CN110831717B - 清洁焊接系统的焊料喷嘴的方法及具有该喷嘴的焊料坩埚 - Google Patents

清洁焊接系统的焊料喷嘴的方法及具有该喷嘴的焊料坩埚 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种操作用于选择性波峰焊接的焊接系统的方法，该焊接系统包括至少一个焊料坩埚，该焊料坩埚包括焊料槽、焊料喷嘴和焊料泵，该焊料泵设计成将液态焊料从焊料槽中通过焊料喷嘴导出，用以由液态焊料产生驻波。具体地，本发明涉及一种清洁焊料喷嘴的方法，该方法包括以下步骤：以第一泵流量从焊料槽输送焊料，调节第一泵流量，使得在低于焊料喷嘴的喷嘴出口的上边缘的焊料水平处产生液态焊料的驻波；将清洁剂引入焊料喷嘴的喷嘴出口；将焊料泵的泵流量增加到第二泵流量，使得清洁剂流过喷嘴出口的上边缘，使得将清洁剂引导到焊料喷嘴的外侧。

Description

清洁焊接系统的焊料喷嘴的方法及具有该喷嘴的焊料坩埚
技术领域
本发明涉及一种用于选择性波峰焊接的焊接系统的焊料喷嘴的清洁方法以及一种焊料坩埚，该焊接系统包括焊料坩埚(crucible)，该焊料坩埚包括焊料槽、焊料喷嘴和焊料泵，该焊料泵设计成将液态焊料从焊料槽通过焊料喷嘴导出，用于由液态焊料产生驻波(standing wave)。
背景技术
用于选择性波峰焊接的焊接系统是众所周知的。在用于选择性波峰焊接的焊接系统中，借助于液态焊料的驻波来焊接印制电路板的下侧或者焊接从上侧插入通过印刷电路板的电子部件的接触针。
DE 20 2009 002 666 U1公开了一种用于清洁和/或激活焊料喷嘴的装置，其中清洁剂被输送到焊料喷嘴并且被施加到焊料喷嘴。DE 103 53 936 B3公开了一种去除焊料的氧化残留物的方法。DE 102 43 769 A1公开了一种用于测量焊料波高度的装置。
为了产生驻波，借助于焊料泵将来自焊料坩埚的焊料槽的液态焊料输送通过焊料喷嘴，使得形成驻波。然后可以将焊料坩埚以数字控制的方式沿着焊接程序的预定路径移动，该驻波从下侧接触印刷电路板。
在用于选择性波峰焊接的焊接系统的焊料喷嘴中，出现了问题，其中，一段时间之后，焊料喷嘴改变其初始性能并污染，它们经受所谓的“失活(deactivation)过程”。这种“失活过程”可以通过例如高温、由焊料接缝上的沉积物引起的变脏、焊料抗剂和印刷电路板材料的腐蚀以及可变的氮气氛和浮动氧化物而触发。
由于焊料喷嘴的这种“失活过程”，用于选择性波峰焊接的焊接系统的焊接质量会波动，由于差的焊接接缝而可能发生焊接工件的故障。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能够确保永久高焊接质量的替代方案，其中用于选择性波峰焊接的焊接系统的焊料喷嘴应保持一致均匀的润湿。
该目的通过根据本发明的用于选择性波峰焊接的焊接系统的操作方法和根据本发明的焊料坩埚来实现。
焊料泵具有可变的泵流量。
通过在喷嘴出口的上边缘上流动的清洁剂可以去除焊料喷嘴的外侧上的杂质，因此通过这种“激活过程”可以再次实现焊料喷嘴的均匀润湿。
有利地，清洁剂是粉末状的。
在这种情况下，已经证明特别有利的是，在将清洁剂引入喷嘴出口之后使其液化并沸腾。通过使清洁剂与液态焊料接触，可以有利地执行清洁剂的液化和沸腾。
此外，有利的是，在增加泵流量之前将清洁剂液化。
该方法的特别有利的进展提供了清洁剂是己二酸。
根据该方法的另一有利的实施方式，提供了泵流量从第一泵流量逐渐地或线性地增加到第二泵流量。
在这里可以设想，在引入清洁剂之后经过预定的时间间隔之后增加泵流量。优选地，在大约1秒至大约20秒，更优选地大约1秒至大约10秒的预定时间间隔之后增加泵流量。有利地，粉末状己二酸可以在该时间间隔内液化。泵流量也可以在预定时间段内从第一泵流量增加到第二泵流量。优选地，在从大约1秒到大约20秒，更优选地从大约1秒到大约10秒的预定时间段内，泵流量从第一泵流量增加到第二泵流量。
为了能够实现对焊料喷嘴的特别彻底的清洁并且因此也实现对焊料喷嘴的一致均匀的润湿，已经证明有利的是，在泵流量增加之后，清洁剂在焊料喷嘴的整个外侧上流动。
有利地，清洁剂特别是在流过焊料喷嘴的外侧的同时破坏在焊料喷嘴的外侧上的沉积物、特别是氧化物沉积物。
为了能够在用于选择性波峰焊接的焊接系统中确保终如一的永久的高焊接质量，在处理预定数量的印刷电路板之后和/或在目视评价焊料喷嘴之后，已经证实以预定的清洁间隔以自动方式执行该方法是有利的。
可以设想，将焊料坩埚移动到清洁位置以执行该方法。在清洁位置，然后可以将清洁剂自动或手动引入喷嘴出口。
在下面的描述中可以找到进一步的细节和有利的发展，在此基础上，更详细地描述和说明本发明的实施方式。
附图说明
在附图中：
图1示出了在焊料坩埚的操作期间用于选择性波峰焊接的焊接系统的焊料坩埚的截面的细节；
图2示出了在执行根据本发明的方法的第一步骤时根据图1的细节；
图3示出了在执行图2的步骤之后的方法步骤时根据图1的细节；
图4示出了在从图3所示的状态开始的时间间隔处执行图3的方法步骤时根据图1的细节。
具体实施方式
图1至图4分别示出了用于选择性波峰焊接的焊接系统的焊料坩埚10的截面的细节(未在图中整体示出)。图1至图4中的相应元件由相应的附图标记指示。
焊料坩埚10具有焊料槽(图中未示出)、焊料喷嘴12以及焊料泵(图中也未示出)。
图1示出了在操作中的焊料坩埚10，该焊料泵设计成将来自焊料槽的液态焊料14通过焊料喷嘴12输送，该焊料泵将液态焊料14通过焊料喷嘴12输送，使得产生液态焊料14的第一驻波16。
使用这种类型的第一驻波16，在用于选择性波峰焊接的焊接系统中，可以焊接印刷电路板的下侧或从焊接上侧穿过印刷电路板插入的电子部件的接触针。
为了该目的，焊料坩埚10可以数字控制方式沿着焊接程序的预定路径移动。
在图1至图4所示的焊料坩埚10的焊料喷嘴12中，可能出现问题，即，经过一段时间，焊料喷嘴12改变其初始性能并污染。此过程在专业领域中也称为“失活过程”。这种“失活过程”可以通过例如高温、由焊料接缝上的沉积物引起的变脏、焊料抗剂和印刷电路板材料的腐蚀以及可变的氮气氛和浮动氧化物而触发。
由于焊料喷嘴的这种“失活过程”，用于选择性波峰焊接的焊接系统的焊接质量会波动，由于不良的焊接接合处而可能发生焊接工件的故障。
从图1至图4中可以清楚地看到，焊料坩埚10具有基部18和其上设置有焊料喷嘴12的喷嘴基座20。基座部分18具有通道22，喷嘴基座20还具有通道24，该通道24被布置成沿着焊料喷嘴12的中心轴线26与通道22轴向对准。喷嘴基座20的通道20随而布置成相对于焊料喷嘴12的通道28而沿着焊料喷嘴12的中心轴线26轴向对准，该通道在焊料喷嘴的上边缘30处通向具有圆形横截面的喷嘴出口32。在焊料喷嘴12的外侧34的圆周区域中，焊料喷嘴12被锥形环形式的盖36包围。
为了确保永久的高焊接质量，用于选择性波峰焊接的焊接系统的焊料喷嘴12应该保持一致均匀的润湿。
因此，图2至图4示出了根据本发明的用于操作用于选择性波峰焊接的焊接系统的方法的各个方法步骤，特别是用于清洁焊料喷嘴12的方法的各个方法步骤。
在图2所示的方法步骤中，以第一泵流量从焊料槽输送焊料，调节第一泵流量，使得在焊料水平38处产生液态焊料14的第二驻波16'，该焊料水平38位于焊料喷嘴12的喷嘴出口32的上边缘30下方的距离40处。
在随后的方法步骤中，由引入装置43将粉末状己二酸42形式的清洁剂沿图2所示的箭头44的方向引入到喷嘴出口32中，从而到焊料槽33中并且到焊料喷嘴12中的第二驻波16'上。
在将粉末状的己二酸42引入焊料槽33之后，通过与热焊料14接触使己二酸42液化并沸腾。
随后，在引入己二酸42后经过预定的时间间隔之后，焊料泵的泵流量递增地或线性地增加。这种增加特别是在预定的时间段内发生。
在该过程中，泵流量增加到第二泵流量，使得液化且沸腾的己二酸42流过喷嘴出口32的上边缘30，使得己二酸42沿图3所示的箭头46的方向引导至焊料喷嘴12的外侧34。
如图4所示，液化且沸腾的己二酸42沿箭头48的方向在焊料喷嘴12的整个外侧34上流出，焊料喷嘴12的外侧34上的杂质被去除。己二酸42在流过焊料喷嘴12的外侧34的同时破坏了在焊料喷嘴12的外侧34上的沉积物、特别是氧化物沉积物。
这种“激活过程”意味着可以再次实现焊料喷嘴12的均匀润湿。为了能够在用于选择性波峰焊接的焊接系统中确保始终如一的永久的高焊接质量，该方法可以在处理预定数量的印刷电路板之后和/或在目视评价焊料喷嘴12之后以预定的清洁间隔以自动方式进行。
可以设想，将焊料坩埚10移动到焊接系统内的清洁位置中以便执行该方法，其可以凭借计量装置(图中未示出)自动地或由操作者手动地将处于清洁位置的己二酸42引入喷嘴出口32中。

Claims (12)

1.一种清洁用于选择性波峰焊接的焊接系统的焊料喷嘴(12)的方法，其中，所述焊接系统包括至少一个具有焊料槽、所述焊料喷嘴(12)和焊料泵的焊料坩埚(10)，其中，所述焊料泵设计成将液态焊料(14)从所述焊料槽通过所述焊料喷嘴(12)引导出，用以由液态焊料(14)产生第一驻波(16)，所述方法包括以下步骤：
-以第一泵流量从所述焊料槽输送焊料，所述第一泵流量调节成使得在低于所述焊料喷嘴(12)的喷嘴出口(32)的上边缘(30)的焊料水平(38)处产生液态焊料(14)的第二驻波(16')；
-将清洁剂(42)引入所述焊料喷嘴(12)的所述喷嘴出口(32)到所述第二驻波(16')上，结果使得所述清洁剂(42)液化；
-将所述焊料泵的泵流量增加到第二泵流量，使得所述清洁剂(42)流过所述喷嘴出口(32)的所述上边缘(30)，使得所述清洁剂(42)被引导到所述焊料喷嘴(12)的外侧(34)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述清洁剂(42)是粉末状的。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述清洁剂(42)在被引入到所述喷嘴出口(32)中之后沸腾。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述清洁剂是己二酸(42)。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述泵流量从所述第一泵流量递增地增加到所述第二泵流量。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述泵流量从所述第一泵流量线性地增加到所述第二泵流量。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在引入所述清洁剂(42)后经过预定时间间隔之后，增加所述泵流量。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在增加所述泵流量之后，所述清洁剂(42)在所述焊料喷嘴(12)的整个外侧(34)上流动。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述清洁剂(42)破坏在所述焊料喷嘴(12)的所述外侧(34)上的沉积物。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，在处理预定数量的印刷电路板之后和/或在所述焊料喷嘴(12)的视觉评价之后，以预定的清洁间隔自动执行所述方法。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述焊料坩埚(10)移动到清洁位置以便执行所述方法。
12.一种用于选择性波峰焊接的焊接系统的焊料坩埚(10)，所述焊料坩埚(10)具有焊料槽、焊料喷嘴(12)和焊料泵，其中，所述焊料泵设计成将液态焊料(14)从所述焊料槽通过所述焊料喷嘴(12)引导出，用以由液态焊料(14)产生第一驻波(16)，具有引入装置(43)，用于将清洁剂引入所述焊料 喷嘴(12)，其中，所述焊料坩埚(10)配置为执行包括如下步骤的方法：
-以第一泵流量从所述焊料槽输送焊料，所述第一泵流量调节成使得在低于所述焊料喷嘴(12)的喷嘴出口(32)的上边缘(30)的焊料水平(38)处产生液态焊料(14)的第二驻波(16')；
-将清洁剂(42)引入所述焊料喷嘴(12)的所述喷嘴出口(32)到所述第二驻波(16')上，结果使得所述清洁剂(42)液化；
-将所述焊料泵的泵流量增加到第二泵流量，使得所述清洁剂(42)流过所述喷嘴出口(32)的所述上边缘(30)，使得所述清洁剂(42)被引导到所述焊料喷嘴(12)的外侧(34)。
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