噴嘴前端部件、噴嘴、焊接裝置、基板裝置的制造方法
【專利摘要】提供噴嘴前端部件、噴嘴、焊接裝置以及基板裝置的制造方法。與前端部不向徑向外側伸出的噴嘴相比，使產生焊料橋連的噴嘴相對于基板的移動速度高速化。安裝于噴嘴主體(82)的前端部(83)的附件(100)為具有上部傾斜面(110)和下部傾斜面(120)的形狀，其中，該上部傾斜面(110)構成噴出口(84)的外緣面并隨著朝向基端部(80B)側(下方側)而向徑向外側傾斜，下部傾斜面(120)構成從該上部傾斜面(110)的外緣部起向基端部B側(下方側)連續的周面并隨著朝向基端部側(下方側)而向徑向內側傾斜。
【專利說明】
噴嘴前端部件、噴嘴、焊接裝置、基板裝置的制造方法
技術領域
[0001] 本發明設及噴嘴前端部件、噴嘴、焊接裝置W及基板裝置的制造方法。
【背景技術】
[0002] 在專利文獻1中公開了有關焊料噴流噴嘴的技術:焊料噴流噴嘴被定位在與被焊 接體的焊接部位相對的位置，對焊接部位點狀噴流烙融焊料而進行焊接處理。在該現有技 術中，其特征在于，通過焊料槽內生成的噴射壓來將焊料積存凹部內所積存的規定的量的 烙融焊料點狀噴流到被焊接部件的焊接部位。
[0003] 專利文獻1:日本特開第2008-109034號公報
[0004] 作為將插入有端子的電子部件焊接于基板的通孔的方法，公知有點式射流(point flow)焊接。點式射流焊接是使噴出烙融焊料的噴嘴相對于基板沿著基板背面相對移動而 對電子部件進行焊接的方法。
[0005] 關于點式射流焊接，當噴嘴相對于基板的相對移動速度為高速時，由于端子之間 經常因焊料而產生電連接的焊料橋連，所W將噴嘴相對于基板的相對移動速度設定為低 速。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于，與前端部不具有上部傾斜面和下部傾斜面的噴嘴相比，在抑 制焊料橋連的產生的同時使噴嘴相對于基板的相對移動速度高速化，其中，該上部傾斜面 構成了噴出口的外緣面，該下部傾斜面構成了從該上部傾斜面的外緣部起向該基端部側連 續的周面。
[0007] 技術方案1的噴嘴具有:上部傾斜面，其形成于前端部，構成了噴出烙融焊料的噴 出口的外緣面，隨著朝向基端部側而向徑向外側傾斜；W及下部傾斜面，其構成了從該上部 傾斜面的外緣部起向該基端部側連續的周面，隨著朝向該基端部側而向徑向內側傾斜。
[000引關于技術方案2的噴嘴，所述上部傾斜面相對于所述噴嘴的軸向的角度被設定為 40° W上85° W下。
[0009] 關于技術方案3的噴嘴，所述下部傾斜面相對于所述噴嘴的軸向的角度被設定為 所述上部傾斜面相對于所述噴嘴的軸向的角度W下。
[0010] 技術方案4的噴嘴具有：噴嘴前端部件，其具有所述上部傾斜面和所述下部傾斜 面;W及噴嘴主體，其W能夠拆裝的方式安裝有所述噴嘴前端部件。
[0011] 技術方案5的焊接裝置具有:技術方案1~4中的任意一項所述的噴嘴;主體部，其 固定所述噴嘴的基端部，回收并膽存從所述噴嘴的所述噴出口噴出的烙融焊料，并且使所 膽存的烙融焊料從所述噴嘴的所述噴出口噴出；W及移動裝置，其使所述噴嘴的所述前端 部沿著基板的背面相對于所述基板相對移動。
[0012] 技術方案6所述的焊接裝置具有:下側部件，其支承所述基板的背面;上側部件，其 配置于所述基板的上表面側;把持部，其設置于所述上側部件，與所述基板的上表面接觸， 由該把持部與所述下側部件對所述基板進行把持；w及按壓部，其設置為能夠相對于所述 上側部件在上下方向上移動，從上側對配置于所述基板上的電子部件進行按壓。
[0013] 技術方案7所述的焊接裝置具有：突出部，其從所述按壓部突出，并且所述突出部 插入到在所述上側部件中形成的貫通上下方向的貫通孔中；W及檢查單元，其檢查所述突 出部從所述上側部件的上表面比預先確定的突出量突出。
[0014] 技術方案8所述的焊接裝置具有:噴出單元，其從所述噴嘴的所述基端部側的周圍 朝向所述前端部側噴出抑制烙融焊料氧化的氣體；W及蓋部件，其相對于所述噴嘴進行相 對移動，并從上側覆蓋所述噴嘴的周圍，將所述氣體引導至所述噴嘴的所述前端部的周圍。
[0015] 技術方案9所述的焊接裝置中，所述蓋部件被設置為下端部位于比所述噴嘴的所 述上部傾斜面的所述外緣部靠下側的位置。
[0016] 技術方案10所述的焊接裝置具有:檢測單元，其對從所述噴嘴的所述噴出口噴出 的烙融焊料的從所述噴出口起的噴出高度進行檢測；W及控制單元，其根據所述檢測單元 的檢測結果對從所述噴嘴的所述噴出口噴出的烙融焊料的噴出量進行控制W使所述噴出 高度在預先確定的范圍內。
[0017] 技術方案11的基板裝置的制造方法，使用技術方案5~10中的任意一項所述的焊 接裝置，沿著從所述基板的正面側將電子部件的端子插入了通孔中的所述基板的背面，一 邊從所述噴出口噴出烙融焊料一邊使所述噴嘴相對于所述基板進行相對移動，將所述端子 焊接在所述基板上。
[0018] 技術方案12所述的噴嘴前端部件，其W能夠拆裝的方式安裝在噴出烙融焊料的噴 嘴主體上，該噴嘴前端部件具有:上部傾斜面，其構成噴出烙融焊料的噴出口的外緣面，且 隨著朝向所述噴嘴主體的基端部側而向徑向外側傾斜；W及下部傾斜面，其構成從該上部 傾斜面的外緣部起向該基端部側連續的周面，且隨著朝向該基端部側而向徑向內側傾斜。
[0019] 關于技術方案13所述的噴嘴前端部件，所述上部傾斜面相對于所述噴嘴主體的軸 向的角度被設定為40° W上85° W下。
[0020] 關于技術方案14所述的噴嘴前端部件，所述下部傾斜面相對于所述噴嘴主體的軸 向的角度被設定為所述上部傾斜面相對于所述噴嘴主體的軸向的角度W下。
[0021] 根據技術方案1所述的發明，與前端部不具有上部傾斜面和下部傾斜面的噴嘴相 比，能夠在抑制焊料橋連的產生的同時使噴嘴相對于基板的相對移動速度高速化，其中，該 上部傾斜面構成噴出口的外緣面，該下部傾斜面構成從該上部傾斜面的外緣部起向該基端 部側連續的周面。
[0022] 根據技術方案2所述的發明，與上部傾斜面相對于噴嘴的軸向的角度被設定為比 40°大或者不到85°的情況相比，能夠在抑制焊料橋連的產生的同時使噴嘴相對于基板的相 對移動速度高速化。
[0023] 根據技術方案3所述的發明，與下部傾斜面相對于噴嘴的軸向的角度比上部傾斜 面相對于噴嘴的軸向的角度大的情況相比，能夠在抑制焊料橋連的產生的同時使噴嘴相對 于基板的相對移動速度高速化。
[0024] 根據技術方案4所述的發明，與具有上部傾斜面和下部傾斜面的噴嘴前端部件不 能相對于噴嘴主體裝拆的情況相比，能夠抑制運行成本。
[0025] 根據技術方案5所述的發明，與前端部不具有上部傾斜面和下部傾斜面的噴嘴相 比，能夠提高焊接的速度，其中，該上部傾斜面構成噴出口的外緣面，該下部傾斜面構成從 該上部傾斜面的外緣部起向該基端部側連續的周面。
[0026] 根據技術方案6所述的發明，與不具有與下側部件一同對基板進行把持的把持部 和從上側按壓電子部件的按壓部的情況相比，能夠抑制基板的彎曲和電子部件的浮動。
[0027] 根據技術方案7所述的發明，能夠對電子部件的安裝不良進行檢查。
[0028] 根據技術方案8所述的發明，與不具有將抑制烙融焊料氧化的氣體引導至噴嘴的 前端部的周圍的蓋部件的情況相比，能夠抑制噴嘴的前端部的烙融焊料的氧化。
[0029] 根據技術方案9所述的發明，與蓋部件的下端部位于比噴嘴的上部傾斜面的外緣 部靠上側的位置的情況相比，能夠抑制噴嘴的前端部的烙融焊料的氧化。
[0030] 根據技術方案10所述的發明，與不W烙融焊料的噴出高度在預先確定的范圍內的 方式對噴出量進行控制的情況相比，提高焊接品質。
[0031] 根據技術方案11所述的發明，與前端部不具有上部傾斜面和下部傾斜面的噴嘴相 比，能夠提高焊接的速度，其中，該上部傾斜面構成噴出口的外緣面，該下部傾斜面構成從 該上部傾斜面的外緣部起向該基端部側連續的周面。
[0032] 根據技術方案12所述的發明，與不具有上部傾斜面和下部傾斜面的情況相比，能 夠在抑制焊料橋連的產生的同時使噴嘴相對于基板的相對移動速度高速化，其中，該上部 傾斜面構成噴出口的外緣面，該下部傾斜面構成從該上部傾斜面的外緣部起向該基端部側 連續的周面。
[0033] 根據技術方案13所述的發明，與上部傾斜面相對于噴嘴主體的軸向的角度被設定 為比40°大或者不到85°的情況相比，能夠在抑制焊料橋連的產生的同時使噴嘴主體相對于 基板的相對移動速度高速化。
[0034] 根據技術方案14所述的發明，與下部傾斜面相對于噴嘴主體的軸向的角度比上部 傾斜面相對于噴嘴主體的軸向的角度大的情況相比，能夠在抑制焊料橋連的產生的同時使 噴嘴主體相對于基板的相對移動速度高速化。
【附圖說明】
[0035] 圖1是第一實施方式的焊接裝置的概略構成圖。
[0036] 圖2是點式射流焊接方式的說明圖。
[0037] 圖3的(A)是示出一邊噴出烙融焊料一邊移動噴嘴而進行焊接的狀態的圖，圖3的 (B)是示出基板的背面與噴嘴之間的烙融焊料離開背面之前的圖，圖3的（C)是示出噴嘴經 過電子部件的端部的引腳后而離開背面的狀態的圖。
[0038] 圖4是示出在噴嘴主體的前端部安裝了附件的噴嘴的立體圖。
[0039] 圖5的(A)是安裝了附件的噴嘴的主視圖，圖5的(B)是其俯視圖。
[0040] 圖6是示出焊料尾簾寬度的最大值與上部角度的關系的圖表。
[0041] 圖7是示出焊料尾簾寬度的最大值和最小值與上部角度的關系的圖表。
[0042] 圖8是示出在噴嘴主體的前端部安裝了附件的噴嘴的立體圖。
[0043] 圖9是示出焊料脫離寬度與上部角度的關系的圖表。
[0044] 圖10的(A)是在將墊圈安裝于前端部而噴出烙融焊料并進行了焊接時的噴嘴主體 的位置位于背面中沒有引腳的面的圖，圖10的（B)和(C)是從圖10的(A)向具有引腳的面進 行了移動的狀態的圖，圖10的(D)是從圖10的(C)向沒有引腳的面進行了移動的狀態的圖。
[0045] 圖11是在一并射流焊接方式的焊接裝置中進行焊接的狀態的示意圖。
[0046] 圖12是第二實施方式的焊接裝置的概略構成圖。
[0047] 圖13的(A)是示出第二實施方式的焊接裝置的按壓部和檢查裝置的部位的剖面的 剖視圖，圖13的(B)是電子部件安裝不良的狀態的剖視圖。
[0048] 圖14是對第二實施方式的焊接裝置的烙融焊料的噴出高度進行檢測的檢測裝置 的概略構成圖。
[0049] 圖15是對使用第二實施方式的焊接裝置的蓋部件覆蓋噴嘴的狀態下的氣體的流 向進行說明的說明圖。
[0050] 圖16-1是按照(A)~(G)依次地示出第二實施方式的焊接裝置中的焊接工序的工 序圖中的(A)~(C)。
[0051] 圖16-2是按照(A)~(G)依次地示出第二實施方式的焊接裝置中的焊接工序的工 序圖中的(D)和化）。
[0052] 圖16-3是按照(A)~(G)依次地示出第二實施方式的焊接裝置中的焊接工序的工 序圖中的(巧和(G)。
[0053] 圖17是不使用蓋部件來覆蓋噴嘴的比較例，圖17的(A)是在沒有將附件安裝于噴 嘴主體的情況下的與圖15對應的說明圖，圖17的(B)是在安裝了附件的情況下的與圖15對 應的說明圖。
[0054] 標號說明
[0055] 10:焊接裝置;11:焊接裝置；12:主體部；16:驅動部(移動裝置的一例）；50:印刷基 板(基板的一例）；50A:正面;50B:背面;52:通孔;60:電子部件;62:引腳;80:噴嘴;80B:基端 部;82:噴嘴主體;84:噴出口；90:控制裝置(控制單元的一例）；96:噴出裝置(噴出單元的一 例）；100:附件(噴嘴前端部件的一例）；110:上部傾斜面；120:下部傾斜面;220:下側部件； 230:上側部件;232:把持部；234:貫通孔;240:按壓部;244:突出部;250:檢查裝置(檢查單 元的一例）；260:檢測裝置(檢測單元的一例）；270:蓋部件;270A:下端部;J:烙融焊料;N:氣 體。
【具體實施方式】
[0056] 【第一實施方式】
[0057] 對本發明的第一實施方式的焊接裝置進行說明。
[0化引 < 整體構成〉
[0059] 首先，對第一實施方式的焊接裝置10(W下，稱為"裝置10"。）的整體構成進行說 明。另外，除了后述的噴嘴80W外，裝置10與公知的裝置構造同樣。
[0060] 圖1所示的裝置10是所謂點式射流焊接方式的裝置。具體來說，裝置10使噴嘴80接 近印刷基板50(W下，稱為"基板50"。）的背面50B，其中，如圖2和圖3所示，將圖3的(A)所示 的電子部件60(W下，稱為"部件60"。）的引腳(端子)62插入印刷基板50的通孔52中，噴嘴80 (也參照圖4)使烙融焊料J從噴出口84噴出。并且，一邊使烙融焊料J(參照圖1和圖3)從噴嘴 80的噴出口84噴出，一邊使噴嘴80沿著基板50的背面52B移動，由此對引腳62和基板50進行 焊接。
[0061] 另外，在圖3中為了避免圖變得復雜而僅圖示了 Ξ個通孔52。并且，圖2是示出噴嘴 80的移動的說明圖，箭頭S1和箭頭S2表示噴嘴80的軌跡。雖然該圖2圖示了一個噴嘴80的移 動，但為了容易判斷說明而用多條實線圖示了移動的噴嘴80。并且，未圖示出部件60。
[0062] 如圖1所示，裝置10具有主體部12、保持基板50的保持部14、使主體部12在X方向、Υ 方向和Ζ方向上移動的驅動部16。另外，圖1中的上下方向為Ζ方向，左右方向為X方向，與紙 面垂直的方向為Υ方向。
[0063] 主體部12具有如下的功能:將從噴嘴80的噴出口 84噴出的烙融焊料J回收并膽存 在膽存槽22中，并且使膽存的烙融焊料J從噴嘴80的噴出口84噴出。另外，圖1中的箭頭Μ表 示烙融焊料J的流向。
[0064] 并且，驅動部16使主體部12相對于保持部14(基板50)在X方向、Υ方向和Ζ方向上移 動，由此，如所述的那樣，噴嘴80相對于基板50的背面50Β接近離開并且沿著背面50Β移動。 運里，"接近離開"是指插入到基板50的通孔52中的部件60的引腳62的前端(下端)不與噴嘴 80接觸、且噴嘴80接近基板50W使烙融焊料J與引腳62接觸，或者噴嘴80充分地離開基板50 W使烙融焊料J不與引腳62的前端接觸。
[00化] < 噴嘴〉
[0066] 接著，對噴嘴80的構造進行說明。
[0067] 如圖4和圖5的(Α)所示，噴嘴80采用了具有噴嘴主體82和附件100的構造，其中，噴 嘴主體82的前端部83縮徑，附件100安裝在噴嘴主體82的前端部83上。在附件100中形成有 貫通孔102,在該貫通孔102中插入噴嘴主體82的前端部83。并且，噴嘴主體82的前端部83的 開口為噴出烙融焊料J的噴出口 84。
[006引如圖4和圖5的(Α)所示，作為安裝在噴嘴主體82的前端部83上的噴嘴前端部件的 一例的附件100,其形成有上部傾斜面110和下部傾斜面120,且形成為比噴嘴主體82向徑向 外側伸出的形狀。上部傾斜面110構成了噴出口 84的外緣面，隨著朝向基端部80Β側(鉛直方 向下側(參照圖1))而向徑向外側傾斜。下部傾斜面120構成從上部傾斜面110的外緣部起向 基端部80Β側(鉛直方向下側（圖1參照））連續的周面，隨著朝向基端部80Β側而向徑向內側 傾斜。
[0069] 換言之，附件100的上部側朝向上側（噴出口 84側)縮徑，下部側朝向下側(基端部 80Β側)縮徑。
[0070] 如圖5的(Α)所示，貫通孔102與噴嘴主體82的前端部83同樣地朝向噴出口 84(鉛直 方向上側)縮徑。另外，在本實施方式中，噴嘴主體82的前端部83的周壁83Α相對于噴嘴80的 軸向G的角度γ被設定為7.13°。并且，噴出口 84的內徑L2被設定為11.6mm。并且，噴嘴主體 82的外徑L3被設定為15.23mm。
[0071] 附件100的上部傾斜面110相對于噴嘴80的軸向G的角度α被設定為40° W上85° W 下。另外，在本實施方式中，角度α被設定為40°。特別地，如圖3的(Α)和圖3的(Β)所示，在使 角度α為40° W上50° W下的情況下，被引腳62牽拉的烙融焊料J(后述的"焊料尾簾"）的下端 部與附件100的邊緣部130直接連接，被引腳62牽拉的烙融焊料J沿著下部傾斜面120順利地 流下。換言之，在角度α為40° W上50° W下的情況下，被引腳62牽拉的烙融焊料J的下端部與 下部傾斜面120呈直線狀連接。因此，在角度α為40° W上50° W下的情況下，由于抑制了烙融 焊料J的滯流的產生，所W能夠進一步抑制焊料橋連的產生。
[0072] 下部傾斜面120相對于噴嘴80的軸向G的角度β被設定為上部傾斜面110相對于噴 嘴80的軸郵的角度aW下。另外，在本實施方式中，角度β被設定化5°。
[0073] 并且，附件100在由上部傾斜面110和下部傾斜面120所形成的角部119處的外徑L1 為巧18扣仍或者私:2mm。
[0074] < 作用〉
[0075] 接著，對本實施方式的作用進行說明。
[0076] 如圖2和圖3所示，圖1所示的裝置10使噴嘴80接近基板50的背面50B且一邊從噴嘴 80的噴出口 84噴出烙融焊料J，一邊使噴嘴80沿著基板50的背面52B移動，由此對引腳62和 基板50進行焊接，其中，該基板50的通孔52中插入有部件60的引腳62。
[0077] 并且，如圖2、圖3的（B)和圖3的（C)所示，當噴嘴80移動到部件60中的移動方向S1 側的端部的引腳62時，使噴嘴80離開基板50的背面50B而結束焊接。
[007引如圖4和圖5所示，附件100安裝在噴嘴80的噴嘴主體82的前端部83上。附件100為 具有上部傾斜面110和下部傾斜面120的形狀，其中，該上部傾斜面110構成了噴出口84的外 緣面并隨著朝向基端部80B側(下方側)而向徑向外側傾斜，該下部傾斜面120構成了從該上 部傾斜面110的外緣部起向基端部80B側（下方側)連續的周面并隨著朝向基端部80B側（下 方側)而向徑向內側傾斜。
[0079] 通過安裝運樣形狀的附件100,與僅憑借不安裝附件100的噴嘴主體82的情況(前 端部不向徑向外側伸出的噴嘴的情況)相比，由于噴嘴80和基板50的背面50B之間的烙融焊 料J連續且順利地流下，所W具有如下的傾向：不易產生引腳62之間相連的焊料橋連。
[0080] 因此，與僅憑借不安裝附件100的噴嘴主體82的情況相比，不產生焊料橋連的噴嘴 80相對于基板50的移動速度實現高速化。也就是說，能夠使噴嘴80相對于基板50的移動速 度高速化。另外，"不產生焊料橋連"是指焊料橋連的產生率為0.1 % W下。
[0081] 進而，上部傾斜面110相對于噴嘴80的軸向G的角度α被設定為40° W上且85° W下 (在本實施方式中角度α為40°)。并且，下部傾斜面120相對于噴嘴80的軸向G的角度β被設定 為上部傾斜面110相對于噴嘴80的軸向G的角度aW下(在本實施方式中，角度β為15° )。
[0082] 因此，由于在噴嘴80與基板50的背面50Β之間的烙融焊料J更連續且順利地流下， 所W具有如下的傾向：更不易產生引腳62之間相連的橋連。因此，能夠使噴嘴80相對于基板 50的移動速度進一步高速化。
[0083] 并且，由于能夠使噴嘴80相對于基板50的移動速度高速化，所W部件60的引腳62 與基板50的焊接的速度也高速化。
[0084] 運里，可知如下的情況:通過點式射流而進行的焊接在附著并成長于噴嘴前端部 的氧化膜(焊渣）的影響下，焊接性能惡化。因此，噴嘴需要定期地進行維護。關于維護能夠 例示出將氧化膜從噴嘴前端部去除、為防止對噴嘴前端部的氧化而進行的預焊劑的涂布、 噴嘴更換等。
[0085] 并且，在本實施方式中，給焊接性能帶來影響的噴嘴前端部為附件100。因此，維護 能夠采用僅更換附件100的方式。在作為維護而采用了更換附件100的情況下，由于附件100 價格便宜，所W與更換噴嘴80整體的情況相比，能夠降低運行成本。并且，由于附件100的上 部傾斜面110不易成長氧化膜，因此在作為維護而采用了向附件100涂布預焊劑的方式的情 況下，能夠降低預焊劑的使用量(運行成本）。
[0086] 〔附件的上部傾斜面的角度α的初步研究）
[0087] 圖10示出了在噴嘴主體82的前端部83上安裝了φ25-Η5的墊圈500的情況下的烙融 焊料J的行跡。
[0088] 如圖10的(Α)所示，在基板50的背面50Β中的沒有引腳62的面上的烙融焊料J的噴 流角度R1為大約27°。
[0089] 如圖10的(Β)和圖10的（C)所示，在移動噴嘴主體82并焊接了引腳62的狀態下的烙 融焊料J的噴流角度R2和R3為大約42°。
[0090] 如圖10的（C)所示，在移動噴嘴主體82且烙融焊料J脫離引腳62時的噴流角度R4再 次變為大約27°。
[0091] 并且，如圖11所示，在作為與本實施方式的裝置10不同方式的一并射流焊接方式 的裝置600中，確認了在基板50的傾斜角度R5為5°的情況下不會產生焊料橋連（產生率 0.1%^下）。
[0092] 根據W上的初步研究的結果，可認為合適的烙融焊料J的噴流角度為5°~50°左 右。并且，由于噴流角度為5°~50°則相對于噴嘴80的軸向G(參照圖5)為85°~40°，所W將 附件100的上部傾斜面110的角度α設定為40° W上85° W下。
[0093] 另外，在本研究中所使用的焊料為M24CT(千住金屬公司生產的SnO.7化Ni)。
[0094] 〔附件的上部傾斜面的角度α與烙融焊料J的行跡的關系）
[00Μ]接著，對附件100的上部傾斜面110的角度α與在噴嘴80和基板50的背面50Β之間的 烙融焊料J的行跡的關系進行研究，具體地來說是對角度α與圖3的(Α)所示的焊料尾簾寬度 Κ1和圖3的(Β)所示的焊料脫離寬度Κ2的關系進行研究。運里，在一邊噴出烙融焊料J 一邊使 噴嘴80相對于基板50相對地移動的情況下，從噴嘴80噴出的烙融焊料J的一部分被從基板 50的背面50Β突出的引腳62牽拉。在本發明中，將被引腳62牽拉的一部分的烙融焊料J與從 噴嘴80噴出的烙融焊料J相連的尾簾狀的部分稱為"焊料尾簾"。
[0096] 另外，如圖3的(Α)所示，焊料尾簾寬度Κ1為噴嘴80和基板50的背面50Β之間的烙融 焊料J中的基板50側的端部與噴出口 84的端部在沿著噴嘴80的移動方向S1上的長度。并且， 焊料尾簾角度ω為焊料尾簾的傾斜面J1相對于基板50的角度。
[0097] 并且，如圖3的(Β)所示，焊料脫離寬度Κ2為噴嘴80離開基板50的背面50Β(參照圖3 的(C))之前的、烙融焊料J在基板50的背面50Β側的寬度。
[009引另外，使用了兩個外徑L為φ 18 mm和外徑為q)22m:m的附件100。附件100的下部角 度的受為15°。焊料使用了 M24CY(千住金屬公司生產的Sn0.7CuNi)。噴嘴80的移動速度設為 7mm/秒。
[0099] 并且，作為比較例，也同樣地在僅使用不安裝附件100的噴嘴主體82來實施。
[0100] 另外，在該焊接的實驗中，在未安裝附件100的噴嘴主體82的情況下產生了焊料橋 連，但是當安裝了附件100時，在任何情況下都沒有產生焊料橋連。
[0101] 并且，在噴嘴80的移動方向上將安裝有部件60的基板50的背面50B劃分成四個區 域，在各個區域中進行焊料尾簾寬度K1和焊料脫離寬度K2的測量。
[0102] (尾簾寬度K1的最大值與上部角度α的關系）
[0103] 圖6的圖表示出了尾簾寬度Κ1的最大值與上部角度α的關系。另外，尾簾寬度Κ1的 最大值為四個區域的尾簾寬度Κ1中最大的值(偏差的上限值）。并且，圖中的"全部"是噴出 口 84為φ18ram和松2皿皿兩種情況下的結果的平均值。
[0104] 另外，可認為尾簾寬度ΚΙ越小則焊料分離越好，越不易產生焊料橋連。
[0105] 根據該圖6的圖表，通過安裝附件100,尾簾寬度Κ1的最大值變小。因此，通過安裝 附件100,能夠得到縮小尾簾寬度Κ1的最大值的效果，也就是說，能夠得到不易產生焊料橋 連的效果。
[0106] 并且，在附件100的上部角度α為50° W上85° W下的范圍內，角度α越小則焊料尾簾 寬度Κ1的最大值越小。進而，在上部角度α為50°時尾簾寬度Κ1的最大值最小。因此，從減小 尾簾寬度Κ1的最大值的觀點來看，優選附件100的上部角度α為50°。
[0107] 并且，因附件100的外徑L1的差異而產生的差（φ 18mm與φ22ηιηι的差)較小。
[0108] (尾簾寬度Κ1的最大值和最小值的差(偏差)與上部角度α的關系）
[0109] 圖7的圖表示出了尾簾寬度Κ1的最大值和最小值與上部角度α的關系。另外尾簾寬 度Κ1的最大值和最小值是指四個區域的尾簾寬度Κ1的最大值和最小值。也就是說，示出了 焊料尾簾寬度Κ1的最大值和最小值的差越小，則偏差越小，烙融焊料J的行跡越穩定。
[0110] 根據該圖7的圖表，通過安裝附件100,尾簾寬度Κ1的最大值與最大值的差變小。因 此，通過安裝附件100,能夠得到尾簾寬度Κ1穩定的效果，也就是說烙融焊料J的行跡穩定的 效果。
[0111] 并且，在附件100的上部角度為70° W上時最大寬度與最小寬度的差即偏差最小， 在上部角度不到70°的情況下該差即偏差逐漸變大。
[0112] (焊料脫離寬度Κ2與上部角度α的關系）
[0113] 可認為焊料脫離寬度Κ2越小則焊料分離越好，越不易產生焊料橋連。
[0114] 如圖9所示，在附件100的上部角度α為50° W上60° W下的情況下焊料脫離寬度Κ2 變小。
[0115] 〔附件的下部傾斜面的角度β與烙融焊料J的行跡的關系）
[0116] 在將圖10所示的φ25-Η5的墊圈500安裝在噴嘴主體82的前端部83上的情況下，烙 融焊料J上產生脈動而不能連續且順利地流下。
[0117] 針對運一點，通過將本實施方式的附件100安裝在噴嘴主體82的前端部83上，從而 使脈動減少，烙融焊料J連續且順利地流下。
[0118] 但是，當附件100的下部傾斜面120的角度β為90° W上時，烙融焊料J上會產生脈動 而不能連續且順利地流下。
[0119] 并且，當下部傾斜面120的角度β被設定成比上部傾斜面110的角度α大時，脈動進 一步減少，烙融焊料J更加連續且順利地流下。
[0120] 【第二實施方式】
[0121] 接著，對本發明的第二實施方式的焊接裝置進行說明。另外，對與第一實施方式相 同的部件賦予相同的標號，并省略重復的說明。
[0122] <整體構成〉
[0123] 如圖12所示，焊接裝置11(W下稱為"裝置1Γ。）具有:主體部212;保持部200,其保 持基板50;驅動部16,其使主體部12在X方向、Y方向和Z方向上移動；W及控制裝置90。
[0124] 主體部212具有噴出裝置92,該噴出裝置92對從噴嘴80的噴出口 84噴出的烙融焊 料J進行回收并膽存在膽存槽22中，并且使膽存的烙融焊料J從噴嘴80的噴出口 84噴出。并 且，控制裝置90對裝置11整體進行控制。并且，基板50載置于帶狀的搬送部件209上而被搬 送。
[0125] (夾持裝置）
[0126] 如圖12所示，保持部200具有夾持裝置210。夾持裝置210具有：板狀的下側部件 220，其對基板50的背面50B進行支承；W及板狀的上側部件230，其配置于基板50的上表面 50A 側。
[0127] 另外，夾持裝置210構成為:通過未圖示的驅動裝置分別使下側部件220和上側部 件230在上下方向上獨立地移動。
[01%]在下側部件220的與多個各部件60的引腳62對應的位置上形成有孔部222。
[0129] 另一方面，上側部件230突出有多個把持部232，該把持部232與基板50的上表面 50A接觸并通過下側部件220將基板50夾住而把持。
[0130] 進而，在上側部件230中設置有能夠相對于上側部件230在上下方向上移動的多個 按壓部240。按壓部240構成為:通過螺旋彈黃等彈性部件242將配置于基板50的上表面50A 的部件60從上側朝向下側按壓。另外，按壓部240被未圖示的止動器限制W使按壓部240不 會移動至比預先確定的位置靠下側的位置。換言之，按壓部240借助止動器而不會離開上側 部件230。
[0131] 運些多個按壓部240和彈性部件242分別設置在與多個各部件60對應的位置。并 且，彈性部件242的按壓力(彈性力)根據各部件60的大小和形狀等適當地設定。
[0132] 如圖13的（A)所示，在按壓部240中形成有從貫通孔234朝向上側突出的突出部 244,該貫通孔234形成于上側部件230并貫通上下方向。并且，在上側部件230的上表面230A 上設置有檢查裝置250。
[0133] 檢查裝置250是相對地配置發光元件252和受光元件254的構造的傳感器，可W例 示出光遮斷器。如圖13的（B)所示，檢查裝置250檢查出突出部244從上側部件230的上表面 230A比預先確定的突出量突出，并將檢查結果輸送到控制裝置90(圖12)。另外，在圖13W外 的圖中省略了檢查裝置250,未圖示。
[0134] 另外，按壓部240由于突出部244插入到上側部件230的貫通孔234中而被限制為只 能在上下方向上移動。
[0135] 并且，上側部件230的把持部232、按壓部240和彈性部件242是能夠裝拆的。也就是 說，根據要對基板50進行焊接的各部件60的位置和種類來預先適當地設定把持部232的位 置和按壓部240的Z方向的高度，而在上側部件230上安裝把持部232和按壓部240。并且，彈 性部件242W預先針對每個部件60適當地設定其彈性力的方式安裝于上側部件230。
[0136] 只要是能夠裝拆把持部232、按壓部240和彈性部件242的構造，則無論怎樣的構造 都可W。在本實施方式中采用了如下的構造:將把持部232和按壓部240嵌入(壓入巧Ij預先 形成于上側部件230的孔中，或者通過將螺紋部梓入預先形成的螺紋孔中來進行固定。并 且，本實施方式的把持部232和按壓部240為銷形狀，上側部件230由玻璃環氧樹脂制的托板 構成。
[0137] (檢測裝置）
[0138] 如圖14所示，在裝置11的主體部212中設置有對從噴嘴80的噴出口 84噴出的烙融 焊料J的噴出高度JA進行檢測的檢測裝置260。檢測裝置260采用了相對地配置發光部262和 受光部264的構造。
[0139] 由檢測裝置260檢測出的噴出高度JA的檢測結果被輸送到控制裝置90(參照圖1)。 控制裝置90根據檢測結果對噴出烙融焊料J的噴出裝置92進行控制W使烙融焊料J的噴出 高度JA在預先確定的范圍內。
[0140] 具體來說控制裝置90在所檢測的烙融焊料J的噴出高度JA比預先確定的范圍低的 情況下，提高烙融焊料J的噴出量，相反地在烙融焊料J的噴出高度JA比預先確定的范圍高 的情況下，降低烙融焊料J的噴出量。
[0141] 另外，在圖14W外的圖中省略了檢測裝置260,未圖示。
[0142] (蓋部件）
[0143] 如圖12所示，在主體部212中設置有噴出裝置96,該噴出裝置96噴出抑制烙融焊料 J氧化的氣體N(在本實施方式中為氮氣，參照圖15)。
[0144] 如圖15所示，噴出裝置96構成為:氣體N從供噴嘴80突出的尖細形狀的筒狀的覆蓋 部94與噴嘴80之間的間隙(從噴嘴80的基端部80B側的周圍）朝向前端部側噴出。另外，圖15 的箭頭N表示氣體的流向。
[0145] 并且，在裝置11中設置有蓋部件270。蓋部件270構成為:呈下方側開口的剖面倒U 字形狀，在焊接作業處于停止中時從上側覆蓋移動至待機位置的噴嘴80的附件100的周圍。
[0146] 并且，蓋部件270被設置為:在從上側覆蓋噴嘴80的狀態下，其下端部270A位于噴 嘴80的附件100的上部傾斜面110的外緣部、即角部119的下側。另外，在本實施方式中，蓋部 件270的下端部270A被設置成與覆蓋部94接觸。
[0147] 在本實施方式中采用了如下的構造:在噴嘴80移動至待機位置之后，通過未圖示 的驅動裝置使蓋部件270下降，并覆蓋噴嘴80。另外，也可W采用在噴嘴80移動至待機位置 之后使噴嘴80上升而使固定于裝置11等的蓋部件270覆蓋噴嘴80的構成，也可W采用噴嘴 80和蓋部件270共同移動而使蓋部件270覆蓋噴嘴80的構成。
[014引 < 作用〉
[0149] 接著，對本實施方式的作用進行說明。
[0150] 如圖16的(A)所示，裝置11中，通過帶狀的搬送部件209在上側部件230和下側部件 220之間搬送基板50,在該基板50的通孔52(參照圖13的(A))中插入有部件60的引腳62。
[0151] 接著，如圖16的（B)所示，裝置11使下側部件220上升。運樣，處于引腳62從基板50 的通孔52(圖13的(A))突出的狀態下的背面50B從形成在下側部件220中的與各部件60對應 的位置上的孔部222露出，。
[0152] 如圖16的（C)所示，裝置11使上側部件230下降。由此，把持部232與基板50的上表 面50A接觸，并通過把持部232和下側部件220對基板50進行把持。通過W運樣的方式進行把 持來矯正基板50的彎曲。
[0153] 并且，如圖13的(A)所示，與各部件60分別對應的按壓部240從上側將各部件60按 壓于基板50。由此抑制了各部件60的浮動。
[0154] 運里，如圖13的（B)所示，假設在部件60的引腳62沒有插入到通孔52中的情況下， 由于按壓部240不會下降，所W突出部244變成從上側部件230的上表面230A比預先確定的 突出量突出的狀態。并且，檢查裝置250檢查到該狀態的突出部244,由此控制裝置90(參照 圖12)判斷為部件60的安裝不良、即引腳62沒有插入到通孔52中。在該情況下，控制裝置90 例如向未圖示的控制面板發出警告，并中斷焊接工序。
[015引在所有的部件60的引腳62都插入到通孔52中的情況下，如圖16的(D)所示，裝置11 一邊使噴嘴80接近且從噴嘴80的噴出口 84噴出烙融焊料J(參照圖3)，一邊使噴嘴80沿著基 板50的背面52B移動。由此，引腳62與基板50被焊接。另外，該動作與使用圖2和圖3進行了說 明的第一實施方式的裝置10的動作同樣。并且，在圖16的(D)中省略了烙融焊料J的圖示。
[0156] 運里，由于如所述的那樣、上側部件230的把持部232與印刷基板50的上表面50A接 觸，通過把持部232與下側部件220來對印刷基板50進行把持，所W矯正了印刷基板50的彎 曲。進而，由于通過按壓部240從上側將各部件60按壓于基板50,所W抑制了各部件60的浮 動。
[0157] 因此，抑制了因基板50的彎曲和部件60的浮動而導致的焊接品質的降低。
[0158] 并且，如圖14所示，由檢測裝置260檢測出的噴出高度JA的檢測結果被輸送到控制 裝置90。控制裝置90根據該檢測結果對噴出裝置92(參照圖12)進行控制W使烙融焊料J的 噴出高度JA在預先確定的范圍內。因此抑制了因焊料噴出高度JA不良（預先確定的范圍外） 而導致的焊接品質降低的產生。
[0159] 當結束焊接作業時，如圖16的化)所示，裝置11使上側部件230上升，之后，如圖16 的(F)所示，使下側部件220下降并解除對基板50的把持。并且，如圖16的(G)所示，裝置11將 基板50送出。
[0160] 之后，控制裝置90使噴嘴80移動至待機位置。
[0161 ] 如圖15所示，在該待機位置，蓋部件270下降，蓋部件270覆蓋噴嘴80。并且，噴出裝 置96 (參照圖12)從噴嘴80的基端部80B (參照圖12)側的周圍朝向前端部的附件100側噴出 抑制烙融焊料J氧化的氣體N(在本實施方式中為氮氣）。所噴出的氣體N充滿蓋部件270的內 部，抑制了烙融焊料J的氧化膜的產生，并且抑制了由氧化膜導致的焊接品質的降低。
[0162] 運里，對不使用蓋部件270覆蓋噴嘴的比較例進行說明。
[0163] 如圖17的(A)所示，在僅為未安裝附件100的噴嘴主體82的情況下，由于噴嘴主體 82的前端部為尖細形狀，所W氣體N容易沿著焊料表面流動。也就是說，氣體N也容易與烙融 焊料J的上端部接觸。
[0164] 但是，如圖17的(B)所示，當在噴嘴主體82上安裝了朝向徑向外側伸出的附件100 的情況下，由于氣體N很難迂回到上部傾斜面110上，所W氣體N很難與上部傾斜面110上的 烙融焊料J接觸。
[0165] 與此相對，在本實施方式中，由于所噴出的氣體N充滿蓋部件270的內部且沒有擴 散，所W氣體N與烙融焊料J高濃度地接觸。進而，雖然安裝了朝向徑向外側伸出的附件100， 氣體N也與上部傾斜面110上的烙融焊料J高濃度地接觸。因此，與不使用蓋部件270覆蓋噴 嘴80的情況相比，抑制了烙融焊料J的氧化膜的產生。
[0166] 另外，雖然在所述的說明中省略了一些內容，但在本實施方式中，也與第一實施方 式同樣地，通過安裝附件100,與僅為不安裝附件100的噴嘴主體82的情況(前端部不朝向徑 向外側伸出的噴嘴的情況)相比，由于在噴嘴80和基板50的背面50B之間的烙融焊料J連續 且順利地流下，所W具有如下的傾向：不易產生連接引腳62間的焊料橋連。
[0167] 因此，與僅為不安裝附件100的噴嘴主體82的情況相比，裝置11能夠抑制焊料橋連 的產生而且使噴嘴80相對于基板50的移動速度高速化。
[0168] 并且，在本實施方式中，也與第一實施方式同樣，關于維護，能夠僅采用對噴嘴主 體82裝拆自由的附件100的更換的方式。該情況與更換噴嘴80整體的情況相比，能夠降低運 行成本。并且，也能夠削減涂布在附件100上的用于防止氧化的預焊劑的使用量。
[0169] < 其他〉
[0170] 另外，本發明并不限定于上述實施方式。
[0171] 例如，在上述實施方式中，雖然由于安裝了與噴嘴主體82的前端部83為不同部件 的附件100而使噴嘴80的前端部為向徑向外側伸出的形狀，但不并僅限于此。也可W使附件 100與噴嘴主體82成為一體。也就是說，可W使噴嘴80的前端部的外形形狀為安裝了附件 100的形狀。
[0172] 并且，上述實施方式中的附件100的形狀示出了與附件100的軸G垂直的剖面為圓 形，但并不僅限于此。
[0173] 例如，附件也可W是與軸G垂直的剖面為矩形即圖8所示的形狀。圖8所示的噴嘴 380的附件300形成有上部傾斜面310和下部傾斜面320,且為向比噴嘴主體82靠徑向外側伸 出的形狀。上部傾斜面310構成了噴出口 84的外緣面，隨著朝向基端部80B側(鉛直方向下側 (參照圖1))而向徑向外側傾斜。下部傾斜面320構成從上部傾斜面310的外緣部起向基端部 80B側(鉛直方向下側(參照圖1))連續的周面，隨著朝向基端部80B側而向徑向內側傾斜。另 夕h附件300僅外側的形狀與附件100不同，內偵U(貫通孔102(參照圖5的(A))和噴出口84與 附件100相同。
[0174] 并且，在上述實施方式中，使噴嘴80沿著被固定的基板50的背面50B移動，但是并 不僅限于此。也可W固定噴嘴80而使基板50移動，也可W使噴嘴80和基板50兩者一起移動。
[0175] 并且，在上述第二實施方式中，上側部件230的多個按壓部240W及彈性部件242分 別設置在與多個各部件60對應的位置，但并不僅限于此。
[0176] 也可W采用一個按壓部240對多個部件60進行按壓的構成。并且，在該情況下，也 可W通過多個彈性部件對一個按壓部240賦予按壓力(彈性力）。
[0177] 進而，當然可W在不脫離本發明的主旨的范圍內W各種方式實施。
【主權項】
1 · 一種噴嘴，其具有： 上部傾斜面，其形成于前端部，構成噴出熔融焊料的噴出口的外緣面，且隨著朝向基端 部側而向徑向外側傾斜;以及 下部傾斜面，其構成從該上部傾斜面的外緣部起向該基端部側連續的周面，且隨著朝 向該基端部側而向徑向內側傾斜。2. 根據權利要求1所述的噴嘴，其中， 所述上部傾斜面相對于所述噴嘴的軸向的角度被設定為40°以上85°以下。3. 根據權利要求1或2所述的噴嘴，其中， 所述下部傾斜面相對于所述噴嘴的軸向的角度被設定為所述上部傾斜面相對于所述 噴嘴的軸向的角度以下。4. 根據權利要求1~3中的任意一項所述的噴嘴，其中，該噴嘴具有： 噴嘴前端部件，其具有所述上部傾斜面和所述下部傾斜面；以及 噴嘴主體，其以能夠拆裝的方式安裝有所述噴嘴前端部件。5. -種焊接裝置，其具有： 權利要求1~4中的任意一項所述的噴嘴； 主體部，其固定所述噴嘴的基端部，回收并貯存從所述噴嘴的所述噴出口噴出的熔融 焊料，并且使所貯存的熔融焊料從所述噴嘴的所述噴出口噴出；以及 移動裝置，其使所述噴嘴的所述前端部沿著基板的背面相對于所述基板相對移動。6. 根據權利要求5所述的焊接裝置，其中，該焊接裝置具有： 下側部件，其支承所述基板的背面； 上側部件，其配置于所述基板的上表面側； 把持部，其設置于所述上側部件，與所述基板的上表面接觸，由該把持部與所述下側部 件對所述基板進行把持；以及 按壓部，其設置為能夠相對于所述上側部件在上下方向上移動，從上側對配置于所述 基板上的電子部件進行按壓。7. 根據權利要求6所述的焊接裝置，其中，該焊接裝置具有： 突出部，其從所述按壓部突出，并且所述突出部插入到在所述上側部件中形成的貫通 上下方向的貫通孔中；以及 檢查單元，其檢查所述突出部從所述上側部件的上表面比預先確定的突出量突出。8. 根據權利要求5~7中的任意一項所述的焊接裝置，其中，該焊接裝置具有： 噴出單元，其從所述噴嘴的所述基端部側的周圍朝向所述前端部側噴出抑制熔融焊料 氧化的氣體；以及 蓋部件，其相對于所述噴嘴進行相對移動，并從上側覆蓋所述噴嘴的周圍，將所述氣體 引導至所述噴嘴的所述前端部的周圍。9. 根據權利要求8所述的焊接裝置，其中， 所述蓋部件被設置為下端部位于比所述噴嘴的所述上部傾斜面的所述外緣部靠下側 的位置。10. 根據權利要求5~9中的任意一項所述的焊接裝置，其中，該焊接裝置具有： 檢測單元，其對從所述噴嘴的所述噴出口噴出的熔融焊料的從所述噴出口起的噴出高 度進行檢測；以及 控制單元，其根據所述檢測單元的檢測結果對從所述噴嘴的所述噴出口噴出的熔融焊 料的噴出量進行控制以使所述噴出高度在預先確定的范圍內。11. 一種基板裝置的制造方法，其中， 使用權利要求5~10中的任意一項所述的焊接裝置，沿著從所述基板的正面側將電子 部件的端子插入了通孔中的所述基板的背面，一邊從所述噴出口噴出熔融焊料一邊使所述 噴嘴相對于所述基板進行相對移動，將所述端子焊接在所述基板上。12. -種噴嘴前端部件，其以能夠拆裝的方式安裝在噴出熔融焊料的噴嘴主體上，該噴 嘴如端部件具有： 上部傾斜面，其構成噴出熔融焊料的噴出口的外緣面，且隨著朝向所述噴嘴主體的基 端部側而向徑向外側傾斜;以及 下部傾斜面，其構成從該上部傾斜面的外緣部起向該基端部側連續的周面，且隨著朝 向該基端部側而向徑向內側傾斜。13. 根據權利要求12所述的噴嘴前端部件，其中， 所述上部傾斜面相對于所述噴嘴主體的軸向的角度被設定為40°以上85°以下。14. 根據權利要求12或13所述的噴嘴前端部件，其中， 所述下部傾斜面相對于所述噴嘴主體的軸向的角度被設定為所述上部傾斜面相對于 所述噴嘴主體的軸向的角度以下。
【文檔編號】B23K3/08GK105983744SQ201610151052
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月16日
【發明人】清水伸浩, 水谷淳, 高濱伊起, 川村純, 川村純一
【申請人】富士施樂株式會社