图1为本发明的一个实施例的回流式锡焊装置的全体构成图。从输入端A至输出端B，配置着输送印刷基板P的输送构件1。
该输送构件1由(例如)没有终端的无接头链式传送带1a，驱动该链式传送带1a的驱动电机1b，和从下方给链式传送带1a导向，使上述链式传送带1a不致在输送物等重量作用下下垂的传送带轨道1C构成。该输送构件1可通过上述驱动电机1b的回转，按箭头C的方向(即从作为上游的输入端A向着作为下游的输出端B的方向)移动。
并且，上述链式传送带1a，一旦从输入端A和输出端B拉出至回流式锡焊装置外面，它由多个导向滚子1e导向，再次被送入回流式锡焊装置内部，送至回流式锡焊装置内部的下方，卷绕在驱动电机1b的皮带轮上，通过驱动电机1b的转动，而反复移动。
另外，在上述链式传送带1a行走的回流式锡焊装置内部的上游，配置了预热印刷基板P的第一预热炉2和第二预热炉3。上述第一预热炉2的外部由框体2a构成，该框体2a的内部被隔开成二个空间，在各个空间中，分别配置着一对风扇2b。风扇2b具有向下方突出的回转轴2c。在上述一对风扇2b各自的上方，配置了6根红外线加热器2d。
如图2所示，在第一预热炉2的框体2a内的空气，借助风扇2b的回转，被向上输送，由红外线加热器2d加热至成为大约为150℃的空气。利用温度上升至大约150℃的预热空气，对涂敷了膏状焊锡并装有回路零件P1的印刷基板P进行预热后，上述预热空气碰到框体2a的顶面，被弹回下方，结果，预热空气以大约150℃的均匀温度，在框体2a内循环。
由于这样，框体2a的内部可以上部和下部的空气没有温度差的恒定的温度，对印刷基板P进行加热。
另外，位于上述第一预热炉2下游的第二预热炉3的结构与第一预热炉2相同，因此省略了其说明。
在上述第二预热炉3的下游，在输送构件1的下方，配置着加热构件4。该加热构件4具有设在上述链式传送带1a的正下方的加热器箱4a，在该加热器箱4a的上部，沿着链式传送带1a的箭头C所示的移动方向，以规定的间隔(例如，节距大约为20mm)，依次排列着多个加热喷嘴4b。该加热喷嘴4b的开口，设定为大约50mm×50mm，它的长度方向配置成与上述链式传送带1a的移动方向垂直。
另外，如图3所示，在上述加热器箱4a内，从下方开始，依次安装着多个加热器4c和多个喷射喷嘴4d。该喷射喷嘴4d位于该加热器4c的上部，并朝着向下方向形成多个小孔(图中没有示出)。加热器4c和喷射喷嘴4d埋入加热器箱4a的一侧的侧壁中。在上述喷射喷嘴4d的上部，与安装着上述加热器4c和喷射喷嘴4d的一侧的侧壁相对的另一侧的侧壁上，安装着用于测定加热器箱4a内的温度的热电偶4e。热电偶4e埋入该侧壁内。
在上述热电偶4e和封盖加热器箱4a的上部的、做有多个上述加热喷嘴4b的上盖4f之间，配置着空气过滤器4g。当从上述喷射喷嘴4d喷射出的、由加热器4c加热至高温的空气，流入加热喷嘴4b中时，可以减少气流的紊流。
在加热构件4的加热喷嘴4b的正上方，配置着链式传送带1a。在与该链式传送带1a隔开一个给定间隔距离的上方，配置着下部敞开的箱形排气构件5。排气管道6与该排气构件5连接，将从加热喷嘴4b排出的高温加热空气集中起来，排出至外部。
另外，在上述排气构件5的内侧，夹着上述输送构件1，在上述加热构件4的相反一侧的上述输送构件1的上方，安装着热交换构件7。这个热交换构件7可使具有温度差的外部和内部的空气相互进行热交换，降低外部与内部空气的温度差。
又，如图4所示，该热交换构件7，分别以规定的间隔，将多根圆形的管7a组合，形成气袋7b，再将上述圆形管7a，在入口端7c和出口端7d处分别集中起来，分别使入口端7c与后面所述的送风构件8的送风管道8a连接，并使出口端7d与供给管道7e连接。并且，如图1所示，该供给管道7e，从上述热交换构件7出来，与加热构件4连接。
此外，与上述热交换构件7的入口端7c连接的送风管道8a，从由配置在加热构件4下方的送风机等构成的送风构件8延长出来。在该送风构件8的吸入口8b上，安装着过滤器8c，可以吸入清除了尘粒等的清洁的外部气体。再将该外部气体，通过上述送风管道8a，从排出口8a送入上述热交换构件7中。
在上述回流炉4的下游，在链式传送带1a的上方，配置着具有多个整流板9a的冷却风扇9。另外，在上述第一和第二预热炉2，3内，配置有回收从链式传送带1a上落下的焊锡屑等废物的落下物回收网10。
即本发明的回流式锡焊装置具有输送装有回路零件，并涂敷了膏状焊锡的印刷基板P的输送构件1；吸入外部气体，并向内部送风的送风构件；将从该送风构件送出的外部气体导入内部的热交换构件和使从上述送风构件8，通过上述热交换构件7送出的外部气体加热的加热构件4。其结构是将上述热交换构件7，配置在经该加热构件4加热的加热空气11排出的位置上。
上述这样构成的本发明的回流式锡焊装置，利用输送构件1，从输入端A开始，输送装有回路零件P1，并涂敷了膏状焊锡的印刷基板P。当利用第一和第二预热炉2，3预热该印刷基板P时，印刷基板P的温度被加热至大约120～150℃。
如图6所示，当将预热的印刷基板P输送至加热构件4的多个加热喷嘴4b上时，由于被加热至中心部分温度达到大约300℃的高温加热空气11，从上述加热喷嘴4b排出至印刷基板P的下表面，因此，印刷基板P的下表面的温度上升至大约200～250℃。
这样，涂敷在印刷基板P下表面上的膏状焊锡熔化，使回路零件P1与印刷基板P上的回路图形(图中没有示出)变成电气导通状态。
并且，当再用输送构件1，将上述膏状焊锡呈熔融状态的印刷基板P输送至下游时，印刷基板P被从加热构件4送至冷却风扇9处，利用从整流板9a送出的风，将印刷基板P冷却，上述膏状焊锡凝固，将回路图形(图中没有示出)和回路零件P1锡焊连接在一起。
另外，该回流式锡焊装置还具有排气构件5，它使从上述加热喷嘴4b向上方排出，将上述膏状焊锡熔融后的加热空气11，在被夺去送往上述热交换构件7内部的外部气体中的热后冷却下来，然后将这种冷却的空气集中起来，排出至回流式装置的外部。上述热交换构件7即配置在该排气构件5的内部。
这个热交换构件7，由于形成了具有多根管子7a的气袋7b，因此，从上述送风构件8供给上述热交换构件7的气袋7b内部的外部气体，可以吸收从上述加热构件4的加热喷嘴4b向上方排出的加热空气11的热，使上述热交换构件7外部的加热空气11的温度降低。
并且，从上述送风构件8供给上述热交换构件7内部的外部气体，可从上述加热空气11中吸收热，使温度升高，气袋7b内部的外部来的气体的温度可以升至100～150℃。
温度上升至100～150℃的气袋7b内的外来气体，抑制从上述送风构件8，通过送风管道8a送出的新的外部气体，再从供给管道7e，送至加热构件4的加热器箱4a中。
另外，送入该加热器箱4a中的，上述温度升高的外部气体，由喷射喷嘴4d的多个孔(图中没有示出)，向着加热器4c喷射。
这样，上述外部气体的温度更高，上升至大约300℃左右，变成如图6所示的高温的加热空气11，再从加热喷嘴4b向上方排出。
因此，由上述输送构件1输送的印刷基板P，被上述高温的加热空气11加热，印刷基板P下表面的温度上升至200～250℃左右，使涂敷在印刷基板P下表面上的膏状焊锡熔融。
另外，由于上述热交换构件7配置在上述排气构件5的内侧，夹住上述输送构件1，并在上述加热构件4的相反一侧，又由于可以高效率地吸收从上述加热构件4排出，把上述膏状焊锡熔化后的加热空气11的热，可以在上述热交换构件7的外部，使周围的加热空气11的温度降低，因此，可以防止装在上述印刷基板P上的回路零件P1受到高温破坏。
本发明的实施例中说明了将多个圆形管子7a组合构成的上述热交换构件7的气袋7b。然而，管7a不仅仅限于圆形，也可以(例如)作成椭圆形的。
另外，上述热交换构件7的气袋7b也不仅仅限于多根管子7a，也可以如同图5所示的气袋7g，由表面做成波浪形的多根凸条部分构成，使其内部形成中间空的状态。
根据上述的本发明，可以利用送风构件将外部气体供给热交换构件，该热交换构件使具有温度差的外部和内部空气相互进行热交换，将温度差减小。利用从加热构件排出的加热空气，使供给这种外部气体的热交换构件加热，使送入上述热交换构件内部的上述外部气体温度升高。温度升高的上述外部气体再供给上述加热构件，利用上述加热构件，使上述外部气体加热至更高温度。将这种高温的加热空气排出至上述加热构件的外部。由于可以利用这种排出的高温加热空气，将回路零件锡焊在印刷基板上，因此可以利用上述热交换构件，高效率地吸收从上述加热构件排出的高温的加热空气的热，该送入上述热交换构件内部的上述外部气体的温度，在短时间内升高，再将温度升高的外部气体供给上述加热构件。
另外，由于供给上述加热构件的外部气体温度升高，所以可以在短时间内，利用加热构件加热至高温，并且可以均匀地熔化涂敷在印刷基板上的膏状焊锡，可靠地进行锡焊。
另外，由于上述热交换构件内部的外来气体能够吸收从上述加热构件排出的加热空气的热，使该热交换构件外部的加热空气温度降低，因而可防止装在印刷基板上的回路零件变成高温，从而可防止回路零件的热破坏。
又，该锡焊装置具有输送装有回路零件，并涂敷了膏状焊锡的印刷基板的输送构件；吸入外部气体，向内部送风的送风构件；将从该送风构件送出的外部气体，导入内部的热交换构件；和使从上述送风构件，通过上述热交换构件送出的外部气体加热的加热构件。由于上述热交换构件配置在用该加热构件加热的加热空气排出的位置上，又由于可以高效率地加热吸收上述由加热构件排出的高温加热空气的热，并送入上述热交换构件内部的外来气体，而将温度升高的外部气体送入上述加热构件，因此可以提供一种能减小加热加热构件的加热器的电容，电力消耗少的回流式锡焊装置。
另外，从上述送风构件送出的外部气体为外部清洁的空气，在送风构件内部和加热构件内部没有附着焊剂焊药和尘粒等，因此可延长装置的维修期限，提高运转率，提供一种生产性能高的回流式锡焊装置。
另外，该回流式锡焊装置具有排气构件，它可从送往上述热交换构件内部的外部气体中夺去热量，而使从上述加热构件排出的高温的加热空气冷却。该排气构件还可将冷却的空气集中起来，排出至外部。由于上述热交换构件配置在该排气构件内侧，可以高效率地从高温的加热空气中吸收热量，在短时间内，使送入热交换构件内部的外部气体加热，而使温度升高。
再者，由于上述热交换构件夹住上述输送构件，配置在上述加热构件的相反一侧，因此，上述热交换构件可以高效率地从熔融了涂敷在印刷基板上的膏状焊锡后的高温加热空气中，吸收热量，使上述高温的加热空气温度冷却下来，从而可防止装在印刷基板上的回路零件受高温影响而热破坏。
上述热交换构件由气袋组成。该气袋为将多根管子组合，在其入口端和出口端处将管子集中起来形成的。由于可将从上述送风构件送出的外部气体，通过上述气袋送往上述加热构件，因此，可以增大上述气袋的表面积，并可高效率地吸收上述高温加热空气的热，在短时间内，将送入上述气袋中的外部气体加热，使温度升高。
又，由于上述热交换构件的气袋可由表面做成波浪形的多个凸条部分构成，因此该气袋可以增大其表面积，并可高效率地吸收上述高温加热空气的热，在短时间内，使气袋内部的新的空气加热，而使温度升高。
权利要求
1.一种回流式锡焊方法，其特征在于，利用送风构件将外部气体供给热交换构件内部，该热交换构件使具有一定温度差的外部和内部空气，相互进行热交换，将温度差降低；再利用从加热构件排出的加热空气，加热供给外部气体的热交换构件，使供给至上述热交换构件内部的上述外部气体的温度升高，再将温度升高的上述外部气体送入上述加热构件，利用该加热构件，将上述外部气体加热至更高的温度，将这种高温的加热空气排出至上述加热构件的外部，利用这种排出的高温加热空气，将回路零件锡焊在印刷基板上。
2.如权利要求1所述的回流式锡焊方法，其特征在于，上述热交换构件内部的外来气体，吸收从上述加热构件排出的加热空气的热，在该热交换构件的外部，使热交换构件周围的上述加热空气的温度降低。
3.一种回流式锡焊装置，其特征在于，它具有输送装有回路零件，并涂敷了膏状焊锡的印刷基板的输送构件；吸入外部气体，并向内部送风的送风构件；将从该送风构件送出的外部气体导入内部的热交换构件和将通过上述热交换构件，从上述送风构件送出的外部气体加热的加热构件；将上述热交换构件配置在利用该加热构件加热的加热空气排出的位置上。
4.如权利要求3所述的回流式锡焊装置，其特征在于，它具有排气构件，该排气构件可夺去送入上述热交换构件内部的外部气体中的热，而使从上述加热构件排出的高温加热空气冷却，该排气构件还可将冷却的空气集中起来，排出至外部；上述热交换构件配置在该排气构件的内侧。
5.如权利要求4所述的回流式锡焊装置，其特征在于，上述热交换构件夹住上述输送构件，配置在上述加热构件的相反一侧。
6.如权利要求5所述的回流式锡焊装置，其特征在于，上述热交换构件由气袋组成，该气袋是将多根管子，在其入口端和出口端处集中起来形成的，从上述送风构件送出的外部气体，可通过上述气袋，送入上述加热构件中。
7.如权利要求6所述的回流式锡焊装置，其特征在于，上述热交换构件的气袋由表面做成波浪形的多个凸条部分构成。
8.如权利要求4所述的回流式锡焊装置，其特征在于，上述热交换构件由气袋构成，该气袋是将多根管子，在其入口端和出口端处集中起来形成的，从上述送风构件送出的外部气体，可通过上述气袋，送入上述加热构件中。
9.如权利要求8所述的回流式锡焊装置，其特征在于，上述热交换构件的气袋由表面做成波浪形的多个凸条部分构成。
10.如权利要求3所述的回流式锡焊装置，其特征在于，上述热交换构件夹住上述输送构件，配置在上述加热构件的相反一侧。
11.如权利要求10所述的回流式锡焊装置，其特征在于，上述热交换构件由气袋构成，该气袋是将多根管子，在入口端和出口端处集中起来形成的，从上述送风构件送出的外部气体，可通过上述气袋送入上述加热构件中。
12.如权利要求11所述的回流式锡焊装置，其特征在于，上述热交换构件的气袋由表面做成波浪形的多个凸条部分构成。
13.如权利要求3所述的回流式锡焊装置，其特征在于，上述热交换构件由气袋构成，该气袋是将多根管子，在其入口端和出口端处集中起来形成的，从上述送风构件送出的外部气体，可通过上述气袋，送入上述加热构件中。
14.如权利要求13所述的回流式锡焊装置，其特征在于，上述热交换构件的气袋，由表面做成波浪形的多个凸条部分构成。
全文摘要
本发明可利用送风构件8,将外部气体供给热交换构件7。该热交换构件7使具有温度差的外部和内部空气相互进行热交换,将温度差降低,然后,利用从加热构件排出的加热空气11,加热送入了外部气体的热交换构件7,从而可加热供给上述热交换构件7的上述外部气体。再将温度升高的上述外部气体供给上述加热构件4,利用上述加热构件4,将上述外部气体加热至更高温度。
文档编号B23K1/008GK1197366SQ9810118
公开日1998年10月28日 申请日期1998年4月10日 优先权日1997年4月10日
发明者相浦弘昭 申请人:阿尔卑斯电气株式会社