專利名稱：增加波焊中錫波高度的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電路板制作中波焊的工藝裝置，特別是指一種裝設(shè)于波焊機(jī)焊錫噴嘴上方增加錫波高度的裝置。
一般而言，決定電路板裝配合格率的最關(guān)鍵步驟為組件接腳的焊錫程序。特別是當(dāng)芯片封裝的接腳數(shù)量增加且排列更為密集時(shí)，如何避免接腳焊點(diǎn)發(fā)生橋接短路(bridge)、沾錫不良、縮錫(dewetting)、吹孔(blow hole)等缺陷，將可大幅增加所生產(chǎn)電路板的合格率，并降低器件發(fā)生故障的機(jī)會(huì)。以目前電路板組裝生產(chǎn)線而言，為了增進(jìn)生產(chǎn)的速度，主要是使用波焊(wave soldering)方式的焊接工藝，是利用已熔融的液態(tài)錫在馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下，向上揚(yáng)起錫波，而對斜向上升輸送而來的電路板，從下向上壓迫使液態(tài)錫進(jìn)孔，或?qū)c(diǎn)膠定位組件的接腳處，進(jìn)行填錫而形成焊點(diǎn)。
如


圖1所示，顯示了用來進(jìn)行波焊程序的錫爐裝置10。其中，錫槽12用來承載熔融的液態(tài)錫，至于裝設(shè)于錫槽12側(cè)邊的馬達(dá)泵系統(tǒng)14，則可旋轉(zhuǎn)其風(fēng)扇葉片而驅(qū)動(dòng)液態(tài)錫，使其經(jīng)由位于錫槽12中的焊錫噴嘴16噴出，而形成向上涌動(dòng)的錫波。如此，傾斜的傳動(dòng)軌道18可將電路板20傳送至錫槽12上方，而使向上涌起的錫波沿著電路板20上的孔洞灌入，并完成組件接腳的焊接程序。值得注意的是，要進(jìn)行波焊程序的電路板，會(huì)先置放并固定于由鋁合金或纖維合成板所構(gòu)成裝載夾具上，并借著裝載夾具鏤空的部份，暴露出電路板上需要焊接的區(qū)域。然后，利用位于傳動(dòng)軌道18下的爪勾22，沿著裝載夾具的側(cè)邊抓取，并沿著傳動(dòng)軌道18傳送電路板20。
一般而言，在傳送軌道18的前端部份24，會(huì)對電路板20進(jìn)行助焊劑(flux)涂布與預(yù)熱(preheat)程序。其中，助焊劑的使用，除可使待焊金屬具有清潔的表面，且不至于在高溫空氣環(huán)境中生銹外，還可將熱量均勻分布而增進(jìn)待焊區(qū)域的焊錫特性。典型的助焊劑涂抹包括了泡沫型、噴灑型與波浸型等方式。至于緊接著進(jìn)行的預(yù)熱程序，則可用來趕走助焊劑中揮發(fā)性成份，并提高電路板與組件的溫度，而增加助焊劑的活性與能力，以改善液態(tài)融錫進(jìn)孔的能力。典型的預(yù)熱方式，可由位于裝載夾具下方的紅外線燈管，照射電路板而將其溫度提高至預(yù)定值。
如圖2所示，顯示了在進(jìn)行波焊程序時(shí)錫槽12的側(cè)視情形。其中，由焊錫噴嘴16向上噴出的熔融錫24會(huì)產(chǎn)生隆起的錫波，然后沿著錫槽12的側(cè)壁向外流出，再經(jīng)過位于錫槽12外側(cè)的回收槽，將流出的熔融錫24回收而循環(huán)使用。至于沿著傳送軌道傾斜方向過來的裝載夾具26，則會(huì)承載著電路板20通過熔融錫24產(chǎn)生的錫波，使液態(tài)錫沿著電路板20上的孔洞，向上灌入而形成焊點(diǎn)。
但是，以目前典型的錫爐機(jī)臺(tái)而言，由于其錫波高度無法超過12mm，所以對于雙面都需焊接組件的電路板來說，在進(jìn)行波焊程序時(shí)，可能會(huì)因?yàn)橐簯B(tài)錫不能灌滿電路板上的孔洞，而使所制作的焊點(diǎn)合格率下降。特別是因?yàn)榇朔N雙面均插置組件的電路板20往往具有較大的厚度，而使其上的孔洞也具有較深的高度。相對的，用來承載此種電路板20的裝載夾具26，也會(huì)具有較深的高度，以便有效的保護(hù)電路板20上的組件。
如此一來，將會(huì)導(dǎo)致進(jìn)行波焊程序時(shí)的合格率大幅度降低。特別是當(dāng)電路板20第一面過完錫爐后，若所焊接的零件21本體很高，則當(dāng)反轉(zhuǎn)放在裝載夾具26上時(shí)，其整體高度已遠(yuǎn)超過錫波的最大高度。當(dāng)要對第二面的零件23進(jìn)行波焊程序時(shí)，裝載夾具26、零件21與電路板20的整體高度遠(yuǎn)超過錫波的高度，而使得熔融態(tài)焊錫不能有效的灌滿電路板上的孔洞，并造成所制作的焊點(diǎn)發(fā)生空洞、斷路等缺陷。
在對這種較厚的電路板進(jìn)行波焊時(shí)，雖然可由增加錫槽馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，而產(chǎn)生更高的錫波。但在實(shí)際制造過程中，過高的轉(zhuǎn)速往往會(huì)使馬達(dá)泵系統(tǒng)變得極不穩(wěn)定，并對液態(tài)錫波的流動(dòng)造成影響，進(jìn)而使波焊焊錫的合格率產(chǎn)生大幅度波動(dòng)。因此傳統(tǒng)的制造方法，會(huì)使用涌錫機(jī)來處理較厚電路板的焊錫工藝。如圖3所示，此圖顯示了典型的涌錫機(jī)30機(jī)臺(tái)情形，可借著操作面板32上的控制鈕，而控制錫槽34中熔融錫的溢流情形，再以人工方式將電路板壓置錫槽34上方進(jìn)行焊錫程序。
但要特別說明的是，由于大部份的涌錫機(jī)30其錫槽34均暴露在機(jī)臺(tái)外，所以在相關(guān)焊錫程序進(jìn)行時(shí)，會(huì)造成嚴(yán)重的空氣污染。并且，由于是使用人工方式來進(jìn)行焊錫，所以當(dāng)組件接腳數(shù)量大增且排列密集時(shí)，容易產(chǎn)生過多的短路缺陷，而難以掌握焊點(diǎn)品質(zhì)。并且，當(dāng)電路板在生產(chǎn)線上進(jìn)行組件裝配時(shí)，可能會(huì)因?yàn)樾枰褂糜垮a機(jī)進(jìn)行焊點(diǎn)制作，而需更換不同的焊錫機(jī)臺(tái)。除了導(dǎo)致生產(chǎn)線無法正常作業(yè)而降低生產(chǎn)率外，還需要耗費(fèi)更多的人力來檢測所制作的電路板，且進(jìn)行相關(guān)的除錯(cuò)程序。所以，如何在現(xiàn)有的錫爐機(jī)臺(tái)上增加錫波的高度，且同時(shí)維持錫波流動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性，具有相當(dāng)?shù)闹匾浴?br> 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型揭露了一種裝設(shè)于波焊錫爐其焊錫噴嘴的裝置，用以增加錫槽中熔融態(tài)焊錫的錫波高度，該裝置至少包括擋板，裝設(shè)于該焊錫噴嘴邊墻上緣，用以增加該焊錫噴嘴邊墻高度，進(jìn)而增加錫波高度；及壓蓋，可沿著該擋板內(nèi)緣壓置于部份該焊錫噴嘴開口上，以便借著對該熔融態(tài)焊錫施加壓力，而使未被該壓蓋遮蔽的部份該焊錫噴嘴開口，產(chǎn)生高度上升的錫波。
如上所述的裝置，其中上述擋板具有一長邊擋板、以及連接于該長邊擋板兩端的短邊擋板，而構(gòu)成一“ㄇ”字型框架結(jié)構(gòu)。
如上所述的裝置，其中上述短邊擋板外緣側(cè)壁上并具有螺絲旋鈕，用以將該“ㄇ”字型框架結(jié)構(gòu)固定并鎖緊于該焊錫噴嘴邊墻上。
如上所述的裝置，其中上述壓蓋包括了一壓板、以及位于其上的重塊，且該重塊是以焊接方式連接并固定于該壓板上表面。
如上所述的裝置，其中在上述重塊上表面具有一握把，以提供操作者移動(dòng)該壓蓋用。
如上所述的裝置，其中上述壓板邊緣并具有向外延伸的套件，可在置放該壓蓋于該擋板內(nèi)緣時(shí)，由該套件套接于該擋板上。
本實(shí)用新型還提供了一種可增加波焊錫爐的錫波高度的錫槽裝置，該裝置至少包括錫槽，用以盛裝熔融態(tài)焊錫；馬達(dá)泵裝置，位于該錫槽側(cè)邊，具有延伸至該錫槽底部的風(fēng)扇葉片，用以驅(qū)動(dòng)該熔融態(tài)焊錫；焊錫噴嘴，位于該錫槽中，可使被驅(qū)動(dòng)之該熔融態(tài)焊錫向上涌出而產(chǎn)生錫波；擋板，裝設(shè)于該焊錫噴嘴上緣，用以增加該焊錫噴嘴邊墻高度，進(jìn)而增加錫波高度；及壓蓋，可沿著該擋板內(nèi)緣壓置部份該焊錫噴嘴開口，以直接施加壓力于該熔融態(tài)焊錫，使未被該壓蓋遮蔽的該焊錫噴嘴開口，產(chǎn)生高度上升的錫波。
本實(shí)用新型的有益效果是，由于可直接使用原本的波焊錫爐，對厚度較大或雙面均具有零件的電路板進(jìn)行波焊程序，所以不需要在生產(chǎn)線上額外設(shè)置涌錫機(jī)臺(tái)，如此將可使整個(gè)生產(chǎn)流程單一化，而不用隨著電路板的厚度的改變更換特定的錫槽或機(jī)臺(tái)；同時(shí)由于不需要使用涌錫機(jī)臺(tái)，將可大幅減少電路板上焊點(diǎn)橋接短路的情形、減少環(huán)境污染的機(jī)會(huì)、并且降低操作涌錫機(jī)臺(tái)所耗費(fèi)的人力成本；由于可在維持錫爐馬達(dá)原來轉(zhuǎn)速的情形下，以本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)直接提升錫波高度(約可提高至18mm)，因此不需要增加馬達(dá)轉(zhuǎn)速來提升熔融態(tài)焊錫的高度。如此一來，在提高馬達(dá)轉(zhuǎn)速時(shí)可能造成錫波擾動(dòng)的變量可降至最低，并使所進(jìn)行的波焊程序具有極為穩(wěn)定的品質(zhì)，進(jìn)而提高合格率至98％以上，且連帶提高產(chǎn)能50％。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
圖1是錫爐機(jī)臺(tái)示意圖，顯示用來進(jìn)行波焊程序的錫爐的結(jié)構(gòu)與配置；圖2是錫槽側(cè)視示意圖，顯示在進(jìn)行波焊程序時(shí)攜帶電路板的裝載夾具與熔融態(tài)焊錫接觸的情形；圖3是涌錫機(jī)臺(tái)示意圖，顯示用來對雙面均具有組件的電路板進(jìn)行焊錫程序的涌錫機(jī)結(jié)構(gòu)與配置情形；圖4是錫槽裝置示意圖，顯示根據(jù)本實(shí)用新型所提供的擋板、壓蓋與焊錫噴嘴的配置關(guān)系。
如圖4所示，顯示了根據(jù)本實(shí)用新型所提供的裝設(shè)于波焊錫爐的焊錫噴嘴上方的裝置，以便增加錫槽中熔融態(tài)焊錫的錫波高度。此裝置包括了一擋板40，裝設(shè)于焊錫噴嘴16邊墻上緣，用以提高焊錫噴嘴16邊墻的高度。另外，一壓蓋50可沿著擋板40內(nèi)側(cè)，壓置于焊錫噴嘴16上并遮蔽部份焊錫噴嘴16開口，而直接施加壓力于焊錫噴嘴16中的熔融態(tài)焊錫。如此可由擋板40與壓蓋50，而使未遮蔽的部份焊錫噴嘴16開口所具有的熔融態(tài)焊錫，產(chǎn)生高度增加的錫波。
在較佳實(shí)施例中，上述擋板40為一“ㄇ”字型框架，具有一長邊擋板40a、以及連接于長邊擋板40a兩端的短邊擋板40b。當(dāng)此擋板40裝設(shè)于焊錫噴嘴16上時(shí)，其“ㄇ”字型框架結(jié)構(gòu)會(huì)與焊錫噴嘴16的邊墻密合，而增加了錫槽12邊墻的高度。如此，借著長邊擋板40a可增加焊錫噴嘴16長邊墻后擋的高度，而借著短邊擋板40b則可增加焊錫噴嘴16短邊墻側(cè)擋的高度。值得注意的，在短邊擋板40b的外緣側(cè)壁上，還裝設(shè)螺絲旋鈕42，以便將擋板40固定并鎖緊于焊錫噴嘴16邊墻上。
另外在制作擋板40時(shí)，可根據(jù)需要而調(diào)整其高度，以便進(jìn)一步提高焊錫噴嘴16后擋與側(cè)擋的高度，如此可增加熔融態(tài)焊錫由焊錫噴嘴16溢出的高度，而使錫波的整體高度上升。還有，在圖4中雖然是以高度相同的長邊擋板40a與短邊擋板40b來構(gòu)成整個(gè)“ㄇ”字型框架，但在實(shí)際應(yīng)用中，還可根據(jù)需要而使用不同高度的長邊擋板40a與短邊擋板40b，進(jìn)而控制熔融態(tài)焊錫的錫波流動(dòng)方向與高度。
根據(jù)本實(shí)用新型所提供的壓蓋50，則包括了壓板52、以及位于其上的重塊54。在較佳實(shí)施例中，此重塊54可以焊接方式連接并固定于壓板52上表面。在重塊54上表面并制作了握把56，以方便操作者移動(dòng)壓蓋50。此外，在壓板52的邊緣部份，具有向外延伸的套件58，可在放置壓蓋50于擋板40內(nèi)緣時(shí)，由套件58套接于擋板40上緣。如此一來，當(dāng)波焊程序進(jìn)行時(shí)，此套件58將可完全防止熔融態(tài)焊錫由壓蓋50與擋板40的接合位置溢出。在較佳實(shí)施例中，此套件58的設(shè)計(jì)可如圖4所示，具有“ㄇ”字型的薄板結(jié)構(gòu)，以方便直接套接于擋板40上。并且，由于套件58的高度與擋板高度相同，因此可完全契合于擋板40上而產(chǎn)生密合的效果。
要特別說明的是，參照
圖1，對錫槽12而言在實(shí)際進(jìn)行波焊程序時(shí)，僅有位于傳送軌道18正下方部份焊錫噴嘴16開口的錫波，會(huì)與電路板接觸而產(chǎn)生焊錫，至于其它部份焊錫噴嘴16開口上涌的錫波則并不會(huì)與電路板接觸。所以上述的壓板52正好用來遮蓋焊錫噴嘴16不需吃錫的部份開口，并且由位于壓板52上的重塊54，以重力加壓的方式對焊錫噴嘴16中的熔融態(tài)焊錫施加壓力，而使錫波高度增加。如此，未被壓板52遮蔽的部份焊錫噴嘴16開口，其熔融態(tài)焊錫將受到重塊54的壓力而上涌，使錫波高度變得更高。
以目前生產(chǎn)線上所使用的Delta Wave 6622型波焊爐(由VitronicsSoltec公司所制造)為例，其熔融態(tài)焊錫的錫波高度無法超過12mm。但在使用了上述的擋板40與壓蓋50后，可使整個(gè)熔融態(tài)焊錫的水位上升，而使錫波高度增加至20mm左右。顯然，借著使用本實(shí)用新型所提供的夾具，確可有效的提供高度上升且極為穩(wěn)定的錫波，而可用來對厚度較大或雙面均具有零件的電路板進(jìn)行波焊程序。
此外，除了可結(jié)合上述擋板40與壓蓋50來增加錫波高度外，還可單獨(dú)使用此二種裝置而達(dá)到相同的功用。其中，可直接將上述壓蓋50，壓置于焊錫噴嘴16邊墻內(nèi)緣，而遮蔽部份焊錫噴嘴16開口。此時(shí)，可借著壓蓋50邊緣的套件58套接于焊錫噴嘴16邊墻上方，并利用壓板52遮蔽部份焊錫噴嘴16開口，同樣的，位于壓板52上的重塊54，可以重力加壓的方式壓迫下方的熔融態(tài)焊錫，而使錫波高度上升。
當(dāng)然，除了利用壓蓋50重力施壓的方式來增加錫波高度外，還可直接利用上述的“ㄇ”字型擋板40來實(shí)現(xiàn)相同的功能。其中，將擋板40放置于焊錫噴嘴16邊墻上緣，可加高焊錫噴嘴16后擋及側(cè)擋的高度。如此，當(dāng)馬達(dá)泵系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)熔融態(tài)焊錫，并經(jīng)由焊錫噴嘴向上涌出時(shí)，由于熔融態(tài)焊錫不易由焊錫噴嘴16邊墻溢出，而可使熔融態(tài)焊錫的錫波高度上升。
使用本實(shí)用新型所提供的擋板與壓蓋具有下述各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)(1)由于可直接使用原本的波焊錫爐，對厚度較大或雙面均具有零件的電路板進(jìn)行波焊程序，所以不需要在生產(chǎn)線上額外設(shè)置涌錫機(jī)臺(tái)，如此將可使整個(gè)生產(chǎn)流程單一化，而不用隨著電路板的厚度的改變更換特定的錫槽或機(jī)臺(tái)。
(2)由于不需要使用涌錫機(jī)臺(tái)，將可大幅減少電路板上焊點(diǎn)橋接短路的情形、減少環(huán)境污染的機(jī)會(huì)、并且降低操作涌錫機(jī)臺(tái)所耗費(fèi)的人力成本。
(3)由于可在維持錫爐馬達(dá)原來轉(zhuǎn)速的情形下，以本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)直接提升錫波高度(約可提高至18mm)，因此不需要增加馬達(dá)轉(zhuǎn)速來提升熔融態(tài)焊錫的高度。如此一來，在提高馬達(dá)轉(zhuǎn)速時(shí)可能造成錫波擾動(dòng)的變量可降至最低，并使所進(jìn)行的波焊程序具有極為穩(wěn)定的品質(zhì)，進(jìn)而提高合格率至98％以上，且連帶提高產(chǎn)能50％。
最后要指出的是，本實(shí)用新型雖以一較佳實(shí)例闡明如上，但是并非用以限定本發(fā)明的專利范圍，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神與范圍內(nèi)所作的修改，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種增加波焊中錫波高度的裝置，裝設(shè)于波焊錫爐的焊錫噴嘴上，其特征在于，至少包括一擋板，裝設(shè)于該焊錫噴嘴邊墻上緣；一壓蓋，沿著該擋板內(nèi)緣壓置于部份該焊錫噴嘴的開口上。
2.如權(quán)利要求1所述的增加波焊中錫波高度的裝置，其特征在于，上述擋板具有一長邊擋板、以及連接于該長邊擋板兩端的短邊擋板，構(gòu)成一“ㄇ”字型框架結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的增加波焊中錫波高度的裝置，其特征在于，上述短邊擋板外緣側(cè)壁上具有螺絲旋鈕，該擋板通過該螺絲旋鈕固定并鎖緊于該焊錫噴嘴邊墻上。
4.如權(quán)利要求1所述的增加波焊中錫波高度的裝置，其特征在于，上述壓蓋包括了一壓板、以及位于其上的重塊，該重塊焊接并固定于該壓板上表面。
5.如權(quán)利要求4所述的增加波焊中錫波高度的裝置，其特征在于，上述重塊上表面具有一握把。
6.如權(quán)利要求4所述的增加波焊中錫波高度的裝置，其特征在于，上述壓板邊緣具有向外延伸的套件，該套件套接于該擋板上。
7.一種增加波焊錫爐錫波高度的錫槽裝置，包括錫槽，盛裝該熔融態(tài)焊錫；馬達(dá)泵裝置，位于該錫槽側(cè)邊，具有延伸至該錫槽底部的風(fēng)扇葉片；焊錫噴嘴，位于該錫槽中，該熔融態(tài)焊錫通過該焊錫噴嘴向上涌出而產(chǎn)生錫波；其特征在于，該錫槽裝置還包括擋板，裝設(shè)于該焊錫噴嘴上緣；壓蓋，沿著該擋板內(nèi)緣壓置部份該焊錫噴嘴開口。
8.如權(quán)利要求7所述的錫槽裝置，其特征在于，上述擋板具有一長邊擋板、以及連接于該長邊擋板兩端的短邊擋板，而構(gòu)成一“ㄇ”字型框架結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求8所述的錫槽裝置，其特征在于，上述短邊擋板外緣側(cè)壁上具有螺絲旋鈕，該擋板通過該螺絲旋鈕固定并鎖緊于該錫槽邊墻上。
10.如權(quán)利要求7所述的錫槽裝置，其特征在于，上述壓蓋包括了一壓板、以及位于其上的重塊，該重塊焊接固定在該壓板上表面。
11.如權(quán)利要求10所述的錫槽裝置，其特征在于，上述重塊上表面具有一握把。
12.如權(quán)利要求10所述的錫槽裝置，其特征在于，上述壓板邊緣具有向外延伸的套件，該套件套接于該擋板上。
專利摘要本實(shí)用新型揭露了一種增加波焊中錫波高度的裝置，裝設(shè)于波焊錫爐的焊錫噴嘴上；該裝置包括了一擋板與壓蓋，其中擋板裝設(shè)于焊錫噴嘴邊墻上緣，用以增加焊錫噴嘴邊墻高度，進(jìn)而增加錫波高度，而壓蓋則可沿著擋板內(nèi)緣壓置于部分焊錫噴嘴開口上，以便借著對熔融態(tài)焊錫施加壓力，而使未被壓蓋遮蔽的部分焊錫噴嘴開口，具有更高的錫波高度。
文檔編號B23K1/08GK2569521SQ0225187
公開日2003年8月27日 申請日期2002年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月16日
發(fā)明者王柏鴻, 陳佑璋 申請人:華碩電腦股份有限公司