Сопло для подачи расплавленного припоя Советский патент 1992 года по МПК B23K3/06 

Изобретение относится к пайке, в частности к устройствам для лужения и пайки, и может быть использовано при изготовлении изделий в радиотехнической, электронной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение качества лужения и пайки и устранение дефектов паяных соединений за счет равномерности геометрических и температурных параметров волны расплавленного припоя.

Поставленная цель достигается тем, что направляющие стенки образованы двумя

установленными с зазором цилиндрическими сегментами, обращенными друг к другу поверхностями, которые образуют дуги сегментов, а прямые, который соединяют концы дуг сегментов, расположены наклонно относительно вертикальной оси сопла. Причем наименьший зазор между дугами сегментов располагается на расстоянии 3,5 - 4 величин зазора между верхними крайними точками сегментов от верхней кромки сопла. Эти параметры обеспечивают оптимальное движение потока расплавленного

XI

ю

S

1ЧЭ

4

припоя без возмущений, что и создает высокую прямолинейность волны припоя,

Установка слипной планки с правой стороны сопла из материала с низкой теплопроводностью сохраняет температуру расплавленного припоя, обеспечивая оптимальные условии для отекания излишков припоя с поверхности платы и элементен.

На фиг,1 изображен схема устройства для лужения и пайки,1 на фиг,2 - сопло, поперечный разрез А - А на фиг.1; на фиг.З - геометрическое построение профиля con/is,

В общем случае сопло 1 устанавливается в ванну с расплавленным припоем 2. Сопло содержит цилиндрические сегменты (направляющие стенки) 3, установленные с зазором навстречу друг к другу поверхностями, образованные дугами сегментов, торцовыми планками 4, сливную планку 5 и сливную термоизолированную планку 6.

Устройство работает следующим образом.

Сопло 1 устанавливается в ванне 2 с припоем и при работе насоса, за смет создаваемого им давления, расплавленный припой истекает из сопла, Качество пайки в основном зависит от равномерности истечения потока припоя из сопла 1 и прямолинейности поверхности волны припоя, создаваемой этим потоком. Сечение канала сопла (его геометрия) построено в соответствии с законами течения жидкости через насадок, причем сам канал образован двумя насадками;

Из гидравлики известно, что малые потери напора и большую пропускную способность создают конически сходящиеся сопла. Конический насадок позволяет сохранить высокую энергию истекающей струи. Нижнюю часть предлагаемого сопла 1 можно рассматривать именно как сходящийся конический насадок со всеми параметрами истекающей струи.

Так как в сходящемся коническом сопле (насадке) происходит сжатие потока, то при истечении потока жидкости из сопла эта энергия освобождается, вызывая возмущение потока (струи), т.е. на поверхности вол- ны образуется сильное волнение, не прямолинейность, что резко снижает качество пайки. Для устранения этого эффекта необходимо погасить энергию струи с помощью конического расходящегося насадка с оптимальным углом конусности 8°. Если соединить эти два конических насадка меньшими основаниями получается оптимальный конусный профиль сопла ABC (фиг.З). Величина наименьшего зазора b зависит от емкости ванны, времени пайки и угла наклона печатного узла к горизонту.

Для ванны с припоем массой 150 кг, временем пайки 2 - 3 с и углом наклона печатного узла 6° величина b к 20 - 21 мм,

Нижний сходящийся конический насадок

(АВ) необходим для подъема потока расплавленного припоя из ванны с наименьшими нозмущениями в этом потоке, и максимальной волны с высокой прямолинейностью образующей служит расходящийся кониче0 ский насадок (ВС). Образующая внутреннего профиля сопла представляет собой ломаную линию ABC с перегибом н точке В, и в этой же плоскости расположен наименьший зазор между образующими, Пере5 гиб в точке В, при движении потока расплавленного припоя создает возмущения потока, что сказывается на прямолинейности волны, Для устранения этого всо три точки А,В и С соединяются плавной кривой.

0 В результате получается дуга окружности с очень плавным переходом в точке В, а две такие образующие (дуги) образуют в сечении сопла коноидальное сечение. Это сечение можно рассматривать как два

5 коноидальных насадка (по аналогии с коническими), Наилучшими насадками для истечения жидкости являются коно.идальные. А в сечении сопла получена коноидальная форма канала для истечения жидкости, при0 чем поток истекающей жидкости будет ламинарным, без возмущения поверхности волны. Если соединить точки А и С прямой получится сегмент, а по всей длине сопла это будет цилиндрический сегмент.

5 Оптимальная длина насадка колеблется от 3,5 - 4 диаметров большего основания коноидального насадка (или конического). При длине насадка меньше 3,5 диаметров поток жидкости не успевает полностью за0 полнить насадок, при величине больше 4 существенно возрастают потери на трение и энергия потока.

Для сопла, минимальное расстояние между образующими канал дугами (BE) дол5 жно находится на расстоянии от 3,5 до 4 (СД), Аналогично определяется и величина АК, а прямая АС, соединяющая концы дуг, располагается наклонно к вертикальной оси сопла.

0

Над правой сливной планкой сопла происходит отрыв печатной платы от поверхности волны расплавленного припоя. Используемые металлические планки в со5 плах за счет теплопередачи вызывают снижение температуры припоя на 40 - 50°С, повышая его вязкость, что не позволяет излишкам припоя стекать с поверхности печатной платы. В результате образуется дефект пайки типа перемычки и сосульки.

Для устранении этого паления правую сливную планку выполняют из материала с низким коэффициентом теплопроводности, Планка, например, может быть изготовлена из асбоцементной плиты по ГОСТ 4248-78, нейтральный пластик фторопласт или тон- кал металлическая планка теплоизолированная с нижней стороны минеральной ватой,

Формула изобретения Сопло для подачи расплавленного припоя, содержащее направляющие стенки, or- раничонные торцевыми планками и расположенными у кромки сопла левой и правой славными планками, отличающееся тем, что, с целью повышения качества лужения и пайки и устранения дефектов паяных соединений за счет равномерности геометрических и температурных параметров волны расплавленного припоя,

сопло выполнено в виде двух цилиндрических сегментов, установленных с зазором между поверхностями, образованными дугами сегментов, а прямые, соединяющие концы дуг сегментов, расположены наклонно относительно вертикальной оси сопла, и наименьший зазор между дугами сегментов расположен от верхней кромки сопла на расстоянии от 3,5 до 4 величин зазора между верхними крайними точками сегментов,

причем правая сливная планка выполнена из материала с низким коэффициентом теплопроводности.

Изобретение относится к устройствам для лужения и пайки и может быть использовано при изготовлении печатных узлов в радиотехнической, электронной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение качества лужения и пайки и устранение дефектов паяных соединений за счет равномерности геометических и температурных параметров волны расплавлен- ного припоя. Сопло для подачи расплавленного припоя содержит направляющие стенки, ограниченные торцовыми планками и расположенными у его кромки левой и правой сливными планками, Сопло выполнено в виде двух цилиндрических сегментов, установленных с зазором между выпуклыми поверхностями и наклонно относительно вертикальной оси сопла. Минимальный зазор между дугами сегментов расположен от верхней кромки сопла на расстоянии 3,5 - 4 величин зазора между верхними крайними точками сегментов. Такая конструкция обеспечивает оптимальное движение расплавленного припоя без возмущений, что создает высокую прямолинейность волны припоя. Правая сливная планка выполнена из материала с низким коэффициентом теплопроводности, что сохраняет температуру припоя и обеспечивает оптимальные условия для стекания его с поверхности печатной платы и элементов. 3 ил. сл С

&t/t.-f

.2

I-

/