DK157589B - Fremgangsmaade og apparat til varmebehandling - Google Patents
Fremgangsmaade og apparat til varmebehandling Download PDFInfo
- Publication number
- DK157589B DK157589B DK409385A DK409385A DK157589B DK 157589 B DK157589 B DK 157589B DK 409385 A DK409385 A DK 409385A DK 409385 A DK409385 A DK 409385A DK 157589 B DK157589 B DK 157589B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- temperature
- zone
- panel
- solder
- circuit board
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/005—Soldering by means of radiant energy
- B23K1/0053—Soldering by means of radiant energy soldering by means of I.R.
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/008—Soldering within a furnace
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
- B23K2101/42—Printed circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Tunnel Furnaces (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Description
DK 157589 B
i
Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde og et apparat til varmebehandling ved hjælp af ufokuserede infrarøde panelstrålere, især til lodning af flademonterede komponenter på trykte kredsløbsplader, som med påsatte kom-5 ponenter og loddemiddel bevæges gennem flere opvarmningszoner.
Den hastige teknologiske udvikling i forbindelse med trykte kredsløb og miniatureseringen af sådanne har skabt et voksende behov for hensigtsmæssige 1oddemetoder. Flere 10 komponenter anbringes på mindre plads end tidligere, og det deraf følgende større antal af tættere liggende lodde-steder giver behov for en pålidelig metode til masselodning.
Den konduktive metode, hvor komponentsamlinger opvarmes på en varm plade er langsommelig, meget energiforbrug-15 ende og vanskelig at styre. Den konduktive metode er uegnet i forbindelse med hybridkredsløb og giver risiko for ødelæggelse af temperaturfølsomme komponenter.
Ved den konvektive metode rettes opvarmet luft med stor hastighed mod kredsløbet. Metoden er langsom og uøko-20 nomisk, unøjagtig og giver, som den konduktive metode, risiko for ødelæggelse af sarte komponenter, fordi disse alle bringes op på den temperatur, som er nødvendig for at lod-demidlet skal smelte.
Dampfasemetoden, som er forholdsvis ny, udnytter kon-25 densationsopvarmning ved direkte kontakt. Kredsløbet, der skal opvarmes, nedsænkes i en atmosfære af dampe frembragt af en kogende fluorocarboneret væske. Dampene,ved væskens kogepunkt, omslutter kredsløbet og begynder at kondensere. Herved afgives den latente fordampningsvarme og kredsløbets 30 temperatur øges til væskens smeltepunkt. Dette medfører, at loddemidlet smelter.
En fordel ved dampfasemetoden er muligheden for at styre loddetemperaturen svarende til væskens smeltepunkt. Overophedning er således udelukket. Det er imidlertid ikke 35 muligt at opnå temperaturer over 253°C, da man endnu ikke kender fluorocarbonerede væsker med højere smeltepunkt. Anvendelsen af dampfasemetoden i forbindelse med varierende 1oddemidler er uhensigtsmæssigt, fordi ændring af loddetemperaturen (loddemidlets flydetemperatur) kræver udskiftning
DK 157589B
2 af væsken. Det er også en ulempe, at alle kredsløbskomponenter opvarmes lige meget, nemlig til væskens smeltepunkt.
Infrarøde ovne med fokuserede wolframglødelamper, som anvendes til overfladebinding på keramiske substrater er 5 ikke egnede i forbindelse med kredsløbsplader af epoxy/ glas eller polyimid/glas.
Fokuserede infrarøde strålere udsender typisk infrarød stråling i de nære eller middel infrarøde områder. Den reflektive og farveselektive natur af disse korte bølgelæng-10 der medfører,sammen med varierende materialegeometri og var-meledningsevne for komponenter og substrat store temperaturforskelle,^ T,mellem komponenter og substrat i loddepunkt-erne. Sådanne store temperaturforskelle kan medføre forkulning af polymere samlinger og ødelæggelse af varmefølsomme 15 komponenter.
Endvidere er energiforbruget stort. En fokuseret infrarød stråler af lampetype arbejder ved temperaturer op til 2700 K og forbruger 1000 W. I nogle varmebehandlingsapparater anvendes op til 60 sådanne lamper.
20 En typisk ovn med fokuserede infrarøde lamper består af en tunnel med et behandlingsområde, der har en længde på omkring 76,2 cm. Området er afgrænset af ildfaste sten, isolering og en ydre kappe af stål. Lamperne er anbragt ækvidistant over og under et transportbånd og nærmer sig dette 25 i transportretningen i et forsøg på at opnå en kontrollerbar, kraftig temperaturstigning for optimal lodning ved en given transporthastighed.
Formålet med opfindelsen er at anvise en fremgangsmåde og et apparat til varmebehandling, især lodning af flade-30 monterede komponenter på trykte kredsløbsplader ved anvendelse af ufokuserede infrarøde panelstrålere, som arbejder i det middel og fjerne infrarøde område, og hvor en lille temperaturforskel mellem komponenter og plade kan opnås samtidig med, at energiforbruget er lavt.
35 Dette opnås ifølge opfindelsen ved den i krav 1 anviste fremgangsmåde, henholdsvis ved det i krav 9 anviste apparat.
DK 157589 B
3
Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et apparat ifølge opfindelsen i perspektiv, fig. 2 samme set forfra og delvis gennemskåret, 5 fig. 3 et snit langs linien 3-3 i fig. 2, fig. 4 et snit langs linien 4-4 i fig. 2, fig. 5 i perspektiv og delvis gennemskåret en i appara-tet indgående panelstråler og fig. 6 en grafisk repræsentation af temperaturprofiler 10 ved lodning.
Fig. 1 og 2 viser et apparat for infrarød varmebehandling og med en transportør, eksempelvis et transportbånd 11, hvorfra produkter kan ledes gennem et antal, eksempelvis som vist seks behandlingszoner.
15 Hver varmebehandlingszone 1,3,4 og 5 indeholder mindst én ufokuseret infrarød panelstråler, som udsender strålingsenergi mod de produkter, som passerer gennem zonen. Zone 1 har en toppanelstråler 12. Zonerne 3,4 og 5 har hver en top-panelstråler 14,16 henholdsvis 18 og en bundpanelstråler 2o 15,17 henholdsvis 19. Zonerne 4 og 5 har samme tværsnit som zone 3, der er vist i fig. 4. Panelstrålerne styres individuelt af mikroprocessorer. Hver af zonerne 3-5 kan bibringes en særlig atmosfære via kanaler 13.
Hver varmebehandlingszone er omgivet af isolerende lag.
25 I zone 1, der er uden bundpanelstråler, kan bunden eksempelvis være isoleret ved hjælp af tre isoleringsplader 30 (fig.
3), medens bunden i zonerne 3,4 og 5, der har en bundpanelstråler, kan være isoleret ved hjælp af en enkelt isoleringsplade 33 anbragt under bundpanelstrålerne (fig- 4). Siderne 30 i de fire varmebehandlingszoner 1,3,4 og 5 kan være isoleret ved hjælp af to isoleringsplader 31, som samtidig reflekterer infrarød stråling. Øverst er varmebehandlingszonerne 1,3,4 og 5 eksempelvis isoleret ved hjælp af isoleringsmåtter 32 som antydet i fig. 3 og 4. Zone 6 kan være isoleret på lig-35 nende måde for at beskytte produkterne mod omgivelserne.
Zone 6 er forsynet med et beskyttelseslåg 34.
DK 157589 B
4
Panelstrålerne arbejder med sekundær emission. De indeholder modstandselementer, som afgiver infrarød energi til omgivende panelmateriale, der udstråler infrarød energi jævnt og ensartet over hele behandlingsområdet og 5 over et bredt spektrum af farver og atomare struktur.
Ethvert materiale, afhængigt af dets farve og struktur, og enhver genstand, afhængigt af dennes sammensætning og fysiske dimensioner, absorberer visse bølgelængder af infrarød stråling bedre end andre bølgelængder. Infrarød strå-10 ling med-middel og højere bølgelængder optages lettere af flere materialer end stråling med lavere bølgelængder.
Fordelen ved panelstrålerne er, at den infrarøde stråling er ufokuseret, og at der ikke behøves særlige reflektorer. Uden overflødig intensistet er der ikke behov 15 for særlige kølesystemer, og effektforbruget er lavere.
Og infrarød stråling med middelbølgelængder udviser gode egenskaber hvad angår såvel indtrængning som absorption.
Der er heller ingen varme og kolde pletter i behandlingsområdet. Systemet er energiøkonomisk og kræver lavere drifts-20 effekt end fokuserende systemer.
Den berøringsløse, infrarøde behandling medfører fordele sammenlignet med behandling med varmeledende kontakt.
Den kraftige temperaturstigning og hurtighed ved infrarød behandling nedsætter den tid, det er nødvendigt at udsætte 25 produkterne for maksimal temperatur. Den bredbåndede udstråling for panelstrålerne tillader operatøren at variere spidsbølgelængden i overensstemmelse med forskellige absorptionskarakteristikker for forskellige materialer, samt at variere intensiteten. Under drift kan spidsbølgelængden for 30 den infrarøde stråling i hver zone styres nøjagtigt til selektiv opvarmning af ønskede komponenter i produktet med større virkning end for andre komponenter. På denne måde opnås en mere effektiv energioverførsel til visse materialer og større beskyttelse af andre, temperaturfølsomme materi-35 aler i de produkter, som behandles.
DK 157589 B
5
Som vist i fig. 5 omfatter de anvendte panelstrålere en primær emitter 24 bestående af en flad, viklet eller krøllet metalledning eller folie (modstandselement ) og anbragt mellem et isolerende lag 22 og en sekundær emitter 5 26. Modstandselementet 24 kan via terminaler 21 og 23 for bindes med en strømkilde. Som primær emitter foretrækkes en ætset folie af Inconel rustfri stål med en emissivitets-faktor på 0,9, en tykkelse på 0,00762 cm og et mønster, der dækker mellem 60 og 90% af det samlede folieareal. En sådan *-0 ætset folie kendes fra dansk patentansøgning 4124/85.
Det isolerende lag 22 består af elektrisk isolerende materiale og reflekterer infrarød stråling for at sikre effektiv udstråling fra panelet i kun én retning. Et hensigtsmæssigt isolerende lag er 3,81 cm tyk "hot board" fremstil-15 let af aluminiumoxid og kiseldioxid hos The Carborundum Co., Niagara Falls, New York, USA.
Den sekundære emitter 26 har en udstrålende flade 27 og består af elektrisk isolerende materiale med stor emis-sivitet. Et foretrukket materiale er vævet aluminiumoxidklæde 20 fremstillet af 3M Co., St. Paul, Minnesota, USA og bestående af 98% aluminiumoxid og 2% organisk materiale, en tykkelse på omkring 0,099 cm og en emissivitetsfaktor på 0,9 eller aluminiumoxidpapir fremstillet af The Carborundum Co. med omtrent samme sammensætning og tykkelse. Panelkomponenterne 25 er hensigtsmæssigt limet sammen. Et sådant panel er beskre"-vet i ovennævnte-- danske patentansøgning/ men også andre ufokuserede infrarøde panelstrålere kan naturligvis anvendes i det foreliggende apparat.
Under drift vil den infrarøde energi, som udstråles 30 af modstandselementet opvarme den sekundære emitter, således at denne udstråler diffus infrarød energi ensartet fra hele overfladen 27. Der er altså tale om sekundær emission i apparatet. En temperaturvariation på mindre end 0,5°C over panelets udstrålende overflade 27 foretrækkes.
DK 1S7589 B
e
Den maksimale driftstid for en sådan panelstråler er langr op til 8000 timer, først og fremmest takket være effektiv beskyttelse mod oxidation og korrosion. Der er ikke eller kun i ringe grad behov for vedligeholdelse, 5 og panelstråleren vil generelt overleve varmebehandlings- apparatets øvrige komponenter. Panelstrålerens intensitet nedsættes ikke med levetiden og påvirkes ikke af spændingsvariationer på forsyningsnettet.
Til fastlodning af flademonterede komponenter på 10 trykte kredsløb er fremstillet en særlig panelstråler med en spidstemperatur på 800° C. Under anvendelse af Wein's forskydningslov, (Max. Emission) = 2897 15 T kilde hvor T er temperaturen målt i kelvin, og^N måles i micron, f kan det beregnes, at den effektive spidsbølgelængde ved denne temperatur er 2,7 ym.Denne type af infrarøde kilder udstråler mest effektivt i middel og fjerne infrarøde 20 bølgelængder.
Temperaturovervågning og -fastholdelse sker i et lukket sløjfesystem. En termoføler er anbragt i en klar kvartsbrønd 29 (fig.5) omtrent 0,6 mm fra bagsiden af modstandselementet og midt i panelet. Termoføleren er forbundet 25 til en mikroprocessorbaseret PID-styrekreds, som er pro grammeret til det pågældende panels driftskarakteristikker. Styrekredsløbet fastholder en forudindstillet temperatur ved under konstant spænding at tilslutte og afbryde strømmen til modstandselementet efter behov via to relæer. Ved 30 regulering af den primære emitters temperatur kan man re gulere spidsbølgelængden for den udsendte infrarøde stråling i hver zone.
I apparatet anvendes et transportbånd 11 i form af eksempelvis et åbent net med lille vægt, og hvis egenska-35 ber er indlæst i styrekredsen for ikke at påvirke udstrål ingen. Nettet kan være fremstillet af rustfrit stål med ringe kulstofindhold, med en maskestørrelse på 8-9 pr.cm, og
DK 157589 B
7 med en højde på mellem ca. 0,475 cm og 1,161 cm. Et foretrukket transportbånd er fremstillet af 314 rustfrit stål med maskestørrelse 22 og en højde på 0,475 cm.
Transportbåndet 11 er foretrukket først over en serie 5 af støttestænger 10, der strækker sig over bundpanelstråler-nes 15,17 og 19 overflader. Af hensyn til de høje temperaturer anvendes stænger 10 af kvarts eller rustfrit stål, eksempelvis Inconel stål, som anbringes ca. 0,318 cm over de udstrålende overflader. Støttestængerne tillader transport-10 båndet at løbe godt og hindrer slid på bundpanelstrålernes overflader.
Til opnåelse af størst mulig absorption og nyttevirkning er det ønskeligt at minimere afstanden mellem de udstrålende overflader og de gennem zonerne bevægede produkter.
15 Øges afstanden, kræves for samme stråling ved produkterne en højere temperatur på de udstrålende overflader. En højere temperatur medfører udstråling med kortere bølgelængder, der er mere farveselektive og vanskeligere at absorbere. Produkterne og de udstrålende overflader skal anbringes så tæt ved 20 hinanden som muligt, men ikke så tæt, at der forekommer opvarmning ved lodning. En afstand i området 0,318 cm til 10,16 cm og især 0,318 cm til 2,54 cm foretrækkes.
Det har vist sig, at for visse varmebehandlinger vil en ovn, som effektivt udsender infrarød energi med en pas-25 sende samlet energistrøm og i passende absorptionsområder for de materialer, som skal behandles, medføre optimal behandling. For epoxy/glas, kobber, polyimid/glas og loddemiddel ligger den kombinerede optimale spidsabsorption af modtaget infrarød stråling i middel til fjerne infrarøde bølgelængder. I 30 modsætning hertil har fokuserede strålekilder en spids emission i det nære til middel infrarøde område.
Varmebehandlingsapparatet, der er omtalt i det foregående, kan benyttes til at behandle ethvert produkt, hvor man ønsker at levere ren, berøringsfri, ufokuseret infrarød 35 termisk energi jævnt over hele behandlingsområdet, over et bredt bølgelængdeområde, og over et bredt spektrum af farver og atomare strukturer, for en minimal tidsperiode ved
DK 157589 B
8 behandlingstemperaturen, med en mere effektiv energioverførsel til materialet og med større beskyttelse af temperaturfølsomme komponenter. Foretrukne anvendelser omfatter lodning af flademonterede komponenter på trykte kredsløb, 5 hærdning af epoxyharpikser, lodning af keramiske blandinger, forsegling af låg og indstøbning af ledere i halvledere.
En foretrukket udførelsesform for et apparat til lodning af flademonterede komponenter på trykte kredsløb skal omtales i det følgende. Kredsløbspladerne er typisk frem-10 stillet af epoxyglas, såsom eksempelvis brandhæmmende 4 (FR-4) eller polyimidglas.Disse plader ødelægges typisk ved temperaturer over 225°C. Loddemidlet kan eksempelvis være 60/40(Sn/Pb), 63/37 (Sn/Pb) eller 62/36/2(Sn/Pb/Ag), der alle har en flydetemperatur, dvs. begyndende smeltning, 15 på omkring 190°C og en spidsloddetemperatur på omkring 210-218°C. Til opnåelse af lodning uden ødelæggelse af kredsløbspladen må man således anvende en loddetemperatur på mindst 210°C, uden at pladen når temperaturen 225°C.
En anden vigtig parameter er forskelleni tempe-20 ratur mellem de plademonterende komponenter og kredsløbspladen. Ved behandling af mikroelektroniske kredse er det uhensigtsmæssigt at anvende stråling med kortere bølgelængde på grund af dennes reflektive og farveselektive natur, som sammen med varierende materialegeometri og varmelednings-25 evne giver store temperaturforskelle, V T, mellem komponenter og substrat ved 1oddepunkterne. Store temperaturforskelle kan medføre forkulning af polymere samlinger og ødelæggelse af temperaturfølsomme komponenter. De forskellige materialer, som i dag anvendes i mikroelektroniske 30 kredse, behandles mest succesfuldt ved forskellige middelbølgelængder, som giver små temperaturforskelle, \/T, mellem komponenter of substrat. Ved brug af fremgangsmåde og apparat ifølge den foreliggende opfindelse har det vist sig, at komponenter - uanset geometri og farve - har været mindst 35 3-10° C koldere end substratet ved 1oddepunkterne.
DK 157589 B
9
Kredsløbsplade med komponenter og loddemiddel anbringes (fig. 2) på transportbåndet 11 og sendes ind i zone 1, hvor opløsningsmidler i loddemidlet uddrives. Den udstrålende overflade på panelstråleren 12 har en temperatur på omkring 5 450° C svarende til en spidsbølgelængde på omkring 3,5 ym.
Transportbåndets hastighed er sådan, at opholdstiden i zone 1 bliver omkring 60 s. Når kredsløbspladen forlader zone 1, har den da en temperatur på omkring 110°C.
Kredsløbspladen ledes derefter gennem zone 2, der om-10 fatter et ventileret overgangsområde, hvor opløsningsmidler, eksempelvis alkohol, fjernes, og komponenterne bringes op til omkring den nævnte pladetemperatur på 110°C. En ventilator 35 er anbragt over en udsugning 36 og fjerner luft, som indtræder i begge ender af apparatet. Produktet opholder sig 15 omkring 45 s i overgangsområdet og forlader dette med en kredsløbsplade - og komponenttemperatur på omkring 105°C.
Pladen ledes derefter ind i zone 3, hvor de udstrålende overflader på top- og bundpanelstrålerne 14 og 15 har en temperatur på omkring 265°C, svarende til en spidsbølge-20 længde på omkring 3,8 pm. Da kredsløbspladen og den omgivende isolering nu udsender stråling, er det vanskeligt at bestemme den nøjagtige bølgelængde for modstandselementet. Produktet opholder sig omkring 60s i zone 3, og kredsløbspladen bringes op til en temperatur på omkring 150°C.
25 I zone 4 skal komponenternes temperatur bringes til at svare til pladens temperatur. Overfladetemperaturen på panelstrålerne 16 og 17 er omkring 220°C svarende til spidsbølgelængden 4 ym. Opholdstiden i zone 4 er omkring 60 s, og afgangstemperaturen for kredsløbsplade og komponenter er omkring 30 150°C.
Pladen sendes nu ind i zone 5, hvor pladetemperaturen bringes op til omkring 210°C, komponenttemperaturen til omkring 195°C og loddemiddeltemperaturen til omkring 210°C i en periode på mellem omkring 10 og 20 s. Da komponenterne 35 er koldere end pladen, vil loddemiddel strømme op om komponenterne. Top- og bundpanelstrålernes 18 og 19 overfladetemperatur er omkring 290°C svarende til en spidsbølgelængde
DK 157589 B
10 på omkring 3,9 pm.Kredsløbspladen opholder sig omkring 60 s i zone 5, men kun i en periode på mellem 10 s og 20 s ved en temperatur på 210°C. Kredsløbspladen har derfor kun kortvarigt en temperatur svarende til loddemidlets flyde-5 temperatur, og komponenterne når aldrig denne temperatur.
Pladen sendes derefter ind i zone 6 for kontrolleret afkøling, som fremkaldes ved hjælp af en varmeledende plade 37 under transportbåndet 11 og køleluft fra ventilatorer 38.
10 Transportbåndets bredde kan være mellem 15,24 cm og 55,88 cm, og den maksimale temperaturvariation over behandlingsområdet er mellem +/- 1°C og +/1 2,5°C. Transportbåndets hastighed styres nøjagtigt og reducerbart ved hjælp af et passende styrekredsløb og er foretrukket mellem 26,67 15 cm og 30,48 cm pr. minut. Herved opnås de tidligere nævnte opholdstider i de forskellige zoner, såfremt zonerne 1,3,4 og 5 er omkring 30,48 cm lange og zone 2 omkring 20,32 cm lang. Alle panelstrålerne har en bredde på 45,72 cm.
Afstanden mellem den udstrålende overflade og pro-20 duktet bør være mindre end omkring 7,62 cm. Afstanden mellem bund- og toppanelstrålernes overflader i den omtalte foretrukne udførelsesform er 3,8 cm.
Forsøg har vist, at det anviste apparat giver fremragende lodninger med ringe eller slet ingen kastninger i 25 den trykte kredsløbsplade. Delaminering forekommer ikke.
Der er heller ikke påvist ødelæggelse af varmefølsomme komponenter. Dette skyldes, at pladens og loddemidlets temperatur forøges i det væsentlige ensartet, medens de flademonterede komponenter næppe når den maksimale plade-/lodde-30 middeltemperatur.
Behandling af laminerede plader med samme tykkelse (0,132 cm) men forskellige overfladearealer (20,32 cm X
25,4 cm og 25,4 x 40,64 cm) gav ingen mærkbare forskelle.
Ved nedsættelse af pladetykkelsen eller anvendelse af 35 ikke-laminerede plader skal udstrålingstemperaturen mindskes lidt for at bibeholde ovennævnte optimale forhold.
11
DK 157S89B
Disse observationer er vigtige, idet de viser, at der kun skal foretages små parameterændringer, for at ap-paratet kan behandle et bredt udvalg af kredsløbsplader/ flademonterede komponenter. Apparatet har også vist sig 5 velegnet til ved et og samme gennemløb at varmebehandle kredsløbsplader med flademonterede komponenter på begge sider.
Claims (10)
1. Fremgangsmåde til varmebehandling af et produkt, især til lodning af flademonterede komponenter på trykte kredsløbsplader, som med påsatte komponenter og loddemiddel bevæges gennem flere opvarmningszoner, kendetegnet 5 ved, at en kredsløbsplade med komponenter og loddemiddel be væges gennem en første zone (3) tæt forbi en første udstrålende overflade på i det mindste en ufokuseret infrarød panelstråler (14,15), hvilken første udstrålende overflade har en første paneltemperatur (såsom eksempelvis 450°C til op- 10 varmning af kredsløbspladen til en første pladetemperatur, eksempelvis 110°C, som er lavere end loddemidlets flydetem- peratur og til fastholdelse af komponenternes temperatur under den første pladetemperatur), at pladen derefter bevæges gennem en anden zone (4) tæt forbi en anden udstrål-15 ende overflade på i det mindste en anden ufokuseret infrarød panelstråler; (16,17), hvilken anden udstrålende overflade har en anden paneltemperatur (såsom eksempelvis 220°C), der er lavere end den første paneltemperatur (eksempelvis nævnte 450°C og til opvarmning af komponenterne til omkring 20 den første pladetemperatur, eksempelvis nævnte 110°C), og at pladen bevæges gennem en tredje zone (5) tæt forbi en tredje - udstrålende overflade på i det mindste en tredje ufokuseret infrarød panelstråler (18,19), hvilken tredje udstrålende overflade har en tredje paneltemperatur (såsom 25 eksempelvis 290°C) til opvarmning af kredsløbspladen og loddemidlet til dettes flydetemperatur (såsom eksempelvis 210°C), som fastholdes i en tidsperiode (eksempelvis 10-20 s), som er tilstrækkelig for lodningen,under fastholdelse af en komponenttemperatur (som eksempelvis 195°C), som er lavere 30 end nævnte flydetemperatur.
2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kredsløbspladen bevæges forbi de udstrålende overflader i en afstand af mellem ca. 0,318 cm og ca. 10,16 cm. DK 157589 B
3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at komponenttemperaturen i den tredie zone fastholdes mellem 3°C og 10°C under loddemidlets flydetemperatur.
4. Fremgangsmåde ifølge krav 1-3, kendeteg net ved, at temperaturforskellen mellem den udstrålende overflade i såvel den anden som den tredje zone og kredsløbspladen, komponenterne henholdsvis loddemiddel, når pladen forlader den pågældende zone, er mellem 10% og 50%, fore-10 trukket mellem 10% og 20%.
5. Fremgangsmåde ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at temperaturvariationerne over hver af de udstrålende overflader er mindre end ca. 0,5°C.
6. Fremgangsmåde ifølge krav 1-5, kendete g-15 net ved, at hver af de nævnte panelstrålere afgiver infrarød stråling med middel eller højere bølgelængder.
7. Fremgangsmåde ifølge krav 1-6, kendetegnet ved, at kredsløbspladen først bevæges gennem en for-varmningszone (1) tæt forbi en forvarmende overflade på i 20 det mindste en ufokuseret infrarød panelstråler (12), hvilken forvarmende overflade har en temperatur, som er lavere end nævnte første pladetemperatur og dernæst gennem en overgangszone (2), hvori flygtige stoffer frembragt ved forvarmningen fjernes, og komponenttemperatur og pladetemperatur nærmer sig 25 hinanden.
8. Fremgangsmåde ifølge krav 1-7, kendetegnet ved, at kredsløbspladen efter lodningen (i zone 5) bevæges gennem en kølezone (6).
9. Apparat til varmebehandling af et produkt ved 30 den i krav 1-8 anviste fremgangsmåde og omfattende et isoleret hus opdelt i zoner (1,3,4,5) og en transportmekanisme (11) til at bevæge produktet successivt gennem disse zoner, kendetegnet ved, at der i hver zone (1,3,4,5) er anbragt mindst en ufokuseret infrarød panelstråler (12, 35 14,19), som har en udstrålende overflade til udstråling af infrarød stråling mod og tæt ved det af transportmekanismen (11) bevægede produkt, og at de nævnte panelstrålere (12,14 -19) er indrettet til i en zone at udsende infrarød stråling med en spidsbølgelængde, der er forskellig fra spidsbølge-5 længden i enhver anden zone.
10. Apparat ifølge krav 9, kendetegnet ved, at transportmekanismen udgøres af et rustfrit stål-net med en maskestørrelse mellem ca. 20 og 24 og en højde mellem ca. 0,475 cm og ca. 1,11 cm, hvilket net (11) fore-10 trukket bæres af stænger (10) af rustfrit stål eller kvarts i en afstand af mellem ca. 0,318 cm og ca. 2,54 cm over de udstrålende overflader.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06572163 US4565917B1 (en) | 1984-01-18 | 1984-01-18 | Multi-zone thermal process system utilizing nonfocused infared panel emitters |
US57216384 | 1984-01-18 | ||
US8500044 | 1985-01-10 | ||
PCT/US1985/000044 WO1985003248A1 (en) | 1984-01-18 | 1985-01-10 | Multi-zone thermal process system utilizing nonfocused infrared panel emitters |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DK409385D0 DK409385D0 (da) | 1985-09-09 |
DK409385A DK409385A (da) | 1985-09-09 |
DK157589B true DK157589B (da) | 1990-01-22 |
DK157589C DK157589C (da) | 1990-07-02 |
Family
ID=24286623
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DK409385A DK157589C (da) | 1984-01-18 | 1985-09-09 | Fremgangsmaade og apparat til varmebehandling |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US4565917B1 (da) |
EP (1) | EP0169885B1 (da) |
JP (1) | JPS61501136A (da) |
KR (1) | KR850700120A (da) |
AT (1) | ATE54854T1 (da) |
CA (1) | CA1235529A (da) |
DE (1) | DE3578836D1 (da) |
DK (1) | DK157589C (da) |
WO (1) | WO1985003248A1 (da) |
Families Citing this family (55)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4889277A (en) * | 1987-02-05 | 1989-12-26 | Autosplice, Inc. | Method and apparatus for surface mounting terminals |
US4775776A (en) * | 1983-02-28 | 1988-10-04 | Electrovert Limited | Multi stage heater |
US4665306A (en) * | 1985-04-04 | 1987-05-12 | Kimberly-Clark Corporation | Apparatus for activating heat shrinkable ribbon on disposable garments and other articles |
US5175409A (en) * | 1985-06-20 | 1992-12-29 | Metcal, Inc. | Self-soldering flexible circuit connector |
DE3720912A1 (de) * | 1986-07-03 | 1988-01-07 | Licentia Gmbh | Verfahren und anordnung zum reflow-loeten und reflow-entloeten von leiterplatten |
DE3635448C1 (en) * | 1986-10-18 | 1988-01-21 | Sab Schumacher Appbau Gmbh & C | Method and device for reflow soldering of electronic components on printed circuit boards, conforming with SMD technology |
FI80099C (fi) * | 1986-10-31 | 1990-04-10 | Imatran Voima Oy | Foerfarande och anordning foer torkning av roerligt banmaterial. |
US4771929A (en) * | 1987-02-20 | 1988-09-20 | Hollis Automation, Inc. | Focused convection reflow soldering method and apparatus |
US4840305A (en) * | 1987-03-30 | 1989-06-20 | Westinghouse Electric Corp. | Method for vapor phase soldering |
DE3715940A1 (de) * | 1987-05-13 | 1988-12-01 | Lothar Dipl Ing Himmelreich | Infrarot-loetofen zum aufschmelzloeten von elektronischen bauelementen auf leiterplatten |
FI84658C (fi) * | 1987-05-14 | 1991-12-27 | Ivoinfra Oy | Foerfarande och anlaeggning foer torkning av ett skivformigt material, till exempel enkelt faner. |
JP2501334B2 (ja) * | 1987-06-19 | 1996-05-29 | 松下電工株式会社 | リフロ−炉 |
JPS6471571A (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-16 | Senju Metal Industry Co | Reflow furnace |
DE3738136C1 (de) * | 1987-11-07 | 1989-01-26 | Heraeus Schott Quarzschmelze | Durchlaufofen zum Anloeten von elektronischen Bauteilen |
KR910005959B1 (ko) * | 1988-01-19 | 1991-08-09 | 니혼 덴네쯔 게이기 가부시끼가이샤 | 리플로우 납땜 방법 및 그 장치 |
DE3806753A1 (de) * | 1988-03-02 | 1989-09-14 | Heino Pachschwoell | Loet- und/oder aushaertvorrichtung |
DE3808073C2 (de) * | 1988-03-11 | 1994-01-13 | Lothar Himmelreich | Infrarot-Lötofen zum Aufschmelzlöten von elektronischen Bauelementen auf Leiterplatten |
JPH0625919Y2 (ja) * | 1988-03-15 | 1994-07-06 | 千住金属工業株式会社 | 赤外線ヒータ |
US5128506A (en) * | 1990-10-30 | 1992-07-07 | Westinghouse Electric Corp. | Method and apparatus for selective infrared soldering using shielding fixtures |
US5232145A (en) * | 1991-03-29 | 1993-08-03 | Watkins-Johnson Company | Method of soldering in a controlled-convection surface-mount reflow furnace |
US5291514A (en) * | 1991-07-15 | 1994-03-01 | International Business Machines Corporation | Heater autotone control apparatus and method |
JP2722142B2 (ja) * | 1991-07-31 | 1998-03-04 | 日本電気株式会社 | リフロー自動半田付け装置 |
AU659860B2 (en) * | 1991-08-13 | 1995-06-01 | G.S. Blodgett Corporation | Infrared conveyor oven |
US5223290A (en) * | 1991-08-13 | 1993-06-29 | G. S. Blodgett Corporation | Method for cooking food in an infra-red conveyor oven |
GB2261620A (en) * | 1991-11-20 | 1993-05-26 | Univ Hull | Soldering |
US5345061A (en) * | 1992-09-15 | 1994-09-06 | Vitronics Corporation | Convection/infrared solder reflow apparatus utilizing controlled gas flow |
US5607609A (en) * | 1993-10-25 | 1997-03-04 | Fujitsu Ltd. | Process and apparatus for soldering electronic components to printed circuit board, and assembly of electronic components and printed circuit board obtained by way of soldering |
FR2716302B1 (fr) * | 1994-02-17 | 1996-04-05 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de chauffage pour la réalisation de connexions par un matériau fusible. |
DE4421996A1 (de) * | 1994-06-23 | 1996-01-04 | Linde Ag | Verfahren und Vorrichtung zum kombinierten Wellen- und Reflow-Löten von Leiterplatten und dergleichen |
US5639011A (en) * | 1995-02-02 | 1997-06-17 | Jacks; David C. | Attaching components and reworking circuit boards |
US5864119A (en) * | 1995-11-13 | 1999-01-26 | Radiant Technology Corporation | IR conveyor furnace with controlled temperature profile for large area processing multichip modules |
DE29617213U1 (de) * | 1996-10-02 | 1997-01-09 | SMT Maschinengesellschaft mbH, 97877 Wertheim | Reflowlötanlage |
TW406454B (en) | 1996-10-10 | 2000-09-21 | Berg Tech Inc | High density connector and method of manufacture |
US6039236A (en) * | 1997-06-11 | 2000-03-21 | Soltec B.V. | Reflow soldering apparatus with improved cooling |
US6139627A (en) * | 1998-09-21 | 2000-10-31 | The University Of Akron | Transparent multi-zone crystal growth furnace and method for controlling the same |
NL1010836C2 (nl) * | 1998-12-17 | 2000-06-23 | O T B Engineering B V | Oven voor het vervaardigen van zonnecellen. |
US7179483B2 (en) * | 2000-04-26 | 2007-02-20 | Watson Pharmaceuticals, Inc. | Compositions and methods for transdermal oxybutynin therapy |
US6838758B1 (en) | 2000-05-10 | 2005-01-04 | Advanced Micro Devices, Inc. | Package and method for making an underfilled integrated circuit |
US6333210B1 (en) | 2000-05-25 | 2001-12-25 | Advanced Micro Devices, Inc. | Process of ensuring detect free placement by solder coating on package pads |
US6403934B1 (en) * | 2001-04-09 | 2002-06-11 | Northrop Grumman Corporation | Thermstrate reflow process |
US6452135B1 (en) * | 2001-05-01 | 2002-09-17 | Johnson, Iii Joe P. | Heating unit with selectively energized heating modules |
US20060202332A1 (en) * | 2005-01-08 | 2006-09-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor chip packaging apparatus and method of manufacturing semiconductor chip package |
US20060276024A1 (en) * | 2005-06-03 | 2006-12-07 | Jian Wang | Process for forming an electronic device including workpieces and a conductive member therebetween |
US7703197B2 (en) * | 2005-07-01 | 2010-04-27 | Moltion James R | Process for depopulating a circuit board |
US20080296348A1 (en) * | 2007-06-04 | 2008-12-04 | Slater Jr Richard F | Heater for select solder machine |
US20090308860A1 (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-17 | Applied Materials, Inc. | Short thermal profile oven useful for screen printing |
EP2138258B1 (de) * | 2008-06-23 | 2022-08-24 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Verfahren zum Löten mit mehrstufigem Temperaturprofil |
CN101308981A (zh) * | 2008-07-11 | 2008-11-19 | 永泰电子(东莞)有限公司 | 一种运用红外线加热的焊接工艺及焊接装置 |
US20120181265A1 (en) * | 2010-07-15 | 2012-07-19 | Despatch Industries Limited Partnership | Firing furnace configuration for thermal processing system |
US8840942B2 (en) * | 2010-09-24 | 2014-09-23 | Emisshield, Inc. | Food product and method and apparatus for baking |
US20120294595A1 (en) * | 2011-05-18 | 2012-11-22 | Prince Castle LLC | Conveyor Oven with Varying Emitted Infrared Profiles |
US8637792B2 (en) | 2011-05-18 | 2014-01-28 | Prince Castle, LLC | Conveyor oven with adjustable air vents |
US9296056B2 (en) | 2014-07-08 | 2016-03-29 | International Business Machines Corporation | Device for thermal management of surface mount devices during reflow soldering |
JP6188671B2 (ja) * | 2014-12-12 | 2017-08-30 | 株式会社Ssテクノ | 水蒸気リフロー装置及び水蒸気リフロー方法 |
US11224927B2 (en) * | 2015-11-25 | 2022-01-18 | International Business Machines Corporation | Circuit card attachment for enhanced robustness of thermal performance |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1937319A (en) * | 1932-02-16 | 1933-11-28 | Hartford Empire Co | Electric heating unit |
US2146427A (en) * | 1936-11-28 | 1939-02-07 | Nat Biscuit Co | Oven |
US2629162A (en) * | 1949-10-27 | 1953-02-24 | Palatine Dyeing Company Inc | Method and apparatus for heattreating textile fabrics |
US2674809A (en) * | 1950-08-24 | 1954-04-13 | Raduner & Co Ag | Apparatus for thermic treatment by infrared radiation |
US3471682A (en) * | 1968-02-07 | 1969-10-07 | Armstrong Cork Co | Radiant heating apparatus |
US3583063A (en) * | 1968-02-13 | 1971-06-08 | Motorola Inc | Process for soldering printed board assemblies utilizing paste solder and infrared radiation |
JPS4517152Y1 (da) * | 1968-08-28 | 1970-07-15 | ||
US3588425A (en) * | 1969-07-03 | 1971-06-28 | Control Data Corp | Dual source radiation bonding of plural joints |
US3649803A (en) * | 1970-05-04 | 1972-03-14 | Gen Electric | Fast mount oven |
FR2149260B1 (da) * | 1971-08-09 | 1974-03-29 | Chausson Usines Sa | |
US4005979A (en) * | 1974-03-22 | 1977-02-01 | Astec Industries, Inc. | Multistage progressive drying method |
US3956612A (en) * | 1974-10-04 | 1976-05-11 | Irex Corporation | Radiant heating modular unit |
JPS549852U (da) * | 1977-06-24 | 1979-01-23 | ||
JPS549852A (en) * | 1977-06-24 | 1979-01-25 | Takezawa Hidenori | Positioning safety device of handle frame of folding bicycle |
JPS5439909A (en) * | 1977-09-06 | 1979-03-28 | Kubota Ltd | Steel pipe pile |
US4245613A (en) * | 1978-11-01 | 1981-01-20 | Black Body Corporation | Tunnel oven |
JPS55125011A (en) * | 1979-03-22 | 1980-09-26 | Ichikawa Seisou Center Kk | Method of isolating sheath material of communication wire |
US4366177A (en) * | 1981-01-26 | 1982-12-28 | Pet Incorporated | Method of flameless broiling or baking greasy meat products |
US4504008A (en) * | 1983-06-02 | 1985-03-12 | At&T Technologies, Inc. | Method and apparatus for reflowing solder stripes on articles |
JPS607193A (ja) * | 1983-06-25 | 1985-01-14 | 古河電気工業株式会社 | 回路基板用半田付炉 |
-
1984
- 1984-01-18 US US06572163 patent/US4565917B1/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-01-10 EP EP85900866A patent/EP0169885B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-01-10 KR KR1019850700223A patent/KR850700120A/ko not_active Application Discontinuation
- 1985-01-10 WO PCT/US1985/000044 patent/WO1985003248A1/en active IP Right Grant
- 1985-01-10 DE DE8585900866T patent/DE3578836D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1985-01-10 AT AT85900866T patent/ATE54854T1/de not_active IP Right Cessation
- 1985-01-10 JP JP60500458A patent/JPS61501136A/ja active Pending
- 1985-01-14 CA CA000472066A patent/CA1235529A/en not_active Expired
- 1985-09-09 DK DK409385A patent/DK157589C/da active
- 1985-09-13 US US06776001 patent/US4654502B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR850700120A (ko) | 1985-10-25 |
DK157589C (da) | 1990-07-02 |
DK409385D0 (da) | 1985-09-09 |
EP0169885A1 (en) | 1986-02-05 |
US4565917A (en) | 1986-01-21 |
CA1235529A (en) | 1988-04-19 |
EP0169885B1 (en) | 1990-07-25 |
JPS61501136A (ja) | 1986-06-12 |
DK409385A (da) | 1985-09-09 |
US4654502B1 (en) | 1999-12-14 |
EP0169885A4 (en) | 1986-09-15 |
ATE54854T1 (de) | 1990-08-15 |
WO1985003248A1 (en) | 1985-08-01 |
DE3578836D1 (de) | 1990-08-30 |
US4654502A (en) | 1987-03-31 |
US4565917B1 (en) | 1999-06-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK157589B (da) | Fremgangsmaade og apparat til varmebehandling | |
US4833301A (en) | Multi-zone thermal process system utilizing nonfocused infrared panel emitters | |
KR970004026B1 (ko) | 대량 납땜 리플로우 장치 및 방법 | |
KR840006523A (ko) | 감열성 물질상의 피복층 건조 방법 및 장치 | |
JPH0442113B2 (da) | ||
JPH033541B2 (da) | ||
US3744557A (en) | Apparatus for fusing and sealing platings and the like | |
US3649808A (en) | Fusing device | |
JPS61289697A (ja) | リフロー装置 | |
CN104396001A (zh) | 分离、至少部分干燥以及检验电子元件的设备和方法 | |
JPS63180368A (ja) | リフロ−半田付け方法及び装置 | |
JPS607193A (ja) | 回路基板用半田付炉 | |
RU1790731C (ru) | Инфракрасна печь дл пайки электронных схем на печатных платах | |
Mashkov et al. | Application of low inert infrared heaters for soldering processes | |
EP0150087A1 (en) | A thermal limiting device | |
JPH10335047A (ja) | 赤外線ヒータおよびそれを用いたはんだ付け装置 | |
US20070062930A1 (en) | Method of controlling boiling level | |
JPS62144876A (ja) | 電子部品の半田付け装置 | |
JP3029167B2 (ja) | 加熱装置 | |
KR20200108340A (ko) | 열 취약성 기판 상에 솔더 페이스트를 경화시키는 방법 | |
JP3218951B2 (ja) | Bgaのバンプ形成方法およびそのためのリフロー炉 | |
JPH06283254A (ja) | 加熱装置 | |
RU2128892C1 (ru) | Электрический инфракрасный нагреватель | |
TWM609841U (zh) | 預浸料製造設備及其加熱件 | |
JP2003200261A (ja) | 加熱ユニットおよび静止型リフロー装置 |