一种具有子母工装分离匹配的回流炉及回流焊接方法
技术领域
本发明发明涉及半导体制程技术领域,尤其是涉及一种具有子母工装分离匹配的回流炉及回流焊接方法。
背景技术
在半导体行业,通过焊料将元器件同基板组装,并焊接到一起,是一段关键的制程工艺,组装、焊接、冷却等多个工序,彼此链接,采用的工装治具,具有通用性,需整体考虑。毫米波(transmitter and receiver TR)组件焊接,为了实现多面同时焊接,要用子工装(子载具、子托盘)对焊接产品(组合体)各个面的元件进行固定,然后统一完成焊接。
为此往往需要设计母工装(母载具、母托盘)和子工装(子载具、子托盘)进行匹配:将元器件和基板,通过子工装(子载具、子托盘)固定,然后将组装好后的子工装(子载具、子托盘),统一放到母工装(母载具、母托盘)上,进行各个工位的传递。
对于设备而言,组装和焊接,是不同的工序,生产的厂家通常不同,在设计的理念上,基于产品工艺的考虑,往往围绕自身的设备展开,很难细致的评估产品上源和下道工序的通用性。
热风回流式焊接机,是通过热风的对流将热量传递到焊接产品(组合体)表面,工件预热后升温,再通过热传导,将对应的焊料熔化,完成焊接。
现有技术中,热风回流式焊接机进行毫米波TR组件焊接工艺为:首先将多个子工装体(例如子工装体A、子工装体B、子工装体C、…)组合成子工装(子载具、子托盘),子工装(子载具、子托盘)固定在母工装(母载具、母托盘)的固定位置,子母工装组合成一体,产品放入子工装(子载具、子托盘)固定位置,子母工装送入回流炉腔对产品进行焊接。
子工装(子载具、子托盘)热熔通常是产品的几十倍,而为了承接各个子工装(子载具、子托盘)的分部,同样需要一个更大的母工装(母载具、母托盘)承接,过大过重的工装,焊接过程中吸收更多的焊接热量,冷却中同样需求等量的冷源,严重增加了能耗。而且过重的工装,也增加链条的承重,对于多段链条设计的回流炉,前段链条的轻微下榻,也易导致前后段行动中产生卡料现在,严重的会损伤设备和产品。
如果工装过大,包裹焊接工件过密,则热风传导原理受到破坏,热风需先将工装加热,工装再把热量通过传导和辐射的方式,传递到焊接产品(组合体),完成焊接,此过程严重影响到工作效率,产生焊接迟滞,工装加热和降温,都消耗大量能量,造成浪费,随着功率的增加,一些低功率的焊接炉,不能满足要求,设备采购成本增高。
现有技术中,针对上述问题往往对母工装(母载具、母托盘)和子工装(子载具、子托盘)采取镂空设计,以降低工装的重量和比热,但相比焊接的产品,工装重量和比热仍较高。
发明内容
本发明发明提供了一种具有子母工装分离匹配的回流炉及回流焊接方法,以解决现有技术中毫米波TR组件焊接工装重量大、比热高导致的能量浪费,及回流炉容易损坏的技术问题。
本发明的一个方面在于提供一种具有子母工装分离匹配的回流炉,所述回流炉包括:前端入口模组、后端出口模组,
以及间于所述前端入口模组和后端出口模组之间的回流炉腔,所述回流炉腔,用于对子工装上的产品进行回流焊,
其中,所述回流炉腔下方形成母工装传输通道,所述母工装传输通道连通所述前端出口模组的底部与所述后端出口模组的底部;
当匹配的子母工装到达所述前端入口模组,匹配的子母工装分离,子工装进入回流炉腔对产品进行回流焊,母工装由前端入口模组的顶部下降至前端入口模组的底部,进入所述母工装传输通道;
当母工装到达后端出口模组的底部,所述母工装由后端出口模组的底部上升至后端出口模组的顶部,与传出所述回流炉腔并到达所述后端出口模组的子工装匹配。
在一个较佳的实施例中,所述前端入口模组设置脱离机构,匹配的子母工装通过所述脱离机构将子母工装分离。
在一个较佳的实施例中,所述前端入口模组设置下降机构,所述母工装通过所述下降机构带动,由前端入口模组的顶部下降至前端入口模组的底部。
在一个较佳的实施例中,所述后端出口模组设置上升机构,所述母工装通过所述上升机构带动,由后端出口模组的底部上升至后端出口模组的顶部。
在一个较佳的实施例中,所述回流炉内设置子工装传输机构,所述母工装传输通道内设置母工装传输机构。
在一个较佳的实施例中,所述母工装传输机构包括传输轨道,以及布置在所述传输轨道上的滚轮。
本发明的另一个方面在于提供一种具有子母工装分离匹配的回流焊方法,利用本发明提供的一种具有子母工装分离匹配的回流炉对产品进行回流焊,所述回流焊方法包括:
子工装与母工装匹配,子工装上放置产品;
匹配的子母工装传输至回流炉的前端入口模组;
匹配的子母工装分离,子工装进入回流炉腔对产品进行回流焊,母工装由前端入口模组的顶部下降至前端入口模组的底部,进入所述母工装传输通道;
母工装到达后端出口模组的底部,由后端出口模组的底部上升至后端出口模组的顶部,与传出所述回流炉腔并到达所述后端出口模组的子工装匹配。
在一个较佳的实施例中,所述子工装是多个子工装体组合的子工装组合体。
在一个较佳的实施例中,在后端出口模组子母工装匹配前,对子工装进行冷却。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明提供的一种具有子母工装分离匹配的回流炉及回流焊接方法,焊接过程中母工装和子工装脱离,装有产品的子工装进入回流炉腔进行焊接,冷却也只需要冷却子工装和产品,就可以完成整个焊接工艺,极大提高焊接效率,提升焊接品质,回流炉寿命和稳定性也得到进一步提高。
本发明提供的一种具有子母工装分离匹配的回流炉及回流焊接方法,回流腔底部形成母工装传输通道,确保母工装不参与整个焊接和冷却过程,提高焊接效率和品质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一个实施例中一种具有子母工装分离匹配的回流炉前端视角的示意图。
图2为本发明一个实施例中一种具有子母工装分离匹配的回流炉后端视角的示意图。
图3为本发明一个实施例中一种具有子母工装分离匹配的回流焊方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的上述以及其他特征和优点更加清楚,下面结合附图进一步描述本发明。应当理解,本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的,仅是示例性的,而非限制性的。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
为了解决现有技术中毫米波TR组件焊接工装重量大、比热高导致的能量浪费,及回流炉容易损坏的技术问题,如图1所示本发明一个实施例中一种具有子母工装分离匹配的回流炉前端视角的示意图,图2所示本发明一个实施例中一种具有子母工装分离匹配的回流炉后端视角的示意图,根据本发明的实施例,一种具有子母工装分离匹配的回流炉,包括:前端入口模组100、后端出口模组200和回流炉主体300。
回流炉主体300分为上下两层,回流炉主体300上层为间于前端入口模组100和后端出口模组200之间的回流炉腔301,回流炉腔301,用于对子工装z上的产品进行回流焊。
回流炉腔301下方形成母工装传输通道302,即回流炉主体300下层为间于前端入口模组100和后端出口模组200之间母工装传输通道302,母工装传输通道302连通前端出口模组100的底部与后端出口模组200的底部。
当匹配的子母工装到达前端入口模组100的顶部入口101,匹配的子母工装分离,子工装z进入回流炉腔301对子工装z上的产品进行回流焊,母工装M由前端入口模组100的顶部下降至前端入口模组100的底部(图1中箭头a所示的方向),由前端入口模组100的底部入口102进入母工装传输通道302。
根据本发明的实施例,前端入口模组100设置脱离机构(图中未示出),匹配的子母工装通过脱离机构将子母工装分离。
在一些实施例中,脱离机构可以是三轴机构,以实现子母工装分离。在另一些实施例中,脱离机构可以是机械臂,以抓取的方式实现子母工装分离。
根据本发明的实施例,前端入口模组100设置下降机构(图中未示出),母工装M通过下降机构带动,由前端入口模组100的顶部下降至前端入口模组100的底部。
在一些实施例中,下降机构可以通过气缸驱动,或者在一些实施例中下降机构通过丝杠驱动,以实现母工装M由前端入口模组100的顶部下降至前端入口模组100的底部。
子工装z在回流炉腔301内由前端入口模组100向后端出口模组200传输(图1和图2中箭头b所示的方向),同时对子工装z上的产品进行焊接。
母工装M在母工装传输通道302内由前端入口模组100向后端出口模组200传输(图1和图2中箭头c所示的方向)。
在一些实施例中,回流炉301内设置子工装传输机构,母工装传输通道302内设置母工装传输机构。在进一步的实施例中,母工装传输机构包括传输轨道3021,以及布置在传送轨道3021上的滚轮3022,通过滚轮3022和传送轨道3021实现母工装M在母工装传输通道302内传输。
当母工装M到达后端出口模组200的底部出口202,母工装M由后端出口模组200的底部上升至后端出口模组200的顶部(图1和图2中箭头d所示的方向),与传出回流炉腔301并到达后端出口模组200的顶部出口201的子工装z匹配。
根据本发明的实施例,后端出口模组200设置上升机构(图中未示出),母工装M通过上升机构带动,由后端出口模组200的底部出口202上升至后端出口模组200的顶部出口201,与传出回流炉腔301并到达后端出口模组200的顶部出口201的子工装z匹配。
在一些实施例中,上升机构可以通过气缸驱动,或者在一些实施例中上升机构通过丝杠驱动,以实现母工装M由后端出口模组200的底部出口202上升至后端出口模组200的顶部出口201。
如图3所示本发明一个实施例中一种具有子母工装分离匹配的回流焊方法的工艺流程图,根据本发明的实施例,提供一种具有子母工装分离匹配的回流焊方法,包括如下方法步骤:
步骤S1、子工装组合。
根据本发明的实施例,子工装z是多个子工装体组合的子工装组合体。将多个子工装体(例如子工装体A、子工装体B、子工装体C、…)组合成子工装z。
步骤S2、子母工装匹配。
将子工装z放在母工装M的固定位置,子工装z与母工装M匹配组合为一体。
步骤S3、子工装上放置产品。
将待焊接的产品放置在子工装z的固定位置。
步骤S4、匹配的子母工装传输至回流炉的前端入口模组。
将匹配的子母工装传输至回流炉的前端入口模组100的顶部入口101。
步骤S5、子母工装分离。
通过前端入口模组100设置的脱离机构将子母工装分离为自工装z和母工装M。
步骤S6、子工装z进入回流炉腔301,母工装M进入母工装传输通道302。
匹配的子母工装分离后,子工装z进入回流炉腔301对产品进行回流焊。子工装z在回流炉腔301内由前端入口模组100向后端出口模组200传输(图1和图2中箭头b所示的方向),同时对子工装z上的产品进行焊接。
母工装M通过下降机构带动,由前端入口模组100的顶部下降至前端入口模组100的底部(图1中箭头a所述的方向),由前端入口模组100的底部入口102进入母工装传输通道302。
步骤S7、子工装z冷却。
子工装z在回流炉腔301对产品进行回流焊后,传出回流炉腔301并到达后端出口模组200的顶部出口201,对子工装z和子工装z上的产品进行冷却。
步骤S8、子母工装匹配。
母工装M在母工装传输通道302内由前端入口模组100向后端出口模组200传输(图1和图2中箭头c所示的方向)。当母工装M到达后端出口模组200的底部出口202,母工装M通过上升机构带动,由后端出口模组200的底部出口202上升至后端出口模组200的顶部出口201(图1和图2中箭头d所示的方向),与传出回流炉腔301并到达后端出口模组200的顶部出口201的子工装z匹配。
子母工装匹配后,将子工装z上的产品取走,匹配后的子母工装进如下一个流程。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。