专利名称：导风板、焊料处理用热风喷出装置及该装置所使用的喷嘴的制作方法
技术领域：
本发明涉及在焊接或除去焊接元件等焊料处理时，向焊料处理部喷射热风的焊料处理 用热风喷出装置，特别是涉及喷出的热风的温度分布均匀的焊料处理用热风喷出装置。
Ff足玟不
以往，已知的焊料处理用热风喷出装置(以下简称为热风喷出装置)，在焊接或除去
焊接元件等焊料处理时向焊料处理部喷射热风。该热风喷出装置，在对例如IC等电子元件
进行焊接时，通过热风对电极部(焊料处理部)进行预热，由此可以縮短焊接时间，从而 可抑制电子元件的温度上升。另外，可以利用该热风使焊料熔融而进行焊接。而且，例如 在去除被焊接在基板上的电子元件时，通过向焊接部(悍料处理部)喷射热风使其熔化， 可在不损伤基板或电子元件的情况下而将其取下。
另外，该热风喷出装置，多数场合是在热风喷出口上安装有适当的喷嘴的状态下进行 使用。喷嘴，是引导热风的部件，可将热风集中在必要的部分。通常，焊料处理的对象元 件的大小、形状、电极位置等各不相同，通过选择安装适合于对象元件的喷嘴可进行效果 良好的焊料处理。
该热风喷出装置，较为理想的是喷出的热风的温度分布均匀。如果温度分布不均匀的 程度较为严重，则焊料处理部因其局部温度过高而会对处理对象元件造成不良影响，或因 局部温度过低而影响焊料处理作业。
对此，例如专利文献l (日本实用新型公报实公平3 —31496号)所示，提出了一种使 喷出的热风的温度分布均匀的喷嘴。该喷嘴，在其热风通路中设置有热风滞留室，在该滞 留室内设置有用于搅拌的转动风扇。转动风扇的上游侧设置有具有倾斜状贯穿孔的控制 板。并且，通过使经过该通孔的热风倾斜吹到转动风扇上，来驱动转动风扇。
发明内容
但是，专利文献l所述的喷嘴，是在控制板上设置倾斜状贯穿孔、或使风扇转动的复 杂结构，而且热风的热能的一部分用于转动风扇的驱动，因此存在效率较差的问题。另外，
由于风扇的转动速度随着热风的风量而产生变动，因此受此影响温度分布也容易发生不均 匀。
本发明鉴于上述问题而作，其目的在于提供一种，结构简单且以较高的效率实现热风 的温度分布均匀化的结构。
为了实现这一目的，本发明的导风板，固定设置在向焊料处理部喷射热风的机构的风 通路中，其以规定的间隔大致呈辐射状地设置有相对于风的流向以规定的倾斜角倾斜的叶片。
上述导风板，在平板状的基板上以规定的间隔形成辐射状的切缝，相邻切缝之间的部 分作为一片上述叶片，各上述叶片相对于上述基板以规定的倾斜角弯折。
另外，上述叶片的片数，较为理想的是4片以上10片以下，上述规定的倾斜角，较为 理想的是3(T以上60°以下。
本发明的另一形态，是可装卸自如地安装在向焊料处理部喷射热风的焊料处理用热风 喷出装置的热风吹出口上的喷嘴，其包括，从上述热风吹出口接收热风的基端口、使接收 到的热风喷出的前端口、连通所述基端口和所述前端口的喷嘴内风通路，在上述喷嘴内风 通路中固定设置有上述导风板。
本发明的另一形态，是向焊料处理部喷射热风的焊料处理用热风喷出装置，其包括， 将风导向热风吹出口的装置内风通路，以及设置在上述装置内风通路中并对风进行加热的 加热器，在所述加热器的下游一侧固定设置有上述导风板。
本发明的又一形态，是向焊料处理部喷射热风的焊料处理用热风喷出装置，其包括， 将风导向该焊料处理用热风喷出装置的热风吹出口的装置内风通路、设置在上述装置内风 通路中并对风进行加热的加热器、以及装卸自如地安装在上述热风吹出口上，包括从上述 热风吹出口接收热风的基端口、使接收到的热风喷出的前端口、以及连通上述基端口与上 述前端口的喷嘴内风通路的喷嘴，在上述热风吹出口与上述基端口之间装卸自如地固定设 置有上述导风板。
采用本发明的上述结构，热风可倾斜地吹到固定设置的导风板的叶片上，通过其反作 用可使风的流动复杂化，从而促进温度分布均匀化。而且，采用本发明，无需设置具有倾 斜状贯穿孔的控制板、使风扇转动的结构等。另外，热风的热能的一部分也不会消费在转 动风扇的驱动上。也就是说，在实现简单的结构的同时，可以较高的效率地实现热风的温 度分布均匀化。
图l是表示本发明第l实施例的热风喷出装置的整体结构的立体图。
图2是第1实施例的热风喷出装置的把手部(grip)和喷嘴的剖面正视图。
图3是第1实施例的热风喷出装置的把手部和喷嘴的分解立体图。
图4是表示本发明所涉及的导风板的示意图，(a)为正视图，(b)为俯视图。
图5 (a)是表示第l实施例的热风喷出装置中导风板上所设置的叶片数与温度分布的
关系的曲线图，图5 (b)是表示图5 (a)的温度测定部位的说明图。
图6是表示第1实施例的热风喷出装置中导风板上所设置的叶片的倾斜角与温度分布
的关系的曲线图。
图7是本发明的第2实施例的热风喷出装置的示意图，(a)是喷嘴管和喷嘴附近的剖面 正视图，(b)是喷嘴的侧视图。
图8是表示第2实施例的喷嘴的变形例的示意图，(a)为侧视图，(b)为局部切除的正 视图。
图9是表示第2实施例的喷嘴的变形例的示意图，(a)为侧视图，(b)为局部切除的正 视图。
图10是表示第2实施例的喷嘴的变形例的示意图，(a)为侧视图，(b)为局部切除的 正视图。
图11是表示第2实施例的喷嘴的变形例的示意图，(a)为侧视图，(b)为局部切除的 正视图。
图12是表示第2实施例的喷嘴的变形例的示意图，(a)为侧视图，(b)为局部切除的 正视图。
图13是表示第2实施例的喷嘴的变形例的示意图，(a)为侧视图，(b)为局部切除的 正视图。
图14是本发明的第3实施例的热风喷出装置的喷嘴管、导风板和喷嘴附近的剖面正视图。
图15是本发明的第4实施例的热风喷出装置的整体结构的正视图。 图16是表示作为第4实施例的热风喷出装置的预热器的示意图，(a)为俯视图，(b) 为正视图。
具体实施例方式
以下参照附图对实施本发明的最佳形态进行详细说明。
图1是本发明的第1实施例的焊料处理用热风喷出装置10 (以下简称为热风喷出装置) 的整体结构的立体图。热风喷出装置10的大致结构为，由装置主体部(station) 47、把手 部ll、喷嘴管15构成，根据需要可以在喷嘴管15的前端安装喷嘴30。装置主体部47与把 手部11通过连接电缆45连接。
热风喷出装置10的详细结构在后面进行详细叙述。热风喷出装置10使来自装置主体部 47的风从喷嘴管15的前端喷出。喷嘴管15内装有通过装置主体部47所提供的电力予以发热 的加热器，风经过加热以后成为热风而被喷出。通过装置主体部47的设定，例如可以调整 为最大风量23升/分，热风温度100 50CTC。
在图1中，表示了利用热风喷出装置IO，借助于热风使焊料熔化，将焊接在印刷电路 基板P上的电子元件C取下的操作状态。此图所示的电子元件C是电极从矩形平板状的主体 的各边凸出的IC芯片。在以这样的电子元件C为对象的情况下，较为理想的是不让热风吹 到电子元件C的主体上，而只吹到电极上。此时，如图1所示，在喷嘴管15的前端安装喷嘴 30为宜。在喷嘴30的前端，设置有沿着电子元件C的各边予以形成的前端口35，热风从该 前端口35喷出。
图2是把手部11和喷嘴30的剖面正视图。图3是把手部11和喷嘴管15的分解立体图。 把手部ll，包括第l把手部lla和第2把手部llb，将两者合起来形成内部具有空间的筒 状构件。在把手部11的前端侧设置有金属材料的筒体构成的喷嘴管15。在喷嘴管15，从基 端侧依次内装有由放热体芯和热丝绕组构成的发热部16、检测热风温度的传感器部17、以 及使热风的温度分布均匀化的导风板20。导风板20比喷嘴管15的前端的热风吹出口18稍微 偏向基端侧而被固定。
这样，风通过由连接电缆45、把手部11的内部以及喷嘴管15的内部形成的装置内风通 路从热风吹出口18喷出。
喷嘴管15的更靠近基端侧的部分，设置有在异常过热时作为保险丝而起到作用的热开 关12。在热开关12的更靠近基端侧的部分连接有导线14a (在图2中予以省略)，经连接端 子13与电线14 (在图2中省略)连接。电线14经由连接电缆45的内部与装置主体部47连接。 在把手部ll的基端侧，设置有第l、第2电缆连接部19a、 19b，并连接有连接电缆45。 喷嘴30，主要由前端侧的直径被扩大且大致呈有底的圆筒状的喷嘴主体31以及在喷嘴 主体31的前端所形成的前端口35构成。喷嘴主体31的基端侧形成有通过安装螺丝33可以扩 大或缩小直径的可挠部32。
喷嘴30的基端侧的内径大致等于喷嘴管15的外径，通过将喷嘴管15的前端插入喷嘴主 体31,可进行喷嘴30的安装。喷嘴管15的插入，可以在喷嘴主体31的轴向中央部位附近通 过縮径的阻挡部34予以阻挡。安装喷嘴30后，由于热风吹出口18与阻挡部34连接，因此， 阻挡部34可成为从热风吹出口 18接收热风的基端口 。
本实施例的前端口35，其基端侧与喷嘴主体31连接，前端侧沿着矩形的各边开口。由 此，喷嘴主体31成为连通阻挡部34 (基端口)与前端口35的喷嘴内风通路。
图4是表示导风板20的示意图，(a)为正视图，(b)为俯视图。导风板20，采用在圆 板状的基板21上，以约45°的间隔从中心附近开始形成辐射状的切缝23，相邻的切缝23 之间的部分构成一片叶片22，各叶片22相对于基板21以倾斜角9 (该实施例中9=45° ) 弯折的简单结构。叶片22形成有8片。基板21的中心部设置有中央孔24。
下面对热风喷出装置10的运作进行说明。作为准备作业，首先在喷嘴管15上安装喷嘴 30。具体地说，松开安装螺丝33将喷嘴30安装于喷嘴管15的前端，在热风吹出口18与阻 挡部34抵接的位置拧紧螺丝33而予以固定。
接着，操作者接通装置主体部47的开关，并且将风量和热风的温度设定成所希望的值。 风量予以设定的空气a (参照图2)经连接电缆45的内部被引导至把手部11的内部，并进一 步被引导至喷嘴管15的内部。
另一方面，来自装置主体部47的电力通过电线14提供给发热部16。发热部16产生的热 量提供给空气a，因此，空气a在经过喷嘴管15的过程中变为热风h。传感器部17检测热风 h的温度，其信息反馈给装置主体部47。在装置主体部47，随时对提供的电力进行调整， 以使传感器部17检测出的热风h的温度达到设定温度。
经过传感器部17的热风h被引导至导风板20。如图4 (a)所示，导风板20的叶片22相 对于热风h的流动方向具有倾斜角e (45°)，因此，热风h倾斜地吹到固定设置的叶片22 上，通过其反作用可使风的流动复杂化，从而促使温度分布均匀化。而且，中心部的热风 h也朝外侧流动，从而促进了与喷嘴主体31的热交换。即，可积极地加热喷嘴主体31。
之后，热风h经过喷嘴主体31的内部，从前端口35的前端喷出。喷出的热风h集中地喷 射到电子元件C的电极的焊接处(焊料处理部)。由于热风h的温度分布均匀，所以焊料被 均匀地熔化，因此能够迅速从印刷电路基板P上取下电子元件C。
图5 (a)是表示设置于导风板20上的叶片22的数目与从热风吹出口18吹出的热风h的
温度分布的关系的曲线图。横轴表示测定位置，纵轴表示实际测定的温度rc)。各测定
位置A、 A'、 B、 B'、 C、 C'、 0示于图5 (b)。也就是说，热风吹出口18的中心附近是测 定位置O，从该处开始A列、B列、C列呈辐射状排列。靠近测定位置O的测定位置分别为A'、 B'、 C'，远离测定位置O的测定位置分别为A、 B、 C。
设定温度为50(TC，风量为20升/分。作为试样，准备了叶片22的数目为4 10片的7 种导风板20。叶片22的倾斜角都采用45。。而且，作为比较样品，准备了没有设置导风板 20的已往产品。
通过上述八种试样进行试验的结果，得到了如图5 (a)的曲线所示的结果。在没有导 风板20的情况下，因测定位置的不同而造成的温度偏差为290 620'C (温度波动幅度为330 °C)，而在叶片22为8片的情况下，温度偏差范围是455 535'C (温度波动幅度为8(TC )。 在叶片数目为其他数目的情况下，温度波动幅度也都在8(TC以下。根据该结果，可以确认 导风板具有优异的温度均匀化效果。特别是在叶片22的片数为6 10片时，温度分布以设定 温度50(TC为中心呈良好的分布。
图6是表示设置于导风板20的叶片22的倾斜角与热风吹出口18喷出的热风h的温度分 布之间的关系的曲线图。横轴表示测定温度，纵轴表示实际测定的温度rc)。各测定位 置A、 A，、 B、 B'、 C、 C，、 0以图5 (b)为准。
设定温度为50(TC，风量为20升/分。作为试样，准备了叶片22的倾斜角为3(T 、 40 ° 、 45° 、 60°的4种导风板20 (都固定于喷嘴管15上)。作为比较试样，准备了倾斜角 为45°且转动可能地予以支撑的导风板20。叶片22的片数均采用8片。
通过上述5种试样进行试验的结果得到图6所示的曲线。例如，倾斜角为45。(固定) 的情况下，温度的偏差范围是455 535。C (温度波动幅度为8(TC)。在其他倾斜角的情况 下，温度波动幅度也是70 8(TC左右，但在倾斜角为45。的情况下，得到更加接近以设定 温度500 °C为中心予以分布的良好结果。
而采用倾斜角为45。且转动可能地予以支撑的导风板20的情况下，温度的偏差范围恶 化为430 55(TC (温度波动幅度为12(TC)。而且，若导风板20采用固的结构，则呈现越接 近中心温度逐渐提高的稳定倾向(在曲线图中呈逐渐向右上方上升的倾向)，而采用转动 结构，则会出现温度的大幅度波动，因此温度的稳定性较差。
其理由没有完全弄清楚，但可以知道，若导风板20采用固定结构，当热风h吹到导风 板20上时可获得较大的反作用，从而使风的流向产生很大的变化(流向的复杂化可促进温 度分布的均匀)，但采用转动可能地予以支撑的结构，则获得的反作用较小，所以流向的 变化不大。
而且，通常，热风h存在越接近与外壁(这里是喷嘴管15)接触的外侧其温度就越低 的倾向。当导风板20采用转动可能地予以支撑的结构时，该倾向则更加显著。S卩，远离中
心的测定位置O的测定位置A、 B、 C处的温度非常低。相比之下，导风板20采用固定结构 时，尤其是叶片22的倾斜角接近45。的结构，该倾向明显得到缓和。这说明通过固定导风 板20可使热风h的流动复杂化，也能充分地流向外侧，从而促进了与外壁的热交换。艮卩， 最初对外壁进行了加热，故外壁附近的温度下降得到抑制。而且，使导风板20转动的能量 消耗不存在，这也是一个有利的因素。
从以上所述可知，热风喷出装置10通过在风的通路中固定设置结构简单的导风板20， 即可以较高的效率实现热风h的温度分布均匀化。
图7是本发明第2实施例的热风喷出装置的示意图，(a)是喷嘴管15和喷嘴50附近的剖 面正视图，(b)是喷嘴50的侧视图。还有，在以下各实施例中，与第l实施例相同或具有 同样功能的构件标以和第l实施例相同的符号并省略重复说明。
本实施例中，导风板20，不设置在喷嘴管15上而是设置在喷嘴50上。具体而言，导风 板20固定在阻挡部34的基端侧。此时，以安装喷嘴50为前提，可获得导风板20所产生的效 果。采用此结构，与不设置导风板20的已往结构的喷嘴管15相比，将已往的喷嘴改变为喷 嘴50，即可容易地获得导风板20所产生的效果。
图8是表示第2实施例的喷嘴的变形例的示意图，(a)为侧视图，(b)为局部切除的正 视图。喷嘴56，沿着矩形的1组对边设置有前端口66。此结构非常适合于沿着矩形的l组对 边设置有电极的电子元件C的焊料处理。
图9是表示第2实施例的喷嘴的变形例的示意图，(a)为侧视图，(b)为局部切除的正 视图。喷嘴51，沿着相邻的边的长度不同的长方形的各边设置有前端口61a、 61b。此结构 适合于沿着上述长方形的各边设置有电极的电子元件C的焊料处理。另外，前端口61a、61b 的前端弯向内侧。此结构适合于电极弯折到电子元件C的下侧的电子元件C (例如PLCC: Plastic Leaded Chip Carrier等)的焊料处理。
图10是表示第2实施例的喷嘴的变形例的示意图，(a)为侧视图，(b)为局部切除的 正视图。喷嘴52，沿着相邻的边的长度不同的长方形的长边设置有前端口62。此结构适合 于沿着上述长方形的长边设置有电极的电子元件C的焊料处理。另外，前端口62的形状与 图9的前端口61a、 61b相同，此结构适合于PLCC等的焊料处理。
图11是表示第2实施例的喷嘴的变形例的示意图，(a)为侧视图，(b)为局部切除的 正视图。喷嘴53，设置有能够覆盖整个矩形的内部的前端口63。此结构适合于在电子元件C的下表面具有面状扩展的电极的电子元件C (例如BGA: Ball Grid Array等)的焊料处 理。
图12是表示第2实施例的喷嘴的变形例的示意图，(a)为侧视图，(b)为局部切除的 正视图。喷嘴54，设置有呈一直线的前端口64。此结构适合于设置有呈一直线的电极的电 子元件C的焊料处理。
图13是表示第2实施例的喷嘴的变形例的示意图，(a)为侧视图，(b)为局部切除的 正视图。喷嘴55，倾斜设置有直径较小的管状前端口65。此结构适合于特别小的芯片元件 等的焊料处理。另外，前端口65也可以不倾斜。
图14是本发明的第3实施例的热风喷出装置的喷嘴管15、导风板20、以及喷嘴30附近 的剖面正视图。该实施例中，导风板20既不固定于喷嘴管15，也不固定于喷嘴30，而采用 独立的部件。而且，在将喷嘴30安装于喷嘴管15上时，通过热风吹出口18和阻挡部34夹持 导风板20而使其固定。此时，以安装喷嘴50并且在安装时将导风板20装入为前提，可通过 导风板20获得较好的效果。采用此结构，无需改变未设置导风板20的已往结构的喷嘴管15 和喷嘴30，通过另行准备导风板20并加以装入，即可容易地获得导风板20所产生的效果。
图15是本发明的第4实施例的热风喷出装置的整体结构的正视图。此结构，通过热风 吹出装置10可从电子元件C的上方喷射热风，并通过预热器80 (热风吹出装置的一种形态) 可从下方喷射热风。也就是说，从上下两个方向喷射热风，因此非常适合于电极设在下面 的上述BGA的焊接作业等。
在台座70的上方相隔一定距离的部位设置有安装台71，在其上方还设置保持部件72。 保持部件72保持印刷电路基板P。在印刷电路基板P上载置有电子元件C (在焊接的情况 下)。然后，设置热风吹出装置IO，以便从该电子元件C的上方喷射热风。
另一方面，在安装台71的下方设置有预热器80。预热器80可从下方向上方喷射热风。
图16是表示预热器80的示意图，(a)为俯视图，(b)为正视图。预热器80的基本结构 为以往公知的结构，因此省略其详细说明。在其空气通道81的内部设置有发热部，经过该 处的空气变成热风h。热风h从热风吹出口82向上方吹出。在临近热风吹出口82的上游侧固 定设置有导风板20。另外，热风吹出口82，设置有具有多个贯穿孔的盖83 (在图16 (a) 中予以省略)。
当预热器80开始运作，通过导风板20而使温度分布均匀化得到促进的热风h，向盖83 的上部喷出。该热风h对电子元件C的下表面的电极进行均匀加热。另外，从位于上方的热 风喷出装置10也喷出通过导风板20而使温度分布均匀化得到促进的的热风h。通过上述从
上下方喷出的热风h，可使焊料均匀熔化，因此能够迅速进行良好的焊接。
以上对本发明的实施例进行了说明，但是本发明不限于上述实施例，可以有各种变形 例。例如导风板20的基板21也可以不是圆形，可以是多边形或其他形状。另外，导风板20 也可以不是由一片基板21制成，而可以采用多片叶片22接合制成。叶片22的片数以4 10 片为宜，特别是6 10片更为理想，但也可以是其他数目。叶片22的倾斜角为30。 ~60°比 较适合，特别是45°左右较佳，但也可以是其他的倾斜角。
另外，上述各实施例中，在喷嘴管15、喷嘴50等，或喷嘴管15与喷嘴30之间设置了导 风板20，但也可以两者并用。例如，可同时在喷嘴管15和喷嘴50内固定设置导风板20。 产业上的可利用性
釆用本发明，可使在焊接或除去焊接元件等的焊料处理时向焊料处理部喷射热风的焊 料处理用热风喷出装置，具有简单的结构，同时能以较高的效率实现热风的温度分布均匀 化。
权利要求
1.一种导风板，固定设置在向焊料处理部喷射热风的机构的风通路中，其特征在于，以规定的间隔大致呈辐射状地设置有相对于风的流向以规定的倾斜角倾斜的叶片。
2. 根据权利要求l所述的导风板，其特征在于，上述导风板的结构为，在平板状的基板上以规定的间隔形成辐射状的切缝，相邻切缝 之间的部分作为一片上述叶片，各上述叶片相对于上述基板以上述规定的倾斜角弯折。
3. 根据权利要求l所述的导风板，其特征在于， 上述叶片的片数为4片以上10片以下。
4. 根据权利要求l所述的导风板，其特征在于， 上述规定的倾斜角为30°以上6(T以下。
5. —种喷嘴，可装卸自如地安装在向焊料处理部喷射热风的焊料处理用热风喷出装置 的热风吹出口上，其特征在于，包括，从上述热风吹出口接收热风的基端口 ； 使接收到的热风喷出的前端口 ；连通所述基端口与上述前端口的喷嘴内风通路；在上述喷嘴内风通路中固定设置有上述权利要求1 4中任一项所述的导风板。
6. —种焊料处理用热风喷出装置，向焊料处理部喷射热风，其特征在于，包括，将风导向该焊料处理用热风喷出装置的热风吹出口的装置内风通路；以及设置 在所述装置内风通路中并对风进行加热的加热器；在所述加热器的下游一侧，固定设置有上述权利要求1 4中任一项所述的导风板。
7. —种焊料处理用热风喷出装置，向焊料处理部喷射热风，其特征在于，包括，将风导向该焊料处理用热风喷出装置的热风吹出口的装置内风通路；设置在上 述装置内风通路中并对风进行加热的加热器；以及装卸自如地安装在所述热风吹出口上， 包括从上述热风吹出口接收热风的基端口、使接收到的热风喷出的前端口、连通上述基端 口与上述前端口的喷嘴内风通路的喷嘴；在上述热风吹出口与上述喷嘴的基端口之间，装卸自如地固定设置有上述权利要求 1 4中任一项所述的导风板。
全文摘要
本发明的导风板(20)，固定设置在使热风喷向焊料处理部的机构的风通路中，其以规定的间隔大致呈辐射状地设置有相对于风的流向以规定的倾斜角倾斜的叶片。本发明的喷嘴，安装在焊料处理用热风喷出装置上，其喷嘴内风通路中固定设置有上述导风板(20)。另外，本发明的向焊料处理部喷出热风的焊料处理用热风喷出装置，其装置内风通路中固定设置有上述导风板(20)。
文档编号H05K3/34GK101102865SQ20058004671
公开日2008年1月9日 申请日期2005年1月18日 优先权日2005年1月18日
发明者寺冈巧知 申请人:白光株式会社