专利名称：液态金属软钎接的感应式四波段电磁泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种泵送液态金属软钎料的感应式四波段电磁泵，特别涉及到插入安装技术(IMT)和表面安装技术(SMT)兼容的特宽型印制电路板(PCB)自动化焊接设备中，泵送液态金属软钎料的感应式四波段电磁泵。
专利CN2178581Y所涉及的电磁泵，当波峰宽度特宽时(例如＞400mm)，由于流体的边缘效应，波峰沿宽度方向的中央部和两端部，将出现高度差。即中段高，两端低。因而对特宽型PCB的焊接中，将出现两旁因波峰高度不够，不能接触钎料波峰而出现漏焊现像。
本发明的目的是提供一种新型的泵送液态金属软钎料的感应式四波段电磁泵，它由四段独立的波峰组合而成，两两共同构成一个特宽的双波峰结构，它消除了端部的边缘效应，满足了特宽型PCB焊接的要求，而且四个波段各自独立调控和通断，当焊接较窄的PCB时，可只启动其中的一段或两段波峰工作。以节约能耗和避免钎料不必要的浪费。只有在焊接特宽的SMT化的PCB时，才将四段波峰全启动，以满足其自动化软钎接的要求。
本实用新型是通过下述技术方案来实现的设计的液态金属软钎接的感应式四波段电磁泵，是由内腔成王字形的钎料槽(1)、左上、左下、右上、右下四个泵沟，左上、左下、右上、右下四个波峰系统以及左上、左下、右上、右下四个单相交流电磁铁组成。钎料槽(1)内的左、右两侧的垂直壁板(2)、(3)将钎料槽(1)的内腔分隔成一个大腔(4)和六个小腔(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)。垂直二壁板(2)(3)与各小腔相邻的部分的底部留有窗口(11)、(12)，使小腔(5)、(6)(7)、(8)、(9)、(10)与大腔(4)连通。钎料槽(1)的大腔(4)内，由左、右喷嘴(13)、(14)，四个独立的整流隐波系统以及抑制氧化隔渣结构等，分别构成对称分布的，结构完全相同的四个独立的波峰系统，四个整流稳波系统分别由左上、左下、右上、右下混流腔(15)、(16)、(17)、(18)，整流导向板(19)、(20)、(21)、(22)组成。它们具有完全相同的结构。其下部分别与左上、左下、右上、右下泵沟(23)、(24)、(25)、(26)连通，整流导向板(19)、(20)、(21)、(22)各自相向，且上、下错位分别装在左上、左下、右上、右下混流腔(15)、(16)、(17)、(18)的垂直二壁上。左上、左下、右上、右下泵沟(23)、(24)、(25)、(26)形状均为矩形管，它的上、下面为宽壁，左、右、后面为窄壁，前面为开口，左、右窄壁部分开口。钎料槽(1)中的小腔(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)分别通过右上、右下、左上、左下泵沟(25)、(26)、(23)、(24)的各自窄壁开口与相应的泵沟连通。抑制氧化隔渣结构由挡板(27)、(28)，变向板(29)、(30)及多孔滤板(31)构成，喷嘴(13)、(14)分别装在左上、左下、右上、右下混流腔(15)、(16)、(17)、(18)的出口处。每个喷嘴沿喷口的中央分别由隔板(32)、(33)隔成两段。挡板(27)、(28)分装在左、右喷嘴(13)、(14)的两侧。变向板(29)、(30)分别装在左、右喷嘴(13)、(14)下部流体出口的外侧，多孔滤板(31)装在左上、左下、右上、右下混流腔(15)、(16)、(17)、(18)与左、右喷嘴(13)、(14)之间。它将钎料槽(1)的大腔(4)分隔成上、下两部分。波形调节杆(34)截面为指针状，装在左喷嘴(13)顶部出口处，波峰扩展弯板(35)焊装在右喷嘴(14)的右壁外侧，调节挡板(36)用螺钉固定在波峰扩展弯板(35)的右侧壁的右侧。左上、左下、右上、右下单相交流电磁铁分别由开口铁芯(37)、(38)、(39)、(40)和励磁线包(41)、(42)、(43)、(44)构成。左上、左下、右上、右下泵沟(23)、(24)、(25)、(26)分别嵌装在开口铁芯(37)、(38)、(39)、(40)的开口气隙中。励磁线包(41)、(42)、(43)、(44)竖直地对应套装在开口铁芯(37)、(38)、(39)、(40)的相应铁芯柱上。
当四个单相交流电磁铁中的任何一个(或几个)励磁线包(例如(41))中，接入一定幅值或周波的单相交流电压后，在各对应的开口铁芯(例如(37))的气隙中，各自激励起在相位上和空间位置上均有差异的若干个磁通份量，使相应的泵沟(例如(23))内的液态金属钎料受力，其大小与这些磁通的大小成正比，受力的方向是由超前磁通指向滞后磁通，从而驱动液态金属软钎料朝着规定的方向，向对应的混流腔(例如(15))方向流动。改变作用在励磁线包(例如(41))中的交流电压幅度或者周波数，即可调节作用力的大小，从而达到调节波峰高度的目的。
由左侧泵沟(例如(23))喷流而出的液态软钎料，进入左侧混流腔(例如(16))后，经左侧整流导向板(例如(19))整流导向流入左喷嘴(13)，在出口处经波形调节杆(34)的调节后，可以形成逆向单波、双向双波、顺向单波三种波形中的任意一种。它不懂为SMT软钎接时，助焊剂和SMC、SMD粘贴剂热分解所产生的气体提供逸散通道；也有效地消除了SMC、SMD沿背流方向所形成的阴影区。由於激励磁场的周期性变化，使得液态钎料受力大小也是成周期性脉冲变化的，从而表现在波峰面上存在一个对应的微幅机械振动，这有利于液态钎料对钎接窄缝内的穿透和填充作用，确保了钎接部的透焊性。
由右侧泵沟(例如(25))喷流出来的液态金属软钎料流体进入右侧混流腔(例如(17))后，经右侧整流导向板(例如(21))整流导向后，流向右喷嘴(14)，在喷嘴(14)的顶部形成双向分流的宽平波。向右侧分流的液态钎料经过波峰扩展弯板(35)和调节挡板(36)的调节，使得波面变得宽而平，增强了后热效应，有利于PCB与液态钎料的剥离。
沿左、右喷嘴(13)、(14)喷出的液态钎料在下落过程中，首先分别溅落在挡板(27)和(28)上，缓冲后再进入液面内，这样不仅保护了挡板(27)、(28)外围主液面的静止状态不被破坏，而且缩短了波峰上钎料下落过程中的抛射距离，减小了波峰流动的暴露表面，减弱了处在融溶状态钎料的氧化现像。以上端部为支点，分别改变挡板(27)、(28)各自的倾角，即可改变对应波峰面的形状和流速，以达到最佳的钎接效果。
从左、右两侧波峰上溅落下来的液态金属软钎料，分别由挡板(27)、(28)导向，并各自经变向板(29)、(30)改变流向，方向偏向液面侧，从而对夹混在流体内部的渣形成一种托力，与多孔滤板(31)的阻尼作用相结合，使得渣能充分分离而浮向液面，形成一薄薄的连续渣层覆盖在液面，隔绝了位于其内部的钎料与空气的接触，保护了主液面钎料不被继续氧化。
附图是设计的感应式四波段电磁泵示意图。
图1是感应式四波段电磁泵的俯视图(1)为钎料槽，(2)为钎料槽左侧垂直壁板，(13)为左喷嘴，(32)为左喷嘴隔板，(4)为大腔，(33)为右喷嘴隔板，(14)为右喷嘴，(3)为钎料槽右侧垂直壁板，(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、为小腔，(25)为右上泵沟，(26)为右下泵沟，(24)为左下泵沟，(23)为左上泵沟，(41)、(42)、(43)、(44)为励磁线包，(37)、(38)、(39)、(40)、为开口铁芯，(31)为多孔滤板。
图2是感应式四波段电磁泵(A-A)剖面图(37)、(39)为开口铁芯，(41)、(43)为励磁线包，(1)为钎料槽，(15)为左上混流腔，(31)为多孔滤板，(29)为左侧变向板，(27)为左喷嘴挡板，(13)为左喷嘴，(34)为波形调节杆，(28)为右喷嘴挡板，(14)为右喷嘴，(35)为波峰扩展弯板，(36)为调节挡板，(30)为右侧变向板，(17)为右上混流腔，(25)为右上泵沟，(21)为右上整流导向板，(19)为左上整流导向板，(23)为左上泵沟。
图3是感应式四波段电磁泵结构(B-B)剖面图(38)、(40)为开口铁芯，(42)、(44)为励磁线包，(1)为钎料槽，(16)为左下混流腔，(31)为多孔滤板，(13)为左喷嘴，(14)为右喷嘴，(18)为右下混流腔，(26)为右下泵沟，(22)为右下整流导向板，(20)为左下整流导向板，(24)为左下泵沟。
图4是感应式四波段电磁泵结构(C-C)剖面图(23)为左上泵沟、(15)为左上混流腔，(17)为右上混流腔，(25)为右上泵沟，(26)为右下泵沟，(18)为右下混流腔，(16)为左下混流腔，(24)为左下泵沟，(37)、(38)、(39)、(40)、为开口铁芯，(41)、(42)、(43)、(44)、为励磁线包。
图5是感应式四波段电磁泵结构(D-D)剖面图(2)为钎料槽左侧垂直壁板，(11)、(12)为小腔，(24)为左下泵沟，(23)为左上泵沟，(37)、(38)为开口铁芯。
图6是泵沟结构的立体示意图图7是波形调节杆在左喷嘴(13)的喷口中的不同位置所形成的不同波峰形状的示意图(a)为逆向单波，(b)为双向双波，(c)为顺向单波，(34)为波形调节杆，(13)为左喷嘴。
图8是由左、右喷嘴所形成的液态软钎料工作波峰形状示意图
图1表示了由开口铁芯(37)、(38)、(39)、(40)及其对应的励磁线包(41)、(42)、(43)、(44)所组成的四个单相交流电流铁，相向对称地配置在王字形钎料槽(1)的四个角部，钎料槽内的左、右侧垂直壁板(2)、(3)将钎料槽(1)的内腔分隔成一个大腔(4)和六个小腔(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)，左、右两个喷嘴(13)、(14)沿纵向居中分布在大腔(4)内。左、右喷嘴(13)、(14)分别用隔板(32)、(33)各各从中间隔成两段，形成四个各自独立的液态钎料波峰喷口。
图2表示了钎料槽(1)，左上、右上混流腔(15)、(17)，整流导向板(19)、(21)等均采用奥氐体不锈钢制造并拼焊成一体。左上、右上混流腔(15)、(17)与对应的左上、右上泵沟(23)、(25)连通。左上、右上泵沟(23)、(25)分别嵌装在开口铁芯(37)、(39)的开口气隙中。左上、右上泵沟(23)、(25)沿开口端相向放置，励磁线包(41)、(43)分别竖直地嵌套在相应的开口铁芯(37)和(39)的铁芯柱上。左、右喷嘴(13)、(14)分别配装在左上、右上混流腔(15)、(17)的出口上方。
图3表示了左下、右下混流腔(16)、(18)，整流导向板(20)、(22)等均采用奥氐体不锈钢制造并与钎料槽(1)拼焊成一体。左下、右下混流腔(16)、(18)与对应的左下、右下泵沟(24)、(26)连通。左下、右下泵沟(24)、(26)沿开口端相向放置，励磁线包(42)、(44)分别竖直地嵌套在相应的开口铁芯(38)、(40)的铁芯柱上。左、右喷嘴(13)、(14)是位于左下、右下混流腔(16)、(18)的出口上方。
图4表示了左上、左下、右上、右下混流腔(15)、(16)、(17)、(18)与对应的左上、左下、右上、右下泵沟(23)、(24)、(25)、(26)之间是通过喇叭状的过渡段相连通。
图5表示了左上、左下泵沟(23)、(24)窄边开口与焊料槽(1)左侧的三个小腔(8)、(9)、(10)之间是通过一个喇叭状的过渡段相连通。喇叭状过渡段的入口是处于整个钎料槽(1)内腔的最低水平位置，钎料槽(1)的左侧垂直壁板(2)下部与小腔(8)、(9)、(10)相对段的下部设有窗口(11)、(12)。
同样，右上、右下泵沟(25)、(26)与右侧三个小腔(5)、(6)、(7)之间的连通及钎料槽(1)的右侧垂直壁板(3)下部的窗口，有与左侧完全相同的结构特征。
图6表明了左上、左下、右上、右下泵沟结构都是成矩形管状，沿纵向的两个侧面，一端封口，一端开口，而沿横向的二对称侧壁均有开口。
图7表明了旋动左喷嘴(13)上部的波形调节杆(34)时，可以获得不同的波峰形状。波形调节杆的指尖紧贴右侧壁时，形成逆向(相对PCB的运动方向)单波，紧贴左侧壁时，形成顺向单波，指尖朝下居中时形成双向双波。图中带箭头的实线表示PCB的运动方向。
图8表示了由左、右喷嘴(13)、(14)所共同形成的工作波形，由右喷嘴(14)所形成的双向宽平波，可以通过上、下移动调节挡板(36)，控制向喷嘴两侧分流的流量和流速，例如朝上移动调节挡板时，向左侧分流的流量和流速均增大，这样使得PCB被焊面的擦洗作用增强、有利於消除焊点间的拉尖和桥接。
附图也是实施例DCB2Fs-250/500、DCB2FS-300/600等组合式感应双波峰电磁泵波峰焊接机中所采用的四波段电磁泵的结构示意图。它波峰宽度可以作的很大，且沿整个宽度上波峰不会出现高度差，消除了边缘效应。它结构简单，工作可靠，易于制造，使用方便，从而完全满足了特宽型PCB的自动化软钎接的要求。
权利要求1．一种由钎料槽、泵沟、混流腔、喷嘴及单相交流电磁铁组成的感应式四波段电磁泵，其特征是a．钎料槽(1)内腔成王字形，钎料槽(1)的左、右两侧的垂直壁板(2)、(3)将其分隔成一个大腔(4)和六个小腔(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)，壁板(2)、(3)与各小腔相邻部分的底部开有窗口(11)、(12)，使小腔(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)与大腔(4)连通；b．有四个混流腔左上混流腔(15)、左下混流腔(16)、右上混流腔(17)、右下混流腔(18)；c．有四个泵沟左上泵沟(23)、左下泵沟(24)、右上泵沟(25)、右下泵沟(26)，左上、左下、右上、右下泵沟(23)、(24)、(25)、(26)与左上、左下、右上、右下混流腔(15)、(16)、(17)、(18)相连通的部位是采用喇叭状过渡段来实现，它们的窄壁开口与各小腔(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)之间也是通过喇叭状过渡段相连通，其入口均处于钎料槽(1)内腔中的最低水平位置；d．左喷嘴(13)装在钎料槽(1)的大腔(4)的左侧和左上、左下混流腔(15)、(16)的出口上方，右喷嘴(14)装在钎料槽(1)的大腔(4)的右侧和右上、右下混流腔(17)、(18)的出口上方；e．左、右喷嘴(13)、(14)分别由隔板(32)、(33)沿喷口宽度方向中央，各隔成两段；f．有四个单相交流电磁铁、分别由开口铁芯(37)、(38)、(39)、(40)和励磁线包(41)、(42)、(43)、(44)组成，它们对称地分布在钎料槽(1)的四个角部，左上、左下、右上、右下泵沟(23)、(24)、(25)、(26)分别嵌在开口铁芯(37)、(38)、(39)、(40)的开口气隙中；g．波峰调节杆(34)的截面为指针状。
2．根据权利要求1的感应式四波段电磁泵，其特征是钎料槽(1)、左上、左下、右上、右下混流腔(15)、(16)、(17)、(18)，整流导向板(19)、(20)、(21)、(22)均用奥氏体不锈钢制造并拼焊成一体。
专利摘要一种适应于插入安装技术(IMT)和表面安装技术(SMT)兼容的特宽型印制电路板的自动化焊接设备,用于液态金属软钎接的感应式四波段电磁泵。它是由钎料槽(1),四个单相交流电磁铁及四段波峰系统组成。在钎料槽(1)中设置了左上、左下、右上、右下四个泵沟(23)、(24)、(25)、(26),左、右喷嘴(13)、(14)及相应的整流稳波系统和抑制氧化隔渣等结构。它能有效地消除当要求波峰喷嘴特宽时,由于边缘效应所导致的波峰沿宽度方向的中段和两边缘段之间出现的高度差,满足了特宽型PCB的自动化软钎接的要求。
文档编号F04D7/00GK2327815SQ9723987
公开日1999年7月7日 申请日期1997年9月19日 优先权日1997年9月19日
发明者樊融融 申请人:电子工业部第二十研究所