[发明专利]一种用于波峰焊接设备的惰性气体加热装置

说明书

一种用于波峰焊接设备的惰性气体加热装置，其包含外壳，保温材料，导热体，螺旋形惰性气体管路，加热元件，温度控制系统，其中加热元件包含加热棒和电热丝，所述电热丝缠绕在导热体外部，螺旋形惰性气体管路的进气口和出气口分别位于外壳上，进气口和出气口通过管道与外部气路相连，螺旋形惰性气体管路外包裹导热体，导热体外部为保温材料，保温材料外部是外壳，温度控制系统与加热元件相连，温度控制系统包括两只温度探测器和加热控制装置，加热控制装置与温度探测器和加热元件相连，控制加热元件的开关。该发明可用于解决波峰焊接用的惰性气体的加热以及气体温度控制问题，该装置可以简单精准地将波峰焊接用的惰性气体加热到所需要的温度。

技术领域

本发明涉及到一种用于波峰焊接设备的惰性气体加热装置。

背景技术

波峰焊接技术是一种重要的电子组装技术，将熔融状态下的焊料，在焊料槽液面形成特定形状的焊料波，插装了电子元器件的印刷电路板经一定角度和深度穿过焊料波峰，使得电子元器件通过通孔露出的引脚浸入焊料波峰，焊料因毛细效应爬入通孔而实现电子元器件的焊接。

在波峰焊接过程中，待焊接处理的工件，如印刷电路板在由焊料槽产生的至少一个焊料波上通过，随着波峰焊接工艺中的波搅动，焊料的氧化会加剧，焊料的氧化不仅产生大量溶渣，而且会产生更多的焊接缺陷以及降低焊点的可靠性。在焊料槽上方一般设置惰性气体氛围，覆盖在焊料表面，隔绝空气，从而减少或防止焊料的氧化。美国专利US5044542（1989）描述了一种气体保护波峰焊，波峰焊是在惰性气体的环境中进行的，惰性气体可以是单纯惰性气体或混合有少量除去氧气的还原气体的惰性气体。但是在焊接设备工作期间总会出现焊料飞溅以及助焊剂挥发，它们会黏在纳米多孔管上并造成惰性气体出气口堵塞。

由于气体保护波峰焊接区域的温度通常是250-270℃，并且需要大量的惰性气体隔绝空气；如果惰性气体不经过预热，会影响焊接区域的温度稳定性，进而导致焊接效果不良。美国专利US4606493（1984）公开了一种在惰性气体氛围中焊接印刷电路板的方法和装置，通过缝隙设有若干股与印刷电路板底面碰溅的高速喷入的惰性气体，惰性气体喷流的温度被设定为焊料槽中熔融焊料温度的2倍（超过600℃），可以防止焊接时由于所产生的热而使电路接头（通常是铜）氧化而减少在电路板内发生热应力的缺陷。美国专利US5520320（1994）公开了一种有惰性气体气氛注入波峰焊接机的波峰焊接工艺，通过控制输入气体的温度提高从环境气氛到印刷电路板热传递的热效率以改善焊接点的质量。波峰焊接机进入焊料槽的区域尤其是印刷电路板周围的气氛应保持层流状态且其温度应控制在20℃到250℃（最好是80℃到200℃）之间以提高焊接点的质量。美国专利US5769305（1996）公开了一种波峰焊设备，其中经由穿过焊料浴的惰性气体供给管线将惰性气体供应到波峰焊接区域。惰性气体供给管线设置成从上方穿过罩盖并穿过焊料浴来到气体分配单元。惰性气体供给管线连接到特别是在罩盖下方的气体分配单元。然而，浸渍在焊料浴中的惰性气体供给管线的长度不足以在惰性气体通过浸渍在焊料与中的惰性气体供给管线时显著升高惰性气体的温度。中国发明专利授权公告号CN201020583Y（2007）公开了一种氮气保护钎焊炉间歇炉用预热净化装置，将用于向钎焊区输送氮气的氮气管道置于预热净化装置的墙壁内，在加热层与保温层之间，利用氮气保护钎焊炉门与预热净化装置腔体的间隙，使得钎焊区溢出的氮气进入预热净化区。美国专利US 8,403,200 B2（2010）公开了一种用于供应惰性气体以便保护波峰焊接设备中的焊料浴的表面免予氧化的方法，其中惰性气体从上方穿过罩盖被供应到浸渍在罩盖下方的焊料浴中的热交换器，被热交换器加热，并经罩盖被供应回顶部并且到达波峰焊接设备。惰性气体实际上处于焊料浴的温度下并由此防止焊料在波峰焊接设备内的分配装置上固化和待焊接的零件在两个波峰之间冷却。防止了飞溅的焊料在惰性气体分配系统的构件上固化。利用焊料槽中的焊料和惰性气体管路进行热交换来加热惰性气体，会使焊料的温度降低，特别是当焊料槽容积不大的时候，焊料降温可能会超过15℃，这样会严重影响后续波峰焊接的效果。另外，受焊料槽温度的影响，热交换后惰性气体的温度很难超过220℃。此外惰性气体的热交换管道常年浸渍在焊料中会被腐蚀，一旦热交换管破损，惰性气体泄露将会导致焊料飞溅。