CN102090157A - 用于工件的热处理的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于工件的热处理的装置，具体是用于配装有电气和电子部件的印刷电路板等的热处理的装置，所述装置包括处理室(1)，在处理室(1)中形成或布置有至少一个加热区域或冷却区域，加热区域或冷却区域具有加热装置或冷却装置且工件沿传送部分传送通过该加热区域或冷却区域同时被加热或冷却，其中，可通过流入开口(18)将加压气态流体引入加热区域或冷却区域。

Description

用于工件的热处理的装置

技术领域

本发明涉及如专利权利要求1前序部分所述的用于工件热处理的装置。

背景技术

如从本领域中示出的回流焊接装置得知的那样，将具有加热区域或冷却区域的几个连续布置的处理室加热以达到相应预设的温度，其中，具体来说，设置预热区域、回流区域和冷却区域用于将所要焊接的部件或印刷电路板暴露于不同的温度。通常的实践是将加热元件的热通过对流和使用吹风机以调节的空气流流过部件的方式供给到所要焊接的部件。到印刷电路版的热传递基本上取决于处理室内的气体的温度和流率。这种对流模块的吹风机马达是调节rpm(转数/分钟)的，以能够控制传热速率。使用吹风机产生空气流可认为构成高度复杂技术，其中，尤其在高流率的情况下，会遇到关于该系统的效率的缺点。

用于本领域已知的焊接装置的另一加热模块特征是中波到长波的红外线发射器。所述预热模块通过辐射热传递来加热部件。这种加热盒的缺点之一在于是能量传递效率。

此外，文献DE 20203599U1揭示了用于回流焊接的装置，其中所要焊接的部件组件沿传送平面传送通过加热区域。在传送平面上方，设置有喷嘴，该喷嘴具有狭槽状喷嘴开口和狭槽状通道横截面，该通道横截面大致对应于部件组件的宽度。处理气体射流通过偏转器表面加宽，偏转器表面位于离喷嘴开口一距离处。在该装置中，处理气体用于为部件提供所需量的热。该方法有必须将大量的处理气体引入处理室的缺点。

发明内容

从现有技术开始，本发明的目标是提供一种用于工件的热处理的装置，通过该装置，可克服现有技术存在的缺点，从而尤其能够进行更有效的热传递。

根据本发明，该目标通过根据专利权利要求1的讲授的装置实现。

本发明的较佳实施例是从属权利要求的内容。

首先，在本身已知的方式中，用于工件、具体是配装有电气或电子部件的印刷电路板等的热处理的装置包括处理室，处理室内形成或布置有至少一个加热区域或冷却区域，该加热区域或冷却区域具有加热装置或冷却装置。为此，可沿传送部分将工件传送通过所述各区域，同时对其加热或冷却。这种装置较佳地具有模块化构造，其中冷却模块和加热模块可连续设置。这样，沿不同冷却区域或加热区域传送的部件可相应地被加热或冷却。在不同模块中的主要温度通过使用温度传感器或高温计测量，并可然后进行控制。

根据本发明，可通过流入开口将加压气态流体引入加热区域或冷却区域。在该过程中，气态流体以相对于处理室的体积来说较小的体积流量的形式以高速吹过流入开口，且在流入开口的区域内，随环境气体将大气带入处理室内。该较大的且尤其强的涡流体积流尤其支承辐射热从加热或冷却装置在附加对流热传递的辅助下传递到部件和从部件传递到加热或冷却装置。因此，这种装置使得能够通过使用对流引入气体的方法提高传递的热量，从而提高热传递的效率。因此，在最简单的情况中，气态流体可以由加压空气或惰性气体或通过流入开口引入处理室的任何其它普通的处理气体组成。由于小的体积流量，气体的温度并不是关键的。因此，具体可采用来自加压空气储存器的未预热加压空气。该气体仅用于使包含在室内的气体运动的目的。

较佳地，流入开口至少布置在一个管部分处，管部分连接到加压流体源。流入开口可形成成喷嘴形状且可产生对应于其开口的流动类型。示例性地设置成使用压缩机或压缩气瓶或其它方式将流体源连接到可用的加压空气网来使流体源承加压力。

根据另一较佳示例性实施例，设置成至少将流入开口布置在中空室的一个壁处，该中空室连接到加压流体源。本文中，中空室可布置在处理室的任何位置处使得流体可通过壁中或中空室的壁中的流入开口供应到几乎所有的可选位置。但是，根据另一实现方式，对具有流入开口的壁设置成形成处理室的外壁的一部分。

管部分的布置基本是可选的且基本上取决于处理室的位置，所要引入的流体传送到该处理室。为了集中具体在传送部分的区域内的流动，根据一较佳示例性实施例，设置成布置在处理室内的多个管部分，管部分大致沿平行于传送部分延伸。这里，管部分可连续布置和/或并排布置。

根据另一较佳示例性实施例，设置成大致横向于工件的传送方向或与工件的传送方向成一角度布置管部分。

为此，所传送的工件可供应有例如在处理室的不同区域中不同管部分来的不同类型的气体。

管部分处的流入开口的布置也基本上可选的。因此，开口可例如布置在管部分处，从而统计学地分布。但是，根据本发明的示例性实施例，流入开口布置在各管部分处，从而连续线性地布置以确保均匀的流量分布并因此均匀对流。

替代地，流入开口例如可并排布置或也可以相对彼此以一角度偏移。因此，可实现更全面的流体特征，其使得能够通过更大的气体体积量到达处理室的大部分。

较佳地，相应相邻的管部分之间的距离在10mm到100mm之间，其中，一方面，可产生足够大气体体积流量，且同时能够在管部分之间发射足够量的辐射热。为此，管部分例如平行布置。

管部分到所要热处理的工件的距离较佳地在20mm到50mm之间。

根据另一实施例，设置成将管部分布置成彼此的距离和/或它们到所要处理的工件的距离是可调整的。这可通过例如使用手动致动或马达驱动调整装置来实现，手动致动或马达驱动调整装置又可根据诸如处理室内的主要空气温度等的处理参数来控制或调节。

根据另一较佳实现方式，设置成将管部分布置成可绕其纵向轴线转动。这样，体积流的方向可以简单的方式进行调整。

流入开口的直径应具体考虑到轨迹路径、气体压力和流入开口彼此间的距离而设置。较佳地，直径在2mm到0.01mm之间，尤其在0.5mm到0.05mm之间。因此，能够确保减少气体消耗并确保流入的流体的体积流量相对于处理室的体积足够小。流入的气体能够随环境将大气带入处理室内，且因此可致使到工件的相对大的气体流。该建议的小直径使得流入气体能够达到高流率，从而减少气体消耗。在该过程中，气体流不将任何的热量引入室内，而是仅支持将从处理室内主要的已加热的处理气体来的热传递到工件。因此，除了辐射热传递之外，还可进行对流热传递。

相应相邻的流入开口之间的距离较佳地在5mm到100mm之间。

根据另一较佳的示例性实施例，设置成处理室和加压流体之间的压力差在1巴到50巴之间。因此，可通过流入开口进入处理室而产生高流率，其形成高度涡流、到所要处理工件上的大有效体积流量的基础并因此产生高的对流能量传递的基础。此外，该压力区域可致使高流入深度及其变化。

加热装置或冷却装置的类型与本发明的性质无关。但是，根据示例性实施例，加热装置或冷却装置具有至少一个板状加热件或板状冷却件，其中管部分布置在工件和板状加热件或板状冷却件之间。这里，在最简单的情形中，处理室的壁区域也可用作板状加热件且相应地从外部加热或具有红外加热件。

根据另一实施例，加热装置或冷却装置特征是至少一个杆状或管形加热件或冷却件。在最简单的情况中，这些件可以是具有过热蒸汽、热水或流过其中的冷却介质的管。这里，加热件或冷却件可布置在管部分之间、在管部分和所要处理工件之间或在管部分和处理室的壁之间。

下文，将参照仅示出较佳实施例的附图更详细地描述本发明的装置。

附图说明

在附图中：

图1示出处理室，处理室具有上下布置且并排布置的管部分，以及加热件或冷却件；

图2示出处理室，处理室具有上下布置且并排布置的管部分，以及设置在离传送平面可变距离处的加热件或冷却件；

图3示出处理室，处理室具有上下布置且并排布置的管部分，以及加热件或冷却件，其中加热件在偏转件的辅助下被部分屏蔽。

图4示出处理室，该处理室具有板状加热件，板状加热件中设有几个流入开口；

图5示出穿过具有两个流入开口的管部分的剖视图；

图6示出穿过具有一个流入开口的管部分的剖视图；

图7示出具有通风调节装置的模块，该通风调节装置由管部分和加热装置或冷却装置构成；

图8示出由图7所示模块的管部分和加热装置或冷却装置构成的通风调节装置的布置的截面图；

图9示出管部分的沿传送部分的方向的布置；

图10示出管部分的垂直于传送方向的方向的布置；以及

图11示出沿传送部分的多个管通风调节装置和加热件或冷却件的布置。

具体实施方式

图1示出的处理室1被传送单元2在中心穿过，传送单元2通过第一室开口3进入处理室1直到传送单元2通过第二室开口4离开处理室为止。在处理室1中，管部分5分别上下设置以彼此相对，气体流6从管部分5流向该室的轴线。除了管部分5之外，可交替地布置相应的一个加热件，热辐射8同样地从加热件朝向室的中心发射，其显然通过弯曲矢量提供。热发射件7和管部分5的交替布置提高了热传递到部件的效率。使用传送单元2将该部件沿传送部分传送通过处理室1并还被气体流6加热，气体流6通过接触热发射件7或处理室内被热发射件7加热的表面而被加热。

图2明显示出加热件7和流入开口5相对于传送单元2的传送部分的不同布置。为此，处理室1中传送单元2从第一室开口3移动到第二室开口4，其中，第一部分中，流入开口5和加热件7布置在第一位置9，第一位置9位于更接近传送部分处，且在另一部分中，流入开口5和加热件7布置在第二位置10，第二位置10位于相对传送部分更远的距离处。由于两管部分5之间的距离具有第一宽度11和第二宽度12，因此还明显的是加热件7和管部分5的侧向距离也可变化。

图3示出控制热辐射8的另一选择。为此，在处理室1中，传送单元2从第一室开口3穿过处理室1到第二室开口4，将加热件7交替地邻近每个入口件5设置。此外，在位于加热件7和传送单元2的传送部分之间设置偏转件13，并以此侧向偏转由加热件7发射的热辐射8，使得大量的热辐射8能够直接到达管部分5和布置在管部分5内的流入开口。这样，气体流6可被有效地加热且可将该吸收的热量移到传送单元2和布置在其上的部件。

图4示出用于加热具有可变流量的气体流6的另一选择。为此，在处理室1的平行于传送单元2的传送部分的方向的处理室1的壁处设置板状加热件14，所述板状加热件14均匀地将热辐射发射入处理室1。流入开口5设置在板状加热件14前，从而将由板状加热件14发射的热量移到传送单元2。从管部分5流出的气体射流6被分成第一部分射流15和第二部分射流16，由此可实现更宽的气体流分布并因此实现加大的体积流。

图5示出穿过具有流入开口18和相邻布置的另一流入开口19的管部分5的剖视图。这样，气体流被分成第一部分射流15和第二部分射流16。分开的处理气体射流的构造也例如在图4中示出。外径20和内径21代表管部分的明确的参数，因为有了这些参数，在固定设置的气体压力的情况下，可控制流动的流率和类型。

图6示出穿过仅具有一个流入开口18的管部分5的剖视图，其仅产生第一部分射流17。这对要在特定位置处产生流动尤其有利。

图7示出发明的模块，其中加压流体源22连接到由5个管部分2组成的管状通风调节装置。气态流体从每个管部分5流出。此外，加热线圈示出为加热件7并基本上在管状通风调节装置的表面上延伸。所示的加压流体源22使得能够在模块中实现不同管部分5内的气压的均匀分布。

图8示出穿过图7所示模块的剖视图，其中第一部分射流15和第二部分射流16流出管部分5并被加热件7发射的热加热。此外，设置偏转件13，其用于将热有效地移到管部分5。

图9和图10示出管部分5相对于传送单元2的传送部分23的方向的布置。图9相应地示出管部分5平行于传送单元2的传送部分23的方向的布置。流入开口5的布置相应地以横向于传送部分23的方向成直角示出。

图11示出焊接装置的设计，该焊接装置具有多个并排布置的加热模块或冷却模块，如图7所示。为此，处理室1由8个模块组成，每个模块具有通风调节装置，通风调节装置有管部分5和呈加热线圈形式的加热件7。这些模块可通过连接件24连接到加压流体源且可通过连接器25连接到加热装置。

应注意，本发明的实现不局限于图1-11所描述的示例性实施例，而是也可实施多种改型。具体来说，加热件和冷却件的布置和类型以及传送单元的布置和处理室的几何形状可与所示装置不同。

因此，本发明显著有助于提高焊接装置中传热效率，因为除了热辐射之外，通过加热的流体流提高了所传递的热量。

附图标记列表

01处理室

02传送单元

03第一室开口

04第二室开口

05管部分

06气体流

07加热件

08热辐射

09第一位置

10第二位置

11第一宽度

12第二宽度

13偏转件

14板状加热件

15第一部分射流

16第二部分射流

17简单射流

18流入开口

19另一流入开口

20外径

21内径

22加压流体源

23传送方向

24到加压流体源的连接器

25到加热装置的连接器

Claims (17)

1.用于工件的热处理的装置，具体是用于配装有电气和电子部件的印刷电路板等的热处理的装置，所述装置包括处理室(1)，在所述处理室(1)中形成或布置有至少一个加热区域或冷却区域，所述加热区域或所述冷却区域具有加热装置或冷却装置，且所述各工件在沿传送部分被传送通过所述加热区域或所述冷却区域的同时被加热或冷却，

其特征在于，

可通过流入开口(18)将加压气态流体引入所述加热区域或所述冷却区域。

2.如权利要求1所述的装置，

其特征在于，

所述流入开口(18)至少布置在一个管部分(5)处，所述一个管部分(5)连接到加压流体源(22)。

3.如权利要求1所述的装置，

其特征在于，

所述流入开口(18)至少布置在中空室的一个壁处，所述中空室连接到加压流体源(22)。

4.如权利要求3所述的装置，

其特征在于，

所述壁形成所述处理室(1)的外壁的一部分。

5.如权利要求2所述的装置，

其特征在于，

多个管部分(5)布置在所述处理室(1)内并大致平行于所述各工件的传送方向(23)延伸。

6.如权利要求2所述的装置，

其特征在于，

多个管部分(5)布置在所述处理室(1)内并大致横向于所述工件的所述传送方向(23)延伸或与所述工件的所述传送方向(23)成一角度延伸。

7.如权利要求2、5或6所述的装置，

其特征在于，

所述流入开口(18)布置在所述各管部分(5)处，从而连续且彼此间隔开地线性设置。

8.如权利要求2或5至7所述的装置，

其特征在于，

所述流入开口(18)并排或相对彼此偏移一角度地布置在所述各管部分(5)处。

9.如权利要求5至8中任何项所述的装置，

其特征在于，

相应相邻的管部分(5)之间的距离在10mm到100mm之间。

10.如权利要求5至9中任何项所述的装置，

其特征在于，

所述各管部分(5)到所要处理的所述工件的距离在20mm到50mm之间。

11.如权利要求5至10中任何项所述的装置，

其特征在于，

可调整所述各管部分(5)彼此间的距离和/或到所要处理的所述工件的距离。

12.如权利要求5至11中任何项所述的装置，

其特征在于，

所述各管部分(5)可绕其纵向轴线转动。

13.如权利要求1至12中任何项所述的装置，

其特征在于，

所述流入开口(18)的直径在2mm到0.01mm之间，特别是在0.5mm到0.05mm之间。

14.如权利要求1至13中任何项所述的装置，

其特征在于，

相应相邻的流入开口(8)之间的距离在5mm到100mm之间。

15.如权利要求1至14中任何项所述的装置，

其特征在于，

所述处理室(1)与所述加压流体(22)之间的压力差在1巴到50巴之间。

16.如权利要求1至15中任何项所述的装置，

其特征在于，

所述加热装置或所述冷却装置具有至少一个板状加热件或板状冷却件(14)，所述板状加热件或板状冷却件(14)布置在所述管部分(5)的与所要处理的所述工件相对的一侧上。

17.如权利要求1至16中任何项所述的装置，

其特征在于，

所述加热装置或所述冷却装置具有至少一个杆形或管形加热件或冷却件(7)，所述加热件或冷却件(7)布置在所述管部分(5)的与所要处理的所述工件相对的一侧上，在所述管部分(5)和所要处理的所述工件之间或在相邻管部分(5)之间。

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