用于清潔焊接噴嘴的方法與設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于清潔焊接噴嘴的方法，根據(jù)權(quán)利要 求8的前序部分的用于清潔焊接噴嘴的設(shè)備，以及根據(jù)權(quán)利要求15的焊接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 從現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)已知的是可用于將電子部件固定到印刷電路板的焊接裝置的實(shí) 例。例如從DE8408427U1已知這種焊接裝置的基本結(jié)構(gòu)。這里描述的焊接裝置具有其中保 存液態(tài)焊料的容器。設(shè)置在容器內(nèi)部的是焊料壓力室，向上指向的噴嘴安裝在該焊料壓力 室上。在根據(jù)說(shuō)明指令的使用中，通過(guò)栗將液態(tài)焊料栗入到焊料壓力室中。由于那里出現(xiàn) 的超壓和通流，液態(tài)焊料流過(guò)噴嘴并且出現(xiàn)在其上端。出現(xiàn)的焊料然后流過(guò)噴嘴的外部并 且返回到容器中。這導(dǎo)致了焊料波，待焊接的連接件被浸入到焊料波中，借此其被焊料潤(rùn)濕 并且通過(guò)隨后的冷卻被焊接。
[0003] 從現(xiàn)有技術(shù)中還已知的是用于超聲焊接的裝置的實(shí)例。
[0004] 在D1(DE3218338A1)中描述的是焊接方法與焊接裝置。在這里設(shè)定，位于待連接 的部件的區(qū)域中的液態(tài)熔劑和/或焊劑還通過(guò)超聲被置于振動(dòng)中。根據(jù)該裝置，焊料在反 向波中流動(dòng)到彎曲金屬板（波形發(fā)生器）上，與提供的印刷電路板的傳送方向相反。也可以 設(shè)定，使焊料波沿著兩個(gè)方向流動(dòng)。超聲源被設(shè)置在印刷電路板區(qū)域中的金屬層下方。因 此，波形發(fā)生器主要受到超聲波。通過(guò)超聲源，彎曲的金屬板以及因此在其上流動(dòng)的液態(tài)錫 應(yīng)該被置于振動(dòng)中，使得在將部件電連接到焊接的印刷電路板的導(dǎo)體的焊接時(shí)，進(jìn)行良好 的清潔與潤(rùn)濕。這應(yīng)該避免出現(xiàn)冷焊接點(diǎn)。
[0005] DE4432402A1公開了用于利用超聲的無(wú)熔劑焊接的裝置。根據(jù)該裝置設(shè)定，印刷電 路板在波峰焊噴嘴的焊料波上方引導(dǎo)，其中焊接裝置通過(guò)至少一個(gè)超聲電極（超聲焊極： Sonotrode)被置于振動(dòng)中。這涉及直接地通過(guò)焊料波覆蓋超超聲焊極的表面并且在超聲焊 極的表面上方緊密地引導(dǎo)印刷電路板。超聲焊極是波形發(fā)生器與導(dǎo)向板的一部分。超聲焊 極的超聲振動(dòng)應(yīng)確保待焊接的部件的表面的良好清潔與潤(rùn)濕。因此，利用熔劑待焊接部件 的預(yù)處理應(yīng)該不再是必需的。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，微型波被設(shè)置用于平面組件的逐個(gè)區(qū)域焊 接。設(shè)置在焊料容器中的是超聲焊極，該超聲焊極是環(huán)形噴嘴的一部分。超聲焊極與環(huán)形 噴嘴設(shè)有豎直孔與水平連接孔，栗與其連接。通過(guò)栗，可以將焊料從焊料容器經(jīng)過(guò)超聲焊極 栗送到噴嘴，以使焊料波在孔的焊料排出孔口處形成。焊料排出孔口居中地定位在環(huán)形噴 嘴內(nèi)，其中其角或圓弧形邊緣區(qū)域形成焊料流的導(dǎo)向面以構(gòu)成焊料波。根據(jù)該實(shí)施例，與超 聲焊極直接接觸以及焊料在其中流動(dòng)的噴嘴被置于振動(dòng)中。
[0006] 存在顯著的考慮，可以將超聲焊極集成在由液態(tài)焊料覆蓋的小的波峰焊噴嘴的本 體中，因?yàn)檫@涉及已知緊湊型超聲焊極不能長(zhǎng)期經(jīng)受的溫度。此外，超聲焊極不能位于焊料 浴外部并且與小的波峰焊噴嘴耦合，因?yàn)槁暡ú粌H被傳送到小的波峰焊噴嘴，而且還被傳 送到整個(gè)焊料浴。聲音到焊接區(qū)域的有目標(biāo)的應(yīng)用是不可能的。
[0007] JPH08-31703A公開了超聲焊接裝置（參見(jiàn)標(biāo)題）。根據(jù)該裝置，超聲波的使用應(yīng) 該會(huì)提高焊接的質(zhì)量，并且還使得能夠通過(guò)使用熔劑進(jìn)行分配。這里，超聲源延伸到熔融焊 料中。進(jìn)行供給以使待焊接的部分受到超聲波，并且用于通過(guò)氣蝕移除氣泡、油脂和油。還 應(yīng)借助超聲波移除氧化層，由此增強(qiáng)焊接連接的質(zhì)量。
[0008] JPH06-315765A公開了具有用于超聲焊接的超聲源的焊接裝置。這里設(shè)定，待焊接 的構(gòu)件布置在焊接噴嘴的焊料浴中。在焊料浴中待焊接的構(gòu)件的一側(cè)上是超聲源，并且與 超聲源相對(duì)安裝的是反射器。從超聲源到反射器的距離應(yīng)該與使用的超聲波的波長(zhǎng)大致上 相應(yīng)。通過(guò)此種方式，待焊接的構(gòu)件應(yīng)該良好地布置在波的最大振幅的范圍內(nèi)。反射器旨 在減小在超聲焊接期間的能量消耗。
[0009] 在JPH08-31703A和JPH06-315765A中公開的裝置不適于選擇性焊接，因?yàn)樵谶@些 類型的裝置中，由于超聲裝置與焊接裝置的結(jié)構(gòu)，印刷電路板在這些裝置上方的移動(dòng)，以及 此外此裝置朝向印刷電路板的移動(dòng)是不可能的。此外，超聲波發(fā)生器也不可以定位在離開 任意期望遠(yuǎn)處，因?yàn)槌暡荒茉谌我馄谕L(zhǎng)度上方傳送。
[0010] 在JPS54/148137A中，超聲波的目的是用于將焊料流動(dòng)置于振動(dòng)中，從而待焊接 的物體與焊料之間的表面被活化，以便放棄使用熔劑。
[0011] 在Leuze出版社的R. J. Klein的第二版的"電工程中的軟焊接"的專業(yè)書籍第94 到96頁(yè)中，鋁部件的軟焊接被描述為超聲焊接的唯一重要應(yīng)用。這里還陳述"由于印刷電 路板的質(zhì)量不適于產(chǎn)生氣蝕（在可接受的振幅與振動(dòng)情況下），因此在浴上或波上超聲焊 接是不可能的"。
[0012] 上面描述的現(xiàn)有技術(shù)公開了超聲焊接裝置，其中通過(guò)超聲產(chǎn)生的振動(dòng)應(yīng)產(chǎn)生然后 局部地分離（氣蝕）的液體的加速。特別地，待焊接的構(gòu)件這里受到經(jīng)由焊料傳送的超聲 波。利用此裝置應(yīng)該能夠放棄熔劑的使用，但是在實(shí)踐中這從未實(shí)現(xiàn)。這在R.J. Klein的 "電工程中的軟焊接"的專業(yè)書籍中進(jìn)行描述。
[0013] 此外通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)已知的是，其中焊料不在噴嘴的外側(cè)上方流走。在這些噴嘴中 設(shè)置有將噴嘴的內(nèi)腔分開的例如以金屬舌形式的插入件。當(dāng)如按照規(guī)定使用時(shí)，焊料被傳 送通過(guò)噴嘴的內(nèi)腔的一部分，在噴嘴的上端處排出，并且經(jīng)由插入件流動(dòng)到內(nèi)腔的第二部 分中并且然后可以被導(dǎo)走。
[0014] 還存在不利用栗的焊接裝置。在這些焊接裝置中，焊接噴嘴的焊料沖壓浸入到焊 料浴中，同時(shí)在其上側(cè)上以坑井的形式容納一定數(shù)量的焊料。焊接噴嘴然后移動(dòng)到待焊接 的點(diǎn)處，其中此待焊接的點(diǎn)被浸入坑井中，使得其被潤(rùn)濕以焊料并且通過(guò)此種方式最終地 被焊接。
[0015] 全部類型的噴嘴都可以至少部分地是鍍錫的，因?yàn)楹噶蟽?yōu)選地在鍍錫表面上延 伸，并且通過(guò)此種方式焊料可以被保持遠(yuǎn)離其它表面。在具有插入件的噴嘴的情形中，插入 件是鍍錫的，以使焊料沿著它延伸。在噴嘴不具有插入件的情形中，外表面至少部分地是鍍 錫的。
[0016] 在此焊接裝置的操作中發(fā)生的問(wèn)題是形成所謂的焊瘤。這些焊瘤通常地包括熔劑 殘余物與從焊接物體洗刷掉的氧化物，其在焊料與大氣氧的接觸時(shí)形成。在DE8408427U1 中已經(jīng)描述了，必須不時(shí)地清潔噴嘴，以便確保焊料的連續(xù)流動(dòng)。在此公開文獻(xiàn)中提出，利 用可以被引導(dǎo)到噴嘴內(nèi)與外的針機(jī)械地不時(shí)地清潔噴嘴。然而，此清潔設(shè)備未充分地移除 焊瘤并且還可能損壞噴嘴。還已知利用刷子從外部清潔噴嘴。
[0017] 減少焊瘤形成的一個(gè)可能的方式是使用所謂的致動(dòng)器。由EP0536472B1已知的是 其中羧酸用作活化劑的焊接活塞。與活化劑混合的是在焊接點(diǎn)周圍流動(dòng)的保護(hù)性氣體，這 會(huì)導(dǎo)致在焊接點(diǎn)處以及周圍區(qū)域沒(méi)有形成焊瘤以及此外移除現(xiàn)有的焊瘤。此方法的弊端尤 其是，需要使用另外的物質(zhì)即活化劑。這些物質(zhì)可以與焊料混合，其會(huì)影響焊接點(diǎn)的質(zhì)量。 活化劑還可能污染焊料在其中循環(huán)的焊接裝置的焊料浴。最后，盡管使用活化劑，不可能完 全地避免焊瘤的形成。
[0018] DE202009002666U1公開了用于利用清潔和/或活化劑清潔和/或活化焊接噴嘴的 設(shè)備，其中通過(guò)控制單元將清潔和/或活化劑自動(dòng)地供給到焊接噴嘴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 因此本發(fā)明的目的是，提供用于清潔其中盡可能地移除焊瘤的焊接噴嘴的方法。
[0020] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供用于清潔在焊接噴嘴的操作上具有最小可能影響的 焊接噴嘴的方法。
[0021] 根據(jù)權(quán)利要求1的方法達(dá)到了這些目的。
[0022] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供用于清潔焊接噴嘴的設(shè)備，其使得能夠以盡可能簡(jiǎn) 單的方式盡可能最徹底地清潔焊接噴嘴。
[0023] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供用于清潔焊接噴嘴的設(shè)備，其在焊接裝置中的安裝 和使用，盡可能少地妨礙焊接裝置的連續(xù)的操作。
[0024] 通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求的8用于清潔焊接噴嘴的設(shè)備達(dá)到這些目的。
[0025] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供允許盡可能連續(xù)的操作的焊接裝置。
[0026] 通過(guò)按照權(quán)利要求15的焊接裝置達(dá)到此目的。
[0027] 有利的擴(kuò)展方案是相應(yīng)從屬權(quán)利要求的對(duì)象。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的用于清潔焊接噴嘴，尤其至少部分地鍍錫的焊接噴嘴的方法，其特 征特別是在于，借助聲源的任意頻率的聲音從焊接噴嘴移除雜質(zhì)，尤其是不期望的氧化物。 已經(jīng)表明的是，通過(guò)聲音清潔焊接噴嘴尤其適于完全地從焊接噴嘴清除不期望的雜質(zhì)。此 特別有利的是，焊接噴嘴自身的材料不受損害。僅在噴嘴的表面上的雜質(zhì)通過(guò)聲音分離，并 且噴嘴再次充分地起作用。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的方法與根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備尤其設(shè)計(jì)為用于選擇性焊接。在選擇性焊 接中，液態(tài)焊料流動(dòng)通過(guò)相對(duì)于組件可移動(dòng)的最小波峰焊接噴嘴，并且在其上端排出。出現(xiàn) 的焊料然后在噴嘴的外側(cè)上流回到焊料浴中。通過(guò)這種方式形成焊料波，待焊接的組件連 接的各個(gè)焊接區(qū)