CN102581417A - 可提高热源利用率的微型回流焊台 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可提高热源利用率的微型回流焊台，由控制器、两个加热器、底板与传动机构构成，其中，控制器与传动机构均安装在底板上，第一加热器与传动机构相连接，第二加热器与底板相连接，第一加热器的工作面采用相对应的方式垂直设置在第二加热器的工作面上侧；第一加热器与第二加热器均是由热盘、多个电热管、测温传感器、隔热垫与过渡板构成。本发明设计结构合理，能够提高热源的利用率，以获得较大的热功率密度，通过两个加热器以达到直接对夹具的顶部表面与底部表面进行同步传导加热的目的，使夹具中的元器件可同时获得加热器传导的热量与夹具内部产生的辐射热量，以实现对夹具内元器件进行回流焊操作。

Description

可提高热源利用率的微型回流焊台
技术领域
本发明涉及焊台技术领域，特别是一种回流焊台，尤其是一种可提高热源利用率的微型回流焊台。 
背景技术
回流焊是电子工业中的一项通用工艺，常规的回流焊设备多为隧道式回流焊炉或上开式回流焊箱。上述两种回流焊设备的热功率分别5kw与3kw。并且都是采用辐射为主的加热方式，其加热功率密度都在3w/cm2左右，能满足大而薄的印刷电路板的焊接条件。 
随着新型电子元器件产品的不断涌现，对回流焊工艺提出了新的要求。在制造一些结构复杂的元器件，有时必须把焊件约束在专用金属夹具中，连同夹具一起回流焊，焊后取出元器件。然而，由于夹具的投影面积较小，热容量却比单纯的印刷电路板大得多，把元器件置于热功率密度较低的现有回流焊设备里会大大降低对热源的利用率，因此，很难获得符合要求的回流焊温度曲线。 
发明内容
针对上述技术的不足之处，本发明提供一种能够获得较大的热功率密度，以实现对夹具中的元器件进行回流焊操作的可提高热源利用率的微型回流焊台。 
为实现上述目的，本发明提供一种可提高热源利用率的微型回流焊台，由控制器、加热器、底板与传动机构构成，所述控制器与所述传动机构均安装在所述底板上，所述加热器的数量为两个，所述第一加热器与所述传动机构相连接，所述第二加热器与所述底板相连接，所述第一加热器的工作面采用相对应的方式垂直设置在所述第二加热器的工作面上侧。 
所述第一加热器与所述第二加热器均是由热盘、多个电热管、测温传感器、隔热垫与过渡板构成，所述热盘设置在所述过渡板的上侧，所 述隔热垫设置在所述热盘与所述过渡板之间，所述多个电热管设置在所述热盘的内部，所述测温传感器设置在所述热盘靠近工作面一侧的中部。 
所述传动机构由气缸、横梁、横板、导柱与导套构成，所述气缸安装在所述横梁上，所述气缸的输出端贯穿于所述横梁的内部并固定在所述横板上的接头中，所述导柱由上至下依次贯穿于所述横梁、所述横板、所述导套与所述底板的内部。 
所述第一加热器悬挂在所述横板的底部。 
所述第二加热器悬挂在所述底板的底部，所述热盘的上部贯穿于所述底板表面的通孔中，所述热盘的工作面与所述底板的顶部表面呈同一平面设置。 
在所述热盘的外侧边缘与所述通孔的内侧边缘之间还设有间隙。 
与现有技术相比，本发明具有以下优点： 
本发明的设计结构合理，能够提高热源的利用率，以获得较大的热功率密度，通过两个加热器以达到直接对夹具的顶部与底部进行同步传导加热的目的，使夹具中的元器件可同时获得加热器传导的热量与夹具内部产生的辐射热量，以实现对夹具内元器件进行回流焊操作。本发明采用热传导方式，通过将较小的热源集中使用，以获得较大的热功率密度，因此，更适用于对小尺寸印刷电路板、组合阻容元件和厚膜混合电路等必须装在夹具内一起施焊的小型产品进行回流焊操作。 
附图说明
图1为本发明的主视图； 
图2为图1的侧视图； 
图3为图1与图2中加热器的半剖侧视图； 
图4为图3的半剖俯视图； 
图5与图6为本发明的“时间-温度”曲线示意图。 
主要符号说明如下： 
1-气缸           2-横梁          3-导柱 
4-横板           5-导套          6-接头 
7-底板           8-控制器        9-启动按钮 
10-第一加热器    11-第二加热器   12-夹具 
13-间隙          14-热盘         15-电热管 
16-测温传感器    17-隔热垫    18-过渡板 
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。 
如图1与图2所示，本发明提供一种可提高热源利用率的微型回流焊台，由控制器、两个加热器、底板与传动机构构成。控制器8与传动机构均安装在底板7上，在控制器上设置有启动按钮9，该控制器8采用北京赛德恒公司的K7-A200型控制器。第一加热器10与传动机构相连接，第二加热器11与底板7相连接，第一加热器10设置在第二加热器11的上端。其中，第一加热器10的工作面采用相对应的方式垂直设置在第二加热器11的工作面上侧。 
传动机构由气缸1、横梁2、横板4、导柱3与导套5构成。其中，气缸1安装在横梁2上，气缸1的输出端贯穿于横梁2的内部并固定在横板4上的接头6中。导柱3的数量为两个，并且由上至下依次贯穿于横梁2、横板4、导套5与底板7的内部。 
第一加热器10悬挂在横板4的底部，第二加热器11悬挂在底板7的底部。采用悬挂的方式分别将第一加热器以及第二加热器与横板以及底板相连接，不但可以阻绝或减少热量的传导，减少能耗，还可以避免其他组件的有害升温。第二加热器11的上部贯穿于底板7表面的通孔中，其顶部的工作面与底板7的顶部表面为同一平面设置，可将内置有元器件的夹具12放置在第二加热器11的顶部表面上。在第二加热器11的外侧表面与底板表面的通孔之间还设有环状间隙13，其中，第二加热器的外侧表面与通孔的内侧表面之间的间隙不小于3mm。通过该间隙13可防止底板7与第二加热器11接触的部位被第二加热器发出的热量所影响，另外，该间隙可以对第二加热器发出的热量起来导流的作用。 
本发明在使用时，控制器对气缸的输出端进行控制，使其进行垂直向下的运动，在其运动过程中，带动横板与两个导套在两个导柱上也进行垂直向下的运动。而横板在垂直向下的运动过程中，从而使得第一加热器的底部表面向其下端的第二加热器靠近。当第一加热器与夹具的顶部相接触时，便与第二加热器共同完成了对夹具内元器件的回流焊操作。 
通过两个加热器以达到直接对夹具的顶部与底部进行同步传导加热的目的，能够提高热源的利用率，以获得较大的热功率密度，使夹具中的元器件可同时获得加热器传导的热量与夹具内部产生的辐射热量，以实现对夹具内元器件进行回流焊操作。 
如图3与图4所示，第一加热器与第二加热器均是由热盘14、电热管15、测温传感器16、隔热垫17与过渡板18构成。其中，热盘14设置在过渡板18的上侧，隔热垫17设置在热盘14与过渡板18之间。本实施例中，电热管的数量为两个，并且分别设置在热盘内部的电热管安装位中，测温传感器16设置在两个电热管15之间，并且尽量靠近热盘工作面的一侧，而隔热垫17和过渡板18则依次固定在热盘14远离工作面的一侧。 
热盘可采用用铝、铜等良导热材料制造，在本实例中，热盘采用LY-10型铝合金制造，其外形尺寸为φ60*24。两个电热管均为φ12*60/150W/220V的商品电热管，其总功率为600W，热功率密度可达到10.5w/cm2，在其他场合，可根据产品所需的夹具大小，对热盘尺寸、电热管数量及电热管功率大小等条件做适当的增减，其原则是必须得到充分的热传导面积和足够的供热功率。测温传感器为PT-100标准的测温传感器。 
如图5所示，把欲焊接的元器件按工艺要求装在夹具里，将它们推放在第二加热器的中部。 
开启控制器的启动按钮，气缸下行，第一加热器贴压在夹具上；同时，两个加热器同时上电，按设定的曲线要求升温：ts-a-b-c-d。当到达d值时，两个加热器自动断电、气缸自动上行至上死点停止，并发出声光警报，系统进入降温等候状态。这时，人工将夹具由第二加热器上推出，夹具在底板上散热，温度沿d-e自然冷却，从而完成一轮焊接。人们在设备自动运行的期间，可以做下一轮的准备操作。 
另外，在连续工作场合中，当完成一轮焊接后，不论加热器冷却程度如何，均可随时将下一个夹具推入第二加热器上，重复上述操作过程，执行又一轮的回流焊接。 
由图6所示，当推出前一个夹具后，此时加热器还处在极端温度(th)的情况，如果立即推入另一个新夹具，那么，含有余热的加热器的热量会被冷夹具吸收，加热器的温度沿 
Figure BDA0000142119040000041
曲线下降；与此同时，冷夹具 吸收加热器的热量，温度沿 
Figure BDA0000142119040000051
曲线上升。当它们最终将与设定的控制线ts-a在0点交汇时，控制器即刻进入0-a-b-c-d加电控制状态，保证预设的后续回流焊条件。 
在其他任何时刻(加热器在ts-th任何温度)把冷夹具推入加热器施焊时，其不受控的起始段温度，将不会越出 
Figure BDA0000142119040000052
与ts-0构成的弓形阴影区。在此区域内的任何温度曲线的上升斜率，均远远小于4℃/秒这一损坏性热冲击标准。 
显然，上述操作的优点是：可以利用余热，简化控制，操作随意。 
本发明通过两个加热器以实现直接对夹具的顶部表面与底部表面进行同步传导加热，能够提高热源的利用率，以获得较大的热功率密度，使夹具中的元器件可同时获得加热器传导的热量与夹具内部产生的辐射热量，以实现对夹具内元器件进行回流焊操作。 
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (6)

1.一种可提高热源利用率的微型回流焊台，由控制器、加热器、底板与传动机构构成，所述控制器与所述传动机构均安装在所述底板上，其特征在于，所述加热器的数量为两个，所述第一加热器与所述传动机构相连接，所述第二加热器与所述底板相连接，所述第一加热器的工作面采用相对应的方式垂直设置在所述第二加热器的工作面上侧。
2.根据权利要求1所述的可提高热源利用率的微型回流焊台，其特征在于，所述第一加热器与所述第二加热器均是由热盘、多个电热管、测温传感器、隔热垫与过渡板构成，所述热盘设置在所述过渡板的上侧，所述隔热垫设置在所述热盘与所述过渡板之间，所述多个电热管设置在所述热盘的内部，所述测温传感器设置在所述热盘靠近工作面一侧的中部。
3.根据权利要求2所述的可提高热源利用率的微型回流焊台，其特征在于，所述传动机构由气缸、横梁、横板、导柱与导套构成，所述气缸安装在所述横梁上，所述气缸的输出端贯穿于所述横梁的内部并固定在所述横板上的接头中，所述导柱由上至下依次贯穿于所述横梁、所述横板、所述导套与所述底板的内部。
4.根据权利要求3所述的可提高热源利用率的微型回流焊台，其特征在于，所述第一加热器悬挂在所述横板的底部。
5.根据权利要求2所述的可提高热源利用率的微型回流焊台，其特征在于，所述第二加热器悬挂在所述底板的底部，所述热盘的上部贯穿于所述底板表面的通孔中，所述热盘的工作面与所述底板的顶部表面呈同一平面设置。
6.根据权利要求5所述的可提高热源利用率的微型回流焊台，其特征在于，在所述热盘的外侧边缘与所述通孔的内侧边缘之间还设有间隙。
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