[發(fā)明專利]氣體混合裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01101514.4
• 申請(qǐng)日: 2001-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1323650A
• 公開(kāi)（公告）日: 2001-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·P·漢利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 普萊克斯技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B01F3/02
• 分類號(hào): B01F3/02;B01F15/04;G05D11/03
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王其灝

本發(fā)明主要涉及生產(chǎn)氣體混合物的裝置。更具體地講，本發(fā)明涉及能夠產(chǎn)生用在回流烘箱中增強(qiáng)電子裝配方法的性能的受控氣氛的氣體混合控制板(gas?mixing?ganel)。

通常需要具有特定氣體特性的受控氣氛以改進(jìn)在回流烘箱中的電子裝配方法的性能。人們需要提供能夠生產(chǎn)受控空氣的經(jīng)濟(jì)的和簡(jiǎn)便的裝置。

為獲得最佳回流性能優(yōu)選在所述空氣中的特定氣體特性為少量氣體占主氣體的大約100ppm至大約10,000ppm，更優(yōu)選少量氣體占主氣體的大約500ppm至大約2,000ppm。對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)，所述少量氣體可為氧氣或空氣，所述主氣體可為氮?dú)狻Ｎ覀兿嘈旁诘獨(dú)庵械难鯕饣蚩諝獾臐舛仍谠撎囟ǖ姆秶鷥?nèi)有助于減少如tombstoning和焊料濺散的缺陷并在電子裝配作業(yè)過(guò)程中、特別是在集成電路板的生產(chǎn)中改進(jìn)可焊性。在氮?dú)庵械陀诖蠹s100ppm的氧氣或空氣會(huì)發(fā)生某些低氧缺陷，和在氮?dú)庵懈哂诖蠹s10,000ppm的氧氣或空氣會(huì)發(fā)生某些高氧缺陷。實(shí)現(xiàn)回流烘箱的最佳性能的在氮?dú)庵兴璧难鯕饣蚩諝鉂舛?一般在大約100ppm至大約10,000ppm)被稱為“sweetspot”。

因此我們希望提供一種氣體混合裝置，該裝置有助于提供具有在氮?dú)庵械难鯕饣蚩諝鉃榇蠹s100ppm至大約10,000ppm的氣體特性的受控空氣以致可在更少或幾乎不存在缺陷的情況下實(shí)施所述電子裝配方法。

傳統(tǒng)的氣體混合技術(shù)一般使用了昂貴的質(zhì)量流量控制器和龐大的緩沖罐。人們已經(jīng)使用這些傳統(tǒng)的混合器生產(chǎn)在氮?dú)庵?％至50％范圍的氧氣的氣體混合物，但不能達(dá)到ppm范圍。最近的研究出現(xiàn)了商業(yè)可得的更大尺寸的更昂貴得多的氣體混合器。更近以來(lái)的進(jìn)展出現(xiàn)了較低價(jià)格的氣體混合器，該混合器使用固定的孔板以測(cè)量氣體流量，并隨后在小得多的緩沖罐中混合。另外針對(duì)準(zhǔn)確提供某些氣體組成還發(fā)展了其它傳統(tǒng)的混合器。

在本領(lǐng)域中還存在其它同樣提供混合氣體組合物的氣體混合設(shè)備。在美國(guó)專利號(hào)6,614,655中公開(kāi)了測(cè)試氣體和零點(diǎn)調(diào)整用氣體的組合。所述零點(diǎn)調(diào)整用氣體可為氮?dú)饣蛉斯ぶ圃斓难鯕猓欢鰷y(cè)試氣體(校正氣體)不作指定。’655專利公開(kāi)了減少生產(chǎn)不同濃度的產(chǎn)物中的原料流所必需的臨界噴嘴的數(shù)量。’655專利中的氣體混合設(shè)備的混合室與所述臨界噴嘴的出口連接，確保了出口壓力高于某個(gè)最小壓力。相鄰之間的每個(gè)臨界噴嘴增加了1∶2的比例。由于出口壓力總是高于臨界壓力，因此只取決于所述噴嘴的橫截面積的氣體的體積總為常數(shù)。所述臨界噴嘴接收了測(cè)試氣體或零點(diǎn)調(diào)整用氣體。具有兩個(gè)入口的閥門安裝在所述臨界噴嘴的上游并且可交替打開(kāi)這兩個(gè)入口。四個(gè)噴嘴打開(kāi)時(shí)具有橫截面積為1∶2∶4∶8。將最大的噴嘴安裝在與所述混合器的出口相對(duì)的地方。一個(gè)微型處理器啟動(dòng)所述閥門并監(jiān)控和調(diào)整氣體壓力。在’655專利中的氣體混合設(shè)備得到了在所述零點(diǎn)調(diào)整用氣體中測(cè)試氣體的16個(gè)線性梯度濃度。

在美國(guó)專利號(hào)5,671,767和美國(guó)專利號(hào)5,544,674中均公開(kāi)了以控制的比例將兩種氣體混合在一起。由于所述混合裝置是用于呼吸器，因此在這些專利中的氣體僅僅涉及氧氣和空氣。所述混合裝置達(dá)到與流速無(wú)關(guān)的高度準(zhǔn)確的混合，因此可以高流速或低流速使用所述裝置。通過(guò)可變面積的噴嘴控制第一氣體流，該噴嘴將所述氣體供給所述混合室。對(duì)于第二氣體流也一樣操作。當(dāng)流速降低時(shí)，活塞移向閥門構(gòu)件。這將減少每個(gè)噴嘴的大小而保持在所述噴嘴的通流面積之間的相同的比例。在每個(gè)閥門中所述兩種氣體的每一種的通道的大小或噴嘴面積增加或減少相同的數(shù)量從而保持了氣體的比例。

在日本專利號(hào)11,033,382中公開(kāi)了一種小型化和簡(jiǎn)單化的氣體混合設(shè)備。在該專利中使用了一種壓力平衡設(shè)備將兩種氣體調(diào)節(jié)至相同的壓力。這兩種氣體在氣體通過(guò)區(qū)域中以相應(yīng)于預(yù)定混合比的比例混合。可通過(guò)調(diào)節(jié)閥調(diào)整流速。

雖然存在許多混合氣體的裝置，但我們相信沒(méi)有一種能夠提出經(jīng)濟(jì)和簡(jiǎn)便的裝置可混合氣體以生產(chǎn)具有大約100ppm至10,000ppm的氧氣的氮?dú)猱a(chǎn)品。因此需要一種具有所述特征的氣體混合裝置。

本發(fā)明的一個(gè)方面涉及用于準(zhǔn)確混合復(fù)合氣體(plurality?gases)的簡(jiǎn)便的氣體混合裝置。該裝置包括氣體控制板(gas?panel)、用于調(diào)整壓差的壓力控制閥、流量計(jì)和靜態(tài)混合室。所述復(fù)合氣體可為一種少量氣體和一種主氣體，其中，例如所述主氣體為氮?dú)夂退錾倭繗怏w為空氣或氧氣。優(yōu)選所述主氣體和所述少量氣體以在氮?dú)庵醒鯕庹即蠹s100ppm至大約10,000ppm的比例，更優(yōu)選在氮?dú)庵醒鯕庹即蠹s500ppm至大約2,000ppm的比例混合得到氣體混合物。