专利名称：焊料喷流装置及锡焊方法
技术领域：
本发明涉及将已完成电子元件的引线插入的被锡焊基板、以从送入侧送入的被锡焊基板的图形面作为下侧进行搬运时使熔融焊料从喷出口向上述图形面喷出、并进行锡焊的焊料喷流装置及锡焊方法。
现有的焊料喷流装置是在搬运混装有表面贴装元件或分立元件(具有引线脚的元件)的同时向该被锡焊基板供给由喷流喷嘴喷出的熔融焊料并进行锡焊。
如图7、图8所示，这种焊料喷流装置具有用于与载有电子元件的被锡焊基板P相对并良好地供给熔融焊料的一次喷流喷嘴1、以及用于将多余的熔融焊料从焊料供给完了的被锡焊基板P上除去的二次喷流喷嘴2。
一次喷流喷嘴1与一次喷嘴用通道3连接，二次喷流喷嘴2与二次喷嘴用通道4连接，这些通道3、4浸在盛放有熔融焊料的焊料熔融槽5内。
而且，构成为通过使配置成靠近各通道3、4的一端的开口部的喷流叶轮旋转驱动使熔融焊料从一次喷流喷嘴1和二次喷流喷嘴2向被锡焊基板搬运路径10喷出。
一次喷流喷嘴1的上端部安装有开口有多个喷出口8的焊料波形成板9。如图9a、9b所示，喷出口8为相同口径的圆形形状，并相对于被锡焊基板P的搬运方向A形成3列喷出口8即第1、第2、第3喷出口列8A、8B、8C。另外，焊料波形成板9中各喷出口8的周壁部分为平面形状。
被锡焊基板P在由熔融焊料加热时产生一定的翘曲，但在这种结构的现有焊料喷流装置中，一旦从喷出口8A喷出的熔融焊料的峰高变低，即产生熔融焊料不与被锡焊基板P的图形面或电子元件的焊料部接触的部位，从而发生浸润不良。
对于浸润不良，以往的方法是通过使喷流叶轮6、7的转速提高而增加熔融焊料的峰高，但当使喷流叶轮6、7的转速提高时，尽管对时间加以平均而言熔融焊料的峰高增加了，而峰高却容易随时间变动而不稳定，故在从喷出口8喷出的熔融焊料的峰高一时降低时，即产生熔融焊料不与被锡焊基板P的图形面或电子元件的焊料部接触的部位，而有局部发生浸润不良之虞。
作为不提高喷流叶轮6、7的转速而增加熔融焊料的峰高的结构，可考虑将焊料波形成板9中各喷出口8的形状如
图10和图11所示通过压印加工做成从表面突出状。
尽管可以不提高喷流叶轮6、7的转速而增加熔融焊料的峰高，但是仅将喷出口8的形状做成突出状会存在无法得到足够稳定的高度的熔融焊料波的问题。具体地说，从第1喷出口列8A喷出的熔融焊料的波会被从第3喷出口列8C和第2喷出口列8B的喷出口喷出的熔融焊料搞乱而变得不稳定，被送入的熔融焊料会在被锡焊基板P的元件安装面上沾粘并发生锡焊不良的情况。
本发明的目的在于提供一种能获得稳定高度的熔融焊料波的焊料喷流装置及锡焊方法。
本发明的焊料喷流装置的特点是从焊料波形成板的表面向上方突出形成喷出口的周壁部分，在焊料波形成板的表面上喷出口的周围形成将喷出的焊料向其流下方向引导的沟槽部。
本发明的锡焊方法的特点为从焊料波形成板的表面向上方突出形成相对于被锡焊基板的搬运方向形成多列的喷出口的周壁部分，使从下游侧的喷出口喷出的熔融焊料在上游侧的喷出口之间流下，将从上述喷出口喷出的熔融焊料经在上述喷出口周围形成的沟槽部向焊料流下方向快速引导并形成稳定的焊料波，并通过该焊料波对被锡焊基板进行锡焊。
本发明的技术方案1的焊料喷流装置的特点是，相对于被锡焊基板的搬运方向形成多列的上述喷出口，使连接上游侧列的喷出口和下游侧列的喷出口的假想线相对于被锡焊基板的搬运方向倾斜而形成为从下游侧的喷出口喷出的熔融焊料在上游侧的喷出口之间流下，从上述焊料波形成板的表面向上方突出形成上述喷出口的周壁部分，在焊料波形成板的表面上至少一部分的上述喷出口的周围形成将喷出的焊料向其流下方向引导的沟槽部。
本发明的技术方案2的焊料喷流装置的特点是，按从被锡焊基板的搬运方向的上手侧向下手侧的顺序在焊料波形成板上形成3列喷出口即第1喷出口列、第2喷出口列、第3喷出口列，从第3喷出口列的喷出口喷出的熔融焊料的至少一部分构成为在从第2喷出口列的喷出口相互之间和第1喷出口列的喷出口相互之间流动并流下，第2喷出口列的喷出口的周围形成将从第2、第3喷出口列喷出的焊料向第1喷出口列的喷出口相互之间引导的沟槽部。
本发明的技术方案3的焊料喷流装置的特点是，按从被锡焊基板的搬运方向的上手侧向下手侧的顺序在焊料波形成板上形成3列喷出口即第1喷出口列、第2喷出口列、第3喷出口列，在第1、第2、第3喷出口列的喷出口周围形成沟槽部，从第1喷出口列的喷出口周围的沟槽部向焊料波形成板上的被锡焊基板的搬运方向的上游侧方向形成沟槽部，并且各沟槽部相互连接。
采用这些焊料喷流装置，由于在使焊料波形成板上的各喷出口的周壁部分向上方突出的同时，在焊料波形成板的表面的上述喷出口周围的至少一部分形成使喷出的焊料向其流下方向引导的沟槽部，从而无须提高喷流叶轮的转速就能增加熔融焊料的峰高，并能获得从由焊料波形成板的表面突出的喷出口喷出的充分稳定高度的熔融焊料波，从而实现良好的锡焊性能。
本发明的锡焊方法是相对于搬运的被锡焊基板使熔融焊料从在焊料波形成板上形成的多个喷出口喷出而供给熔融焊料并对被锡焊基板进行锡焊的锡焊方法，其特点是，从上述焊料波形成板的表面向上方突出并形成相对于被锡焊基板的搬运方向形成多列的上述喷出口的周壁部分，使连接上游侧列的喷出口和下游侧列的喷出口的假想线相对于被锡焊基板的搬运方向倾斜并配置成从下游侧的喷出口喷出的熔融焊料在上游侧的喷出口之间流下，将从上述喷出口喷出的熔融焊料在焊料波形成板的表面上经至少一部分上述喷出口周围形成的沟槽部沿使焊料流下方向快速引导而稳定焊料波，并通过从上述多个喷出口喷出的焊料波对被锡焊基板进行锡焊。
采用上述锡焊方法，由于从焊料波形成板的表面向上方突出形成相对于被锡焊基板的搬运方向形成多列的喷出口的周壁部分，使从下游侧的喷出口喷出的熔融焊料在上游侧的喷出口之间流下，将从上述喷出口喷出的熔融焊料经在上述喷出口周围形成的沟槽部将焊料向其流下方向快速引导，故能增加熔融焊料的峰高并形成稳定的焊料波，并且能通过该焊料波良好地对被锡焊基板进行锡焊。
附图简单说明图1为本发明的焊料喷流装置的焊料波形成板的局部剖切放大立体图。
图2a、2b为沿同一实施例的Ⅰ-Ⅰ线的剖面图和沿Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。
图3为同一实施例的焊料波形成板的俯视图。
图4为表示同一实施例的沟槽位置和焊料流动的模式图。
图5a、5b为表示本发明的焊料喷流装置的基本结构的主要部分的俯视图和正面剖面图。
图6a、6b为表示本发明其他基本结构的主要部分的俯视图和正面剖面图。
图7为焊料喷流装置的概略的总体立体图。
图8为焊料喷流装置的概略的正面剖面图。
图9a、9b为表示以往的焊料喷流装置的主要部分的俯视图和正面剖面图。
图10为说明本发明目的的焊料波形成板的局部剖切放大立体图。
图11为图10的俯视图。
以下根据图1-图6说明本发明的实施形态。
另外，在以下的说明中，根据图5a、5b和图6a、6b说明从焊料波形成板的表面向上方突出形成喷出口的周壁部分的基本结构，并根据图1-图3说明各主要部分的具体形状。
图5a、5b示出本发明的第1基本结构。关于主要部分的具体结构则如上所述根据图1-图3说明。
在安装在一次喷流喷嘴1的上端部的焊料波形成板21上形成有多个喷出口22。另外，作为锡焊对象的被锡焊基板P载置有分立元件并只有较小的凹凸部(未图示)。被锡焊基板P的搬运方向A大致为水平，与此对应，将安装在一次喷流喷嘴1的上端部的焊料波形成板21设置成设有喷出口22的部位相对于基板搬运方向A大致为水平状态。
这些喷出口22为相同口径的圆形形状，并相对于被锡焊基板P的搬运方向A从上手侧到下手侧依次在焊料波形成板21上形成3列喷出口8，即第1喷出口列8A、、第2喷出口列8B、第3喷出口列8C，相对于与被锡焊基板P的搬运方向A垂直的搬运垂直方向B错位并形成所有喷出口22。
而且，特别是在焊料波形成板21上的各喷出口22的周壁部分22a沿上方突出，这些周壁部分22a例如通过压印加工形成。
采用上述结构，由于各喷出口22的周壁部分22a沿上方突出，导入焊料波形成板21下方的熔融焊料通过沿上方突出的各喷出口22的周壁部分22a被良好地导向，不但能使从喷出口22喷出的熔融焊料为所要求的高度，而且能使该状态稳定并良好地维持。因此，即使在被锡焊基板P的图形面或电子元件的锡焊部多少产生一些位置变动等的情况下，熔融焊料也与被锡焊基板P的图形面或电子元件的锡焊部良好接触，故能防止浸润不良并提高可靠性。
以下，图6a、6b表示本发明第2基本结构。关于主要部分的具体结构如上所述根据图1-图3加以说明。
在该第2基本结构中，被锡焊基板P上不仅装有分立元件还混装有表面贴装元件，并在图形面上具有较大的凹凸部。而且能相对于具有这种较大的凹凸部的被锡焊基板P良好地进行锡焊，被锡焊基板P的搬运方向A或焊料波形成板31的喷出口32的形成部位倾斜成越向被锡焊基板P的搬运方向A的下游侧越向上方倾斜的上倾坡度。
另外，从被锡焊基板P的搬运方向A的上手侧向下手侧依次在焊料波形成板31上形成3列喷出口32，即第1喷出口列32A、第2喷出口列32B、第3喷出口列32C，各喷出口32A、32B、32C的中心位置被配置成相对于与被锡焊基板P的搬运方向A垂直的搬运垂直方向B各不相同，同时各喷出口32做成为越向被锡焊基板搬运方向A的下游侧越小的口径。
而且，该焊料波形成板31上的各喷出口32的周壁部分32a也沿上方突出，这些周壁部分32a由例如压印加工形成。
采用这种结构，由于各喷出口32的周壁部分32a沿上方突出，导入焊料波形成板31的下方的熔融焊料通过沿上方突出的各喷出口32的周壁部分32a被良好地导向，故能使从喷出口32喷出的熔融焊料为所要求的高度。因此，即使在被锡焊基板P的图形面或电子元件的锡焊部多少产生一些位置变动等的情况下，熔融焊料也与被锡焊基板P的图形面或电子元件的锡焊部良好接触，故能防止浸润不良并提高可靠性。
另外，在该结构中，由于焊料波形成板31的喷出口32的形成部位倾斜成越向被锡焊基板P的搬运方向A的下游侧越向上方倾斜的上倾坡度，虽然从被锡焊基板搬运方向A的下游侧的喷出口32C喷出的熔融焊料流落在被锡焊基板搬运方向A的上游侧，但第1-第3喷出口列32A、32B、32C的中心位置不仅配置成相对于与被锡焊基板搬运方向A垂直的搬运垂直方向B各不相同，而且各喷出口32为越向被锡焊基板搬运方向A的下游侧越小口径，故从下游侧的喷出口32C喷出的熔融焊料可使从上游侧或中间的喷出口32A、32B喷出的熔融焊料的峰的压溃问题减轻，即使在因熔融焊料将被锡焊基板P加热而产生大小翘曲的场合，从各喷出口32喷出的熔融焊料相对于被锡焊基板P的图形面或电子元件的锡焊部的所有部位可良好接触，能防止浸润不良，即使对于不仅装有分立元件还混装有表面贴装元件、并在图形面上具有较大的凹凸部的被锡焊基板P也能良好地进行锡焊。
图1-图3具体示出上述第2基本结构。
第2喷出口列的喷出口的周围形成有将从32A、第2、第3喷出口列32B、32C的喷出口32喷出的焊料引导至第1喷出口列32A的喷出口32相互之间的沟槽部33。图2a为沿图3中Ⅰ-Ⅰ线的剖面图，图2b为沿图3中Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。第2、第3喷出口列32B、32C的喷出口32之间也形成有沟槽部33。
如图3所示，各部分沟槽部33的深度为在为第2喷出口列32B的喷出口32相互之间的点M1、第1喷出口列32A的喷出口32相互之间的点M2、第1喷出口列32A的上手侧(在熔融焊料的流下方向为下游侧)的点M3的场合，从第3喷出口列32C的喷出口喷出的熔融焊料的至少一部分在第2喷出口列32B的喷出口相互之间和第1喷出口列32A的喷出口相互之间流下状按M1、M2、M3的顺序加深而形成沟槽部33。这里，整个焊料波形成板31形成沟槽部33。
具体地说，在与图10所示表面为一个平面的场合相比较，形成为M1=0.5mmM2=1.0mmM3=1.5mm的场合，从第3喷出口列32C的喷出口喷出的熔融焊料的一部分与从第2喷出口列32B的喷出口喷出的熔融焊料迅速地从点M1经点M2向点M3流下，从第3喷出口列32C和第2喷出口列32B的喷出口喷出并流下的熔融焊料并不搞乱从第1喷出口列32A的喷出口喷出的熔融焊料的波，而得到良好的稳定的波，并能消除熔融焊料沾粘在送入的被锡焊基板P的元件安装面上等的锡焊不良情况。
图4为上述说明中沟槽的位置及其沟槽中焊料流动的模式图。另外，将沟槽加以阴影线表示，并用箭头表示焊料的流动方向。
在第1、第2、第3喷出口列32A、32B、32C的喷出口32的周围形成沟槽部33、并从第1喷出口列32A的喷出口32的周围的沟槽部33形成沿焊料波形成板31上的、被锡焊基板搬运方向A的上游侧方向的沟槽部33，同时，从第3喷出口列32C的喷出口32的周围的沟槽部33形成沿焊料波形成板31上的、被锡焊基板搬运方向A的下游侧方向的沟槽部33，各沟槽部33相互连接。
另外，由于在点M3处形成沟槽部33，故从第1喷出口列32A的喷出口32喷出的熔融焊料在该点M3的沟槽部33里畅通地流动。
此外，由于各沟槽部33的深度按M1、M2、M3的顺序加深形成，故熔融焊料能够斜流，同时，熔融焊料的流量也因沟槽而易于在沟槽部33中大量流动。由于焊料波形成板31如第2基本结构那样倾斜成越向被锡焊基板搬运方向A的下游侧越向上方的上倾坡度，故其效果进一步提高。
另外，由于从第3喷出口列32C的喷出口32的周围的沟槽部33形成沿焊料波形成板31上的、搬运方向A的下游侧方向的沟槽部33，故从第3喷出口列32C的喷出口32喷出的熔融焊料的一部分向下游侧方向流动。
以上示出了第2基本结构的主要部分，但对于上述第1基本结构能通过同样形成沟槽部33取得同样的效果。
另外，在上述实施形态中对通过压印加工使各喷出口22、32的周壁部分22a、32a向上方突出的情况作了说明，但也适用于通过其他加工使各喷出口22、32的周壁部分22a、32a向上方突出的情况。此外，虽然所说明的是与喷出口22、32的搬运方向A相对的列数为3的情况，但无疑也适用于2列或4列的情况。还有，喷出口22、32的形状也并不限于圆孔，还可采用多边形、方形、矩形等各种形状。另外，即使仅在一部分的喷流喷嘴处设置上述结构，在该处也能取得上述作用及效果。还有，作为焊料的材质虽然特别适用于不含铅的锡-铜系焊料，但也可适用于含铅的传统焊料和不含铅的其他焊料等的各种焊料。
在上述各实施形态中虽然是在整个焊料波形成板31上形成沟槽部33，但即使是仅在例如焊料波形成板31的中央部分那样的一部分处形成沟槽部33，与传统相比其锡焊性能也有提高。
权利要求
1．一种焊料喷流装置，系使熔融焊料从焊料波形成板(21,31)上形成的多个喷出口(22,32)相对于被锡焊基板喷出并进行锡焊，其特征在于，相对于被锡焊基板的搬运方向形成多列的所述喷出口(22,32)，使连接上游侧列的喷出口和下游侧列的喷出口的假想线相对于被锡焊基板的搬运方向倾斜而形成为从下游侧的喷出口喷出的熔融焊料在上游侧的喷出口之间流下，从所述焊料波形成板(21,31)的表面向上方突出形成上述喷出口(22,32)的周壁部分(22a,32a)，在所述焊料波形成板(21,31)的表面上至少一部分的所述喷出口(22,32)的周围形成将喷出的焊料向其流下方向引导的沟槽部(33)。
2．如权利要求1所述的焊料喷流装置，其特征在于，按从所述被锡焊基板的搬运方向的上手侧向下手侧的顺序在焊料波形成板(21,31)上形成3列喷出口即第1喷出口列(22A,32A)、第2喷出口列(22B,32B)、第3喷出口列(22C,32C)，从第3喷出口列(22C,32C)的喷出口喷出的熔融焊料的至少一部分构成为在从第2喷出口列(22B,32B)的喷出口相互之间和第1喷出口列(22A,32A)的喷出口相互之间流动并流下，第2喷出口列(22B,32B)的喷出口的周围形成将从第2、第3喷出口列(22B,32B,22C,32C)喷出的焊料向第1喷出口列(22A,32A)的喷出口相互之间引导的沟槽部。
3．如权利要求1所述的焊料喷流装置，其特征在于，按从被锡焊基板的搬运方向的上手侧向下手侧的顺序在焊料波形成板(21,31)上形成3列喷出口即第1喷出口列(22A,32A)、第2喷出口列(22B,32B)、第3喷出口列(22C,32C)，在第1、第2、第3喷出口列的喷出口周围形成沟槽部(33)，从第1喷出口列(22A,32A)的喷出口周围的沟槽部(33)向焊料波形成板(21,31)上的沿被锡焊基板的搬运方向的上游侧方向形成沟槽部(33)，并且各沟槽部(33)相互连接。
4．一种锡焊方法，系相对于所搬运的被锡焊基板使熔融焊料从在焊料波形成板(21,31)上形成的多个喷出口(22,32)喷出而供给熔融焊料并对被锡焊基板进行锡焊，其特征在于，从所述焊料波形成板(21,31)的表面向上方突出并形成相对于被锡焊基板的搬运方向形成多列的所述喷出口(22,32)的周壁部分(22a,32a)，使连接上游侧列的喷出口和下游侧列的喷出口的假想线相对于被锡焊基板的搬运方向倾斜并配置成从下游侧的喷出口喷出的熔融焊料在上游侧的喷出口之间流下，将从所述喷出口(22,32)喷出的熔融焊料在焊料波形成板(21,31)的表面上经至少一部分上述喷出口(22,32)的周围形成的沟槽部(33)使焊料向其流下方向快速引导而稳定焊料波，并通过从所述多个喷出口(22,32)喷出的焊料波对被锡焊基板进行锡焊。
全文摘要
提供一种能获得稳定高度的熔融焊料波的焊料喷流装置。使第1－第3喷出口列(32A—32C)的各喷出口的周壁部分向上方突出,并在上述喷出口周围形成将喷出的焊料沿使其流下方向引导的沟槽部(33),使从第3喷出口列(32C)和第2喷出口列(32B)的喷出口喷出的熔融焊料从第1喷出口列(32A)的喷出口列之间迅速流下,故从第1喷出口列(32A)喷出的熔融焊料波不紊乱,而能获得良好而稳定的焊料波。
文档编号B23K1/00GK1304814SQ00132819
公开日2001年7月25日 申请日期2000年11月1日 优先权日1999年11月1日
发明者古志益雄, 轰木贤一郎, 杉本忠彦 申请人:松下电器产业株式会社