用于焊接喷嘴的分离条装置以及用于选择性地波峰焊接的焊接喷嘴装置

摘要

本发明涉及一种用于焊接喷嘴的能用焊料润湿的至少两个分离条(6，7)的装置，所述焊接喷嘴用于同时波峰焊接隔开地设置的焊接部位的排。本发明的特征在于，分离条(6，7)的深度尺寸沿着焊料流入方向是分离条(6，7)的厚度尺寸的至少多倍，以便将多余的焊料借助于表面张力通过转移而从焊接部位引出到分离条(6，7)上；以及特征在于，至少两个分离条(6，7)彼此精确地平行地定向并且作为分离条组(6，7)固定地连接为条组件(2)。本发明实现具有能重复的高的质量的以及没有焊桥形成的波峰焊接，即使在具有非常细小的距离的电路板结构中也如此。相对于已知的用于在波峰焊接时从焊接部位引出多余的焊料的装置，还能够借助于根据本发明构成为条组件的分离条装置明显地降低用于制造、操作、安装、维护、清洁和更新的耗费以及分别与其相关的成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于焊接喷嘴的、由至少两个分离 条构成的装置，所述焊接喷嘴用于选择性的波峰焊接。

背景技术

已知的是，在制造装配的电路板时设置在电路板上的器件通过选择性的波峰焊接 与电路板连接。

在用于选择性的波峰焊接的设施中，通常多个焊接喷嘴例如设置在喷嘴板上，使 得焊接喷嘴的排出口在焊接位置中基本上竖直地向上指向。在此，每个焊接喷嘴的横截面 根据焊接区域特定地成形，并且每个焊接喷嘴配属于电路板的特定的要焊接的区域。为了 焊接，焊接喷嘴或具有设置在其上的焊接喷嘴的喷嘴板从下方移动到要焊接的电路板上。 在此，焊接喷嘴的内腔同时从下方用液态的焊料穿流，所述焊料在焊接位置中位于上方的 喷嘴孔上排出并且电路板的在那定位的焊接部位被润湿，使得在要焊接的器件——或在器 件的线突出部——和电路板带状导线的所属的区域之间建立期望的焊接连接。

在选择性波峰焊接时，或在借助于多个焊接喷嘴的多重波峰焊接时，所有工艺参 数，例如温度、焊料流量、间距、进给速度等的精确的控制具有高的重要性，以便以高的可重 复性得到高质量的焊接部位。在波峰焊接时的中心要求还在于，在相邻的焊接部位之间不 会通过拖出的或多余的焊料或通过不期望地残留的焊接珠形成不期望的焊桥。

为了在相应地润湿或焊接焊接部位或一排焊接部位之后保证焊料流的为此所需 的限定的及时的脱落，可识别的是，在焊料波峰或焊接喷嘴的区域中例如设置有由用焊料 润湿的材料构成的金属条。所述金属条在焊接过程期间直接靠近焊接部位或一排焊接部位 地运动。在焊接的过程中，由在焊接部位和金属条之间的液体的焊料形成连接。以这种方 式，应将多余的焊料从电路板或从焊接部位引走，以便由此防止在相邻的焊接部位或相邻 的焊接部位的排之间产生不期望的焊桥。

技术的发展造成越来越小的器件、器件间距并且同样造成在要焊接的器件的相邻 的引脚或相邻的触头之间的越来越小的距离。用于从焊接部位引出多余的焊料和用于禁止 焊桥的已知的方式尤其在所述越来越小的距离和器件间距的情况下越来越接近极限。尤其 产生下述问题：在非常小的距离时，用于引出多余的焊料的已知的金属条不再能够以足够 的准确性可重复的方式引入到相应的焊接部位或焊接部位排上。同样地，当多个或大量金 属条应与焊接喷嘴连接时，金属条在焊接喷嘴上或中以减小的距离安装或固定尤其引发增 大的难度。所述问题通过如下方式增大，即必须有规律地清洁、维护或替换焊接喷嘴和尤其 用于引出多余的焊料的金属条，由此用于尤其金属条的再定位和固定的前述耗费相应地增 加许多倍。

发明内容

以此为背景，本发明基于的目的是，克服在引出多余的焊料时和在禁止在选择性 波峰焊接中的焊桥时的上文所描述的问题和限制。尤其即使在细小的距离中或在紧密相邻 的焊接部位排中应为可能的是，将多余的焊料可靠地并且可重复地从焊接部位引出。此外， 应显著地简化用于引出多余的焊料的装置以及焊接喷嘴的操作、维护和清洁。

所述目的通过根据权利要求1的教导的分离条装置或通过根据权利要求27的教导 的焊接喷嘴装置来实现。本发明的有利的设计方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的分离条装置以首先已知的方式配属于在焊接设施中的焊接喷嘴，其 中焊接喷嘴构建为用于同时选择性地波峰焊接隔开地设置的至少两排焊接部位。

根据本发明，分离条装置的特征在于，分离条的深度尺寸沿着焊料流入方向至少 为分离条的厚度尺寸的多倍，其中分离条装置的至少两个分离条还作为分离条组彼此精确 地平行地定向并且连接为条组件。

本发明首先基于申请人的下述认知，根据所述认知当分离条的所述深度尺寸至少 为其厚度尺寸的多倍，即多于两倍时，达到将多余的焊料从焊接部位的排能重复地引出的 目的。如申请人已识别出的，在分离条的区域中仅产生液态的焊料的足够的表面张力，由此 使液态的焊料从焊接部位借助于表面张力吸出并且溢出到分离条上。优选地，分离条在此 具有2至12mm的、特别优选4至8mm的深度尺寸。

为了解决开头时所描述的关于分离条的设置、定位、固定、维护和清洁的问题，分 离条装置的至少两个分离条根据本发明还作为组彼此精确地平行地定向并且以适合的方 式相对于彼此固定地相互连接为条组件。

通过将分离条连接为分离条组件，显著地改进分离条的操作以及尤其分离条的装 置在喷嘴孔的区域中的准确性和可重复性。在分离条之间的间距的和其相对于彼此的公 差、相对于喷嘴孔的公差以及相对于电路板的公差和相对于焊接部位的公差的尤其在细小 的器件距离中决定性的、准确的可重复性借助于本发明在细小的距离的情况下在生产中才 完全被表现出。

此外，本发明也简化分离条的操作、牢固性、安装、维护和拆卸，因为所述分离条不 再必须被单个地耗费地操作、维护和安装。更确切地说，由于本发明，所有这些步骤能够借 助于由分离条构成的紧凑的且牢固的组进行。

以这种方式能够显著地减少用于维护和清洁焊接喷嘴的耗费和时间，提高分离条 的寿命或运转时长，并且显著地改进分离条的平行性以及定位准确性。此外，能够显著地简 化分离条在喷嘴孔的区域中的固定或固紧，因为由于本发明能够不再操作各个敏感的分离 条，而是操作紧凑的条组件并且不再将各个敏感的分离条，而是将紧凑的条组件操作并且 固定在喷嘴孔的区域中。

为了实现本发明首先不重要的是，以何种方式将分离条彼此精确地平行地定向并 且彼此连接。因此，根据一个可能的实施方式提出，例如将分离条彼此铆接或旋紧，其中设 置在铆钉或螺丝上的例如环形的间隔件分别确保，将分离条彼此精确地平行地定向以及固 定地彼此连接。

根据本发明的对此替选的以及特别优选的实施方式，分离条与连接分离条的至少 一个接片共同地和/或与连接分离条的、至少部分环绕的框架共同地构成为一件式的条组 件。

分离条与进行连接的接片或框架共同的这样一件式的构成方案导致条组件的特 别简单的且成本低的可制造性，因为首先不用考虑各个分离条以及间隔件和连接元件的安 装。

通过分离条组件的一件式的方案也得到关于条组件的尺寸和公差的保持和可重 复性的进一步改进，尤其在细小的距离时，得到关于条组件的边界面平整度的改进、关于在 条组件及其在喷嘴孔上或中的容纳部之间的公差的改进、条组件在喷嘴孔中的倾斜或夹住 的风险的减小和与其关联的喷嘴孔的可能损坏的风险的减小。同样简化条组件的更换、维 护和清洁，以及尤其简化分离条表面的必要时需要的活化、镀锡或润湿进而还有条组件的 可再利用性。

一件式的条组件优选借助于材料去除例如通过铣切由实心的金属块制成。根据本 发明的特别优选的实施方式，一件式的条组件由实心的金属块的制造通过喷水切割、通过 电火花线切割或通过激光切割实现。在此，在申请人的试验中证实的是，喷水切割产生对于 条组件的分离条的表面的稍后的活化、镀锡或焊料润湿特别有利的表面结构。

以此为背景，根据本发明的一个优选的实施方式还提出，条组件由钢、优选由结构 钢S235/ST37构成，并且至少在分离条的区域中用金、镍金和/或锡覆层。有机表面保护 (OSP-OrganicSurfaceProtection)也根据申请人的认知考虑作为分离条的覆层。

已证实的是，所述材料组合或覆层在焊料润湿和在焊料与分离条之间的表面张力 的所需的比例方面以及同时在条组件的尽可能长的使用寿命和小的脱合金化方面是有利 的，而不需要在此期间维护、清洁或更新条组件。

根据本发明，只要条组件和焊接喷嘴能够固定地、但是可拆卸地彼此连接，那么条 组件与焊接喷嘴的配属的类型或条组件在焊接喷嘴上的固定首先是任意的。

根据本发明的优选的实施方式，条组件能够装入电路板侧的喷嘴孔中，或能够安 置到电路板侧的喷嘴孔上。在最后提到的实施方式中，条组件例如能够本身承担喷嘴孔的 功能。在更换条组件时(对于相应在几小时焊接工作之后的清洁或对于由于相应在几星期 的设施运行之后的损耗的更新而言，这能够是必需的)，相应的喷嘴因此也同时得到新的或 清洁的喷嘴壁和喷嘴孔。为此，条组件能够设有由其他材料、尤其由不能用焊料润湿的材料 例如不锈钢构成的框架，其中框架在此情况下形成喷嘴壁和喷嘴孔。

在对此替选的具有能装入喷嘴孔中的条组件的实施方式中，根据本发明的另一优 选的实施方式提出，在条组件的至少部分环绕的框架和焊接喷嘴的内孔之间设置有限定 的、至少部分环绕的缝隙。在此，缝隙具有十分之一毫米数量级的宽度。由于根据本发明的 条组件的可行的制造准确性才能实现的实施方式具有下述优点，条组件能够容易地且不借 助于力地装入喷嘴孔中或再从焊接喷嘴中取出，由此能够在焊接设施的运行中非常快速地 进而经济地更换条组件。

本发明的另一优选的实施方式提出，在焊接喷嘴的孔之内设置有环绕的凸肩，条 组件的底部能够支承在所述凸肩上。以这种方式也沿焊接喷嘴的轴向方向得到条组件的限 定的配合。

根据本发明的另一实施方式，在条组件的喷嘴侧的底部上设置有突起部，例如销。 为了将条组件沿着焊接喷嘴的轴向方向或沿着焊料流方向固定，突起部能够与能横向于焊 料流插过喷嘴壁的横向销接合，或与相应地设置的螺丝接合。以这种方式，条组件固定在喷 嘴孔中，并且禁止通过焊料流的泵作用将条组件从喷嘴孔冲出。在条组件和焊接喷嘴或喷 嘴孔之间的连接的另一可能性在于夹紧装置的使用，所述夹紧装置将条组件通过夹紧作用 固定在喷嘴孔中。

根据对此替选的实施方式，条组件能够借助于有弹性的止动装置，或者磁性地沿 着焊料流方向固定在喷嘴孔中。在磁性固定的情况下，优选在条组件的喷嘴侧的底部上设 置有磁性装置，例如永磁体。如果条组件由钢或铁磁材料构成，那么条组件的材料本身形成 与喷嘴侧的磁性装置相对应的磁性装置。如果条组件不由钢或铁磁材料构成，那么在条组 件的喷嘴侧的底部上同样能够设置有永磁体或由铁磁材料构成的元件。喷嘴侧的和条组件 侧的磁性装置在条组件装入喷嘴孔中时相互吸引，进而条组件与焊料流的泵作用相反地保 持在喷嘴中。

借助于有弹性的止动装置或借助于永磁体进行的固定具有的优点是，比借助于纵 向和横向销的固定在结构上更简单。此外，首先提到的实施方式具有的优点是，条组件固定 在焊接喷嘴中并且同样也能够再被取出，而喷嘴不必为此是可从侧面触及的。因为在所述 实施方式中已经在将条组件轴向地引入喷嘴孔中时自动地形成固定，并且同样通过将条组 件简单地例如用钳工具沿喷嘴纵向方向取出解除固定。由于不用考虑对于销解决方案所需 的穿过喷嘴的横向孔，喷嘴壁不变薄，同样也没有在喷嘴壁的外侧上的焊料回流的可能的 损害。

在具有条组件在喷嘴孔中的磁性的固定的实施方式中优选提出，在喷嘴孔中的竖 直止挡的公差、条组件的深度尺寸的公差和磁性装置沿着焊料流方向的位置的公差选择 为，使得在条组件装入喷嘴孔中时在条组件和喷嘴侧的磁性装置之间保留有空隙。以这种 方式避免条组件在喷嘴中的配合的冗余尺寸进而保证条组件的无间隙的配合。由此也减少 关于竖直止挡的制造和设置的、条组件深度尺寸的以及磁性装置的准确性要求进而也减少 相应的制造成本。

优选地，磁性装置在此包括容纳在金属套筒中的永磁体。金属套筒能够装入焊接 喷嘴的喷嘴底部的留空部中并且在那能够沿径向方向可延展地变形以将磁性装置固定在 喷嘴底部上。也就是说，磁性装置，类似于埋头铆钉，简单地且成本低地与喷嘴连接，并且也 能够通过去除或钻出再与喷嘴分离。

本发明的另一优选的设计方式提出，条组件的至少部分环绕的框架或条组件的靠 外的边界的形状，同样如所属的喷嘴孔一样具有至少一个角区域，所述角区域的形状与其 他角区域的形状不同，例如其方式在于，至少一个角区域得到与其他角区域的角半径明显 不同的角半径。以这种方式防止条组件错误地装入喷嘴孔中。

根据本发明的另一实施方式，焊接喷嘴的壁在用于条组件的容纳部的区域中具有 至少一个、然而优选至少两个留空部，所述留空部朝向喷嘴端部敞开。这用于简单地以下述 方式替换条组件，即条组件——借助于用一个或多个钳工具接合到向上敞开的留空部 中——由此能够简单地竖直向上从焊接喷嘴中取出。

本发明的另一优选的实施方式提出，条组件在其朝向电路板的边界面上具有至少 部分环绕的外棱边。外棱边定位为，使得其在条组件正确地装入喷嘴中时与焊接喷嘴的喷 嘴侧的终止棱边齐平。以这种方式，能够简单地检查，条组件是否正确地且完全地置于喷嘴 孔中。

根据本发明的另一可能的实施方式，至少两个分离条沿着轴向的喷嘴方向或焊料 流方向具有不同的深度尺寸和/或不同的位置。以这种方式可能的是，条组件最优地匹配于 电路板的可能的竖直的轮廓或匹配于要焊接的器件的不同大小的线突出部。

此外，根据本发明的另一特别优选的实施方式，条组件的分离条中的至少一个(优 选条组件的多个或所有分离条)分别配属于一排焊接部位，使得分离条的虚拟的纵向中心 平面在焊接部位的中心中与电路板相交。以这种方式，实现多余的焊料从相应的焊接部位 排的特别有效的吸出，其方式在于，将液态的焊料在两侧上，分别沿着分离条的表面，基于 在焊料和分离条表面之间的表面张力吸出。

一个对此替选的实施方式提出，条组件的至少一个分离条、优选多个或所有分离 条分别配属于两排焊接部位，使得相应的分离条的虚拟的纵向中心平面在两个焊接部位排 之间的中心与电路板相交。以这种方式，将相应的焊接部位排的多余的焊料在两侧上由不 同的分离条容纳并且借助于表面张力吸出。

本发明的其他可能的实施方式提出，条组件包括由对角式伸展的分离条构成的至 少一个组，或由至少两个相互交叉的由分别平行伸展的分离条构成的组构成的栅格状的装 置。以这种方式也能够将焊接部位的特别紧凑的和/或狭窄的装置波峰焊接，而不产生不期 望的焊桥。

本发明还涉及一种具有权利要求27的特征的、具有至少一个焊接喷嘴的相应的焊 接喷嘴装置，所述焊接喷嘴装置用于在焊接设备中同时选择性地波峰焊接隔开地设置的至 少两排焊接部位。焊接喷嘴装置的特征在于具有能与焊接喷嘴连接的，如在上文中根据权 利要求1至26所描述的条组件。

附图说明

在下文中，根据仅描述实施例的附图详细阐述本发明。

在此示出：

图1示出根据本发明的一个实施例的、具有在喷嘴板上的分离条组件的、用于选择 性地波峰焊接的焊接喷嘴的装置的等距图；

图2示出类似于根据图1的喷嘴装置的喷嘴装置的俯视图；

图3示出根据本发明的一个实施方式的条组件的等距图；

图4示出根据图3的条组件的俯视图；

图5在与图3相符的示图和视图中示出根据本发明的另一实施方式的条组件；以及

图6示出根据图5的条组件的俯视图。

具体实施方式

图1和2分别示出由焊接喷嘴1构成的喷嘴装置，如其能够设置在用于选择性地波 峰焊接的焊接设施的(未示出的)喷嘴板上。能看到焊接喷嘴1的多个不同的横截面形状。焊 接喷嘴1的装置和横截面形状在此分别以产品专用的方式匹配于在(未示出的)电路板上的 要焊接的区域。

在大部分的示出的焊接喷嘴1中分别至少局部地装入分离条组件2。条组件2在焊 接过程期间以直接邻近相应的焊接部位排的方式安置到电路板上，使得在焊接过程中能够 将多余的焊料从焊接部位排转移到条组件2的(设有焊料能润湿的材料表面的)分离条上进 而从焊接部位或电路板导出，以便避免在电路板上的不期望的焊接珠或焊桥。

还能看到侧面的喷嘴排流孔3，多余的焊料能够穿过所述喷嘴排流孔鉴于持久的 焊料循环进而持久的供热在侧面从焊接喷嘴1中流出。同样可见设置在喷嘴底部中的磁性 装置4，所述磁性装置与从下方流动穿过喷嘴底部中的孔5的焊料流的泵作用相反地将条组 件2固定在喷嘴孔中。

图3至6示例地示出根据本发明的条组件2的两个实施方式，如其设置在根据图1和 2的焊接喷嘴1的一些中。首先能看到，条组件2地由实心的材料一件式制造，优选由钢制造， 并且分别具有由平行的分离条6、7构成的组以及环绕的框架8。

尤其在要焊接的电路板的距离P(如在图4和6中根据焊接部位排9表明)特别细小 时或在电路板上的器件和组合件的焊接部位间距相应小时，根据本发明构成为优选一件式 的组2的分离条装置6、7实现在分离条6、7和相应的焊接部位排9之间的精确的配属。

在此，在图4和6中示出在相应的分离条组6、7和焊接部位排9之间的相对定位或配 属的两种不同的类型。在根据图4的实施方式中，条组件2相对于(未示出的)电路板定位为， 使得分离条6相应配属于由焊接部位9构成的排。这意味着，在该实施方式中将多余的焊料 在焊接部位9中的每个上分别从相同的分离条6的两个侧表面导出或借助于表面张力吸出。

相反在根据图6的实施方式中，条组件2相对于电路板或焊接部位9定位为，使得焊 接部位排9分别存在于两个分离条7之间。据此，多余的焊料在焊接部位9中的每个上根据图 6从两个不同的分离条7的相对置的侧表面导出或吸出。在此，根据图6的实施方式尤其适合 于要焊接的器件的较大线突出部，因为所述线突出部存在于分离条6之间进而不与分离条6 相碰。

此外，以组件2的形式的分离条6、7的操作相对于在焊接喷嘴1中的单个分离元件 的安装明显地被简化，变易并且加速。分离条组件2是明显更牢固的并且大幅改进关于分离 条6、7彼此间以及与电路板和与焊接部位9的相对位置和定位的公差和大小的所需的保持。 分离条6、7的维护、更换和清洁由于其作为一件式的条组件2的构成方式显著地被简化和加 速，并且还延长分离条6、7的使用寿命。一件式地制造的条组件2不需要由大量零件导致的 耗费的安装，由此也不用考虑相应的故障源。

在图5和6中示出的条组件2包括由分离条构成的两个组6、7，所述分离条具有不同 的宽度、即关于焊料流的深度尺寸。以这种方式例如能够考虑在电路板上的不同的竖直的 轮廓或要焊接的器件的不同大小的线突出部，并且分离条6、7能够分别以距相应的焊接部 位排9最优的或最小的间距定位。

在图3和5中能看到的凹部10与根据图1的喷嘴排流孔3相对应，进而鉴于持久的焊 料循环和供热实现不受干扰地侧向地排流多余的焊料。

附图标记列表

1焊接喷嘴

2条组件、分离条组件

3溢流孔

4磁性装置

5焊料流孔

6、7分离条，分离条组

8环绕的框架

9焊接部位

10凹部