[實用新型]一種用于波峰焊接設備的惰性氣體加熱裝置

有效

• 申請號: 201621453357.6
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN206677349U
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 郭俊松;范國良;余允紅
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: B23K3/08
• 分類號: B23K3/08;B23K1/08;H05K3/34
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙)31249
• 代理人: 周乃鑫

技術領域

本實用新型涉及到一種用于波峰焊接設備的惰性氣體加熱裝置。

背景技術

波峰焊接技術是一種重要的電子組裝技術，將熔融狀態下的焊料，在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波，插裝了電子元器件的印刷電路板經一定角度和深度穿過焊料波峰，使得電子元器件通過通孔露出的引腳浸入焊料波峰，焊料因毛細效應爬入通孔而實現電子元器件的焊接。

在波峰焊接過程中，待焊接處理的工件，如印刷電路板在由焊料槽產生的至少一個焊料波上通過，隨著波峰焊接工藝中的波攪動，焊料的氧化會加劇，焊料的氧化不僅產生大量溶渣，而且會產生更多的焊接缺陷以及降低焊點的可靠性。在焊料槽上方一般設置惰性氣體氛圍，覆蓋在焊料表面，隔絕空氣，從而減少或防止焊料的氧化。美國專利US5044542（1989）描述了一種氣體保護波峰焊，波峰焊是在惰性氣體的環境中進行的，惰性氣體可以是單純惰性氣體或混合有少量除去氧氣的還原氣體的惰性氣體。但是在焊接設備工作期間總會出現焊料飛濺以及助焊劑揮發，它們會黏在納米多孔管上并造成惰性氣體出氣口堵塞。

由于氣體保護波峰焊接區域的溫度通常是250-270℃，并且需要大量的惰性氣體隔絕空氣；如果惰性氣體不經過預熱，會影響焊接區域的溫度穩定性，進而導致焊接效果不良。美國專利US4606493（1984）公開了一種在惰性氣體氛圍中焊接印刷電路板的方法和裝置，通過縫隙設有若干股與印刷電路板底面碰濺的高速噴入的惰性氣體，惰性氣體噴流的溫度被設定為焊料槽中熔融焊料溫度的2倍（超過600℃），可以防止焊接時由于所產生的熱而使電路接頭（通常是銅）氧化而減少在電路板內發生熱應力的缺陷。美國專利US5520320（1994）公開了一種有惰性氣體氣氛注入波峰焊接機的波峰焊接工藝，通過控制輸入氣體的溫度提高從環境氣氛到印刷電路板熱傳遞的熱效率以改善焊接點的質量。波峰焊接機進入焊料槽的區域尤其是印刷電路板周圍的氣氛應保持層流狀態且其溫度應控制在20℃到250℃（最好是80℃到200℃）之間以提高焊接點的質量。美國專利US5769305（1996）公開了一種波峰焊設備，其中經由穿過焊料浴的惰性氣體供給管線將惰性氣體供應到波峰焊接區域。惰性氣體供給管線設置成從上方穿過罩蓋并穿過焊料浴來到氣體分配單元。惰性氣體供給管線連接到特別是在罩蓋下方的氣體分配單元。然而，浸漬在焊料浴中的惰性氣體供給管線的長度不足以在惰性氣體通過浸漬在焊料與中的惰性氣體供給管線時顯著升高惰性氣體的溫度。中國發明專利授權公告號CN201020583Y（2007）公開了一種氮氣保護釬焊爐間歇爐用預熱凈化裝置，將用于向釬焊區輸送氮氣的氮氣管道置于預熱凈化裝置的墻壁內，在加熱層與保溫層之間，利用氮氣保護釬焊爐門與預熱凈化裝置腔體的間隙，使得釬焊區溢出的氮氣進入預熱凈化區。美國專利US 8,403,200 B2（2010）公開了一種用于供應惰性氣體以便保護波峰焊接設備中的焊料浴的表面免予氧化的方法，其中惰性氣體從上方穿過罩蓋被供應到浸漬在罩蓋下方的焊料浴中的熱交換器，被熱交換器加熱，并經罩蓋被供應回頂部并且到達波峰焊接設備。惰性氣體實際上處于焊料浴的溫度下并由此防止焊料在波峰焊接設備內的分配裝置上固化和待焊接的零件在兩個波峰之間冷卻。防止了飛濺的焊料在惰性氣體分配系統的構件上固化。利用焊料槽中的焊料和惰性氣體管路進行熱交換來加熱惰性氣體，會使焊料的溫度降低，特別是當焊料槽容積不大的時候，焊料降溫可能會超過15℃，這樣會嚴重影響后續波峰焊接的效果。另外，受焊料槽溫度的影響，熱交換后惰性氣體的溫度很難超過220℃。此外惰性氣體的熱交換管道常年浸漬在焊料中會被腐蝕，一旦熱交換管破損，惰性氣體泄露將會導致焊料飛濺。

實用新型內容

本實用新型的一個目的是為了解決波峰焊接用的惰性氣體的加熱問題，特別是提供一種惰性氣體加熱裝置，該裝置可以簡單精準地將波峰焊接用的保護氣加熱到所需要的溫度。

本實用新型采用的技術方案是采用一種用于波峰焊接設備的惰性氣體加熱裝置，包含外殼，保溫材料，導熱體，螺旋形惰性氣體管路，加熱元件，溫度控制系統，其中加熱元件包含加熱棒和電熱絲，螺旋形惰性氣體管路的進氣口和出氣口分別位于外殼上，進氣口和出氣口通過管道與外部氣路相連，螺旋形惰性氣體管路外包裹導熱體，導熱體外部為保溫材料，保溫材料外部是外殼，溫度控制系統與加熱元件相連，溫度控制系統包括兩只溫度探測器和加熱控制裝置，加熱控制裝置與溫度探測器和加熱元件相連，控制加熱元件的開關。

優選地，所述加熱棒位于螺旋形惰性氣體管路卷繞內部的中軸線位置，所述電熱絲纏繞在導熱體外部。