一種電磁泵式單/雙波峰發生器的製作方法

2023-05-27 02:08:01 1

專利名稱：一種電磁泵式單/雙波峰發生器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於焊接設備領域，尤其適用於表面安裝技術(SMT)中印製線路板的自動化焊接設備。
背景技術：
隨這現在電子設備的普及，電路板作為其中的主要部件的生產量不斷增加，在電路板的生產加工過程中，除了電子元件的質量問題，最重要的就是加工過程中的焊接質量問題。現在通常使用液態金屬軟釺接電磁泵來焊接電路板，但是上述大的設備中都存在工作過程中，設備所產生的波峰不夠平穩和可靠，進而影響焊接的質量。現在的專利US-3797724和CN8620924U的液態金屬軟釺接電磁泵，均屬於傳導式電磁泵，缺點是迴路電阻受液態高溫金屬氧化渣的影響而變化，迴路電阻又直接影響迴路電流的大小，從而使電動力(F＝BIL)的大小受到直接影響，導致波峰不穩，甚至造成波峰大起大落，目前解決這一問題的方案是採用高溫防氧化油保護系統，要求高溫油在攝式250-300度下長期工作不炭化不揮發，不分解，該高溫氧化油不僅價格昂貴，而且貨源緊缺；專利CN932468993和CN910581262A均屬單相電磁感應單/雙波峰的液態金屬電磁泵，原理是利用電磁鐵內外環磁路差異產生相位差，進而形成由超前相位指向滯後相位的移行磁場，產生相應的感應電磁推力形成波峰。缺點是雖然解決了傳導式電磁泵由於液態高溫氧化渣的影響導致波峰的不穩定問題，但其決大部分是無用的脈振磁場，諧波成分嚴重，電磁轉換效率低，電磁力均一性差且小，無法獲得穩定的高波峰和大的波峰寬度；專利CN962366223.9電磁泵雙波峰發生器，電磁泵必須分別安裝在焊錫槽的兩邊，以便減輕電磁偶合的幹擾，但這樣造成波峰發生器體積大，與機械泵波峰發生器很難互換；專利CN962366223.9和CN2429290Y雖然減輕了電磁偶合的幹擾，但是其泵腔部分釺料不易加熱，增加了加熱功率或溶錫時間；兩者的槽口都較大，影響了磁場的連續性和均一性。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種基本能夠完全消除SMT軟釺料中產生的氣態遮蔽及表而元器件(SMC，SMD)阻擋所形成的陰影區，具有效率高，無任何轉動部件，容易製造，能在整個波峰高度內獲得平穩的波峰，無磨損，腐蝕小，同時減小了波峰沿寬度方向的中段和兩邊緣之間的高差度，形成平穩可靠的波峰的電磁泵式單/雙波峰發生器。
為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案一種電磁泵式單/雙波峰發生器，由單邊式直線電機初級定子鐵心及其繞組，隔磁板，液態金屬容器，泵嘴等組成，所述液態金屬容器(4)為T型結構，T型的縱向部分內設有多條對稱式的縱向溝道(3)，溝道的一端與泵嘴相通，另一端與容器(4)相通，液態金屬容器縱向部分兩側安放兩個繞有繞組(2)的直線電機定子鐵心(1)，電磁泵設有兩個泵嘴(6，7)，分別與兩個對稱的多條泵溝相連，直線電機定子鐵心的槽口尺寸均小於槽身尺寸，並且採用特殊的磁性槽楔固定繞組。
所述的磁性槽楔由鐵粉用黏合劑，固化劑加工成長條形狀，插放在定子鐵心線槽中，壓緊線圈繞組，截面形狀如圖三放大圖I中9所示。
所述的縱向溝道的截面最好呈矩形。液態金屬容器內安放有至少兩塊可拆卸隔磁板。
所述的隔磁板由至少一塊導磁材料和至少一塊非導磁材料組成，在導磁材料側開有多條矩形槽，開有槽的一側緊貼金屬容器壁，在距離容器底部一定距離處安裝，如圖三放大圖I中8所示。所述的液態金屬容器為採用耐氧化性高的金屬製成。所述的定子(1)在與泵溝的輸送方向相垂直的方向分段，每段配置一泵溝。所述的定子鐵心的繞組可以是單相或三相的，電源可以是調頻，也可以是調壓。所述的電磁泵包括兩個異步感應電磁泵，兩個噴嘴和兩個隔磁板和一個焊料箱組成雙波峰液態金屬軟焊接機。
通過採用上述的技術解決方案，本實用新型獲得了以下積極技術效果和優點通過採用在液態金屬容器為T型結構，T型的縱向部分內設有多條對稱式的縱向溝道的結構，使焊料中渦流損耗大大降低，提高電機功效；通過採用耐氧化性高的金屬例如鈦合金做為焊料箱體，採用獨特的T形結構，使電磁泵有足夠的安放空間，同時也減少了整個箱體的安裝空間，保證了與通用機械泵的互換性和靈活性；通過採用直接在二次鐵心上焊接一特殊材料構成的，耐高氧化性的高磁阻隔磁板，來消除感應電流所產生的磁場剛好與通電線圈(2)產生的磁場相反的現象，使電磁泵既保證了推力體積比，推力質量比和推力功率比，性能價格比的條件下，又消除了電磁偶合的幹擾，減少了焊料的氧化量，同時它的可拆卸性使維修非常方便；通過採用了近距離噴嘴系統，使兩個焊料波峰溫度差基本持平，保證兩焊料波峰在同一共晶點工作，提高焊板質量。總之使用本實用新型的技術可進一步的提高電磁泵的工效和實用性，既使電磁感應泵的推力體積比，推力質量比和推力功率比，在同等的性能價格比的條件下，做到體積小，重量輕，用料少。可通過調頻，調壓電源和計算機系統，對焊接的波峰高度實現自動實時調整控制，同時它還可完全消除由於軟焊接中存在的由於助焊劑及表面元件SMC和表面器件SMD所用的粘貼劑的熱分解所產生氣體遮蔽焊接區，造成跳焊，漏焊現象；而且其工頻聲波微擾震動，可以有效的趕出遮蔽氣體，消除跳焊和SMC，SMC的陰影區，以提高焊接工藝的可靠性。與其他相比，由於槽口尺寸小，並且採用特殊的磁性槽楔，進一步減少了齒諧波的影響，提高了電機的工效；採用可拆卸隔磁板，消除了電磁偶合的幹擾；採用近距離噴嘴系統，使工作焊料溫度保持均一穩定，提高焊板質量，並且可以與機械泵波峰發生器良好互換。

圖1是液態金屬電磁泵的正視方向結構示意圖；圖2是其頂視方向結構示意圖；圖3是圖1中A-A方向的剖視圖；圖4是圖1B-B方向的剖視圖；圖5是鐵心衝片圖6是鐵心組合後的示意圖；圖7為圖4的局部放大示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行進一步的說明在以上各視圖中，1-三相定子鐵心，2-三相定子繞組，3-溝道，4-液態金屬容器，5-液態金屬，6-紊流波泵嘴雙向寬平面泵嘴，7-雙向寬平面泵嘴，8-隔磁板，9-磁性槽楔，10-套筒，11-通風槽板，12-螺杆，該電磁泵由單邊式直線電機初級定子鐵心(1)及其繞組(2)，隔磁板(8)，液態金屬容器(4)，泵溝(3)和泵嘴系統(6，7)組成。液態金屬容器(4)為T型結構，T型的縱向部分內設有多條對稱式的縱向溝道(3)，溝道的截面呈矩形，溝道的一端與泵嘴(6，7)相通，另一端與容器(4)相通，液態金屬縱向部分兩側安放兩個繞有繞組(2)的直線電機定子鐵心(1)，電磁泵設有兩個泵嘴(6，7)，分別與兩個對稱的多條泵溝相連，單邊式直線電機初級定子鐵心(1)的繞組(2)可以是兩相或三相。
三相定子鐵心(1)由變壓器矽鋼片衝制而成，為了嵌放和壓緊線圈，槽形採用矩形槽，例如以每60片為一段，用通風槽板(11)，套筒(10)隔開，用螺杆(12)拉緊為一整體，共9段組成定子鐵心，定子繞組(2)由高溫漆包線繞制，按照A，B，C三相對稱結構依次嵌放於槽內，繞組與槽，相與相之間以高溫絕緣物隔離，然後用磁性槽楔壓緊，浸高溫絕緣漆形成電磁泵。如圖 所示，磁性槽楔由粉末裝鐵磁性物質用粘合劑，固化劑加工成截面與槽口形狀相似的長條形狀。圖中的磁性槽楔的截面形狀為凸字型，在實際的使用中，可以根據設計要求，採用不同形狀的磁性槽楔。初級定子鐵心的繞組可以是單相或三相的，電源可以是調頻，也可以是調壓。由於定子(1)為了嵌線的方便，開了線槽，這樣線圈通電使得定子(1)產生的行波磁場由於槽口的存在而發生畸變，既行波磁場的諧波含量增大，產生的諧波感應電流最終以電阻熱的方式釋放，使的效率降低，為了解決這個問題，本方案採用了特殊的磁性槽楔來消除由於槽口所引起的磁場畸變，提高電機功效。
隔磁板(8)由一塊導磁材料和一塊非導磁材料焊接而成，在導磁材料側開有多條矩形槽，將開有槽的一側緊貼金屬容器壁，在距離容器底部一定距離處安裝，如圖三中放大圖I所示，以形成由下到上，兩端開口的溝道，作為液態焊料流動路徑，在溝道的上部接有泵嘴，通過泵嘴的擠壓形成所需形狀的焊料波峰，用以焊接PCB板。在這裡，金屬容器(4)由耐腐蝕的金屬鈦板焊接而成，電磁泵則安裝在容器外兩側，鐵芯每小段與溝道相對應。
該電磁泵的工作過程如下當給三相定子鐵心繞組通以三相對稱交流電時，定子鐵心便產生三相行波磁場，並以同步速度Vs＝2Tf(T為極距，f為電源頻率)切割溝道中液態金屬釺料，溝道釺料相當於許多同心矩形線圈，它在行波磁場的切割下產生感應電流，此電流與行波磁場相互作用，產生電磁推力，因而可使釺料沿溝道由下至上運動，通過噴嘴系統的整流，穩流作用，最後形成一定揚程的波峰。從噴口流出的焊料，又回落到焊料槽(4)中，來補充從泵溝流入的焊料，這樣使焊料形成往復的循環運動，從而可連續進行工作直到焊料少於規定量。由於行波磁場的作用使泵溝內的焊料產生感應電流，而感應電流進而與行波磁場作用產生向上的電磁推力，使焊料向上沿泵溝運動，同樣地，在泵溝外，焊料也在行波磁場的作用下產生感應電流，其感應電流與行波磁場相互作用，產生向上的電磁推力，結果是泵溝內外焊料都受到向上的電磁推力，只不過泵溝中焊料所切割磁力線多於泵溝外焊料所切割磁力線(泵溝外焊料所切割磁力線為漏磁部分)，泵溝中焊料輕於泵溝外焊料，所以總的趨勢是泵溝中焊料沿泵溝向上運動，泵溝外焊料向下運動，來補充流入泵溝內的焊料。但是對於泵溝外焊料，其向下的運動與向上的電磁推力形成矛盾，相互抵消，同時向下運動的焊料帶有感應電流，此感應電流產生磁場，作用在相對運動的二次鐵心上，使二次鐵心產生對應的感應電流，這個感應電流所產生的磁場剛好與通電線圈(2)產生的磁場相反，兩者相互抵消，使線圈電流增大來增補抵消的部分直到兩者平衡，為了解決這個問題，本方案採用直接在二次鐵心上焊接一塊耐高氧化性的高磁阻材料，組成隔磁板，來消除上述現象，使電磁泵既保證了推力體積比，推力質量比和推力功率比，性能價格比的條件下，又消除了電磁偶合的幹擾，減少了焊料的氧化量，同時它的可拆卸性使維修非常方便。
依據上述得原理，在採用電磁泵包括兩個異步感應電磁泵，兩個噴嘴和兩個隔磁板和一個焊料箱即可組成雙波峰液態金屬軟焊接機。在使用本實用新型的技術時，還可以做出一些不同的具體的使用方式，例如縱向溝道的截面不止局限於矩形，同樣其他圓形，梯形等形狀的截面同樣可以採用；隔磁板同樣不止設置二塊；耐氧化性高的金屬同樣不止限制於鈦合金。因此採用上述的簡單變形方式，所做出的改進設計方案，同樣屬於本實用新型的保護方位。
權利要求1.一種電磁泵式單/雙波峰發生器，由單邊式直線電機初級定子鐵心及其繞組，隔磁板，液態金屬容器，泵嘴等組成，其特徵在於所述液態金屬容器(4)為T型結構，T型的縱向部分內設有多條對稱式的縱向溝道(3)，溝道的一端與泵嘴相通，另一端與容器(4)相通，液態金屬縱向部分兩側安放兩個繞有繞組(2)的直線電機定子鐵心(1)，電磁泵設有兩個泵嘴(6，7)，分別與兩個對稱的多條泵溝相連，槽口尺寸均小於槽身尺寸，並且採用磁性槽楔固定繞組。
2.根據權利要求1所述的一種電磁泵式單/雙波峰發生器，其特徵在於磁性槽楔由粉末裝鐵磁性物質用粘合劑，固化劑加工成截面與槽口形狀相似的長條形狀。
3.根據權利要求1所述的一種電磁泵式單/雙波峰發生器，其特徵在於所述的縱向溝道的截面最好呈矩形。
4.根據權利要求1所述的一種電磁泵式單/雙波峰發生器，其特徵在於液態金屬容器內安放有至少兩塊可拆卸隔磁板。
5.根據權利要求4所述的一種電磁泵式單/雙波峰發生器，其特徵在於所述的隔磁板由至少一塊導磁材料和至少一塊非導磁材料組成，在導磁材料側開有多條矩形槽，開有槽的一側緊貼金屬容器壁，在距離容器底部一定距離處安裝。
6.根據權利要求1所述的一種電磁泵式單/雙波峰發生器，其特徵在於所述的液態金屬容器為採用耐氧化性高的金屬製成。
7.根據權利要求1所述的一種電磁泵式單/雙波峰發生器，其特徵在於所述的定子(1)在與泵溝的輸送方向相垂直的方向分段，每段配置一泵溝。
8.根據權利要求1所述的一種電磁泵式單/雙波峰發生器，其特徵在於所述的定子鐵心的繞組可以是單相或三相的，電源可以是調頻，也可以是調壓。
9.根據權利要求1所述的一種電磁泵式單/雙波峰發生器，其特徵在於所述的電磁泵包括兩個異步感應電磁泵，兩個噴嘴和兩個隔磁板/二次鐵心和一個焊料箱組成雙波峰液態金屬軟焊接機。
專利摘要本實用新型屬於焊接設備領域，尤其適用於表面安裝技術(SMT)中印製線路板的自動化焊接設備。一種電磁泵式單/雙波峰發生器，由單邊式直線電機初級定子鐵心及其繞組，隔磁板，液態金屬容器，泵嘴等組成，所述液態金屬容器(4)為T型結構，T型的縱向部分內設有多條對稱式的縱向溝道(3)，溝道的一端與泵嘴相通，另一端與容器(4)相通，液態金屬縱向部分兩側安放兩個繞有繞組(2)的直線電機定子鐵心(1)，電磁泵設有兩個泵嘴(6，7)，分別與兩個對稱的多條泵溝相連，槽口尺寸均小於槽身尺寸，並且採用磁性槽楔固定繞組。採用本技術基本在整個波峰高度形成平穩可靠的波峰的電磁泵式單/雙波峰發生器。
文檔編號B23K13/00GK2779801SQ20052005320
公開日2006年5月10日 申請日期2005年1月4日 優先權日2005年1月4日
發明者李忠鎖, 張幫國, 梁永君, 張大成 申請人:日東電子發展(深圳)有限公司