超声波镀锡装置的制作方法

1.本实用新型涉及电子制造技术领域，具体而言，涉及一种超声波镀锡装置。


背景技术：

2.元器件的端子需要镀锡，形成锡涂层。虽然电镀技术可以实现端子镀锡，但面临严重的污染问题，日益受到环保的限制。
3.一种可替代的技术为热浸镀技术，但该技术需要浸入助焊剂来去除端子的氧化膜，然后才能浸入锡液进行镀锡，而助焊剂的大量使用存在环保问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种超声波镀锡装置，其能够改善现有的镀锡技术带来的环保问题。
5.本实用新型的实施例是这样实现的：本实用新型的实施例提供了一种超声波镀锡装置，包括：封闭式锡槽、超声波振动装置和锡泵；所述封闭式锡槽包括腔体和可开合门，所述腔体内具有第一腔室、第二腔室，所述第二腔室上方设有开口，所述可开合门设置于所述开口且能够打开或者封闭所述开口，所述第一腔室与所述第二腔室连通，所述锡泵用于从所述第一腔室向所述第二腔室泵送锡液，所述超声波振动装置设置于所述腔体且用于向所述第二腔室内的锡液传递超声波能量。
6.另外，根据本实用新型的实施例提供的超声波镀锡装置，还可以具有如下附加的技术特征：在本实用新型的可选实施例中，所述超声波镀锡装置还包括刮锡装置，所述刮锡装置设置于所述第二腔室，所述刮锡装置用于将所述第二腔室内的锡渣刮除。
7.在本实用新型的可选实施例中，所述封闭式锡槽还包括分隔板，所述分隔板将所述腔体内的空间分隔成所述第一腔室和所述第二腔室，所述锡泵在所述分隔板下方将锡液泵送至所述第二腔室，所述刮锡装置在所述分隔板上方将锡渣从所述第二腔室推送至所述第一腔室。
8.在本实用新型的可选实施例中，所述超声波振动装置包括振动头、多个换能器和多个变幅杆，每个换能器对应连接有一个所述变幅杆，多个所述变幅杆连接于所述振动头，所述振动头连接于所述腔体且伸入所述第二腔室内。
9.在本实用新型的可选实施例中，所述振动头的顶部距离所述第二腔室内的锡液的液面的间距为1
‑
50mm。
10.在本实用新型的可选实施例中，所述超声波镀锡装置还包括升降装置，所述升降装置处于所述封闭式锡槽的外侧且位于所述开口的上方，所述升降装置用于带动端子伸入所述第二腔室。
11.在本实用新型的可选实施例中，所述第一腔室和所述第二腔室内充有保护气体。
12.在本实用新型的可选实施例中，所述超声波振动装置的超声镀锡面积的长宽尺寸大于50mm
×
50mm。
13.本实用新型的有益效果是：超声波镀锡装置，可以用于大规模镀锡工作，满足大规模生产需求，由于有超声波振动装置，在不需要助焊剂的情况下，就能够将端子表面的氧化膜去除，解决了常规的电镀技术带来的环保问题。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
15.图1为本实用新型的实施例1提供的超声波镀锡装置的结构示意图；
16.图2为图1的超声波镀锡装置鼓锡时的示意图；
17.图3为图1的超声波镀锡装置镀锡时的示意图；
18.图4为图1的超声波振动装置的示意图；
19.图5为图4的超声波振动装置的轴测图。
20.图标：1
‑
封闭式锡槽；11
‑
第一腔室；12
‑
第二腔室；2
‑
分隔板；3
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锡泵；4
‑
超声波振动装置；41
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换能器；42
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变幅杆；43
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振动头；5
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刮锡装置；6
‑
可开合门；7
‑
端子；8
‑
升降装置。
具体实施方式
21.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
22.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下
可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例
27.请参照图1，本实施例提供了一种超声波镀锡装置，包括：封闭式锡槽1、超声波振动装置4和锡泵3；
28.封闭式锡槽1包括腔体和可开合门6，腔体内具有第一腔室11、第二腔室12，第二腔室12上方设有开口，可开合门6设置于开口且能够打开或者封闭开口，第一腔室11与第二腔室12连通，锡泵3用于从第一腔室11向第二腔室12泵送锡液，超声波振动装置4设置于腔体且用于向第二腔室12内的锡液传递超声波能量。
29.其中，可以选择的是，超声波振动装置4的超声镀锡面积的长宽尺寸大于50mm
×
50mm。在本实施例中，超声波振动装置4的超声镀锡面积的长宽尺寸大于80mm
×
80mm，随着镀锡面积尺寸增大，相应的开口的尺寸也增大，以便于在大规模生产时，满足大规模浸锡的需求。
30.其中，第一腔室11和第二腔室12内充有保护气体。本实施例所用的保护气体为氮气。此外，腔体设有液位传感器，当锡液不足时，可以自动发出报警。
31.具体的，本技术的超声波镀锡装置还包括刮锡装置5，刮锡装置5设置于第二腔室12，刮锡装置5用于将第二腔室12内的锡渣刮除。
32.可以理解的是，刮锡装置5是将第二腔室12的锡液的液面上的锡渣推送到其他地方，使得超声波振动装置4上方没有锡渣存留。可以选择在腔体内单独设置一个腔室用于容置被推送来的锡渣，也可以选择在腔体外部设置容纳装置，容纳装置与第二腔室12连通，以接收被刮锡装置5推送来的锡渣。在本实施例中，锡渣被送入第一腔室11。
33.请结合图1，详细的，本实施例的封闭式锡槽1还包括分隔板2，分隔板2将腔体内的空间分隔成第一腔室11和第二腔室12，锡泵3在分隔板2下方将锡液泵送至第二腔室12，刮锡装置5在分隔板2上方将锡渣从第二腔室12推送至第一腔室11，锡渣被重新加热后，可以熔化成锡液以供再次使用。本实施例的封闭式锡槽1设有加热装置，用以将锡熔化成锡液。也可以考虑在封闭式锡槽1外部设置加热装置以将热量辐射至封闭式锡槽1中，使得锡被熔化。
34.其中，本实施例中的分隔板2的截面轮廓呈l形，分隔板2的横板下方与腔体的底壁之间具有间距，锡泵3可以从此处将锡液向第二腔室12泵送，第二腔室12内的锡液高度会高过分隔板2的竖板并溢出到第一腔室11，以为第一腔室11提供新的锡液，同时考虑到本技术的第二腔室12为了适应大规模镀锡作业，其尺寸较大，所以第二腔室12内的锡氧化渣不会完全被鼓入到第一腔室11中，本实施例设计了刮锡装置5，以将锡氧化渣推送到第一腔室11内，使得第二腔室12的锡液表面的锡氧化渣被彻底去除，便于后续端子7浸锡。
35.请结合图4和图5，具体的，本技术的超声波振动装置4包括振动头43、多个换能器41和多个变幅杆42，每个换能器41对应连接有一个变幅杆42，多个变幅杆42连接于振动头
43，振动头43连接于腔体且伸入第二腔室12内。多个换能器41能够实现大面积镀锡，由于有刮锡装置5，多个换能器41上方的锡氧化渣能够被刮除，不会影响多个换能器41的协同工作。
36.请结合图1或图3，其中，可以选择是的，振动头43的顶部距离第二腔室12内的锡液的液面的间距h1为1
‑
50mm。在本实施例中，振动头43顶部离锡液的液面的间距h1为5
‑
30mm。本技术的超声波振动装置4使用15~40khz的超声波频率，在本实施例中，使用15~25khz的超声波频率。
37.其中，本实施例的振动头43的四周设有凸起环，可以用于与腔体连接。需要说明的是，图5主要展示换能器41、变幅杆42与振动头43之间的相对位置，未展示凸起环。
38.为了实现大规模浸锡，本实施例的振动头43的面积较之普通的振动头更大，并且配置有四套换能器41与变幅杆42。超声波镀锡需要3~20w/cm
²
的能量密度，为了实现大面积浸锡，一次性可以完成多个元器件端子7的镀锡，针对大面积的振动头43，单个换能器难以满足能量密度的要求，因此需要多个换能器41和变幅杆42组合来提供足够的超声波能量。
39.进一步的，由于振动头43上方的锡会发生氧化，在换能器41工作时，锡液会鼓起，当有多个换能器41时，每个换能器41正上方的锡液鼓起的高度并不完全一致，特别是振动头43的中央位置，锡液在此处反而会相较于换能器41正上方的锡液高度更低，形成一个凹口。此时，锡氧化渣会在凹口聚集，锡泵3工作时，由于有振动头43的扰动，加上本技术的振动头43较之普通振动头更大，这种扰动会更明显，使得锡氧化渣难以去除，不能随着锡液涌动到分隔板2的左边。并且为了大面积镀锡，就需要锡泵3进行大面积鼓锡，需要的能量大，容易造成液面紊流等扰动。
40.因此，本实施例设计了刮锡装置5，在腔体内本身就有一定高度的锡液的情况在，先通过锡泵3鼓锡，使得第二腔室12的锡液液面升高至超过分隔板2，然后再用刮锡装置5在左右或者前后方向来回工作，使得液面的锡氧化渣被刮除。即便是凹口所在处，也能够被刮锡装置5刮除锡氧化渣。其中，前后方向是指在图2所示的视角下，在水平面上与图2的左右方向互为垂直的方向。
41.在锡泵3鼓锡完成后，锡泵3就停止工作，液面保持静止；然后进行刮锡，在完成刮锡操作后，再启动超声波振动装置4进行超声振动。此时，液面的锡料来不及氧化，从而可以实现高品质镀锡。加之有氮气的保护，可以进一步确保镀锡时的锡液表面不被氧化，保障镀锡的高品质。每个批次的端子7在镀锡前，上述的鼓锡、刮锡以及超声波振动的流程都会再次实施，确保每个批次的端子7都能够被高品质镀锡。而且由于有可开合门6的开闭，可以减少每次镀锡时，外部空气进入腔体内，降低锡液的氧化速度，从而可以与上述的氮气保护以及刮锡操作一同确保镀锡的品质。
42.由于可以通过刮锡确保锡液表面没有锡氧化渣，所需的锡泵3较小，耗能更低，而且只需要在一段时间内将锡液从第一腔室11鼓动到第二腔室12，不需要连续不断的鼓锡，避免不同的端子7的浸锡高度不同，更容易保障镀锡的品质。
43.在本技术中，超声波镀锡装置还包括升降装置8，升降装置8处于封闭式锡槽1的外侧且位于开口的上方，升降装置8用于带动端子7伸入第二腔室12。进一步的，该升降装置8还设有测距装置，测距装置能够检测与第二腔室12的锡液的液面的间距，使得升降装置8能够据此调整下降的幅度，从而保障每次镀锡的端子7浸入锡液的高度一致。
44.本实施例的工作方式是：基于上述超声波镀锡装置，本实用新型的实施例提供了一种镀锡方法，该方法包括：锡泵3将第一腔室11内的锡液泵送至第二腔室12且使得超声波振动装置4被锡液淹没；打开可开合门6，放入端子7并将端子7进入锡液；超声波振动装置4工作。
45.其中，第一腔室11和第二腔室12内的锡先通过加热装置熔化成锡液，在重力作用下，两个腔室内的液面等高。
46.由于超声波镀锡装置还包括刮锡装置5，上述方法还包括刮锡步骤：在锡泵3向第二腔室12送入锡液后，在打开可开合门6之前，刮锡装置5将超声波振动装置4上方的锡渣刮除。
47.简单而言，通过该镀锡方法，可以在不使用助焊剂的情况下，通过超声波技术去除元器件的端子7表面的氧化膜，实现快速上锡，解决了传动的电镀技术所面临的环保问题。
48.通过进一步使用刮锡装置5去除第二腔室12内的锡液液面的锡氧化渣，可以避免锡氧化渣影响大规模镀锡。
49.请结合图2和图3，更为具体的，本实施例的超声波镀锡装置所配套的镀锡方法的完整流程如下：锡泵3工作并鼓锡，将锡液泵送至第二腔室12至液面高过分隔板2；刮锡装置5左右或者前后移动（以图2为例，刮锡装置5从图2视角的右侧向左侧移动刮板，从而实现将锡液表面的锡氧化渣推送到左侧），将超声波振动装置4上方的锡氧化渣刮除到第一腔室11；锡泵3停止，第二腔室12锡液在重力作用下恢复原有高度（如图3所示，第一腔室11与第二腔室12的液面等高），此时，第二腔室12的锡液表面无锡氧化渣；打开可开合门6，升降装置8下降至指定高度，以将端子7浸入锡液，此时，超声波振动装置4工作以将端子7的氧化膜去除，完成上锡；升降装置8上升，可开合门6关闭，整个镀锡工作结束。
50.对另外的元器件的端子7镀锡时，可重复上述操作，以满足生产需求。
51.需要说明的是，本实施例的的图3中的可开合门6是向左移动完成开启，但是也可以设置为向其他方向移动，以打开开口。
52.综上所述，本技术的超声波镀锡装置以及镀锡方法，可以用于大规模镀锡工作，满足大规模生产需求，由于有超声波振动装置4，在不需要助焊剂的情况下，就能够将端子7表面的氧化膜去除，解决了常规的电镀技术带来的环保问题。
53.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。