專利名稱：用于波峰焊接的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于波峰焊接的裝置。
背景技術(shù)：
波峰焊接是一種眾所周知的熱焊接方法(soldering method)，其用于將電子元件 焊接至襯底。波峰焊接是這樣一種方法，在該方法中，使得襯底經(jīng)過熔融焊料流并且使得元 件與熔融焊料之間進(jìn)行直接接觸，從而進(jìn)行焊接。在波峰焊接中，襯底的相對(duì)速度與熔融焊料的流速極大地影響焊接缺陷的數(shù)量。 這是因?yàn)橐r底離開焊料波的相對(duì)速度決定了焊點(diǎn)的最終形狀和尺寸。然而，由于熔融焊料 的高溫和不透明度，所以沒有方法能夠容易地測量熔融焊料的流速，因此在實(shí)踐中難以控 制這種相對(duì)速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種波峰焊接裝置，當(dāng)實(shí)施波峰焊接時(shí)該波峰焊接裝置能夠測量熔融 焊料的流速?！矫妫景l(fā)明提供了一種波峰焊接裝置，該裝置通過使得對(duì)象接觸熔融焊料而 實(shí)施焊接工藝。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的波峰焊接裝置可包括焊接噴嘴，具有焊料儲(chǔ)存部 (solder reservoir)；敞開通道和溢流堰(weir)；深度測量單元，其測量在敞開通道處的 熔融焊料的深度；以及計(jì)算單元，其基于溢流堰的高度和位于敞開通道處的焊料的深度來 計(jì)算在敞開通道處的焊料的流速。此處，熔融焊料填充于焊料儲(chǔ)存部中，敞開通道與焊料儲(chǔ) 存部相連并且敞開通道上形成有平坦的底部表面，溢流堰設(shè)置于敞開通道的一個(gè)端部，并 且熔融焊料從溢流堰溢出。計(jì)算單元可以通過利用以下等式計(jì)算敞開通道處的焊料的流速
2 2Vf=-Cd^(Hf-Hw)2/Hf,Cd = k!+k2 (Hf-Hw)/Hw(vf是敞開通道處焊料的流速，Hf是敞開通道處焊料的深度，Hw是溢流堰的高度，g 是標(biāo)準(zhǔn)重力，、和k2是常量，分別為典型數(shù)值0. 61和0. 075)。深度測量單元可包括非接觸位置傳感器和深度計(jì)中的至少一個(gè)。將焊料儲(chǔ)存部連接至敞開通道的角部可以是圓的或是倒角的。波峰焊接裝置可進(jìn)一步包括泵，泵用于向焊料儲(chǔ)存部提供熔融焊料。溢流堰的高度是可調(diào)的。
波峰焊接裝置可進(jìn)一步包括出口通道，該出口通道設(shè)置于敞開通道的相對(duì)側(cè)上并 用來從焊料儲(chǔ)存部排放溢流焊料。本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將在以下說明中被部分地陳述，并且部分地由于該說明 而變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明可以獲知。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的波峰焊接裝置的橫截面視圖。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的波峰焊接裝置中的深度測量單元的不同示例。圖3示出了示圖和圖表，其對(duì)比了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的等式和在波峰焊接裝置中 評(píng)估焊料流速時(shí)的模擬結(jié)果。
具體實(shí)施例方式通過以下附圖和說明，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的波峰焊接裝置的橫截面視圖。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的波峰焊接裝置通過使得對(duì)象5 (例如襯底)與熔融焊料2接 觸而實(shí)施焊接工藝，并且波峰焊接裝置包括焊接噴嘴10、深度測量單元50、以及計(jì)算單元 60。焊接噴嘴10用于將熔融焊料2引導(dǎo)至特定方向，從而使得對(duì)象5 (即，襯底)能夠 接觸流動(dòng)的焊料2。為此，如圖1所示，本實(shí)施例的焊接噴嘴10具有焊料儲(chǔ)存部11以及敞 開通道20，其中，焊料儲(chǔ)存部中填充有熔融焊料2，敞開通道與焊料儲(chǔ)存部11連接，并且敞 開通道上形成有平坦的底部表面。敞開通道20的面向襯底5的表面朝向襯底5敞開，從而 沿著敞開通道20流動(dòng)的焊料2能夠與襯底5接觸。此處，將焊料儲(chǔ)存部11連接至敞開通道20的角部12可以是圓的或倒角的，從而 防止了在敞開通道20中出現(xiàn)不穩(wěn)定的流動(dòng)。因此，由于焊料2從焊料儲(chǔ)存部11平滑地流 至敞開通道20，所以敞開通道20中的焊料2的深度能夠保持一致。同時(shí)，用于使得熔融焊料2溢流的溢流堰30設(shè)置在敞開通道20的一個(gè)端部，以使 得用于焊接的熔融焊料2保持適當(dāng)?shù)牧魉?。由于通過溢流堰30控制焊料2的流速，從而焊 料2的流速能保持恒定。此處，可以通過泵15向焊料儲(chǔ)存部11供應(yīng)焊料2，該泵用于從焊料容器(solder bath)泵送熔融焊料2。溢流堰30高度是可調(diào)的，以控制熔融焊料2的流速。進(jìn)一步地，用于將從焊料儲(chǔ)存部11溢出的焊料2排放至焊料容器的出口通道40 設(shè)置于形成有敞開通道20的一側(cè)的相對(duì)側(cè)。本實(shí)施例的出口通道40具有向下形成的曲線 的形狀，以使得熔融焊料2能夠快速流動(dòng)。從而，從出口通道40側(cè)向敞開通道20側(cè)移動(dòng)的 襯底5首先與較快流動(dòng)的焊料2接觸，以使安裝于襯底5上的元件與焊料2最大程度地接 觸。然后，當(dāng)襯底5離開敞開通道20上的較慢流動(dòng)的焊料2時(shí)，能夠獲得具有最適宜尺寸 和形狀的焊點(diǎn)。深度測量單元50用以測量敞開通道20處的熔融焊料2的深度，非接觸位置傳感 器能夠用作本實(shí)施例的深度測量單元50?？梢詫⒎墙佑|位置傳感器設(shè)置為面向熔融焊料2 的上表面，并且通過測量到達(dá)熔融焊料2的上表面的距離來測量敞開通道20處的熔融焊料2的深度。然而，這絕不是將深度測量單元50局限為該示例，可提供深度計(jì)55 (參見圖2)作 為深度測量單元50，以測量敞開通道20處的熔融焊料2的深度。計(jì)算單元60基于溢流堰30的高度和敞開通道20處焊料2的深度來計(jì)算敞開通 道20處的焊料的流速?？梢杂梢缌餮?0的高度和流體的深度來估算其上形成有溢流堰30 的敞開通道20處的流體的流速。具體地，本實(shí)施例的計(jì)算單元60通過應(yīng)用以下等式能估 算焊料2的流速。[等式]V/ =^Cd^{Hf-HwyiHf,Cd = k!+k2 (Hf-Hw)/Hw(此處，vf是敞開通道20處的焊料2的流速，Hf是敞開通道20處的焊料2的深度， Hw是溢流堰30的高度，g是標(biāo)準(zhǔn)重力，Ic1和1 是常量，分別具有典型數(shù)值0. 61和0. 075)。進(jìn)一步地，通過利用基于上述等式的查驗(yàn)表格，計(jì)算單元60能夠確定對(duì)應(yīng)于敞開 通道20處焊料2的深度和溢流堰30的高度的焊料2流速。圖3示出了圖示和圖表，其對(duì)比了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的等式和在波峰焊接裝置中 評(píng)估焊料流速時(shí)的模擬結(jié)果。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的等式計(jì)算的焊料2的流速與模擬結(jié)果相當(dāng)。這表明該 等式合理地預(yù)測了焊料2的流速。本實(shí)施例的波峰焊接裝置提供一種測量焊料2流速的簡單方法，并且該方法不要 求與熔融焊料2進(jìn)行任何接觸。從而，通過找到熔融焊料2相對(duì)于襯底5的速度的最適宜的流速，以及通過優(yōu)化襯 底5的速度、泵15的速度和/或溢流堰30的高度，能夠?qū)嵤o缺陷焊接。盡管已經(jīng)參考具體實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明的精神，但是實(shí)施例僅用于示例目的而 不是構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。應(yīng)該理解，在不背離本發(fā)明范圍和精神的情形下，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對(duì)實(shí)施例進(jìn)行改變或修改。這樣，除了所述實(shí)施例之外，權(quán)利要求中還可以找到許多實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種波峰焊接裝置，用于通過使得對(duì)象與熔融焊料接觸來實(shí)施焊接工藝，所述波峰 焊接裝置包括焊接噴嘴，所述焊接噴嘴包括焊料儲(chǔ)存部、敞開通道以及溢流堰，所述熔融焊料填充于 所述焊料儲(chǔ)存部中，所述敞開通道與所述焊料儲(chǔ)存部相連并且所述敞開通道上形成有平坦 的底部表面，所述溢流堰設(shè)置于所述敞開通道的一個(gè)端部，所述熔融焊料從所述溢流堰溢 出；深度測量單元，被構(gòu)造成測量所述敞開通道處的所述熔融焊料的深度；以及計(jì)算單元，被構(gòu)造成利用所述溢流堰的高度和所述敞開通道處的焊料的深度來計(jì)算所 述敞開通道處的焊料的流速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波峰焊接裝置，其中，所述計(jì)算單元通過利用以下等式來計(jì) 算所述敞開通道處的焊料的流速
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波峰焊接裝置，其中，所述深度測量單元包括非接觸位置傳 感器和深度計(jì)中的至少一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波峰焊接裝置，進(jìn)一步包括泵，所述泵被構(gòu)造成向所述焊料 儲(chǔ)存部供應(yīng)所述熔融焊料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波峰焊接裝置，其中，所述溢流堰的高度是可調(diào)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波峰焊接裝置，進(jìn)一步包括出口通道，所述出口通道設(shè)置于 所述敞開通道的相對(duì)側(cè)上并被構(gòu)造成從所述焊料儲(chǔ)存部排放溢流的焊料。
全文摘要
本發(fā)明披露一種用于波峰焊接的裝置。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于波峰焊接的裝置可包括焊接噴嘴，具有焊料儲(chǔ)存部、敞開通道以及溢流堰；深度測量單元，測量敞開通道處熔融焊料的深度；以及計(jì)算單元，基于溢流堰的高度和敞開通道處的焊料的深度來計(jì)算敞開通道處的焊料的流速。此處，熔融焊料填充于焊料儲(chǔ)存部中，敞開通道與焊料儲(chǔ)存部相連并且敞開通道上形成有平坦的底部表面，溢流堰設(shè)置于敞開通道的一個(gè)端部，并且熔融焊料從溢流堰溢出。
文檔編號(hào)H05K3/34GK102107309SQ20101019819
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者張修逢, 權(quán)容一, 金東振 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社