用于在焊接期间提供惰性气体的设备和方法技术

本发明专利技术描述了一种用于在向工件实施焊接期间提供惰性气体的设备和方法。在一个方面中，提供了一种布置在焊料储料器顶端的设备，其包括与惰性气体流通连接的多个多孔扩散器管。在另一个方面中，提供了一种用于将惰性气体提供给波峰焊设备的方法，包括一下及其它步骤：将设备放置在的焊料储料器的至少一个边缘的顶端，其中设备包括具有与惰性气体源流通连接的一个或多个开口的多个管。在又一个方面中，至少一个扩散器管包括围绕管子长度的至少一部分的多孔保护性护套。

【技术实现步骤摘要】

本文描述了一种。更具体地，本文描 述了一种用于利用氮气和/或其它惰性气体在波峰焊期间提供惰性气体的设备和方法。
技术介绍
诸如印刷电路板或电路板之类的工件具有逐渐减小的需要焊接涂覆或连接的可 湿表面。波峰焊的一般操作包括焊浴，将被焊接的印刷电路板或工件经由其传递。传统的 自动波峰焊设备包括布置成处理印刷电路板的熔化装置、预热器以及焊接台。印刷电路板 沿着移动轨道或传送带传递，它们的侧部边缘由抓取指支撑。通过使熔剂的泡沫或喷液接 触板子来施加熔剂。电路板随后通过预热区域，以便溶剂能够将要被焊接的金属表面的氧 化物减少。电路板随后在空气或惰性气体气氛中与单个或多个软焊料波接触。 惰性气体气氛通常是氮气（N2)和/或其它惰性气体，并且经常被称为N2惰性气 体。惰性气体和/或氮气气氛中的焊接使得焊料表面上的废料或氧化物的形成最少化。已 经知道的是，废料和/或氧化物层的存在会造成焊料连接中的跳线、桥接或其他缺陷。靠近 焊料波操作期间由波峰焊设备产生的是与焊料波平行的多孔管或管道，用于传递惰性 气体和/或N 2气以提供具有相对低氧气的气氛，尤其是将被焊接的工件的下方。 对于无铅波峰焊，包含N2的惰性气体气氛的值由于下述原因而进一步增大。使用 普通无铅焊料的处理温度显著地高于普通锡铅焊料处理温度，这是由于共同采用的无铅焊 料的增多的融化点而导致的。处理温度的升高促进了废料形成。而且，无铅焊料的成本一 般远高于传统锡铅焊料的成本，而且与废料形成导致的焊料废品相关的经济损失远大于无 铅波峰焊的经济损失。此外，与传统锡铅焊料的润湿性能相比，无铅焊料的润湿性能固有地 较差。因此，所形成的焊料连接的质量对无铅焊料表面上的氧化状态更敏感。 已经知道的是，波峰焊中的惰性可显著地减少软焊料表面上的废料形成。减少废 料形成不仅保护了焊料材料，减轻了维护要求，而且改善了焊料湿润特性并确保了所形成 的焊料连接的质量。为了在现有波峰焊机器中施加惰性气氛，一个通用的措施是插入内部 安装有扩散器的软焊料储料器笼状保护外壳。可形成焊料储料器上的惰性气体覆盖，因此， 降低了焊料氧化的可能性。 扩散器一般由多孔管制成，用于将诸如N2和/或其它惰性气体之类的惰性气体引 入焊接台。然而，多孔管变得容易在波峰焊处理期间被焊料溅落或熔剂水汽浓缩堵塞。一 旦扩散器管堵塞，惰性化效率将极大地降低。清洗扩散器管的现有方法(例如，采用充满清 洗溶剂的超声波浴）极其困难，而且很费时。这些管的清洗必须定期执行，而且会对管子造 成物理损伤。为了避免这些问题，一般是在扩散器管堵塞之后对其进行替换，而不是进行清 洗。这就增大了终端用户的总体成本。 由此，为了在波峰焊通过N2和/或其它惰性气体促进惰性化的实施，期望设备、方 法或者两者至少满足下述目标中的一个或者多个。首先，期望惰性化设备和方法降低N 2或 其它惰性气体的消耗，例如但不限于12立方米每小时（m3/hr)或更少，以满足应用技术的 成本效应。第二，期望惰性化设备和方法降低软焊料表面上方的O2浓度，例如但不限于百万 分之2500 (ppm)或更少。第三，期望惰性化设备和方法使用便于安装并保持最小改造成本 的设备。而且，期望设备和方法降低或消除多孔扩散器管的堵塞以确保稳定及长久的惰性 性能。
技术实现思路
本文描述的设备和方法至少满足上述用于利用氮气和/或其它惰性气体进行惰 性化的目标中的一个或者多个，相对于当前使用的可比拟的方法和设备，可变得更加成本 有效而且用户友好。 在一个实施例中，提供了设备，用于在工件的焊接期间提供惰性气体，设备包括： 设备底部上的至少一个凹槽，用于放置其中包含有软焊料的焊料储料器的至少一个边缘； 设备顶部表面上的至少一个开口，从焊料储料器发出的至少一个焊料波经由该至少一个开 口通过并接触工件；以及一个或多个扩散器管，其包括与惰性气体源流通连接的一个或多 个开口；其中设备布置在焊料储料器上方并在将被焊接的工件下方，从而形成气氛，而且 其中在将被焊接的工件和至少一个焊料波的尖端之间基本不存在间隙。在一个特定实施例 中，设备进一步包括围绕该一个或多个扩散器管中的至少一个扩散器管的长度的至少一部 分的一次性多孔护套。在一些实施例中，一个或多个扩散器管中被多孔护套围绕的至少一 个被附接至设备的底部表面，由此处于焊料储料器上方的气氛中。在同样的或者其它的实 施例中，可选的盖被布置在设备顶端，工件通过盖行进，其中该盖进一步包括与通风系统连 通的通风孔。 在另一方面，提供了一种用于在工件的波峰焊期间提供惰性气体气氛的方法，包 括：提供波峰焊机器，包括：其中容纳了软焊料的焊料储料器、至少一个喷嘴、至少一个泵 以产生从软焊料浴向上地经由喷嘴至少一个焊料波；将设备布置在焊料储料器嘴的至少 一个边缘的顶端，其中设备包括上表面上的至少一个开口、处于焊料储料器的至少一个边 缘的顶端的至少一个凹槽、以及包括与惰性气体源流通连接的一个或多个开口的一个或多 个扩散器管，其中一个或多个扩散器管之一的长度的至少一部分被一次性多孔护套围绕， 而且其中将被焊接的工件和设备上表面定义了气氛，而且其中将被焊接的工件与至少一个 焊料波的尖端之间基本不存在空隙；沿路径传递工件，使得工件的至少一部分接触经由设 备的开口发出的至少一个焊料波；以及使惰性气体通过扩散器管并进入气氛。在一个特定 实施例中，一个或多个扩散器管的被一次性多孔护套围绕的至少一个扩散器管被附接至设 备的底部表面，由此其处于焊料储料器上方的气氛中。【附图说明】图1提供了包括本文描述的微孔或多孔管的扩散器管的实施例的等角投影视图。 图2a至2f提供了本文描述的扩散器管的实施例的底部视图和截面图，其中微孔 具有一行或多行纵向槽的形式。 图3a提供了本文描述的扩散器组件的一个实施例的侧视图，其包括扩散器管以 及围绕扩散器管的长度的至少一部分的保护性多孔护套。 图3b提供了图3a所示的扩散器组件的截面图。 图4a提供了本文描述的设备的一个实施例的俯视图。 图4b提供了本文描述的设备的另一个实施例的俯视图。 图5提供了图4a所示的设备的实施例的等角投影视图。 图6提供了可安装在移动轨道顶部的可选盖的等角投影视图。 图7提供了本文描述的设备的实施例的等角投影视图。 图8提供了图7所示的实施例的等角投影视图，其进一步包括多个扩散器管（如 虚线所示），其中多个扩散器管中的至少一个进一步包括围绕扩散器管的长度的至少一部 分的多孔护套。 图9提供了本文描述的用于N2惰性化的设备的实施例的侧视图。 图10提供了本文描述的用于N2惰性化的设备的实施例的侧视图。【具体实施方式】 现有技术中的至少一个或多个目标由本文描述的用于在焊接期间进行惰性化保 护的方法和设备实现。本文描述的设备和方法提供了焊接期间的惰性化保护，尤其针对其 中诸如印刷电路板之类的工件的焊接期间的焊料的显著移动和旋转以及其表面的增多的 氧化可能出现的这些实施例。可以预期的是，本文描述的设备和方法可用来例如重新构造 现有的波峰焊机器。在具体实施例中，本文描述的设备在操作中被放置在焊料储料器上方 且在移动轨道或用于传输将被焊接的工件的其它传递机构的下面。在具体实施例中，将被 焊接的工件与至少一个焊料波的尖端之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，用于在工件的焊接期间提供惰性气体，设备包括：设备底部上的至少一个凹槽，用于放置其中包含有软焊料的焊料储料器的至少一个边缘;设备顶部表面上的至少一个开口，从焊料储料器发出的至少一个焊料波经由该至少一个开口通过并接触工件;以及一个或多个扩散器管，其包括与惰性气体源流通连接的一个或多个开口以及围绕该一个或多个扩散器管中的至少一个扩散器管的长度的至少一部分的一个或多个多孔护套，其中每个扩散器管和围绕的多孔护套共同包括扩散器组件;其中设备布置在焊料储料器上方并在将被焊接的工件下方，从而形成气氛，而且其中在将被焊接的工件和至少一个焊料波的尖端之间基本不存在间隙。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张雅卿，王开玉，吴亮，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：美国;US