[发明专利]一种旋转式的回流焊接炉及其焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接设备及方法，特别涉及一种回流焊接炉及其焊接方法。

背景技术

随着电子元器件封装尺寸日渐缩小，功率等级日渐增长，对无空洞焊接的需求应运而生。由于在少氧或无氧的环境下进行焊接，可以减少焊接过程中空洞的产生进而提高焊接的质量，相应地希望能够使回流焊接过程够在少氧或无氧的环境下进行。而目前的回流焊接炉大多是在大气环境下进行焊接的，空洞的产生无法控制，焊接的品质不高。

此外，对于现有技术中的小型回流焊接炉，一般是在一个腔体空间内实现回流焊接整个过程。每次焊接工作都需要从室温加热到焊接温度，再从焊接温度降低到室温。进行多次焊接，就要进行多次温度冷热冲击。首先，频繁升温和降温会造成了能量的大量损耗；其次，这对回流焊接设备本身造成温度应力会带来疲劳损伤；再者，升温和降温要花费不少时间，降低了焊接效率。而对于现有技术中的大中型回流焊接炉，一般采用多区焊接，分为预热区、保温区、焊接区和冷却区，焊接过程中采用流水线操作。但是加热区和冷却区是相通的，冷热空气会相互影响或者混合，这对本来想要得到热环境或者冷环境便产生了不利的影响。这也影响了加热和冷却温度场，并造成了一定的能量损失。

因此，对于目前现有结构的真空回流焊接炉而言，由于大多是采用辐射来进行热量传递，其对流传热不强或者没有对流换热，存在辐射加热传热慢、效率较低的缺点。而且这些结构很难在真空或保护气氛下进行回流焊接，因为流水线焊接中的被焊件的载装和取出，都无法保证焊接设备形成真空环境和保护气氛环境。在这种情况下，有必要开发出能够采用其他加热方式、并通过结构上的配置来便利地实现真空或保护气氛的回流焊接炉。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供一种旋转式回流焊接炉。本发明包括：炉体、炉门、叶轮、旋转控制装置、托盘、托盘位置调节装置、真空泵、温度控制器，其特征在于所述炉体由等高的圆柱体和长方体交汇组成，长方体的中心线与圆柱体的轴线重合，长方体的宽度小于圆柱体的直径，长方体的长度大于圆柱体的直径，圆柱体的底面为一圆形区域，此圆形区域为四个相同面积大小的扇形区域，炉体壁上设有炉门，贴近炉门的扇形区域为装载区，装载区对角的扇形区域为缓冲区，其余两侧的区域，一侧为加热区，另一侧为冷却区，加热区内设有一用于对电子元器件和焊料进行加热的热板。冷却区内设有一用于对电子元器件和焊料进行冷却的冷板，炉体内设有一叶轮，叶轮与旋转控制装置电路连接，叶轮的半径与圆柱炉体的半径几乎相同，两叶片之间设有用于放置待焊接的电子元器件和焊料的托盘，被焊接件在装载区放置于托盘上，从装载区旋转至加热区升温到焊接温度进行回流焊接，托盘高度由托盘位置调节装置上下调节，可将托盘位置调节到与热板及冷板紧密触的位置，真空泵经管道与加热区连接，以保证炉内形成真空状态，当焊接完毕后，被焊接件与托盘旋转经缓冲区再到达冷却区，停留些许，冷却至常温后再返回到装载区，旋转一周，完成一次焊接，焊接好的电子元器件从装载区取出来。温度控制器经电路与热板、冷板连接。

热板呈扇状，其扇形角度小于90度，加热区包括热板所在的扇形区域及靠近此扇形区域弧线外侧的炉底平面区域，热板设置在装载区一侧的扇形区域中心位置，用于对电子元器件和焊料进行加热。冷板呈扇状，其扇形角度小于90度，与热板一样的尺寸大小，冷却区包括冷板所在的扇形区域及靠近此扇形区域弧线外侧的炉底平面区域，冷板设置在装载区另一侧的扇形区域中心位置，用于对电子元器件和焊料进行冷却。

所述叶轮设有四个叶片，叶轮的叶片材料由具有刚性的绝热材料制成，叶片垂直地投影在炉底平面的叶长线段与炉底四个扇形区域的四条分割线重合，四个叶片把炉腔内的空间分开形成了四个功能区域，即装载区域、加热区域、缓冲区域和冷却区域，叶轮经旋转控制装置驱动绕叶轮轴转动。叶轮依次旋转到90度、180度、270度和360度的位置。叶轮将会带着电子元器件和焊料分别进入到加热区、缓冲区和冷却区，最后回到原始的初始位置装载区。这样就将电子元器件和焊接带入了不同的焊接处理阶段。

所述托盘由石墨材料制成，为可拆卸方式固定在叶轮上，托盘经托盘位置调节装置驱动沿叶轮轴的轴线方向上下移动，调节托盘与热板或冷板之间的距离。使托盘沿着叶轮轴的轴线方向进行上下移动，托盘随叶轮的转动而转动，但其周向方向的位置与扇叶相对固定，不能移动。由于托盘由石墨材料制成，可以低成本且均热性良好地实现其与热板之间的热传导或热辐射。石墨材料具有耐高温、热膨胀小、传热性能良好的特点。