專利名稱：電控焊罐裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有容納用于電子部件的熔融焊料的焊料池的電控焊罐裝置或電控焊池裝置。雖然以下說明是參照焊罐裝置給出的，但本發(fā)明也可用于焊池裝置。
背景技術(shù)：
焊罐或焊池裝置一般是用于容納熔融焊料的，這些焊料一旦熔化就可以用于電子部件基板，以將電子部件結(jié)合到電子部件基片上。電控焊罐裝置是這一領(lǐng)域已知的技術(shù)。例如，一個典型的電控焊罐裝置具有盛放熔融焊料的焊料罐或焊料池，加熱焊料的加熱裝置，以及控制向加熱裝置供電的電控設(shè)備。典型地，焊料由諸如鉛罐的含鉛合金構(gòu)成，近來也更多地由諸如銅罐，銀罐，銅銀合金罐或鋅罐的無鉛金屬合金構(gòu)成。隨著對環(huán)境的考慮和法規(guī)的增多，目前廣泛使用無鉛焊料。
隨著無鉛焊料的使用，焊罐設(shè)備中的某些部件出現(xiàn)了一些問題。例如，與傳統(tǒng)的焊罐裝置有關(guān)的一個典型問題是焊料池的腐蝕。典型的焊料池由不銹鋼制成并且時間長了會腐蝕，尤其是如果焊料池盛放的是無鉛焊料，其腐蝕焊料池的速度將會比含鉛焊料的腐蝕速度更快。不銹鋼焊料池的腐蝕可能析出(leach)雜質(zhì)到無鉛熔融焊料中，影響熔融焊料的完整性。此外，因為腐蝕破壞了典型的不銹鋼焊料池的結(jié)構(gòu)完整性，焊料池的腐蝕對用戶可能會產(chǎn)生危險。另外，腐蝕可能破壞焊罐裝置的結(jié)構(gòu)完整性從而使得焊料從焊池中泄漏，泄漏的焊料會灼燒操作裝置并造成火災(zāi)。為了解決這些問題，目前一些廠商生產(chǎn)的焊料池由諸如鑄鐵，鈦，或外鍍一層氮化物的不銹鋼制成。雖然這些可供選擇的焊料池可以在較長的時間內(nèi)不被腐蝕，但是它們最終仍然不能擺脫被腐蝕的命運并且當其壽命結(jié)束前仍將經(jīng)受上述同樣的問題。
另一個與傳統(tǒng)電控焊罐裝置有關(guān)的問題是關(guān)于熔化各種通常使用的無鉛焊料，如錫-銅，錫-銀，錫-銀-銅或錫-鋅的時間。例如，錫-銅(0.7％)的熔點是227攝氏度，錫-銀(3.5％)是216攝氏度，而錫-銀(3.5％)-銅(0.7％)的熔點是217攝氏度。在傳統(tǒng)的焊料池中，對于任何給定的無鉛焊料供給焊料池的熱量是統(tǒng)一的并且不可控。因此，各種無鉛焊料都將承受同樣的熱量而沒有考慮到各無鉛焊料的各自熔點。這會導(dǎo)致給定的無鉛焊料過熱或者，也可能對熔化無鉛焊料增加不必要的時間。
與傳統(tǒng)焊罐裝置有關(guān)的再一個問題是加熱裝置。典型地，在傳統(tǒng)的焊罐裝置中加熱裝置是直接一體形成在或粘附在焊料池上的。由于焊接應(yīng)用中用料的特點，通常熔融焊料可能會泄漏到焊罐上，從而泄漏到加熱裝置上。因此，當需要更換焊料池時，加熱裝置可能始終粘附在焊料池上。因此，一旦焊罐的壽命到期就需要更換整個焊罐裝置。因此，上述問題都需要改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種關(guān)于焊料池腐蝕問題的改進的焊罐裝置。
本發(fā)明所述的焊罐裝置包括容納熔融焊料的可更換焊料池；將焊料池支撐或懸掛在焊料加熱位置的支撐結(jié)構(gòu)；以及相對于所述焊料池可移動的加熱單元，該加熱單元可在熱傳遞地接觸所述焊料池以加熱所述焊料池中的焊料的加熱位置和允許將所述焊料池從所述焊料加熱位置被移走的相對于所述焊料池的移走位置之間移動。
根據(jù)本發(fā)明所述，在焊料池被腐蝕之前可以更換一個新的。加熱單元可以有效地加熱與其熱接觸的焊料池。當加熱單元處于移走位置時，焊料池可以被輕松地移走。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面所述，加熱單元定義為第一加熱單元，并且加熱裝置還包括在熱傳遞地接觸所述焊料池以加熱所述焊料池中的焊料的加熱位置和允許將所述焊料池從所述焊料加熱位置被移走的相對于所述焊料池的移走位置之間移動的第二加熱單元。第一和第二加熱單元可能位于焊料加熱位置時的焊料池相反的兩側(cè)，并且第一和第二加熱單元從它們各自的加熱位置到移走位置運動是水平向外的。有了這些結(jié)構(gòu)，可以有效地對焊料池進行加熱并且可以輕而易舉地更換。
通過下文結(jié)合附圖的描述后，本發(fā)明另外的目的和優(yōu)點對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將更加是明顯。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例所述的焊罐裝置的立體圖；圖2是圖1中焊罐裝置的分解立體圖；圖3是圖2中焊罐裝置加熱器組件的立體圖；圖4顯示了圖1中焊罐裝置的第一焊料池更換為第二焊料池；圖5是圖1中焊罐裝置的簡化剖面圖用以圖解用于將圖3中的加熱器組件固定到焊料池的固定裝置；圖6是圖1中焊罐裝置的簡化剖面圖用以圖解將用于圖3中的加熱器組件固定到焊料池的第一可選的固定裝置；圖7是用于將圖3中的加熱器組件固定到焊料池的第二可選固定裝置的立體圖；圖8是圖1中焊罐裝置的簡化剖面圖用以圖解用于將圖3中的加熱器組件固定到焊料池的第三可選固定裝置；圖9A是圖1中焊罐裝置的簡化剖面圖用以圖解處于打開狀態(tài)的圖3中的加熱器組件；圖9B是圖1中焊罐裝置的剖面圖用以圖解處于閉合狀態(tài)的圖3中的加熱裝置；圖10是圖1中的焊罐裝置的接線圖；圖11是圖1中的焊罐裝置的方塊示意圖；圖12是示出溫度-時間曲線并且圖解在沒有根據(jù)焊料的種類進行預(yù)選溫度的情況下達到無鉛焊料的目標溫度所需的時間；圖13是示出溫度-時間曲線并且圖解在根據(jù)焊料的種類進行預(yù)選溫度的情況下達到無鉛焊料的目標溫度所需的時間。
具體實施例方式
圖1顯示了本發(fā)明焊罐裝置100的實施例。在本實施例中，描述了具有基本上由外殼102包住的凸緣108的焊料池106。外殼102近似為三維的矩形并且約長為8.7英寸，寬為5.7英寸，深度為3.2英寸。外殼102可由多個金屬板構(gòu)成，這些金屬板由螺紋件，焊接或其他固定方式固定在一起從而形成完整的矩形，如圖2所示。外殼102還包括一個具有ON/OFF開關(guān)130，多個可編程按鈕132以及顯示器134的表盤。可編程按鈕132包括“UP”按鈕132a，“DOWN”按鈕132b，確定按鈕132c和偏移按鈕132d。固定在外殼102的上表面136上的是溢出盤104。焊料池106的凸緣108定位得當焊料池106盛放熔融焊料時，從焊料池106溢出或者泄漏的焊料能夠流到溢出盤104中，從而防止焊罐設(shè)備100中的其它部件包括外殼本身受到熔融焊料的損害。
圖1中還示出電源線122，電能通過它傳送給焊罐裝置100。此外，還示出了各種用于焊接應(yīng)用的零部件，如廢料收集裝置124，抹刀126和操作將加熱器組件144(本圖未示出)保持在焊料池106附近(下面做具體闡述)的螺釘120的六角扳手127。較好的是，廢料收集裝置124可以根據(jù)用戶喜好連接在外殼102的各個側(cè)面。廢料收集裝置124和抹刀126可以由不銹鋼，鈦，鑄鐵或類似的熱阻材料構(gòu)成。
在圖2中，示出焊罐裝置100的分解圖。圖中，更為清楚地示出了焊罐裝置100內(nèi)的部件以及它們之間的相互關(guān)系。例如，示出加熱器組件144與焊料池支架142相關(guān)，其中支架142示出與滴盤140和絕熱器138相關(guān)。正如下面所作的詳細解釋，焊料池支架142通過水平伸出物123和129支撐焊料池106而通過焊料池106附近的第一和第二組凸緣133和135(見圖5)同時支撐加熱器組件144。此外，在焊料池106的底部或側(cè)面破裂的情況下接住焊料的滴盤140也由焊料池支架142支撐。圖2還示出構(gòu)成外殼102的多個金屬板，溢出盤104，外殼102的表盤128以及連接器PWB524，熔絲502，熔絲固定器504，轉(zhuǎn)換器506，和電源開關(guān)130(下面將作詳細闡述)。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例的加熱器組件144的局部細節(jié)放大圖。加熱器組件144包括具有開口162的第一加熱塊146和第二加熱塊148從而可以分別插入第一加熱器150和第二加熱器152。第二加熱器152包括集成在一起的溫度傳感器170(如圖10所示)。加熱塊146和148可由銅，銅合金或類似的熱傳導(dǎo)材料構(gòu)成。另一方面，加熱器150和152可由鎢圖案陶瓷絕緣阻抗或類似可以承受極高溫度的材料構(gòu)成。或者，加熱器150和152也可以是鎳鉻合金或鐵鉻合金電阻絲加熱器。另外，加熱器150和152的直徑大約為4到8毫米，最好取6毫米，并且長為7到9毫米，最好取8毫米。一般地，加熱器150和152的功耗在80到120瓦之間，典型值為100瓦。如圖3所示，加熱塊146和148是通過鉛絲160電連接到連接器158上，并利用絕緣管154和156從而使加熱器150和152的電終端絕緣。
焊罐裝置100適于容納多種尺寸的焊料池106。例如，如圖4所示，可以通過用六角扳手127旋轉(zhuǎn)螺釘120(箭頭200)將第一焊料池106a換成第二焊料池106b。第一焊料池106a隨即被移走(箭頭202)并且換成第二焊料池106b(箭頭204)。第一焊料池106a大約長為50毫米，寬為50毫米，深度為42毫米，容量在90到120立方厘米之間，最好取105立方厘米。相反地，第二焊料池大約長為75毫米，寬75毫米，深度為55毫米，容量在140到170立方厘米之間，最好取155立方厘米?；蛘?，第一和第二焊料池106a和106b可以是相同尺寸。焊料池106a和106b都可以由不銹鋼，鈦，鑄鐵或類似的熱阻材料構(gòu)成。此外，焊料池106可以進行抗腐蝕處理，如上釉藥或鍍上一層氮化物。下面將介紹更換焊料池的過程。
在圖5中，示出圖1所示焊料池設(shè)備的簡化剖面圖。在本實施例中，示出第一加熱塊146和第二加熱塊148與焊料池可松脫地接觸。加熱塊146和加熱塊148可以彼此相對的放置在焊料池106的附近。加熱塊146和148通過由螺釘120，螺栓164(見圖6)，凸輪機構(gòu)166(見圖7)或緊輪裝置121(見圖8)固定的焊料池支架142固定在焊料池106的附近。
焊料池支架142包括至少兩個垂直支腿125和127，至少兩個水平的伸出物123和129，至少兩套凸緣133和135以及一個與水平表面恰好齊平的下水平構(gòu)件131。如前面所討論的，水平伸出物123和129支撐焊料池106的底部從而將其固定在下水平構(gòu)件131上方一定距離的位置。位于焊料池支架142的垂直支腿125和127之間并且安裝在下水平構(gòu)件131上的是滴盤140。如果熔融焊料破壞了焊料池106的完整性，則滴盤140可以接住任何泄漏的熔融焊料并且防止焊罐裝置100燙傷。
圖6、7、8示出將加熱塊146和148固定到焊料罐106的可選方式。在圖6中，螺栓164可以用于將焊料池支架142的水平構(gòu)件131固定到外殼102的底部。由螺栓164擰到外殼底部對焊料池142造成的壓力導(dǎo)致加熱塊146和148與焊料池106齊平，因此將加熱塊146和148放置在與焊料池106熱接觸的地方。在圖7中，包括凸輪176，連接桿174和手柄172的凸輪機構(gòu)166可以用于將加熱塊146和148放在與焊料池106熱接觸的位置。
在圖8中，緊輪裝置(tightening wheel)121用于將加熱塊146和148固定到焊料罐106上。可以改變外殼102從而使其能夠容納包括臂137和輪135的緊輪裝置121。在本實施例中，去掉了對焊料池支架142的需求，因為緊輪裝置121通過擠壓可以提供足夠的支撐從而將焊料池106固定在懸空位置。
如前面所述的用于將加熱塊146和148固定到焊料池106上的機構(gòu)具有一些優(yōu)點。例如，由于加熱塊146和148通過焊料池支架142以及一些固定工具(如螺釘120，螺釘164，凸輪機構(gòu)166或緊輪裝置131)結(jié)合而產(chǎn)生的壓力來固定到焊料池106上，所以加熱塊146和148可以輕易地安裝到焊料池106或者從焊料池106拆卸，從而在需要時便于容易地更換焊料池106。另外，上述固定機制去除了將加熱器組件直接固定到焊料池106上或內(nèi)部的必要性，這避免了由于高溫、氧化或熔融焊料流出使得加熱器組件粘在焊料池106上導(dǎo)致難以更換加熱塊或焊料池的情況。
圖9A和9B闡釋了焊罐裝置100的剖面圖中的加熱塊146和148與焊料池106間的可松脫特性。例如，在圖9A中示出將焊料池106a更換為第二焊料池106b(見圖4)后加熱塊146和148距焊料池106b有一段距離171。在圖9B中示出由上緊的固定工具，如螺釘120，產(chǎn)生的壓力(箭頭206)導(dǎo)致加熱塊146和148與焊料池106熱接觸。
圖10示出焊罐裝置100的電氣配線圖表。用戶界面安置在表盤128上并且用多個可編程按鈕132表示?；蛘咭部梢允褂棉D(zhuǎn)盤，預(yù)編程的按鈕，開關(guān)等作為用戶界面。通過可編程按鈕132，用戶可以設(shè)定時間值，焊料類型和/或者焊料池的尺寸(后面會作詳細介紹)?？删幊贪粹o132是通過連接器導(dǎo)線532電連接到接線器PWB524中。始于接線器PWB524的端口528上的加熱器導(dǎo)線534電連接到加熱器組件144中的加熱器150和152上為其提供電力。同樣，始于連接器PWB524的端口528上的傳感器導(dǎo)線536電連接到加熱器152的傳感器170上從而得到傳感器的輸出。在另一個端口530上，電線538電連接到轉(zhuǎn)換器506，ON/OFF開關(guān)130，熔絲固定器504上，并最后連到電源線122上。
圖11是焊罐裝置的方塊示意圖，并且可以結(jié)合圖10來理解。在圖中，圖解了用電路，微處理器CPU512和連接器510控制PWB524(如圖2所示位于表盤128的后面)。如圖所示，電能通過交流電源輸入裝置500供給加熱器150和152。電源通過包括熔絲502，電源開關(guān)130和轉(zhuǎn)換器506的多個電子元件調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)換器506將來自交流電源輸如500的商用電轉(zhuǎn)換為大約5V的交流電。一旦電能通過接線器510流過轉(zhuǎn)換器506，則電能將通過低壓電源供電電路518。供電電路518為微處理器CPU512提供5V的直流電壓。CPU512根據(jù)預(yù)存其中的軟件和用戶設(shè)定的參數(shù)對某些過程進行運算和判決，設(shè)定的參數(shù)包括根據(jù)設(shè)定的焊料類型和溫度值進行的溫度控制功能，校準功能以及啟動控制。然后CPU512通過TRIAC508向加熱器150和152提供電壓。TRIAC508是一個根據(jù)CPU512的信號對供給加熱器150和152的交流電流進行開關(guān)控制的部件。CPU512通過兩步控制電源供電。首先，CPU在一開始的啟動步驟中對放大的傳感器信號和基于各焊料類型的預(yù)定值進行比較。接著，CPU512對傳感器信號和基于目標溫度的預(yù)設(shè)值進行比較。此外，CPU512還可以使用PID控制。
傳感器170可由陶瓷絕緣鉑或鎢或其他熱阻材料構(gòu)成并且結(jié)合在例如加熱器152中。此外，傳感器170具有其阻值隨溫度變化的特性，從而可以根據(jù)由傳感器的阻值產(chǎn)生的電壓來測量溫度。由傳感器170產(chǎn)生的電壓通過傳感器信號放大電路516被放大，并且傳送給CPU512。同樣還示出電連接到CPU512上的是存儲一些預(yù)設(shè)參數(shù)和累計使用時間(焊料池106的)的存儲電路514；一旦達到累計使用時間就會使CPU發(fā)出聲響的報警蜂鳴器電路；以及，處理用戶通過多個可編程按鈕132預(yù)設(shè)輸入的的LED顯示/用戶可編程輸入電路在顯示器134上顯示數(shù)字信息。某些上述討論的功能與Yoshimura的4,891,497號的美國專利相似，因此將該專利中的所有內(nèi)容結(jié)合在此作為參考。
可編程按鈕132可如下地與控制電路相關(guān)聯(lián)。當電源開關(guān)130單獨打開時，預(yù)定的溫度顯示在顯示器134上。如果用戶按下UP按鈕132a，則顯示的溫度升高了。如果用戶按下DOWN按鈕132b，則顯示的溫度降低了。當達到要求的溫度時，用戶可以按下確定按鈕132c。這樣，為所使用的焊料設(shè)置了適當?shù)臏囟取?br> 如果當UP按鈕132a和DOWN按鈕132b同時按下時打開電源開關(guān)130，則設(shè)置成參數(shù)設(shè)定模式。在模式的第一階段，顯示出攝氏C或華氏F。用戶可以通過操作UP按鈕或DOWN按鈕改變顯示并且通過確定按鈕132c確定兩者中的一個，根據(jù)確定按鈕的操作，顯示器變?yōu)轱@示焊料的種類。利用這個顯示，用戶可以通過操作UP按鈕132a，DOWN按鈕132b以及確定按鈕132c來設(shè)置一種焊料。當通過操作確定按鈕132c確定了焊料的種類后，顯示器切換到顯示焊料池的尺寸用于通過同樣的方式操作UP鍵132a，DOWN鍵132b，以及確定按鈕132c來設(shè)置焊料池的尺寸。下一個階段是對定時器的設(shè)置以設(shè)定焊料池使用時間周期。這樣，用戶就設(shè)定了一組溫度，焊料類型，焊料池的尺寸的參數(shù)。
本發(fā)明的一個特點是定時控制機構(gòu)，其可以用于提醒用戶在焊料池106被腐蝕而發(fā)生泄漏之前何時進行更換。用戶可以通過設(shè)定表盤128上的可編程按鈕132將時間控制機構(gòu)設(shè)定到較佳的時間值。一旦達到了較佳時間值，就通過報警(和/或者可視信號)，如蜂鳴聲，提醒用戶，并且停止加熱器150和152的電源。用戶選擇的最佳時間即使是在焊罐裝置100關(guān)閉或拔下電源線122的插頭也仍然會保留。更好的是，定時控制機構(gòu)300在焊料池106由于被腐蝕而泄漏并且泄漏的熔融焊料危及焊罐裝置100的結(jié)構(gòu)完整性和其他部件之前提醒用戶用備用焊料池來替換焊料池106。應(yīng)當指出的是定時控制機構(gòu)不局限于用于上述討論的應(yīng)用中，而是可以用在其他的應(yīng)用中，如設(shè)定時間從而使焊罐裝置100在用戶工作當天結(jié)束時自動斷電。
本發(fā)明上述實施例也可以包括溫度控制機構(gòu)。用于溫度控制機構(gòu)的用戶界面一般包括位于外殼102表盤128上的多個按鈕132。多個按鈕132可以用與特定焊料類型或焊料池尺寸對應(yīng)的數(shù)值進行設(shè)定。例如，“21”代表錫-鉛合金，“22”代表錫-銀-銅合金，“23”代表錫-銅合金以及“24”代表錫。類似地，“31”代表小的焊料池106a，而“32”代表大焊料池106b。用戶設(shè)定的數(shù)值最終要對應(yīng)足以維持如錫-鉛合金，錫-銀-銅合金，錫-銅合金或錫等傳統(tǒng)焊料熔融態(tài)的目標溫度。當用戶對多個按鈕132進行設(shè)定時，向焊罐裝置100的加熱器組件144提供最大功率以熔化焊料池106中相應(yīng)的焊料直到達到目標溫度。如果與傳統(tǒng)的電焊料池的加熱方法進行比較，則達到給定含鉛或無鉛焊料的預(yù)定目標溫度的時間大大降低了，如圖12和13中示出的對照圖所示。
在圖12中的圖300中，示出了用傳統(tǒng)溫度控制的方法達到各無鉛焊料錫-銀-銅合金，錫-銅合金，以及錫，另外還有含鉛焊料錫-鉛合金的目標溫度按分鐘計的時間。達到錫-銀-銅合金焊料，錫-銅合金焊料，以及錫焊料的目標溫度所用的時間分別為19分47秒，14分36秒，24分44秒。
相反的，在圖13中的圖400示出了用本發(fā)明實施例的溫度控制機構(gòu)達到各無鉛焊料錫-銀-銅合金，錫-銅合金，以及錫，另外還有含鉛焊料錫-鉛合金的目標溫度按分鐘計的時間。達到錫-銀-銅合金焊料，錫-銅合金焊料，以及錫焊料的目標溫度所用的時間分別為12分10秒，9分45秒，10分44秒。
因此，正如圖所示，溫度控制機構(gòu)大大降低了熔化給定無鉛焊料所需的時間。這也降低了用戶等待焊料熔化的停工期和所需的功耗。此外，一旦達到了目標溫度，傳感器可以防止加熱器組件進一步升高或降低溫度從而保證焊料不會過熱和變成固體。
從上述具體描述顯然說明本發(fā)明可以有很多處于該技術(shù)領(lǐng)域范圍內(nèi)的更改，調(diào)整和修改。本發(fā)明的范圍包括來自這里所述的實施例或不同的類型的元件的組合，以及其中的組件裝配和方法。但是，這些變化都不能違背本發(fā)明范圍內(nèi)的精神實質(zhì)。
本發(fā)明上述實施例中的焊罐設(shè)備包括通過凸緣可松脫地連接到杯狀焊料池的加熱器組件。焊料池支架將加熱器組件放置在與焊料池熱接觸的地方，加熱器組件通過固定機構(gòu)固定在焊料池上。焊料池和加熱器組件都可以通過使用固定裝置進行安裝和拆卸。焊料池支架適合于放置在外殼的下水平面上并且將焊料池放置在距下水平表面有一定的距離。托盤位于焊料池的下方并且由焊料池支架固定。托盤用于收集可能從上方破損的焊料池中泄漏的焊料。外殼將這些部件封裝在內(nèi)并且包括用戶控制的以選擇多個控制功能和啟動/停止開關(guān)的表盤。電源線連接到外殼上用以向焊罐裝置供電。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面所述，時間控制機構(gòu)用于提醒用戶在焊料池由于被腐蝕開始泄漏之前何時對其進行更換。在用戶控制過程中用戶互動地設(shè)定時間控制機構(gòu)。時間控制機構(gòu)電連接到電源上，電源反過來要向加熱器組件供電，加熱器組件同時又要向焊料池提供熱能。操作前，用戶可以將時間控制裝置設(shè)定為一個較佳的時間值。一旦達到了這個合適的時間值，則通過一組加熱器提供給加熱塊的電能就自動終止供電并且會響起報警聲(或其它音頻或視頻指示信號)，以提醒用戶需要更換焊料池了。如果拔掉焊罐裝置的插頭或關(guān)閉焊罐裝置，則預(yù)設(shè)定的較佳時間值將會通過存儲電路保存。時間控制機構(gòu)不局限于提醒用戶何時更換焊料池，也可以設(shè)置成，例如如果用戶忘記關(guān)設(shè)備則斷開供給加熱器組件的電能。
根據(jù)實施例的再一個方面，溫度控制機構(gòu)用于降低熔化無鉛焊料的時間。在用戶控制過程中用戶互動地設(shè)定溫度控制機構(gòu)。溫度控制機構(gòu)包括焊罐裝置外殼正面上的多種用戶控制裝置，加熱機構(gòu)和傳感器。用戶控制裝置可以設(shè)定為對應(yīng)于傳統(tǒng)無鉛焊料，如錫-銅合金，錫-銀合金，錫-銀-銅合金或錫-鋅合金的較佳溫度的數(shù)值。此外，用戶控制也可以設(shè)定為對應(yīng)于某較佳溫度下焊料池尺寸的數(shù)值。一旦傳統(tǒng)的無鉛焊料類型和焊料池尺寸被用戶設(shè)定到設(shè)備中，就會從電源向加熱器組件提供最大的功率直到傳感器檢測到加熱塊的溫度達到了該較佳溫度。一旦傳感器檢測到達到較佳溫度，就要對溫度進行控制從而使無鉛焊料保持在熔融狀態(tài)而同時又要防止無鉛焊料過熱或變成固態(tài)。
從本發(fā)明上述實施例獲得的各個方面如下。
如方面1所述的焊罐設(shè)備，包括可更換的容納熔融焊料的焊料池；將焊料池支撐或懸掛到焊料加熱位置的支撐結(jié)構(gòu)；以及在與焊料池熱傳遞接觸以加熱焊料池中的焊料的加熱位置和允許將焊料池從焊料加熱位置移走的相對于焊料池的移走位置之間相對于焊料池可移動的加熱單元。
在方面1的設(shè)備中，加熱單元定義第一加熱單元，并且設(shè)備還包括在與焊料池熱傳遞接觸以加熱焊料池中的焊料的加熱位置和允許將焊料池從焊料加熱位置移走的相對于焊料池的移走位置之間相對于焊料池可移動的第二加熱單元。
在上述設(shè)備中，第一單元和第二加熱單元位于焊料加熱位置時在焊料池相反的兩側(cè)，并且第一和第二加熱單元從它們各自的加熱單元到各自移走位置的運動是水平向外的。在這種情況下，螺旋裝置可以將加熱單元從移走位置移到加熱位置。另外，手動操作的凸輪裝置也可以移動加熱單元。
如方面2所述的焊罐裝置，包括可替換的容納熔融焊料的焊料池；將焊料池支撐或懸掛到焊料加熱位置的支撐裝置；至少一個加熱單元；以及在與焊料池熱接觸以加熱焊料池中的焊料的加熱位置和允許將焊料池從焊料加熱點移走的移走位置之間相對于焊料池移動加熱單元的移動工具。
如方面3所述的焊罐裝置，包括可替換的盛放熔融焊料的焊料池；適合于加熱焊料池的加熱器組件；以及適合于控制加熱器組件的供電從而加熱焊料池的電源控制系統(tǒng)，電源控制系統(tǒng)包括用于指示多個預(yù)選的熔融焊料種類中的哪一個將在焊將料池中被熔化的用戶界面，用于以最大功率供給加熱設(shè)備直到達到了超過用戶通過用戶界面選擇的焊料類型的每個熔點的預(yù)選溫度的能量控制系統(tǒng)。
如方面3所述的設(shè)備還包括支撐或懸掛焊料池的外殼。
在方面3所述的設(shè)備中，用戶界面包括用于輸入預(yù)選待熔融焊料種類的按鈕裝置，按鈕裝置是由外殼支撐的。
在方面3所述的設(shè)備中，用戶界面包括由外殼支撐的轉(zhuǎn)盤(dial)，該轉(zhuǎn)盤具有用于輸入待熔化的預(yù)選焊料類型的不同位置。在方面3所述的設(shè)備中，用戶界面包括由外殼支撐的用于輸入待熔化的預(yù)選焊料類型的開關(guān)裝置。
如方面4所述的焊罐裝置，包括外殼；由外殼支撐用于加熱焊料池的加熱器組件；以及用于當焊料池已經(jīng)被使用的總預(yù)期時間達到同種類型焊料池預(yù)期的工作壽命時發(fā)出信號的從而可以更換焊料池的信號裝置。
如方面4所述的設(shè)備還包括位于外殼中的托盤；位于焊料池之下并且適于接收保持從焊料池泄漏的焊料。
如方面5所述的焊罐設(shè)備包括容納熔化焊料的焊料池，以及用于加熱焊料池的加熱電路，加熱電路含有用于加熱焊料池的加熱裝置，用于輸入多個預(yù)選焊料類型中的哪個將在焊料池內(nèi)待加熱的用戶輸入單元，以及在與用戶通過輸入裝置選擇的焊料類型對應(yīng)的時間周期內(nèi)用加熱裝置的最大功率供給焊料池的控制裝置。
如方面6所述的焊罐加熱器組件包括加熱池的第一加熱塊；加熱池的第二加熱塊；連接到第一加熱塊的第一加熱器；連接到第二加熱塊的第二加熱器；以及第一和第二加熱器連接到其上的連接器。
如方面7所述的焊罐裝置包括容納熔融焊料的焊料池；用于加熱焊料池的加熱器組件；以及用于控制加熱器組件的操作的用戶可編程裝置。
在方面7所述的設(shè)備中，用戶可編程裝置包括(a)允許用戶從多個預(yù)定的尺寸中指定焊料池尺寸的第一選擇器裝置單元以及(b)允許用戶從多個預(yù)定焊料類型中指定某種焊料類型的第二選擇器裝置。
在方面7所述的設(shè)備中，用戶可編程裝置可以在指定的焊料池尺寸和指定的焊料類型的基礎(chǔ)上控制加熱器組件的操作。
在方面7所述的設(shè)備中，用戶可編程裝置可以使加熱器組件在由用戶定義單元基于指定的焊料池尺寸和焊料類型確定的時間周期內(nèi)以最大功率運行。
在方面7所述的設(shè)備中，用戶可編程裝置包括用于設(shè)定信號定時器的定時裝置。
如方面7所述的設(shè)備還包括位于焊料池下方并且用于接收和容納從焊料池泄漏的焊料的托盤。
如方面8所述的焊罐設(shè)備的操作方法，包括將第一焊料池從焊罐設(shè)備的焊料池區(qū)域和與焊罐組件的外殼進行有效的熱接觸的位置移走的各步驟；以及移走后，將第二焊料池放置于焊料池區(qū)域和與加熱組件進行有效的熱接觸的位置。
在方面8所述的方法中，放置的步驟包括將加熱組件移到焊料池區(qū)域中與第二焊料池進行有效的熱接觸的子步驟。
在方面8所述的方法中，移動步驟包括用至少一個螺紋件的與加熱器組件螺紋連接從而將加熱器組件壓到接觸位置。
在方面8所述的方法中，移動步驟包括通過操作手動柄操作的凸輪將加熱器組件壓到接觸位置。
在方面8所述的方法中，移動步驟包括通過轉(zhuǎn)動至少一個轉(zhuǎn)輪將加熱器組件壓到熱接觸位置。
在方面8所述的方法中，加熱器組件包括第一和第二加熱塊，并且移動步驟包括將加熱塊壓向第二焊料池的不同側(cè)的子步驟。
在方面8所述的方法中，第一焊料池大約105立方厘米而第二焊料池大約175立方厘米。
如方面9所述的加熱焊料的方法包括下列步驟進入焊罐組件的用戶輸入裝置設(shè)定信息從而至少部分建立焊罐組件的焊料池的加熱方式(regimen)，該信息包括預(yù)定的一組不同的焊料類型中的一種焊料；以及使焊罐組件啟動加熱方式。
在方面9所述的方法中，信息還包括預(yù)定的焊料池尺寸。
如方面10所述的焊罐設(shè)備包括焊料池；焊料池一側(cè)附近的第一加熱塊；焊料池一側(cè)附近且位于第一加熱塊對面的第二加熱塊；在焊料池附近可松脫地支撐第一和第二加熱塊的支架；以及將第一加熱塊和第二加熱塊固定到焊料池上的固定裝置。
如方面10所述的設(shè)備還包括外殼和位于外殼內(nèi)焊料池下方的焊料滴收集盤。
在方面10所述的設(shè)備中，外殼至少基本上包住焊料池，第一加熱塊，第二加熱塊，加熱塊支架和托盤。
在方面10所述的設(shè)備中，焊料池是近似立方體的。
如方面10所述的設(shè)備包括用于在預(yù)定使用時間后提醒用戶更換焊料池以防止焊料由于腐蝕泄漏的定時控制機構(gòu)。
如方面11所述的焊罐設(shè)備包括焊料池；用于加熱焊料池的加熱器組件；將加熱器組件固定到焊料池上的固定裝置；支撐焊料池和加熱器組件的焊料池支架；支撐焊料池的外殼；以及用于控制加熱器組件操作的用戶可編程裝置，可編程裝置電連接到加熱器組件上。
在方面11所述的焊罐設(shè)備中，加熱器組件包括第一加熱塊；第二加熱塊；具有溫度傳感器和絕緣管的第一陶瓷加熱器，第一陶瓷加熱器連接到第一加熱塊中；具有絕緣管的第二陶瓷加熱器，第二陶瓷加熱器連接到第二加熱塊中；以及連接器，其中第一和第二陶瓷加熱器通過導(dǎo)線電連接到連接器中。
在方面11所述的焊罐設(shè)備中，加熱器組件可松脫地連接到焊料池的至少兩個側(cè)面上。
如方面12所述的焊罐設(shè)備包括焊料池；連到焊料池上的加熱器組件；至少包住加熱器組件并且支撐焊料池的外殼；以及存儲焊料池的累計使用時間和有關(guān)溫度、定時、焊料類型和焊料池類型的預(yù)定參數(shù)的電路，電路電連接到加熱器組件上。
在方面12所述的焊罐設(shè)備中，加熱器組件包括第一加熱塊；第二加熱塊；含有溫度傳感器和絕緣管并且電連接到第一加熱塊上的第一陶瓷加熱器；含有絕緣管并且連接到第二加熱塊上的第二陶瓷加熱器；以及連接器，其中第一和第二陶瓷加熱器通過導(dǎo)線電連接到連接器上。
在方面12所述的焊罐設(shè)備中，電路包括用于經(jīng)過與焊料池的估計生命周期對應(yīng)的工作時間值時，輸出信號的定時控制裝置。
在方面12所述的焊罐設(shè)備中，電路包括用于通過加熱器組件控制對焊料池加熱速度的溫度控制裝置。
根據(jù)方面13所述，一種提醒用戶何時更換電控焊罐裝置中的焊料池的方法，包括下列步驟提供位于電控焊罐設(shè)備中的焊料池；提供可松脫地連接到焊料池上并且電連接到可編程機構(gòu)上的加熱器組件；以及對可編程機構(gòu)進行編程以設(shè)置所需時間，其中如果到達時間則自動切斷加熱器電源。
如方面13所述的方法還包括在到達時間后將焊料池更換為備用焊料池。
根據(jù)方面14所述，改變供給容納在電控焊罐裝置中的焊料池中的至少一種焊料的熱強度的方法，包括提供電控焊罐裝置中的焊料池的步驟；提供可松脫地連接到焊料池上并且電連接到可編程機構(gòu)上的加熱器組件；使可編程機構(gòu)從多個預(yù)定焊料類型中選擇一種放在焊料池中；使編程機構(gòu)從多個預(yù)定焊料池尺寸中選擇一種焊料池尺寸；啟動溫度啟動控制裝置在根據(jù)選取的焊料類型和尺寸確定的時間周期內(nèi)向焊料池提供最大功率的熱量；一旦達到目標溫度則終止最大功率加熱；以及控制溫度以維持焊料池中的焊料處于熔融狀態(tài)。
根據(jù)方面15所述，一種更換電控焊罐設(shè)備中的焊料池的方法，其中焊料池通過保持裝置可松脫地連接到加熱器組件上，該方法包括下列步驟解除保持裝置；從設(shè)備中移走第一焊料池；用第二焊料池替換第一焊料池；以及上緊保持裝置。
工業(yè)應(yīng)用性根據(jù)本發(fā)明所述，在焊料池被有效加熱的同時，在它被腐蝕之前可以用新的焊料池來替換它。因此，本發(fā)明對工業(yè)界中用于對接電子部件和基板施加焊料的焊罐設(shè)備是非常有用的。
權(quán)利要求
1.一種焊罐設(shè)備，其特征在于，包括容納熔融焊料的可更換的焊料池；用于將所述焊料池支撐或懸掛在焊料加熱位置的支撐結(jié)構(gòu)；以及相對于所述焊料池可移動的加熱單元，該加熱單元可在熱傳遞地接觸所述焊料池以加熱所述焊料池中的焊料的加熱位置和允許將所述焊料池從所述焊料加熱位置被移走的相對于所述焊料池的移走位置之間移動。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述加熱單元定義第一加熱單元，并且還包括第二加熱單元，所述第二加熱單元可在熱傳遞地接觸所述焊料池以加熱所述焊料池中的焊料的加熱位置和允許將所述焊料池從所述焊料加熱位置被移走的相對于所述焊料池的移走位置之間移動。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，在所述焊料加熱位置時所述第一和第二加熱單元位于所述焊料池相反的兩側(cè)，并且所述第一和第二加熱單元的從它們各自的加熱位置到各自的移走位置的運動是水平向外的。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，螺紋裝置將所述加熱單元從所述移走位置移動到所述加熱位置。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，還包括適用于控制向所述加熱器組件的供電從而控制提供給所述焊料池的熱量的電源控制系統(tǒng)，所述電源控制系統(tǒng)包括用于指示所述焊料池中待熔化的是預(yù)選焊料類型中的哪一種的用戶界面，所述電源控制系統(tǒng)向所述加熱器組件提供最大的功率直到達到超過用戶通過所述用戶界面選擇的焊料類型的熔點的預(yù)選溫度。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述用戶界面包括用于輸入所述待熔化的預(yù)選焊料類型的按鈕裝置，所述按鈕裝置由所述外殼支撐。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，還包括用于當所述焊料池已經(jīng)被使用的總預(yù)期時間達到與相同種類焊料池的預(yù)期可使用壽命相對應(yīng)的預(yù)定時間時發(fā)出信號，從而更換所述焊料池的信號裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，還包括所述外殼中位于所述焊料池下方并適用于接收和容納從所述焊料池泄漏的焊料的托盤。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，還包括用于存儲所述焊料池的累計使用時間以及關(guān)于溫度、定時、焊料類型和焊料池類型的預(yù)設(shè)參數(shù)的電路，所述電路電連接到所述加熱器組件上。
全文摘要
一種電控焊罐設(shè)備(100)，包括定時器控制機構(gòu)和溫度控制機構(gòu)，提醒使用者在電控焊罐設(shè)備中的焊池被腐蝕之前何時更換焊料池。
文檔編號B23K3/06GK101035643SQ200580030948
公開日2007年9月12日 申請日期2005年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月15日
發(fā)明者寺岡巧知 申請人:白光株式會社