CN114160907A - 一种热风在线式真空焊接炉及其焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体焊接技术领域，具体公开了一种热风在线式真空焊接炉及其焊接工艺，其中，真空焊接炉包括炉体，炉体的一侧设有进料口，另一侧设有出料口，炉体的内部位于进料口和出料口之间依次设有预热区、恒温区、回流区、真空区以及冷却区；预热区内设有第一热风循环导流机构，恒温区内设有第二热风循环导流机构，回流区内设有第三热风循环导流机构，真空区内设有抽真空组件，冷却区内设有循环冷却机构。该真空焊接炉带有独立的预热区、恒温区、回流区、真空区以及冷却区，预热区、恒温区、回流区、真空区以及冷却区连接氮气接入口，真空区的抽真空组件保证炉体的内部处于真空负压环境，防止产品接触到氧气，可有效防止空洞的产生。
Description
技术领域
本发明涉及半导体焊接技术领域，尤其是涉及一种热风在线式真空焊接炉及其焊接工艺。
背景技术
随着电子元器件封装尺寸日渐缩小，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，人们一直希望焊接过程能在少氧或无氧的环境下进行。而目前的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，对于现有技术中的真空焊接炉，一般是在一个腔体空间内实现焊接整个过程。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能量的大量损耗；其次，频繁升温、降温对焊接设备本身会造成温度应力疲劳损伤；再者，升温和降温耗时比较长，降低了焊接效率。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种热风在线式真空焊接炉及其焊接工艺。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种热风在线式真空焊接炉,包括机架，安装在机架上的炉体，炉体的一侧设有进料口，另一侧设有出料口，炉体的内部位于所述进料口和出料口之间依次设有预热区、恒温区、回流区、真空区以及冷却区；
所述预热区内设有第一热风循环导流机构，所述恒温区内设有第二热风循环导流机构，所述回流区内设有第三热风循环导流机构，所述真空区内设有抽真空组件，所述冷却区内设有循环冷却机构。
进一步，所述第一热风循环导流机构包括安装在所述预热区处的第一密封盖，安装在第一密封盖上的第一气流循环电机，安装在所述第一密封盖下方的第一炉体单元以及设置在所述第一炉体单元内的第一导热组件，第一导热组件位于所述第一气流循环电机的下方。
进一步，所述第一导热组件包括安装在所述第一炉体单元内部的多个第一热风导流板，安装在第一热风导流板下方的第一电热丝，所述第一热风导流板上设有若干风口。
进一步，所述第二热风循环导流机构包括安装在所述恒温区处的第二密封盖，安装在第二密封盖上的第二气流循环电机，安装在所述第二密封盖下方的第二炉体单元以及设置在所述第二炉体单元内的第二导热组件，第二导热组件位于所述第二气流循环电机的下方。
进一步，所述第二导热组件包括安装在所述第二炉体单元内部的多个第二热风导流板，安装在第二热风导流板下方的第二电热丝，所述第二热风导流板上设有若干风口。
进一步，所述第三热风循环导流机构包括安装在所述第二炉体单元内部的多个第三热风导流板，安装在第三热风导流板下方的第三电热丝，所述第三热风导流板上设有若干热风导流嘴，热风导流嘴的端部朝向所述第二密封盖。
进一步，所述抽真空组件包括安装在所述真空区处的第三密封盖，安装在第三密封盖下方的第三炉体单元以及安装在所述第三密封盖上的真空泵。
进一步，所述第三炉体单元内设有传送组件，传送组件包括安装在所述第三炉体单元内的传动齿轮以及套设在传动齿轮上的传动链条；
所述第一炉体单元和第二炉体单元连接助焊剂处理装置，助焊剂处理装置包括回收箱，缠设在回收箱上的回流管，回流管的一端连接所述第一炉体单元或第二炉体单元的底部，另一端连接所述回收箱。
进一步，所述循环冷却机构包括安装在所述冷却区处的第四密封盖，安装在第四密封盖上的冷气上循环电机，安装在所述第四密封盖下方的第四炉体单元，设置在第四炉体单元内的多个冷却板，设置在冷却板下方的冷气下循环电机；
所述冷却板的表面设有冷风导流板，冷风导流板上设有若干风口，所述冷却板内设有冷却液循环通道，冷却液循环通道的端部连接冷却液供给管。
进一步，第一密封盖、第二密封盖、第三密封盖以及第四密封盖的四周带有密封条，保证安装的密封性，第一密封盖、第二密封盖、第三密封盖以及第四密封盖的内部夹层中填充隔热材料，保证良好的隔热效果。
进一步，所述预热区、恒温区、回流区、真空区以及冷却区连接氮气接入口。
热风在线式真空焊接炉的焊接工艺，包括如下步骤：
S1、将产品放入到炉体的进料口，通过封闭炉体的进料口和出料口；
S2、开启抽真空组件，保证炉体的内部处于真空负压环境；
S3、产品被传送到炉体内，并依次经过预热区、恒温区、回流区、真空区以及冷却区；
S4、在所述炉体的出料口卸料。
本发明的有益效果为：1、该真空焊接炉带有独立的预热区、恒温区、回流区、真空区以及冷却区，预热区、恒温区、回流区、真空区以及冷却区连接氮气接入口，真空区的抽真空组件保证炉体的内部处于真空负压环境，防止产品接触到氧气；
2、产品在炉体内部焊接的过程中，经过预热区、恒温区、回流区后被依次加热并达到焊接的效果，真空焊接炉可以通过控制真空度、加热速度、加热时间等因素，可有效防止空洞的产生，实现无空洞焊接；
3、通过以上结构设计，本装置对产品传输速度控制和温度曲线控制更精准，回流区温度曲线达到最佳融化状态，通过真空区可以排气泡，保证焊接质量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的组装示意图；
图3为本发明预热区的截面示意图；
图4为本发明恒温区和回流区的截面示意图；
图5为本发明冷却区的截面示意图；
图6为本发明助焊剂处理装置的示意图。
1、机架；2、炉体；21、进料口；22、出料口；23、预热区；24、恒温区；25、回流区；26、真空区；27、冷却区；3、第一热风循环导流机构；31、第一密封盖；32、第一气流循环电机；33、第一炉体单元；34、第一热风导流板；35、第一电热丝；4、第二热风循环导流机构；41、第二密封盖；42、第二气流循环电机；43、第二炉体单元；44、第二热风导流板；45、第二电热丝；5、第三热风循环导流机构；51、第三热风导流板；52、第三电热丝；53、热风导流嘴；6、抽真空组件；61、第三密封盖；62、第三炉体单元；63、真空泵；64、传动齿轮；65、传动链条；7、循环冷却机构；71、第四密封盖；72、冷气上循环电机；73、第四炉体单元；74、冷却板；75、冷气下循环电机；76、冷风导流板；77、冷却液循环通道；8、助焊剂处理装置；81、回收箱；82、回流管。
具体实施方式
如图1，图2所示，一种热风在线式真空焊接炉,包括机架1，安装在机架1上的炉体2，炉体2的一侧设有进料口21，另一侧设有出料口22，炉体2的内部位于进料口21和出料口22之间依次设有预热区23、恒温区24、回流区25、真空区26以及冷却区27；预热区23、恒温区24、回流区25、真空区26以及冷却区27中任意一区均可连接氮气接入口。
预热区23内设有第一热风循环导流机构3，恒温区24内设有第二热风循环导流机构4，回流区25内设有第三热风循环导流机构5，真空区26内设有抽真空组件6，冷却区27内设有循环冷却机构7。
进一步，如图3所示，第一热风循环导流机构3包括安装在预热区23处的第一密封盖31，安装在第一密封盖31上的第一气流循环电机32，安装在所述第一密封盖31下方的第一炉体单元33以及设置在第一炉体单元33内的第一导热组件，第一导热组件位于第一气流循环电机32的下方。
第一导热组件包括安装在第一炉体单元33内部的多个第一热风导流板34，安装在第一热风导流板34下方的第一电热丝35，第一热风导流板34上设有若干风口。
如图4所示，第二热风循环导流机构4包括安装在恒温区24处的第二密封盖41，安装在第二密封盖41上的第二气流循环电机42，安装在第二密封盖41下方的第二炉体单元43以及设置在所述第二炉体单元43内的第二导热组件，第二导热组件位于所述第二气流循环电机42的下方，第二导热组件包括安装在所述第二炉体单元43内部的多个第二热风导流板44，安装在第二热风导流板44下方的第二电热丝45，所述第二热风导流板44上设有若干风口。
第三热风循环导流机构5包括安装在所述第二炉体单元43内部的多个第三热风导流板51，安装在第三热风导流板51下方的第三电热丝52，所述第三热风导流板51上设有若干热风导流嘴53，热风导流嘴53的端部朝向所述第二密封盖43。热风导流嘴53具有气流导向作用，不会让热风气体太分散，根据数量和密度控制流出气体，此处气体是循环气体，可以是氮气，也可以是空气。
需要说明的，预热区23、恒温区24、回流区25内的各个热风导流板的温度可控，且温度依次增加，其设定温度为100摄氏度，200摄氏度，220摄氏度，240摄氏度至350摄氏度。
进一步，抽真空组件6包括安装在所述真空区26处的第三密封盖61，安装在第三密封盖61下方的第三炉体单元62以及安装在所述第三密封盖61上的真空泵63。
第三炉体单元62内设有传送组件，传送组件包括安装在第三炉体单元62内的传动齿轮64以及套设在传动齿轮64上的传动链条65；
如图5所示，循环冷却机构7包括安装在所述冷却区27处的第四密封盖71，安装在第四密封盖71上的冷气上循环电机72，安装在所述第四密封盖71下方的第四炉体单元73，设置在第四炉体单元73内的多个冷却板74，设置在冷却板74下方的冷气下循环电机75；
冷却板74的表面设有冷风导流板76，冷风导流板76上设有若干风口，冷却板74内设有冷却液循环通道77，冷却液循环通道77的端部连接冷却液供给管。
进一步，如图6所示，第一炉体单元33和第二炉体单元43连接助焊剂处理装置8，助焊剂处理装置8包括回收箱81，缠设在回收箱81上的回流管82，回流管82的一端连接第一炉体单元33或第二炉体单元43的底部，另一端连接回收箱81，回收箱81可以安装过滤器对回收的助焊剂进行过滤。
进一步，第一密封盖31、第二密封盖41、第三密封盖61以及第四密封盖71的四周带有密封条，保证安装的密封性，第一密封盖31、第二密封盖41、第三密封盖61以及第四密封盖71的内部夹层中填充隔热材料，保证良好的隔热效果。
该热风在线式真空焊接炉的焊接工艺，包括如下步骤：
步骤S1、将产品放入到炉体2的进料21，通过封闭炉体2的进料口21和出料口22；
步骤S2、开启抽真空组件，保证炉体2的内部处于真空负压环境；
步骤S3、产品被传送到炉体内，并依次经过预热区23、恒温区24、回流区25、真空区26以及冷却区27；
产品输送到预热区23时，第一热风循环导流机构3产生的热气流被第一热风导流板34导出并与产品接触，起到了预热的效果；产品进入恒温区24后，第二热风循环导流机构4产生的热气流被第二热风导流板44导出并与产品接触，起到了恒定加热的效果；产品进入回流区25后，此时，第三热风循环导流机构5产生的热气流被第三热风导流板51导出并与产品接触，温度达到最高，焊料完全融化后，真空区检测到产品到位，第三密封盖61下降关闭，启动抽真空操作，达到抽真空时间，氮气接入口冲入氮气释放真空，等到常压，第三密封盖61开启，传输至冷却区冷却，冷却区分为三个，温区越长，降温速度越快。
步骤S4、在炉体2的出料口22卸料。
综上所述，该真空焊接炉带有独立的预热区23、恒温区24、回流区25、真空区26以及冷却区27，预热区23、恒温区24、回流区25、真空区26以及冷却区27均可连接氮气接入口，真空区26的抽真空组件保证炉体2的内部处于真空负压环境，防止产品接触到氧气；
产品在炉体内部焊接的过程中，经过预热区23、恒温区24、回流区25后被依次加热并达到焊接的效果，真空焊接炉可以通过控制真空度、加热速度、加热时间等因素，可有效防止空洞的产生，实现无空洞焊接；
通过以上结构设计，本装置对产品传输速度控制和温度曲线控制更精准，回流区温度曲线达到最佳融化状态，通过真空区可以排气泡，保证焊接质量。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种热风在线式真空焊接炉,包括机架，安装在机架上的炉体，炉体的一侧设有进料口，另一侧设有出料口，其特征在于，炉体的内部位于所述进料口和出料口之间依次设有预热区、恒温区、回流区、真空区以及冷却区；
所述预热区内设有第一热风循环导流机构，所述恒温区内设有第二热风循环导流机构，所述回流区内设有第三热风循环导流机构，所述真空区内设有抽真空组件，所述冷却区内设有循环冷却机构。
2.根据权利要求1所述的一种热风在线式真空焊接炉,其特征在于，所述第一热风循环导流机构包括安装在所述预热区处的第一密封盖，安装在第一密封盖上的第一气流循环电机，安装在所述第一密封盖下方的第一炉体单元以及设置在所述第一炉体单元内的第一导热组件，第一导热组件位于所述第一气流循环电机的下方。
3.根据权利要求2所述的一种热风在线式真空焊接炉,其特征在于，所述第一导热组件包括安装在所述第一炉体单元内部的多个第一热风导流板，安装在第一热风导流板下方的第一电热丝，所述第一热风导流板上设有若干风口。
4.根据权利要求2所述的一种热风在线式真空焊接炉,其特征在于，所述第二热风循环导流机构包括安装在所述恒温区处的第二密封盖，安装在第二密封盖上的第二气流循环电机，安装在所述第二密封盖下方的第二炉体单元以及设置在所述第二炉体单元内的第二导热组件，第二导热组件位于所述第二气流循环电机的下方。
5.根据权利要求4所述的一种热风在线式真空焊接炉,其特征在于，所述第二导热组件包括安装在所述第二炉体单元内部的多个第二热风导流板，安装在第二热风导流板下方的第二电热丝，所述第二热风导流板上设有若干风口。
6.根据权利要求4所述的一种热风在线式真空焊接炉,其特征在于，所述第三热风循环导流机构包括安装在所述第二炉体单元内部的多个第三热风导流板，安装在第三热风导流板下方的第三电热丝，所述第三热风导流板上设有若干热风导流嘴，热风导流嘴的端部朝向所述第二密封盖。
7.根据权利要求6所述的一种热风在线式真空焊接炉,其特征在于，所述抽真空组件包括安装在所述真空区处的第三密封盖，安装在第三密封盖下方的第三炉体单元以及安装在所述第三密封盖上的真空泵。
8.根据权利要求7所述的一种热风在线式真空焊接炉,其特征在于，所述第三炉体单元内设有传送组件，传送组件包括安装在所述第三炉体单元内的传动齿轮以及套设在传动齿轮上的传动链条；
所述第一炉体单元和第二炉体单元连接助焊剂处理装置，助焊剂处理装置包括回收箱，缠设在回收箱上的回流管，回流管的一端连接所述第一炉体单元或第二炉体单元的底部，另一端连接所述回收箱。
9.根据权利要求7所述的一种热风在线式真空焊接炉,其特征在于，所述循环冷却机构包括安装在所述冷却区处的第四密封盖，安装在第四密封盖上的冷气上循环电机，安装在所述第四密封盖下方的第四炉体单元，设置在第四炉体单元内的多个冷却板，设置在冷却板下方的冷气下循环电机；
所述冷却板的表面设有冷风导流板，冷风导流板上设有若干风口，所述冷却板内设有冷却液循环通道，冷却液循环通道的端部连接冷却液供给管。
10.一种基于权利要求1至9中任意一项所述的热风在线式真空焊接炉的焊接工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将产品放入到炉体的进料口，通过封闭炉体的进料口和出料口；
S2、开启抽真空组件，保证炉体的内部处于真空负压环境；
S3、产品被传送到炉体内，并依次经过预热区、恒温区、回流区、真空区以及冷却区；
S4、在所述炉体的出料口卸料。
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