專利名稱：增加波焊中錫波高度的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電路板制作中波焊的工藝裝置，特別是指一種裝設于波焊機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鍵步驟為組件接腳的焊錫程序。特別是當芯片封裝的接腳數量增加且排列更為密集時，如何避免接腳焊點發生橋接短路(bridge)、沾錫不良、縮錫(dewetting)、吹孔(blow hole)等缺陷，將可大幅增加所生產電路板的合格率，并降低器件發生故障的機會。以目前電路板組裝生產線而言，為了增進生產的速度，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錫在馬達的驅動下，向上揚起錫波，而對斜向上升輸送而來的電路板，從下向上壓迫使液態錫進孔，或對點膠定位組件的接腳處，進行填錫而形成焊點。
如
圖1所示，顯示了用來進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錫，至于裝設于錫槽12側邊的馬達泵系統14，則可旋轉其風扇葉片而驅動液態錫，使其經由位于錫槽12中的焊錫噴嘴16噴出，而形成向上涌動的錫波。如此，傾斜的傳動軌道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，要進行波焊程序的電路板，會先置放并固定于由鋁合金或纖維合成板所構成裝載夾具上，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域。然后，利用位于傳動軌道18下的爪勾22，沿著裝載夾具的側邊抓取，并沿著傳動軌道18傳送電路板20。
一般而言，在傳送軌道18的前端部份24，會對電路板20進行助焊劑(flux)涂布與預熱(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境中生銹外，還可將熱量均勻分布而增進待焊區域的焊錫特性。典型的助焊劑涂抹包括了泡沫型、噴灑型與波浸型等方式。至于緊接著進行的預熱程序，則可用來趕走助焊劑中揮發性成份，并提高電路板與組件的溫度，而增加助焊劑的活性與能力，以改善液態融錫進孔的能力。典型的預熱方式，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定值。
如圖2所示，顯示了在進行波焊程序時錫槽12的側視情形。其中，由焊錫噴嘴16向上噴出的熔融錫24會產生隆起的錫波，然后沿著錫槽12的側壁向外流出，再經過位于錫槽12外側的回收槽，將流出的熔融錫24回收而循環使用。至于沿著傳送軌道傾斜方向過來的裝載夾具26，則會承載著電路板20通過熔融錫24產生的錫波，使液態錫沿著電路板20上的孔洞，向上灌入而形成焊點。
但是，以目前典型的錫爐機臺而言，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，在進行波焊程序時，可能會因為液態錫不能灌滿電路板上的孔洞，而使所制作的焊點合格率下降。特別是因為此種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，也會具有較深的高度，以便有效的保護電路板20上的組件。
如此一來，將會導致進行波焊程序時的合格率大幅度降低。特別是當電路板20第一面過完錫爐后，若所焊接的零件21本體很高，則當反轉放在裝載夾具26上時，其整體高度已遠超過錫波的最大高度。當要對第二面的零件23進行波焊程序時，裝載夾具26、零件21與電路板20的整體高度遠超過錫波的高度，而使得熔融態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發生空洞、斷路等缺陷。
在對這種較厚的電路板進行波焊時，雖然可由增加錫槽馬達的轉速，而產生更高的錫波。但在實際制造過程中，過高的轉速往往會使馬達泵系統變得極不穩定，并對液態錫波的流動造成影響，進而使波焊焊錫的合格率產生大幅度波動。因此傳統的制造方法，會使用涌錫機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30機臺情形，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上方進行焊錫程序。
但要特別說明的是，由于大部份的涌錫機30其錫槽34均暴露在機臺外，所以在相關焊錫程序進行時，會造成嚴重的空氣污染。并且，由于是使用人工方式來進行焊錫，所以當組件接腳數量大增且排列密集時，容易產生過多的短路缺陷，而難以掌握焊點品質。并且，當電路板在生產線上進行組件裝配時，可能會因為需要使用涌錫機進行焊點制作，而需更換不同的焊錫機臺。除了導致生產線無法正常作業而降低生產率外，還需要耗費更多的人力來檢測所制作的電路板，且進行相關的除錯程序。所以，如何在現有的錫爐機臺上增加錫波的高度，且同時維持錫波流動時的穩定性，具有相當的重要性。
為了實現上述目的，本實用新型揭露了一種裝設于波焊錫爐其焊錫噴嘴的裝置，用以增加錫槽中熔融態焊錫的錫波高度，該裝置至少包括擋板，裝設于該焊錫噴嘴邊墻上緣，用以增加該焊錫噴嘴邊墻高度，進而增加錫波高度；及壓蓋，可沿著該擋板內緣壓置于部份該焊錫噴嘴開口上，以便借著對該熔融態焊錫施加壓力，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，而構成一“ㄇ”字型框架結構。
如上所述的裝置，其中上述短邊擋板外緣側壁上并具有螺絲旋鈕，用以將該“ㄇ”字型框架結構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緣時，由該套件套接于該擋板上。
本實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，用以盛裝熔融態焊錫；馬達泵裝置，位于該錫槽側邊，具有延伸至該錫槽底部的風扇葉片，用以驅動該熔融態焊錫；焊錫噴嘴，位于該錫槽中，可使被驅動之該熔融態焊錫向上涌出而產生錫波；擋板，裝設于該焊錫噴嘴上緣，用以增加該焊錫噴嘴邊墻高度，進而增加錫波高度；及壓蓋，可沿著該擋板內緣壓置部份該焊錫噴嘴開口，以直接施加壓力于該熔融態焊錫，使未被該壓蓋遮蔽的該焊錫噴嘴開口，產生高度上升的錫波。
本實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行波焊程序，所以不需要在生產線上額外設置涌錫機臺，如此將可使整個生產流程單一化，而不用隨著電路板的厚度的改變更換特定的錫槽或機臺；同時由于不需要使用涌錫機臺，將可大幅減少電路板上焊點橋接短路的情形、減少環境污染的機會、并且降低操作涌錫機臺所耗費的人力成本；由于可在維持錫爐馬達原來轉速的情形下，以本實用新型的結構直接提升錫波高度(約可提高至18mm)，因此不需要增加馬達轉速來提升熔融態焊錫的高度。如此一來，在提高馬達轉速時可能造成錫波擾動的變量可降至最低，并使所進行的波焊程序具有極為穩定的品質，進而提高合格率至98％以上，且連帶提高產能50％。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。
圖1是錫爐機臺示意圖，顯示用來進行波焊程序的錫爐的結構與配置；圖2是錫槽側視示意圖，顯示在進行波焊程序時攜帶電路板的裝載夾具與熔融態焊錫接觸的情形；圖3是涌錫機臺示意圖，顯示用來對雙面均具有組件的電路板進行焊錫程序的涌錫機結構與配置情形；圖4是錫槽裝置示意圖，顯示根據本實用新型所提供的擋板、壓蓋與焊錫噴嘴的配置關系。
如圖4所示，顯示了根據本實用新型所提供的裝設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焊錫的錫波高度。此裝置包括了一擋板40，裝設于焊錫噴嘴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內側，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焊錫，產生高度增加的錫波。
在較佳實施例中，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。當此擋板40裝設于焊錫噴嘴16上時，其“ㄇ”字型框架結構會與焊錫噴嘴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短邊墻側擋的高度。值得注意的，在短邊擋板40b的外緣側壁上，還裝設螺絲旋鈕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，可根據需要而調整其高度，以便進一步提高焊錫噴嘴16后擋與側擋的高度，如此可增加熔融態焊錫由焊錫噴嘴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來構成整個“ㄇ”字型框架，但在實際應用中，還可根據需要而使用不同高度的長邊擋板40a與短邊擋板40b，進而控制熔融態焊錫的錫波流動方向與高度。
根據本實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內緣時，由套件58套接于擋板40上緣。如此一來，當波焊程序進行時，此套件58將可完全防止熔融態焊錫由壓蓋50與擋板40的接合位置溢出。在較佳實施例中，此套件58的設計可如圖4所示，具有“ㄇ”字型的薄板結構，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而言在實際進行波焊程序時，僅有位于傳送軌道18正下方部份焊錫噴嘴16開口的錫波，會與電路板接觸而產生焊錫，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，可使整個熔融態焊錫的水位上升，而使錫波高度增加至20mm左右。顯然，借著使用本實用新型所提供的夾具，確可有效的提供高度上升且極為穩定的錫波，而可用來對厚度較大或雙面均具有零件的電路板進行波焊程序。
此外，除了可結合上述擋板40與壓蓋50來增加錫波高度外，還可單獨使用此二種裝置而達到相同的功用。其中，可直接將上述壓蓋50，壓置于焊錫噴嘴16邊墻內緣，而遮蔽部份焊錫噴嘴16開口。此時，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焊錫，而使錫波高度上升。
當然，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來實現相同的功能。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后擋及側擋的高度。如此，當馬達泵系統驅動熔融態焊錫，并經由焊錫噴嘴向上涌出時，由于熔融態焊錫不易由焊錫噴嘴16邊墻溢出，而可使熔融態焊錫的錫波高度上升。
使用本實用新型所提供的擋板與壓蓋具有下述各項優點(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行波焊程序，所以不需要在生產線上額外設置涌錫機臺，如此將可使整個生產流程單一化，而不用隨著電路板的厚度的改變更換特定的錫槽或機臺。
(2)由于不需要使用涌錫機臺，將可大幅減少電路板上焊點橋接短路的情形、減少環境污染的機會、并且降低操作涌錫機臺所耗費的人力成本。
(3)由于可在維持錫爐馬達原來轉速的情形下，以本實用新型的結構直接提升錫波高度(約可提高至18mm)，因此不需要增加馬達轉速來提升熔融態焊錫的高度。如此一來，在提高馬達轉速時可能造成錫波擾動的變量可降至最低，并使所進行的波焊程序具有極為穩定的品質，進而提高合格率至98％以上，且連帶提高產能50％。
最后要指出的是，本實用新型雖以一較佳實例闡明如上，但是并非用以限定本發明的專利范圍，本技術領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型的精神與范圍內所作的修改，均應包含在本實用新型的專利范圍內。
權利要求1.一種增加波焊中錫波高度的裝置，裝設于波焊錫爐的焊錫噴嘴上，其特征在于，至少包括一擋板，裝設于該焊錫噴嘴邊墻上緣；一壓蓋，沿著該擋板內緣壓置于部份該焊錫噴嘴的開口上。
2.如權利要求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，構成一“ㄇ”字型框架結構。
3.如權利要求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，盛裝該熔融態焊錫；馬達泵裝置，位于該錫槽側邊，具有延伸至該錫槽底部的風扇葉片；焊錫噴嘴，位于該錫槽中，該熔融態焊錫通過該焊錫噴嘴向上涌出而產生錫波；其特征在于，該錫槽裝置還包括擋板，裝設于該焊錫噴嘴上緣；壓蓋，沿著該擋板內緣壓置部份該焊錫噴嘴開口。
8.如權利要求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，而構成一“ㄇ”字型框架結構。
9.如權利要求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。
專利摘要本實用新型揭露了一種增加波焊中錫波高度的裝置，裝設于波焊錫爐的焊錫噴嘴上；該裝置包括了一擋板與壓蓋，其中擋板裝設于焊錫噴嘴邊墻上緣，用以增加焊錫噴嘴邊墻高度，進而增加錫波高度，而壓蓋則可沿著擋板內緣壓置于部分焊錫噴嘴開口上，以便借著對熔融態焊錫施加壓力，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 優先權日2002年9月16日
發明者王柏鴻, 陳佑璋 申請人:華碩電腦股份有限公司