CN102326462A - 射流钎焊装置及钎焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种能减少桥接现象和冰柱现象等钎焊不良的射流钎焊装置。本发明的射流钎焊装置的特征是，包括：收纳熔融焊料的焊料槽(11)；具有喷出熔融焊料的端面、设于所述端面的缺口(30)及设于所述端面的回收壁(32)的射流喷嘴(15)；将收纳在焊料槽(11)中的熔融焊料送向射流喷嘴(15)的焊料运送机构(13、20、21、22)；使焊料槽(11)移动的槽驱动机构(23、24、25、26)；空开规定间隙地围住射流喷嘴(15)且与射流喷嘴(15)连结的焊料接收壁(42)；以及从焊料接收壁(42)的外侧传递驱动力，并使焊料接收壁(42)和吸附喷嘴(15)旋转的旋转机构(44、45、46)。

Description

射流钎焊装置及钎焊方法

技术领域

本发明涉及一种通过使熔融焊料与钎焊对象物局部接触来将钎焊部件钎焊到钎焊对象物上的射流钎焊装置及钎焊方法。

背景技术

以下，结合附图对现有的射流钎焊装置进行说明。图12是表示现有的射流钎焊装置的结构的大致情况的图。

如图12所示，焊料槽1收容熔融焊料2。通过对焊料槽1加热，能使焊料槽1内的焊料熔融。此外，通过控制对焊料槽1进行加热的温度，能将焊料槽1内的熔融焊料2保持成固定温度。

在焊料槽1内设置有螺旋桨3和焊料供给路4。螺旋桨3配置在焊料供给路4的一个端部。熔融焊料2通过旋转的螺旋桨3而在焊料供给路4的内部被加压输送。螺旋桨3通过配置在焊料槽1外部的驱动装置5驱动而旋转。

朝焊料槽1上方突出的射流喷嘴6与焊料供给路4的另一个端部连结。被加压输送的熔融焊料2喷出到距射流喷嘴6的端面有一定高度的位置。从射流喷嘴6的端面喷出的熔融焊料2与被印刷基板搬运部9搬运至焊料槽1上方的印刷基板7局部接触。藉此，电子元器件的引脚8被钎焊到印刷基板7的电极部。

具体来说，未图示的电子元器件被装设在印刷基板7的一个面上，电子元器件的引脚8***形成于印刷基板7的通孔(未图示)，引脚8的一部分从印刷基板7的另一个面突出。熔融焊料2与上述引脚8的一部分突出的面接触。以下，将电子元器件的引脚从通孔中突出的面称为钎焊面。通过将熔融焊料2与钎焊面局部接触，从而电子元器件的引脚8被钎焊到形成于印刷基板7的钎焊面的电极部(未图示)上。此外，从射流喷嘴6喷出的熔融焊料2中没有用在钎焊上的多余的熔融焊料2顺着射流喷嘴6的侧面回收到焊料槽1内。

射流喷嘴6的喷出口的形状通常为圆形，该射流喷嘴6的喷出口的直径可根据要钎焊的部位的热容、相邻的电子元器件之间的间隔等从5mm至12mm的范围中选择。另外，在专利文献1中，记载有一种如图13所示的具有长孔形状的喷出口10的射流喷嘴6。

此外，在专利文献2中，记载有一种钎焊装置，该钎焊装置通过装设有对印刷基板进行抓持的抓持机构的机器人对与熔融焊料接触的位置进行控制。以下，将与熔融焊料接触的位置称为钎焊位置。

此外，在要钎焊的部位相邻的情况下，进行所谓的“拖焊(日文：引き半田)”。以下，将要钎焊的部位称为钎焊部位。在进行拖焊时，首先，使从射流喷嘴6溢出的熔融焊料2与相邻的钎焊部位中的一个部位接触。然后，使印刷基板7向相邻的钎焊部位排列的方向平行移动。

但是，若用现有的射流钎焊装置进行拖焊，则因熔融焊料2的表面张力较大，可能会使附着于钎焊部位的熔融焊料2在钎焊部位经过射流喷嘴6上方之后还被拖拉，从而使多余的熔融焊料2以在钎焊部位下垂的状态残留。这样残留的多余的熔融焊料2会成为所谓的“桥接现象”或“冰柱现象”等钎焊不良的产生原因。这些现象在钎焊部位的热容较大的情况下容易显著地产生。在热容较大的钎焊部件中具有例如屏蔽金属板等。另外，桥接现象是指相邻的钎焊部位之间通过焊料而电导通，冰柱现象是指使从钎焊部位下垂的焊料固化。

专利文献1：日本专利特开2007-134609号公报

专利文献2：日本专利特开平9-199844号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

基于上述问题，本发明的目的在于提供一种能减少桥接现象和冰柱现象等钎焊不良的射流钎焊装置及钎焊方法。

解决技术问题所采用的技术方案

为实现上述目的，本发明的射流钎焊装置的特征是，包括：

焊料槽，该焊料槽收纳熔融焊料；

射流喷嘴，该射流喷嘴具有侧面、喷出熔融焊料的端面、设于上述端面且供从上述端面流出的熔融焊料流动的缺口、设于上述端面且对附着在钎焊对象物和/或被钎焊到上述钎焊对象物上的钎焊部件上的熔融焊料的一部分予以回收的回收壁；

焊料运送机构，该焊料运送机构将收纳在上述焊料槽中的熔融焊料送向上述射流喷嘴；

槽驱动机构，该槽驱动机构使上述焊料槽移动；

焊料接收壁，该焊料接收壁空开规定间隙地围住上述射流喷嘴且与上述射流喷嘴连结；以及

旋转机构，该旋转机构将驱动力从上述焊料接收壁的外侧传递至上述焊料接收壁，以使上述焊料接收壁和与上述焊料接收壁连结的上述吸附喷嘴旋转。

此外，本发明的另一方面是在上述本发明的射流钎焊装置的基础上，其特征是，上述槽移动机构使上述焊料槽移动，或是在上述槽移动机构使上述焊料槽移动的同时上述旋转机构使上述吸附喷嘴旋转，以使上述射流喷嘴与钎焊对象物的相对移动方向相对于从上述射流喷嘴的上述端面流出的熔融焊料的流动方向处于±90度的范围内。

此外，本发明的又一方面是在上述本发明的射流钎焊装置的基础上，其特征是，在上述射流喷嘴的上述侧面的上述缺口的下部设有供熔融焊料流动的槽。

此外，本发明的又一方面是在上述本发明的射流钎焊装置的基础上，其特征是，上述射流喷嘴的上述侧面中的上述射流喷嘴的上述缺口的下部由在熔融焊料的润湿性方面比该下部以外的部分更好的材质制成。

此外，本发明的又一方面是在上述本发明的射流钎焊装置的基础上，其特征是，还包括覆盖上述射流喷嘴的上述侧面的上述缺口的下部的焊料归拢构件，上述焊料归拢构件具有由在熔融焊料的润湿性方面比上述射流喷嘴的上述侧面更好的材质制成的表面。

此外，本发明的又一方面是在上述本发明的射流钎焊装置的基础上，其特征是，在上述射流喷嘴的上述端面设有供熔融焊料流动的槽。

此外，本发明的又一方面是在上述本发明的射流钎焊装置的基础上，其特征是，还包括对钎焊对象物的翘曲量进行测定的测定器，上述槽移动机构根据由上述测定器测定的上述翘曲量来调整从上述射流喷嘴的前端到上述钎焊对象物的高度。

此外，本发明的又一方面是在上述本发明的射流钎焊装置的基础上，其特征是，还包括按钎焊部件的种类录入钎焊条件的能进行更新的程序库。

此外，本发明的钎焊方法是将熔融焊料从焊料槽送向射流喷嘴，并使钎焊对象物与从该射流喷嘴的端面喷出的熔融焊料局部接触的钎焊方法，其特征是，

上述射流喷嘴具有侧面、喷出熔融焊料的端面、设于上述端面且供从上述端面流出的熔融焊料流动的缺口、设于上述端面且对附着在上述钎焊对象物和/或被钎焊到上述钎焊对象物的钎焊部件上的熔融焊料的一部分予以回收的回收壁，

在对上述钎焊对象物和上述钎焊部件进行钎焊时，通过槽移动机构使上述焊料槽移动，或是在通过槽移动机构使上述焊料槽移动的同时通过旋转机构使上述吸附喷嘴旋转，以使上述射流喷嘴与上述钎焊对象物的相对移动方向相对于从上述射流喷嘴的上述端面流出的熔融焊料的流动方向处于±90度的范围内。

此外，本发明的另一方面是在上述本发明的钎焊方法的基础上，其特征在是，在对上述钎焊对象物和上述钎焊部件进行钎焊时，通过槽移动机构使上述焊料槽移动，或是在通过槽移动机构使上述焊料槽移动的同时通过旋转机构使上述吸附喷嘴旋转，以使上述射流喷嘴朝从上述射流喷嘴的上述端面流出的熔融焊料的流动方向移动。

发明效果

根据本发明的较为理想的实施方式，能减少桥接现象和冰柱现象等钎焊不良。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的射流钎焊装置的一结构例的大致情况的图。

图2(a)是表示本发明实施方式的射流喷嘴的一例的局部放大图，图2(b)是表示本发明实施方式的射流喷嘴的另一例的局部放大图，图2(c)是表示本发明实施方式的射流喷嘴的又一例的局部放大图，图2(d)是本发明实施方式的射流喷嘴的又一例的局部放大图。

图3是表示本发明实施方式的焊料归拢构件的图。

图4(a)是表示使用本发明实施方式的射流喷嘴的情况下的熔融焊料的射流高度的测定值的图，图4(b)是表示使用一般的射流喷嘴的情况下的熔融焊料的射流高度的测定值的图。

图5是表示本发明实施方式的熔融焊料的射流高度的测定方法的一例的图。

图6(a)是使用本发明实施方式的射流喷嘴进行拖焊的情况下的钎焊状态的图，图6(b)是使用一般的射流喷嘴进行拖焊的情况下的钎焊状态的图。

图7是表示将本发明实施方式的射流喷嘴与焊料接收壁固定的结构的一例的剖视图。

图8(a)是表示用于说明本发明实施方式的基板翘曲测定器的配置位置的一例的图，图8(b)是表示用于说明本发明实施方式的基板翘曲测定器的配置位置的另一例的图。

图9是表示本发明实施方式的射流钎焊装置的处理流程的一例的图。

图10是表示本发明实施方式的射流钎焊装置的程序库(日文：ライブラリ一)的一例的图。

图11(a)是表示本发明实施方式的射流喷嘴的移动方向及射流喷嘴的缺口方向的一例的图，图11(b)是表示对应于图11(a)的射流喷嘴的X位置、Y位置及Z位置以及射流喷嘴的缺口的角度的图。

图12是表示现有的射流钎焊装置的结构的大致情况的图。

图13是现有的射流喷嘴的局部放大图。

具体实施方式

以下，结合附图，对本发明的射流钎焊装置和钎焊方法的一实施方式进行说明。其中，对先前说明过的要素标注相同符号，并适当省略其说明。当然，本发明不限定于以下所说明的实施方式。

图1是表示本发明实施方式的射流钎焊装置的一结构例的大致情况的图。在本实施方式中，钎焊对象物是带有通孔的印刷基板，被钎焊到钎焊对象物上的钎焊部件是带有引脚的电子元器件。另外，钎焊对象物和钎焊部件不限定于印刷基板和电子元器件。

如图1所示，焊料槽11收容熔融焊料12。通过对焊料槽11加热，能使焊料槽11内的焊料熔融。此外，通过控制对焊料槽11进行加热的温度，能将焊料槽11内的熔融焊料12保持成固定温度。

在焊料槽11内设置有螺旋桨13和焊料供给路14。螺旋桨13配置在焊料供给路14的一个端部。熔融焊料12通过旋转的螺旋桨13而在焊料供给路14的内部被加压输送。

朝焊料槽11上方突出的射流喷嘴15与焊料供给路14的另一个端部连结。被加压输送的熔融焊料12喷出到距设于射流喷嘴15端面的喷出口16有一定高度的位置。从射流喷嘴15的端面喷出的熔融焊料12与印刷基板17局部接触。藉此，电子元器件18的引脚19被钎焊到印刷基板17的电极部(未图示)。

具体来说，电子元器件18被装设在印刷基板17的一个面上，电子元器件18的引脚19***形成于印刷基板17的通孔(未图示)，引脚19的一部分从印刷基板17的钎焊面突出。熔融焊料12与印刷基板17的钎焊面局部接触。藉此，电子元器件的引脚19被钎焊到形成于印刷基板17的钎焊面的电极部(未图示)。

用于加压输送熔融焊料12的螺旋桨13通过设置于焊料槽11外部的电动机20驱动而旋转。在本实施方式中，电动机20通过链条21对轴22施加驱动力。该轴22与螺旋桨13的轴心连结。这样，在本实施方式中，由螺旋桨13、电动机20、链条21及轴22构成将收纳在焊料槽11内的熔融焊料12向射流喷嘴15运送的焊料运送机构。

此外，上述射流钎焊装置包括使焊料槽11相对于印刷基板17移动的槽移动机构。通过该槽移动机构来控制钎焊位置。在本实施方式中，槽移动机构包括：第一移动部23，该第一移动部23被驱动而向第一方向前进；第二移动部24，该第二移动部24配置在第一移动部23上，并被驱动而朝与第一方向交叉的第二方向前进；升降部25，该升降部25至少被第二移动部24支承成能自由升降，并被驱动而升降；以及载置台26，该载置台26与升降部25连结。焊料槽11被载置在载置台26上。在本实施方式中，焊料槽11的移动方向设定为相互正交的X-Y-Z方向。即，第一移动部23向图1记载的纸面的内外方向即Y方向移动。第二移动部24向图1记载的纸面的左右方向即X方向移动。升降部25向图1记载的纸面的上下方向即Z方向升降。

此外，如后所述，该射流钎焊装置包括：喷嘴旋转机构，该喷嘴旋转机构使射流喷嘴15相对于印刷基板17旋转；以及基板翘曲测定器，该基板翘曲测定器对印刷基板17的翘曲量进行测定。

此外，该射流钎焊装置成为通过控制装置27来控制该射流钎焊装置整体的处理动作的结构。控制装置27包括存储部28，该存储部28存储有用于控制上述射流钎焊装置整体的处理动作的钎焊程序。此外，存储部28还存储有用于编制钎焊程序的程序库等。

接着，对本实施方式的射流喷嘴15进行详细地说明。图2(a)是表示本发明实施方式的射流喷嘴的一例的放大图。

如图2(a)所示，在射流喷嘴15的端面设有喷出熔融焊料12的喷出口16、第一槽29以及缺口30。喷出口16形成在第一槽29内。缺口30与第一槽29相连。藉此，从射流喷嘴15端面流出的熔融焊料12经由缺口30流向射流喷嘴15的侧面。此外，在射流喷嘴15的侧面的缺口30下部形成有第二槽31。该第二槽31与缺口30相连。因此，向射流喷嘴15侧面流出的熔融焊料12在第二槽31内流动。

在该图2(a)所示的射流喷嘴15中，第一槽29、缺口30及第二槽31构成规定熔融焊料12的流动方向的流路，没有用在钎焊上的多余的熔融焊料12顺着该流路回收到焊料槽11内。

此外，为了快速地回收附着于印刷基板17和/或电子元器件的引脚19的多余的熔融焊料12，在射流喷嘴15的端面设有回收壁32。在此，回收壁32是由第一槽29和缺口30构成的流路的整个壁。

需要将射流喷嘴的喷出口16的直径设定为喷出熔融焊料12所需的足够大。例如，将射流喷嘴的喷出口16的直径设定为5mm左右。此外，规定熔融焊料12的流动方向的流路的宽度及深度需要设定成可使多余的熔融焊料12始终顺着该流路回收到焊料槽11内的大小。例如，流路的宽度设定为5mm左右，流路的深度设定为2～3mm左右。

能通过控制螺旋桨13的转速来调整熔融焊料12从射流喷嘴15端面射出的射流高度。例如，设定螺旋桨13的转速，以使熔融焊料12从射流喷嘴15的端面***3～4mm左右。以下，将熔融焊料12的射流高度称为焊料射流高度。

熔融焊料12在从射流喷嘴的喷出口16朝垂直方向喷出后，顺着设于射流喷嘴15的流路流动。因此，与喷出口16附近的焊料射流高度相比，缺口30附近的焊料射流高度容易变低。为了消除这种情况，与距喷出口16的距离相应地缩窄设于射流喷嘴15端面的第一槽29的宽度。通过这样，能使焊料射流高度均等。例如，将喷出口16附近的第一槽29的宽度B设定为5mm，将缺口24附近的第一槽29的宽度A设定为4mm。

此外，也可以将设于射流喷嘴15端面的第一槽29与设于射流喷嘴15侧面的第二槽31相连的部位、即缺口30的底面设为曲面。通过这样，能使熔融焊料12稳定地顺着设于射流喷嘴15的流路流动。或者，如图2(b)所示，也可以使第一槽29的底面以朝熔融焊料12流动的方向变低的方式倾斜。通过这样，也能使熔融焊料12稳定地顺着设于射流喷嘴15的流路流动。倾斜角度例如能设定为45度左右。

射流喷嘴15的热容对钎焊性有很大的影响。需要相对于钎焊部位的热容充分增大射流喷嘴15的热容。射流喷嘴15的热容由设于射流喷嘴15的流路尺寸及熔融焊料12向射流喷嘴15供给的供给量确定。因此，需要考虑钎焊部位的热容、相邻的钎焊部件之间的间隔等来选择设于射流喷嘴15的流路尺寸和射流喷嘴的喷出口16的尺寸。

接着，对图2(c)所示的射流喷嘴的又一例进行说明。在图2(c)所示的射流喷嘴15中，长圆形的喷出口16设置在射流喷嘴15端面的大致整个面上。

该射流喷嘴15的缺口30设置在射流喷嘴15端面的周缘部中的一个半圆形端部。此外，在该射流喷嘴15侧面的缺口30下部形成有槽31。该槽31与缺口30相连。在该射流喷嘴15中，缺口30和槽31构成供熔融焊料12流动的流路。通过如此设置流路，能规定熔融焊料12的流动方向。而且，由于熔融焊料12不会扩展到射流喷嘴15的宽度以上，因此，能对较窄的空间进行钎焊。缺口30的宽度例如能设定为5mm左右。此外，槽31的宽度能设定为例如5mm左右，槽31的深度能设定为2mm左右。

此外，在该射流喷嘴15中，射流喷嘴15端面的周缘部中的缺口30以外的部位为回收壁32。

接着，对图2(d)所示的射流喷嘴的又一例进行说明。在图2(d)所示的射流喷嘴15中，圆形的喷出口16设置在射流喷嘴15端面的大致整个面上。

该射流喷嘴15的缺口30设置在射流喷嘴15端面的周缘部的一部分。缺口30的宽度例如能设定为5mm左右，缺口30的深度例如能设定为2mm左右。

此外，在该射流喷嘴15中，射流喷嘴15端面的周缘部中的缺口30以外的部位为回收壁32。

而且，该射流喷嘴15的侧面中的缺口30的下部33由在熔融焊料12的润湿性方面比该下部33以外的部分34更好的材质制成。详细说来，对射流喷嘴15侧面中的缺口30的下部33以外的部分34实施氧化或氮化等表面处理。藉此，使熔融焊料12更容易顺着缺口30的下部33流动。

因此，在该射流喷嘴15中，缺口30及缺口30的下部33为供熔融焊料12流动的流路。通过如此设置流路，能规定熔融焊料12的流动方向。

当然，与上述图2(a)至图2(c)所示的射流喷嘴一样，也能在射流喷嘴15侧面的缺口30的下部设置槽。相反，在图2(a)至图2(c)所示的射流喷嘴中，也可以使缺口30的下部由在熔融焊料12的润湿性方面比该下部以外的部分更好的材质制成，以代替在缺口30的下部设置槽。

接着，对图3所示的射流喷嘴的又一例进行说明。在图3所示的射流喷嘴15中，长圆形的喷出口16设置在射流喷嘴15端面的大致整个面上。此外，该射流喷嘴15的缺口30设置在射流喷嘴15端面的周缘部中的一个直线形侧部的一部分。在该射流喷嘴15中，射流喷嘴15端面的周缘部中的缺口30以外的部位为回收壁32。

而且，在该射流喷嘴15上可装拆自由地安装有焊料归拢构件35，以覆盖射流喷嘴15侧面的缺口30的下部。用图3的双点划线表示将焊料归拢构件35安装到射流喷嘴15后的状态。

焊料归拢构件35由在熔融焊料12的润湿性方面比射流喷嘴15的侧面更好的材料制造。具体来说，当射流喷嘴15的侧面的材质为对不锈钢表面实施氮化处理后的材料的情况下，焊料归拢构件35的材料使用含铁成分99％以上的纯铁等原材料。

在焊料归拢构件35的上端形成有与射流喷嘴15的缺口30卡合的折曲部35A。而在焊料归拢构件35的下端形成有臂35B，以从两侧抱住射流喷嘴15。此外，在焊料归拢构件35的臂部35B穿设有孔35C。当将该焊料归拢构件35安装到射流喷嘴15时，在使焊料归拢构件35的折曲部35A与射流喷嘴15的缺口30卡合之后，将螺栓36穿过焊料归拢构件35的臂35B上的孔35C而与射流喷嘴15的螺纹孔37旋紧。这种结构能使焊料归拢构件35的更换容易且能维持焊料归拢构件35更换后的性能。

此外，使焊料归拢构件35的折曲部35A的厚度比缺口30的深度小。通过这样，即便使焊料归拢构件35的折曲部35A与缺口30卡合，也能在射流喷嘴15的端面上留有缺口。缺口30的宽度例如能设定为5mm左右，缺口30的深度例如能设定为5mm左右。

综上所述，在图3所示的射流喷嘴15中，由形成于射流喷嘴15端面的缺口30和安装到射流喷嘴15的焊料归拢构件35构成供熔融焊料12流动的流路。通过如此设置流路，能规定熔融焊料12的流动方向。

接着，对该射流钎焊装置中的焊料射流高度进行说明。图4(a)表示使用该射流钎焊装置的射流喷嘴15的情况下的焊料射流高度的测定值。此时，如上所述规定熔融焊料的流路。此外，在图4(b)中，表示使用一般的射流喷嘴的情况下的焊料射流高度的测定值作为比较例。此时，没有规定熔融焊料的流路。另外，无论何种情况下，射流喷嘴的喷出口的直径设为8mm。

图5是表示焊料射流高度的测定方法的一例的图。在焊料射流高度的测定时，例如图5所示，能使用包括发光器38和光接收器39的移位传感器。发光器38发出平行光40。光接收器39接收从发光器38发出的平行光40。当使用图5所示的变位传感器的情况下，能通过对被从射流喷嘴端面喷出的熔融焊料12挡住的平行光40的尺寸41进行检测，来测定出焊料射流高度。

图4(a)及图4(b)各自示出的图表的横坐标表示将熔融焊料加压输送到射流喷嘴的螺旋桨的转速。而纵坐标表示熔融焊料从射流喷嘴的端面***的射流高度。此外，在图4(a)及图4(b)各自示出的图表中，用实线表示的中央的数据表示喷出熔融焊料大约10秒时的焊料射流高度的平均值。此外，用虚线表示的上侧数据表示最大值，用点划线表示的下侧的数据表示最低值。

从图4(a)及图4(b)所示的图表中可知，若提高螺旋桨转速，焊料射流高度有变高的趋势。此外，从图4(a)所示的图表可知，当规定了熔融焊料的流路时，无论转速多少，焊料射流高度的偏差(最大值与最小值之差)均为大约0.5mm左右，比较稳定。这样，通过规定供熔融焊料流动的方向，就能使焊料射流高度稳定。另一方面，在一般的射流喷嘴中，没有规定熔融焊料的流路。因此，在熔融焊料被回收到焊料槽中时，顺着射流喷嘴侧面流动的熔融焊料的流路发生变动。受到该流路变动的影响，如图4(b)所示，会使焊料射流高度发生很大偏差。

电子元器件的引脚的从钎焊面突出的部分的尺寸通常在2.5mm以内。因此，考虑到因钎焊时的热而使印刷基板挠曲的挠曲量，需要使射流喷嘴与钎焊面之间的缝隙为3mm左右。另一方面，对熔融焊料从射流喷嘴喷出时的射流高度而言，需要具有能覆盖电子元器件的引脚从钎焊面突出的部分的整体这样的高度。由此，焊料射流高度需要维持在大约3.5mm至4mm的范围而处于稳定的状态。

如图4(a)及图4(b)所示，与没有规定熔融焊料的流路的一般的射流喷嘴相比，规定了熔融焊料的流路的射流喷嘴15的能稳定地维持所需要的焊料射流高度的使用区域更宽。因此，与一般的射流喷嘴相比，规定了熔融焊料的流路的射流喷嘴15更有利于钎焊。

接着，对射流喷嘴15的回收壁32的作用进行说明。图6(a)是表示使用规定了熔融焊料的流路的射流喷嘴15进行拖焊的情况下的钎焊状态的图。此外，在图6(b)中表示使用一般的射流喷嘴6进行拖焊时的钎焊状态来作为比较例。

在使用一般的射流喷嘴6来进行拖焊的情况下，如图6(b)所示，因熔融焊料12的表面张力较大，可能会使附着于钎焊部位A的熔融焊料12在射流喷嘴6经过钎焊部位A之后还被拖拉，从而使多余的熔融焊料12在钎焊部位A以下垂的状态残留。对此，当如上所述在射流喷嘴的端面设有回收壁32的情况下，如图6(a)所示，在射流喷嘴15经过钎焊部位A时，多余的熔融焊料12会被回收壁32剥离。因此，能减少残留在电子元器件的引脚19从钎焊面突出的部分上的熔融焊料12，并能减少桥接现象或冰柱现象等钎焊不良。但是，在通过射流喷嘴的回收壁32剥离多余的熔融焊料12时，需要使印刷基板17与射流喷嘴15的相对移动方向相对于在射流喷嘴15中规定的熔融焊料12的流动方向处于±90度的范围内。

这样，通过规定熔融焊料12的流动方向且相对于该流动方向限制了印刷基板17与射流喷嘴15的相对移动方向，从而能实现钎焊不良的减少。

接着，再次使用图1对使射流喷嘴15相对于印刷基板17旋转的喷嘴旋转机构进行说明。如上所述，在通过射流喷嘴的回收壁32剥离多余的熔融焊料12时，需要使印刷基板17与射流喷嘴15的相对移动方向相对于在射流喷嘴15中规定的熔融焊料12的流动方向处于±90度的范围内。为了可靠且容易地满足该条件，在本实施方式中，设置使射流喷嘴15相对于印刷基板17旋转的喷嘴旋转机构。

如图1所示，射流喷嘴15由上下两个部件构成，下喷嘴15a在焊料槽11内与焊料供给路14连结并固定。另一方面，如图7所示，上喷嘴15b通过固定构件43与焊料接收壁42固定。详细说来，在焊料接收壁42上设有通孔，上喷嘴15b***该通孔。固定构件43使得在焊料接收壁42的内侧面与上喷嘴15b的外侧面之间保持一定的缝隙。

虽未图示，但焊料接收壁42被旋转支承轴承支承成能自由旋转。而且，通过该旋转支承轴承，将焊料支承壁42的高度方向(Z方向)的位置及旋转中心位置保持成固定。因此，也能将上喷嘴15b的高度方向的位置及旋转中心位置保持成固定。

来自设置于焊料槽11外部的驱动装置44的驱动力经由齿轮45及齿轮46而被传递至如上所述被支承成能自由旋转的焊料接收壁42上。通过从该焊料接收壁42外侧传递而来的驱动力，使得焊料接收壁42和上喷嘴15b旋转。

此外，上喷嘴15b的下端面与下喷嘴15a的上端面彼此相对，在上述下端面与上端面之间设有缝隙。该缝隙的大小设定为熔融焊料12在其表面张力的作用下不会从缝隙中漏出的程度。例如，缝隙的大小能从0.05mm至0.1mm左右的范围内选择。

此外，也能使用只对焊料接收壁42的旋转中心位置进行定位的旋转支承轴承来代替对焊料接收壁42的高度方向的位置及旋转中心位置进行定位的旋转支承轴承。此时，为了不使上喷嘴15b的下端面与下喷嘴15a的上端面接触，可设置承受焊料接收壁42及上喷嘴15b的自重的限位件。但是，通过该限位件，使得设于上喷嘴15b的下端面与下喷嘴15a的上端面之间的缝隙的大小如上所述设定为熔融焊料12在其表面张力的作用下不会从缝隙中漏出的程度。

另外，将焊料接收壁42支承成能自由旋转的支承构件不限定于旋转支承轴承。

此外，虽然对使射流喷嘴15自身旋转的情况进行了说明，但也可考虑在使焊料槽11移动的槽移动机构中设置旋转机构。通过这样，通过使焊料槽11旋转，能使射流喷嘴15旋转。此外，也可考虑设置装设有对印刷基板进行抓持的抓持部的基板驱动装置来使印刷基板旋转。但是，与使焊料槽11或印刷基板17旋转的情况相比，使射流喷嘴15自身旋转能容易地将射流喷嘴15的方向设定为最适合的方向。因此，能快速地进行钎焊。

接着，对喷嘴前端高度测定器进行说明。当射流钎焊装置工作时，焊料槽11升温，因其升温而使射流喷嘴15膨胀。此外，因上述膨胀而使射流喷嘴15前端的高度变动，并使印刷基板17与射流喷嘴15前端之间的间隙变动。因此，该射流钎焊装置包括对射流喷嘴15前端的高度进行测定的喷嘴前端高度测定器。

对喷嘴前端高度测定器能使用例如图5所示的变位传感器，其包括发出平行光的发光器38和接收从发光器38发出的平行光的光接收器39。当使用该变位传感器的情况下，能根据被射流喷嘴15挡住的平行光的尺寸来测定射流喷嘴15前端的高度。发光器38与光接受器39例如只要安装在用于将印刷基板17向焊料槽11上方搬运的搬运轨上即可。

上述射流钎焊装置是通过喷嘴前端高度测定器来测定装置工作时的射流喷嘴15前端的高度，并将该测定出的高度反映到钎焊程序中的结构。根据这种结构，能使螺旋桨13以与射流喷嘴15的膨胀量相应的转速旋转，能将焊料射流高度调整到所希望的高度。因此，当将射流喷嘴15安装到射流钎焊装置时，不需要估计射流喷嘴15的膨胀量来调整射流喷嘴15前端的高度方向上的位置，从而能减轻操作者的负担。

接着，对基板翘曲测定器进行说明。

当进行钎焊时，在使熔融焊料12与印刷基板17接触之前，将液体焊剂涂布到印刷基板17的电极部及电子元器件的引脚19上，以除去氧化膜，并对印刷基板17自身加热(预热)，以使该涂布的液体焊剂干燥。由于上述被加热的印刷基板17处于只有两端部被搬运轨道支承的状态，因此，会因印刷基板17自身的自重而使印刷基板17发生翘曲。而且，在进行钎焊时，被加热到300度左右的熔融焊料12局部附着于印刷基板17上，而该熔融焊料12自身也成为使基板发生翘曲的主要原因。

根据实验，即使如上所述规定了熔融焊料的流动方向且设置回收壁32，当从钎焊面突出的电子元器件的引脚19的前端与射流喷嘴15之间的间隙离开例如0.5mm以上程度时，也会发生通过回收壁无法完全回收多余的熔融焊料12的情况。

相反，若印刷基板17向射流喷嘴15侧翘曲到电子元器件的引脚19前端与射流喷嘴15之间的间隙以上，则射流喷嘴15的前端与电子元器件的引脚19前端会发生干扰。该干扰是引起引脚19前端折曲或钎焊不良的原因。

因此，该射流钎焊装置包括用于对印刷基板17的翘曲量进行测定的基板翘曲测定器。在本实施方式中，使用通过激光来测定距离的非接触传感器作为基板翘曲测定器。

当使用非接触传感器的情况下，既可以如图8(a)所示，将非接触传感器47配置在印刷基板17的下方(钎焊面侧)，也可以如图8(b)所示，将非接触传感器47配置在印刷基板17的上方(与钎焊面相反的一面侧)。另外，在图8(a)及图8(b)中表示安装有盖48及筐体49的射流钎焊装置。盖48覆盖射流喷嘴15的旋转机构及螺旋桨3的驱动机构。筐体49收纳焊料槽11。收纳焊料槽11的筐体49被载置在图1所示的载置台26上。

当将非接触传感器47配置在印刷基板17的下方的情况下，由于焊料槽11附近的气氛温度达到80度至100度，因此，将非接触传感器47设置在远离焊料槽11的位置较为理想。例如，也可以如图8(a)所示，通过支架50使非接触传感器47与收纳焊料槽11的筐体49连结。通过这样，就能在印刷基板17上的任意位置从印刷基板17的下方对非接触传感器47与印刷基板17之间的距离进行测定。因此，能根据该测定出的距离，通过槽移动机构使焊料槽11向Z方向(上下方向)移动，来调整射流喷嘴15前端到印刷基板17的高度。因此，能将电子元器件的引脚19前端与射流喷嘴15之间的间隙保持为不足0.5mm。

另一方面，当将非接触传感器47配置在印刷基板17的上方的情况下，例如也可以如图8(b)所示通过包括对非接触传感器47进行抓持的抓持机构的机器人51来使非接触传感器47向X-Y方向移动。通过这样，在使熔融焊料12与印刷基板17局部接触时，能使传感器47向与该熔融焊料12接触的位置(钎焊位置)的上方移动，并在该钎焊位置上，能对非接触传感器47与印刷基板17之间的距离进行测定。因此，能根据该测定出的距离，通过槽移动机构使焊料槽11向Z方向(上下方向)移动，来调整射流喷嘴15前端到印刷基板17的高度。根据这种结构，由于能实时调整焊料槽11的Z方向上的位置，因此，能更精细地调整从射流喷嘴15前端到印刷基板17的高度。因此，能可靠地将电子元器件的引脚19前端与射流喷嘴15之间的间隙保持为不足0.5mm。

另外，设置基板翘曲测定器的位置不限定于印刷基板17的上方或下方。例如，也可以使基板翘曲测定器与对用于印刷基板17定位的定位销进行保持的销保持部连结。当使基板翘曲测定器与销保持部连结的情况下，只可测定印刷基板17的两端的翘曲量。此外，基板翘曲测定器不限定于非接触传感器，例如，也可以使用触针这样的接触式传感器。

接着，使用图9对该射流钎焊装置的处理流程进行说明。图9是表示包括如图8(a)所示配置在印刷基板17下方的基板翘曲测定器的射流钎焊装置的处理流程的一例的图。

首先，操作者基于基板数据和部件数据将钎焊位置(X、Y)的数据、每个钎焊位置(X、Y)的射流喷嘴15的Z位置(高度方向上的位置)的数据、焊料槽11的移动数据等输入至控制装置27。控制装置27基于所输入的数据生成钎焊程序(步骤S1)。另外，考虑电子元器件的引脚19从印刷基板17突出的部分的尺寸来确定射流喷嘴15的Z位置。

接着，操作者使射流钎焊装置工作(步骤S2)。控制装置27基于所编制成的钎焊程序来控制该射流钎焊装置整体的处理动作。

当印刷基板17被搬入射流钎焊装置后(步骤S3)，在钎焊之前通过预热对该被搬入的印刷基板17进行加热(步骤S4)。由于因上述加热而产生基板翘曲，因此，在预热后，利用上述基板翘曲测定器从印刷基板17的下方测定翘曲量(步骤S5)。也可以例如在Y方向上以10mm的间隔测定翘曲量。

控制装置27从印刷基板17的翘曲量的测定结果来判定在印刷基板17上是否产生翘曲(步骤S6)。在本实施方式中，从非接触传感器47与印刷基板17之间的距离的测定结果来判定电子元器件的引脚19与射流喷嘴15之间的间隙是否为0.5mm以上。进一步判定电子元器件的引脚19与射流喷嘴15之间的间隙是否为电子元器件19与喷射喷嘴15发生干扰的程度。

当在印刷基板17上发生翘曲的情况下，控制装置27将印刷基板17的翘曲量的测定结果反映到射流喷嘴15的Z位置的数据中(步骤S7)。此后，进行钎焊(步骤S8)。另一方面，当在印刷基板17上没有产生翘曲的情况下，不修正射流喷嘴15的Z位置的数据，而进行钎焊(步骤S8)。接着，在进行了钎焊之后，将印刷基板17从射流钎焊装置中搬出(步骤S9)。

接着，使用图10对该射流钎焊装置中使用的程序库进行说明。图10是表示程序库的一例的图。程序库是按钎焊部件的种类录入钎焊条件的可更新的信息，操作者调用程序库中录入的信息来编制钎焊程序。因此，通过该程序库，能大幅缩短编制钎焊程序所耗费的时间。

程序库存储在控制装置27的存储部28中。此外，程序库能在操作者编制钎焊程序时调出。能在程序库中录入对于多种印刷基板的钎焊而言通用性高的钎焊条件。

例如，当对引脚长度为1.5mm、引脚间距为0.2mm的钎焊部件进行钎焊的情况下，设定射流喷嘴的相对移动速度为10mm/秒来对连续排列的引脚(钎焊部位)进行钎焊。因此，若预先将该钎焊动作的信息作为钎焊部件A的钎焊条件录入到程序库中，则当在其它类型的印刷基板上对与钎焊部件A相同的部件进行钎焊时，操作者能从程序库中调用信息来编制钎焊程序。例如，只要选择钎焊部件A，就能将上述拖焊的动作编入到钎焊程序中。

此外，如图10所示，也可以预先录入熔融焊料的剥离动作(剥落动作)，作为上述钎焊部件A的钎焊条件。例如，预先录入以下剥落动作：将射流喷嘴15的缺口30的方向维持在剥落动作之前的拖焊方向，使射流喷嘴15相对于印刷基板17朝该拖焊方向移动5mm、朝下方移动5mm，即从拖焊终点朝45度的下方向移动。通过这样，只要选择钎焊部件A，就能将上述剥落动作编入到钎焊程序中。

此外，该程序库不仅对拖焊有效，对点焊也有效。例如，如图10所示，能录入以下动作作为热容较大的金属板(钎焊部件B)的钎焊条件：在熔融焊料与钎焊部位接触之后，设定1秒的定时。为了增加熔融焊料向射流喷嘴15的供给量，也可以录入如下设定作为热容较大的钎焊部件C的钎焊条件：提高将熔融焊料向射流喷嘴15加压输送的螺旋桨13的转速。

使用者能增加该程序库中的录入数。因此，该程序库能将钎焊条件作为技巧进行积累。

接着，对该射流钎焊装置中射流喷嘴的动作的一例进行说明。图11(a)表示射流喷嘴15相对于印刷基板17的移动方向及设于射流喷嘴15的缺口30的方向，图11(b)表示射流喷嘴15的X位置、Y位置及Z位置以及设于射流喷嘴15的缺口30的角度θ。缺口30的角度θ(方向)设定为在缺口30面向图11记载的纸面的下方时的角度为0度。熔融焊料12向缺口30面对的方向流动。

在此，对使焊料槽11移动，以使射流喷嘴15朝从射流喷嘴15的端面流出的熔融焊料12的流动方向即缺口30面对的方向移动的情形进行说明。

首先，在使射流喷嘴15移动到钎焊开始点A的位置上时，一边使射流喷嘴15旋转一边使其移动。接着，通过该旋转，使射流喷嘴15旋转180度，以使缺口30从钎焊开始点A面向钎焊结束位置A’的方向。此外，在使射流喷嘴15移动到钎焊开始点A的位置上时，射流喷嘴15的Z位置保持在从射流喷嘴15喷出的熔融焊料12不与印刷基板17接触的下降位置。

当射流喷嘴15移动到钎焊开始点A的位置后，使射流喷嘴15朝Z方向上升规定距离，开始钎焊。当射流喷嘴15从钎焊开始点A移动到钎焊结束位置A’后，使射流喷嘴15下降规定距离，结束钎焊A。

接着，一边使射流喷嘴15旋转一边移动到钎焊开始点B的位置。接着，通过该旋转，使射流喷嘴15旋转180度，以使缺口30从钎焊开始点B面向钎焊结束位置B’的方向。

当射流喷嘴15移动到钎焊开始点B的位置后，再次使射流喷嘴15上升，开始钎焊。当射流喷嘴15从钎焊开始点B移动到钎焊结束位置B’后，使射流喷嘴15下降规定距离，结束钎焊B。

同样地进行钎焊C、D。但是，在钎焊D中，在钎焊过程中一边使射流喷嘴15沿着钎焊部位52的排列旋转一边使其移动。这样，通过在钎焊过程中使射流喷嘴15旋转，就能始终使射流喷嘴15朝缺口30面对的方向移动。

工业上的可利用性

本发明的射流钎焊装置及钎焊方法能减少桥接现象和冰柱现象等钎焊不良，例如能适用于印刷基板的钎焊等用途。

Claims (10)

1.一种射流钎焊装置，包括：

焊料槽，该焊料槽收纳熔融焊料；

射流喷嘴，该射流喷嘴具有侧面、喷出熔融焊料的端面、设于所述端面且供从所述端面流出的熔融焊料流动的缺口、设于所述端面且对附着在钎焊对象物和/或被钎焊到所述钎焊对象物上的钎焊部件上的熔融焊料的一部分予以回收的回收壁；

焊料运送机构，该焊料运送机构将收纳在所述焊料槽中的熔融焊料送向所述射流喷嘴；

槽驱动机构，该槽驱动机构使所述焊料槽移动；

焊料接收壁，该焊料接收壁空开规定间隙地围住所述射流喷嘴且与所述射流喷嘴连结；以及

旋转机构，该旋转机构将驱动力从所述焊料接收壁的外侧传递至所述焊料接收壁，以使所述焊料接收壁和与所述焊料接收壁连结的所述吸附喷嘴旋转。

2.如权利要求1所述的射流钎焊装置，其特征在于，所述槽移动机构使所述焊料槽移动，或是在所述槽移动机构使所述焊料槽移动的同时所述旋转机构使所述吸附喷嘴旋转，以使所述射流喷嘴与钎焊对象物的相对移动方向相对于从所述射流喷嘴的所述端面流出的熔融焊料的流动方向处于±90度的范围内。

3.如权利要求1或2所述的射流钎焊装置，其特征在于，在所述射流喷嘴的所述侧面的所述缺口的下部设有供熔融焊料流动的槽。

4.如权利要求1至3中任一项所述的射流钎焊装置，其特征在于，所述射流喷嘴的所述侧面中的所述射流喷嘴的所述缺口的下部由在熔融焊料的润湿性方面比该下部以外的部分更好的材质制成。

5.如权利要求1至3中任一项所述的射流焊料装置，其特征在于，还包括覆盖所述射流喷嘴的所述侧面的所述缺口的下部的焊料归拢构件，所述焊料归拢构件具有由在熔融焊料的润湿性方面比所述射流喷嘴的所述侧面更好的材质制成的表面。

6.如权利要求1至5中任一项所述的射流钎焊装置，其特征在于，在所述射流喷嘴的所述端面设有供熔融焊料流动的槽。

7.如权利要求1至6中任一项所述的射流钎焊装置，其特征在于，还包括对钎焊对象物的翘曲量进行测定的测定器，所述槽移动机构根据由所述测定器测定的所述翘曲量来调整从所述射流喷嘴的前端到所述钎焊对象物的高度。

8.如权利要求1至7中任一项所述的射流钎焊装置，其特征在于，还包括按钎焊部件的种类录入钎焊条件的能进行更新的程序库。

9.一种钎焊方法，将熔融焊料从焊料槽送向射流喷嘴，并使钎焊对象物与从该射流喷嘴的端面喷出的熔融焊料局部接触，其特征在于，

所述射流喷嘴具有侧面、喷出熔融焊料的端面、设于所述端面且供从所述端面流出的熔融焊料流动的缺口、设于所述端面且对附着在所述钎焊对象物和/或被钎焊到所述钎焊对象物的钎焊部件上的熔融焊料的一部分予以回收的回收壁，

在对所述钎焊对象物和所述钎焊部件进行钎焊时，通过槽移动机构使所述焊料槽移动，或是在通过槽移动机构使所述焊料槽移动的同时通过旋转机构使所述吸附喷嘴旋转，以使所述射流喷嘴与所述钎焊对象物的相对移动方向相对于从所述射流喷嘴的所述端面流出的熔融焊料的流动方向处于±90度的范围内。

10.如权利要求9所述的钎焊方法，其特征在于，在对所述钎焊对象物和所述钎焊部件进行钎焊时，通过槽移动机构使所述焊料槽移动，或是在通过槽移动机构使所述焊料槽移动的同时通过旋转机构使所述吸附喷嘴旋转，以使所述射流喷嘴朝从所述射流喷嘴的所述端面流出的熔融焊料的流动方向移动。

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