FR2499228A1 - Procede de chauffage d'objets a haute temperature par vapeur sous pression et appareil de mise en oeuvre - Google Patents

Procede de chauffage d'objets a haute temperature par vapeur sous pression et appareil de mise en oeuvre Download PDF

Info

Publication number
FR2499228A1
FR2499228A1 FR8101784A FR8101784A FR2499228A1 FR 2499228 A1 FR2499228 A1 FR 2499228A1 FR 8101784 A FR8101784 A FR 8101784A FR 8101784 A FR8101784 A FR 8101784A FR 2499228 A1 FR2499228 A1 FR 2499228A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
objects
heating
liquid
pressure
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR8101784A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2499228B1 (fr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to FR8101784A priority Critical patent/FR2499228B1/fr
Publication of FR2499228A1 publication Critical patent/FR2499228A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2499228B1 publication Critical patent/FR2499228B1/fr
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001Heating elements or systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/24Apparatus using programmed or automatic operation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/012Soldering with the use of hot gas
    • B23K1/015Vapour-condensation soldering
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/04Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity adapted for treating the charge in vacuum or special atmosphere
    • F27B9/045Furnaces with controlled atmosphere
    • F27B9/047Furnaces with controlled atmosphere the atmosphere consisting of protective gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/06Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity heated without contact between combustion gases and charge; electrically heated
    • F27B9/10Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity heated without contact between combustion gases and charge; electrically heated heated by hot air or gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B9/36Arrangements of heating devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B9/40Arrangements of controlling or monitoring devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00Cooling of furnaces or of charges therein
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0006Monitoring the characteristics (composition, quantities, temperature, pressure) of at least one of the gases of the kiln atmosphere and using it as a controlling value
    • F27D2019/0009Monitoring the pressure in an enclosure or kiln zone
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0028Regulation
    • F27D2019/0034Regulation through control of a heating quantity such as fuel, oxidant or intensity of current
    • F27D2019/0037Quantity of electric current
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001Heating elements or systems
    • F27D2099/0068Heating directly by circulation of a fluid other than a gas or by particles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27MINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS OF THE CHARGES OR FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS
    • F27M2003/00Type of treatment of the charge
    • F27M2003/05Brazing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE CHAUFFAGE A HAUTE TEMPERATURE D'OBJETS, PAR LA VAPEUR D'UN LIQUIDE PORTE A EBULLITION. LE PROCEDE REPOSE SUR L'ACCROISSEMENT DE LA TEMPERATURE D'EBULLITION D'UN LIQUIDE ORGANIQUE LORSQU'IL EST SOUMIS A UNE AUGMENTATION DE PRESSION. LES OBJETS A CHAUFFER, INTRODUITS DE FACON SEQUENTIELLE DANS UNE ENCEINTE ETANCHE SUBISSENT UN CYCLE DE TEMPERATURE COMMANDE PAR LA PRESSION D'UN GAZ NEUTRE, INTRODUIT DANS L'ENCEINTE A UNE PRESSION SUPERIEURE A LA PRESSION ATMOSPHERIQUE. LA COOPERATION DE PLUSIEURS ENCEINTES SEPAREES PAR DES SAS ETANCHES, AINSI QUE LE CHOIX DE LIQUIDES ET DES CYCLES DE PRESSION DANS CHAQUE ENCEINTE PERMET LA REALISATION DE PROGRAMMES DE TEMPERATURES PREDETERMINEES. APPLICATION A LA SOUDURE OU BRASURE DE COMPOSANTS EN MICRO-ELECTRONIQUE.

Description

PROCEDE DE CHAUFFAGE D'OBJETS ET APPAREIL DE
CHAUFFAGE SELON CE PROCEDE
La présente invention concerne un procédé de chauffage programmé d'objets, au moyen de la vapeur d'un liquide non-réactif chauffé à une température supérieure à la température d 'ébullition à pression atmosphérique du liquide générateur de vapeur. L'invention concerne également l'appareil mis en oeuvre pour appliquer le procédé.
Le procédé de chauffage selon l'invention trouve une application toute particulière dans le chauffage d'obiets dont 7es coéfficients thermiques sont différents, en vue de les réunir entre eux , au moyen d'un solide d'apport de type soudure ou brasure, la quantité de chaleur nécessaire à la fusion momentanée du solide d'apport étant fournie par la vapeur. Il trouve également d'autres applications dans le désoudage d'objets ou dans le décapage et d'une façon plus générale dans le domaine de la microélectronique.
Le transfert de chaleur par la vapeur d'un liquide en ébullition est en soit un moyen connu depuis longtemps, et qui est appliqué soit pour absorherde la chaleur d'une source chaude et de la transmettre à une source froide, soit réciproquement pour apporter de la chaleur à une source froide à partir dd'une source chaude.
Au premier type d'application appartiennent tous les dispositifs de genre refrigérateurs et caloducs, dans lesquels un organe qui chauffe et qu'il est nécessaire de refroidir, transfère ses calories à un liquide en contact thermique avec lui, ce liquide émettant à son tour des vapeurs chaudes condensées dans un réfrigérant dans lequel les calories sont évacuées.
Le second type d'application est sans doute beaucoup plus ancien, et la cuisson d'aliments à la vapeur en est un exemple, dont la date n'est plus connue. Par ailleurs dans les débuts du chauffage central des habitations, nombreuses étaient les installations dans lesquelles une chaudière fonctionnait à la pression atmosphèrique et chauffait les pièces des habitations par circulation d'eau.
Ce procédé de transfert de chaleur a trouvé plus récemment une nouvelle application dans le domaine de l'assemblage par soudure d'au moins deux objets et plus particulièrement dans le domaine des soudures entre composants en électronique.
En effet l'évolution de l'électronique rend les techniques de soudure classiques de plus en plus difficiles à mettre en oeuvre
D'autre part les composants utilisés sont de plus en plus miniaturisés et leur assemblage deux par deux devent très délicat.
Il nécessite du temps, un appareillage adapté et est couteux. Mais par ailleurs les circuits électroniques sont simultanément de plus en plus complexes et comportent de plus en plus de composants de petite dimension. Ces circuits sont très fréquemment réalisés sous forme de sous-ensembles assemblés sur un substrat de type circuit dit imprimé ou plaque de céramique. Il y a par conséquent un nombre important de soudures à effectuer avec une forte densité de soudure sur un même substrat.
Le procédé de soudure à la vague est une solution à ce problème de soudure collective qui donne satisfaction lorsque le substrat et les composants qui lui sont associés supportent le choc thermique de la vague de la soudure en fusion. C1 est en outre un procédé qui permet une productivité élevée en fabrication. Par contre il ne convient pas lorsque la soudure à effectuer -par exemple une pastille de transistor sur son em#ase- n'est pas située sur une même face des objets à assembler ; il ne convient pas non plus lorsque certains objets ne supportent pas, ou mal, le choc thermique tels que les substrats céramique dans la microélectronique hybride.
C'est pour ces raisons qu'a été proposé d'appliquer le procédé de transfert de chaleur sur des composants électroniques à assembler par une vapeur de liquide porté à ébullition. Toutefois les procédés et appareils décrits, notamment par les demandes de brevets et les brevets n0 74.30363, n0 77.08018 et n0 77.13459 reposent tous sur un fonctionnement à la pression atmosphérique. il s'ensuit que peu nombreux sont les liquides qui simultanément, satisfont aux conditions d'utilisation selon le procédé ::
- température d'ébullition assez élevée de l'ordre de 2150C
pour que les vapeurs fassent fondre les soudures classiques
- densité de vapeurs assez élevée afin de ne pas se disperser
dans l'atmosphère.
- stabilité jusque et au delà de 2150C, sans produit de
décomposition toxique pour l'homme.
En outre les procédés connus étant tous isothermes puisqu'à la température d'ébullition d'un liquide sous pression constante les cycles de soudure sont difficiles à réaliser. Ils nécessitent une pluralité d'étages dans lesquels les températures de pré-chauffage et de refroidissement sont fixées par des liquides secondaires et tertiaires différents du liquide primaire qui assure la soudure.
Le procédé de chauffage selon l'invention permet de s'affranchir de ces difficultés et limitations, et d'effectuer à volonté le cycle de température nécessité par la nature de l'opération & BR< effectuer. Il permet également d'employer comme liquide de chauffage un grand nombre de liquides organiques dont la stabilité est reconnue jusqu'à des températures élevées, sous pression.
Selon l'invention les objets à traiter sont enfermés dans une enceinte étanche dans laquelle ils sont chauffés dans la vapeur d'un liquide, la température atteinte par la vapeur et par les objets étant égale ou supérieure ; la température d'ébullition - la pression atmorphérique du liquide. L'augmentation de température acquise est due à une augmentation de pression, par l'introduction d'un gaz neutre, éventuellement combinée avec une surchauffe du liquide.
Le procédé selon l'invention permet d'effectuer une pluralité d'opérations dans une gamme de température non plus à la seule température d'ébullition du liquide à la pression atmosphérique. Il permet notamment d'atteindre des températures elevées à partir de liquides ayant une température d'ébullition inférieure. En outre le cycle de pression, réglable par l'introduction d'un gaz neutre, permet de suivre un cycle thermique prédéterminé.
De façon plus précise, l'invention consiste en un procédé de chauffage d'obJets, disposés à l'intérieur d'une enceinte ID, dans laquelle la chaleur fournie par un organe de chauffage I6 est transférée vers les objets 23 au moyen d'un liquide organique I8, dont la vapeur baigne les objets 23, caractérisé en ce que l'enceinte étant hermétiquement fermée des températures supérieures à la température d'ébullition du liquide à la pression atmosphérique sont atteintes par augmentation de la pression à l'intérieur de l'enceinte au dessus de la pression atmosphérique, par introduction d'un gaz neutre sous pression.
L'invention sera mieux comprises par la description suivante d'un exemple de réalisation, exemple qui s'appuie sur les figures annexes qui représentent
- fleure I : schéma simplifié d'un appareil de chauffage d'objets par condensation de vapeurs chaudes, selon l'art connu
- figure 2 : diagramme d'un cycle de température en fonction du temps d'une opération de soudure ;
- figure 3 : schéma simplifié d'un appareil de soudure en semi-continu, selon l'invention.
Afin de simplifier l'énoncé de l'invention et les figures afférentes, celle-ci sera exposée en s'appuyant sur un exemple d'application à la soudure de composants en microélectronique, sans que ceci- ne constitue une limite au domaine de l'inven~tion.
La figure I représente le schéma simplifié d'un appareil pour chauffer des objets par condensation de vapeurs chaudes selon l'art connu. Cette figure fait la szrnthèse d'un certain nombre de techniques connues.
Selon la technique connue un récipient I, ouvert à l'atmosphère contient un liquide 2 à haut point d'ébullition, chauffé par un système de résistances électriques 3. Des moyens, tels qu'un serpentin de refroidissement 4 empêchent les vapeurs du liquide porté à ébullition de sortir de l'enceinte I, en les condensant dans la partie haute de cette enceinte.
Un support souple, telle qu'une bande métallique 5 transfère à l'intérieur de l'enceinte, c'est-àdire dans une région de vapeurs chaudes du liquide bouillant 2, des objets à souder 6. Les objets à souder sont maintenus en place sur ce support souple par des moyens connus qui ne sont pas représentés sur la figure. Le support souple et les objets qu'il porte pénètre dans l'enceinte par un premier sas 7 et en sortent par un second sas 8. Au cours du transfert à travers l'enceinte, ou plus exactement à travers les vapeurs chaudes, les préformes de soudure qui sont placées au contact des objets 6 sont amenées a fusion et les objets sont soudés lorsqu'ils franchissent le sas de sortie 8.
De façon à éviter que des vapeurs du liquide 2 porté à ébullition ne se dégagent vers l'atmosphère d'une pirt, et en vue d'assurer un préchauffage et un refroidissement des obJets à souder d'autre part, deux enceintes comparables à l'enceinte principale I sont adjointes sur les sas d'entrée et de sortie 7 et 8. Dans l'enceinte 9 situées du coté du sas d'entrée 7 est placé un liquide 10 à point d'ébullition élevé également mais dont la vapeur a une densité de vapeur inférieure à la densité de vapeur du liquide 2 placé dans l'enceinte principale.De rême pour l'enceinte
Il placée sur le sas de sortie 8 un liquide comparable I2 a une densité de vapeur inférieure à la densité de vapeur du liquide 2
Les liquides IO et 12 placés dans ces deux sas d'entrée et de sortie sont choisis en fonction des températures désirées pour le prée-auffage et le refroidissement des objets à souder.
Tous les procédés actuellement connus reposant sur ce principe de transfert de chaleur par une vapeur à la pression atmosphérique et dans des enceintes ouvertes à l'atmosph#re,présentent les memes inconvénients
- il est quasiment impossible d'éviter qu'aucune fraction de vapeur de produit chimique ne s'échappe dans l1atmosph#-re, ce qui peut présenter des inconvénients pour les opérateurs selon la nature des liquides.
- les liquides organiques qui conviennent pour ce type d'opération sont assez rares. Il est nécessaire qu'ils aient un point d'ébullition elevé, qu'ils ne se décomposent pas à haute température, et qu'ils n'interviennent pas sur les composants soit parcequtils sont réactifs soit parcequ'ils constituent des poisons, par exemple pour des pastilles de transistors ou de circuits intégrés.
En pratique les seuls liquides qui conviennent et qui sont actuellement connus sont des composés fluorés qui doivent être inertes et qui en général bouillent aux environs de 2150 C avec une stabilité jusqu'aulx environs de 5000 C. Une température de 2150 C convient pour refondre certaines soudures tendres utilisées en électronique mais ne convient pas pour refondre certaines soudures telles que Plomb/TndiujrVArgent qui fond à 2800 C ou pour refondre des eutectiques tels que Or/Etain a 80!20 qui fondent également à 2800 C.
En outre les procédés connus ne permettent pas facilement de suivre un cycle de soudure puisque, si les températures des sas d'entrée et de sortie peuvent être relativement choisies au moyen de liquides à températures d'ébullition connues, la durée des paliers est liée à la vitess de déplacement du support 5 et des objets qui lui sont liés et par conséquent la durée d'un palier est liée aux dimensions d'un sas d'entrée.
La figure 2 représente le diagramme d'un cycle de température en fonction du temps dans une opération de soudure optimisée.
Sur cette figure 2 le temps étant porté en abscisses la température est portée en ordonnées à gauche et la pression en ordonnées à droite du diagramme.
A l'origine, que l'on situera à la température ambiante, la température croit de façon régulière depuis la température ambiante
ambiante Jusqu'à la température de fusion 3. Un certain temps compris entre les instants t I et t 2 est nécessaire pour que la soudure ou la brasure fonde, puis l'objet et la soudure sont refroidis entre les instants t 2 et t 4 Jusqu'à la température de relaxation des contraintes I. Un palier de ralaxation compris entre les instants T 4 et T 5 est nécessaire pour assurer un recuit de la soudure et la disparition des tensions et des contraintes internes entre les objets soudés.
Le procédé selon l'invention suit ce cycle de température en fonction du temps avec la particularité d'utiliser un liquide dont la température d'ébullition 2 est inférieure à la température de fusion de la brasure 3. Pour cela, après une première période de chauffage du liquide et des objets à souder jusqu'à une température
2 qui est la température d'ébullition du liquide, une pression d'un gaz inerte tel que l'azote, combiné si nécessaire avec une surpuissance de chauffage, permet d'atteindre une température 3 des vapeurs du liquide qui est égale ou supérieure à la température de fusion de la soudure, mais de toute façon supérieure à la température d'ébullition du liquide à la pression atmosphérique.
A partir du moment où cette température 3 a été atteinte à partir du liquide bouillant à une température 2, le refroidissement des objets s'opère simultanément en réduisant le chauffage et en diminuant la pression, qui est représentée par une ligne en tirets discontinus, jusqu '# un premier palier de température 2 qui correspond au temps
t 3 . Puis le liquide lui-même, qui ne bout plus, est refroidi jusqu'a atteindre le palier de relaxation, avec recuit de la soudure entre les temps t 4 et t 5.
Du fait que les températures au cours du préchauffage et cours du recuit après soudure sont liées à une pression, il est possible de contrôler la vitesse et la durée du préchauffage et du refroidissement avec le procédé selon l'invention. Ces vitesses et ces températures ne sont plus, comme dans l'art connu, liées à la vitesse de déplacement d'un support linéaire.
la figure 3 représente le schéma simplifié d'un appareil mettant en oeuvre le procédé de chauffage selon l'invention. L'appareil de la figure 3 est appliqué à un dispositif de soudure en semi-continu.
Il comporte 3 chambres disposées horizontalement et de façon linéaire
Dans la chambre centrale 13 a lieu l'opération à effectuer, à la plus haute température, tandis que dans une première chambre latérale I4 a lieu le préchauffage des objets et dans une seconde chambre latérale a lieu le cycle de refoidissement des objets. Ces trois chambres sont chauffées par des résistances chauffantes 16 et les vapeurs des liquides sont éventuellement refroidies par des dispositifs I7, représentés sous forme de radiateurs à circulation de fluide.Dans la chambre centrale 13 est introduit un liquide à haut point d'ébullition 18 tandis que dans les chambres latérales I4 et 15 sont introduits un ou deux liquides représentés respectivement en 19 et 20 dont les températures d'ébullition sont choisies en fonction des températures requises pour le préchauffage et le refroidissement des objets. Les liquides de préchauffage et de refroidissement 19 et 20 peuvent être de même nature que le liquide principal I8.
Les trois chambres de l'appareil selon l'invention sont séparées entre elles par des cloisons qui remplissent une double fonction : isoler les différents liquides et les vapeurs correspondantes dans chaque chambre, et maintenir des barrières de pression entre les espaces situés au dessus des liquides. Ces cloisons sont percées d'orifice munis de systèmes d'étanchéité
21, adaptés pour permettre le passage d'une bande continue 22, laquelles supporte et transporte les objets à souder 23.
Chacune des chambres est munie d'au moins une tubulure d'accès pour un gaz neutre, de façon à pouvoir faire évoluer la pression à l'intérieur d'une chambre et par conséquent la température d'ébullition du liquide sous pression. A titre représentatif, la chambre centrale 13 est munie d'une tubulure 24 d'accès d'un gaz neutre tel que l'azote et d'une tubulure 25, destinée à décomprimer la chambre centrale à la fin des opérations. La tubulure 25; est préférentiellementQbien que cela ne soit pas représenté sur la figure 3-réunie à un réfrigérant qui fait office de condenseurt pour la récupération des vapeurs du liquide I8 lorsque la chambre centrale 13 est décomprimée.De la même façon la chambre de préchauffage I4 est munie d'une tubulure d'accès 26 d'un gaz neutre, et la chambre de refroidissement I5 est munie d'une tubulure d'accès 27 de gaz neutre également. Dans le cas des deux chambres de préchauffage et de refroidissement les tubulures 26 et 27 peuvent être uniques car les liquides 19 et 20 ne sont, en opération normale, pas soumis à une pression . Par contre il est bon de maintenir au dessus des liquides I9 et 20 une atmosphère neutre, et ces tubulures 27 et 26 sont avantageusement, elles aussi , réunies à des condenseurs de récupération de liquide.
Le procédé de soudure, ou d'une façon pluc générale le procédé de chauffage utilisant l'appareil selon l'invent zn, met donc en oeuvre le cercle d'opérations suivantes
- dans un premier temps les systèmes d'étanchéité 2I et les sas correspondants étant ouverts, la bande continue 22 avance d'une longueur égale à la longueur de chacune des trois chambres 13, 14 et 15. Dans ce premier temps par conséquent un premier lot d1ob'ets qui se trouve å l'extérieur de l'appareil est introduit dans la chambre de préchauffage, tandis qu'un second lot d'objets qui se trouve dans la chambre de préchauffage est introduit dans la chambre centrale et qu'enfin un troisième lot d'objets qui se trouve dans la chambre centrale est introduit dans la chambre de refroidissement.
- dans un second temps les liquides sont chauffés à des températures telles que le liquide Ig préchauffe les objets placés dans la chambre I4 et que le liquide I8 est amené d'abord à sa température d 'ébullition ln In Pression atmosphérique puis par au moins l'une des deux opération suivantes
- augmentation de la pression par un gaz neutre,
- surchauffage par la résistance I6 à sa température d'ébullition sous pression.
Simultanément le liquide 20 est chauffé Jusqu'à une température qui permet aux obJets 23 qui sont sortis de la chambre centrale I3 de se refroidir selon le cycle thermique prévu.
lorsque la durée nécessaire aux différents cycles de l'opéra- tion a été atteinte les liquides sont refroidis, soit par les refrigérants I7, nnit par un circuit de refroidissement identique aux boucles de chauffage T6, ces circuits étant dans la couche liquide.
Le cycle thermique prévu pour réaliser une opération parfaite peut être respecté car la chambre centrale I3 peut être encore chaude, tandis qui délà la chambre de refroidissement I5 par exemple est en cours de refroidissement. Par conséquent, le cycle thermique n'est plus lié comme dans l'art connu à la vitesse d'avancement de la barde qui supporte les objets à chauffer.
Lorsque le cycle thermique complet est achevé et que la température des différents liquides a été abaissée, les atmosphères des trois chambre de pré-chauffage, central et de refroidissement étant elles aussi refroidies, elles sont ramenées à la pression atmosphérique par le jeu des tubulures 24 25 26 et 27. La pression étant alors égale A la pression atmosphérique dans chacune des trois chambres les sas sont ouverts et la bande support d'objets 22 est avancée d'un pas.
L'ensemble de ces opérations se fait de façon automatique et est illustré par la figure 4.
L'appareil frelon l'invention est représenté par ses trois chambres centrales 13 de pré-chauffage I4 et de refroidissement 15 toutes trois chauffées par les éléments chauffants I6. Les tubulures 24 et 25 sur la cambre centrale 26 sur la chambre de pré-chauffage et 27 sur la chambre de refroidissement représentent les moyens de mise en pression et en décompression#des trois chambres. Toutefois le nombre de ces tubulures et vannes d'accès peut être supérieur à ce qui est représenté sur la figure.
La chambre centrale est isolée des deux chambres latérales par deux sas 28 et 29 actionnés par des moyens tels que vérins pneumatiques ou lectroaimants, respectivement 52 et 33. Par rapport aux parois qui .#6arent la chambre centrale des deux chambres latérales, les sans 28 et 29 se trouvent du coté correspondant à l'intérieur de la chambre centrale 15 puisque c'est dans cette chambre que la p#.r.#sion sera plus élevée que dans les chambres latérales. De la même façon les chambres de pré-chauffage I4 et de refroidissement 15 sont isolées de l'air extérieur par un sas actionné par des "moyens pneumatiques ou électriques 54 et un sas 51 actionné par dec moyens comnarables 35. Des moyens de mesure de la température, tels igue des thermocouples par exemple, sont disposés dans chacune des trois chambres et sont reorésentés en 36 pour la chambre centrales 37 et 38 pour les cambres latérales.
Tous ces moyens de mesure de tempérsture, d'ouverture ou fermeture du sas, de mlse en pression ou en décompression, sont mis en oeuvre ou actionnés selon le cas par voie électrique.
Un organe central 59 de contrôle et régulation électrique est réuni à tous ces moyens de contrôle de temperature, de chauffage, de refroidissement, d'augmentation ou de diminution de pression par un cablage approprié.
Il n'est pas nécessaire d'entrer dans le détail de l'organe central d'automatisme qui fait partie de l'art connu. Celui-ci peut être constitué d'un automate tels que ceux qui sont connus et disponibles, automate pneumatique ou électrique, ou microprocesseur ; il est absolument nécessaire que les sorties soient électriques. Cet automate.central 39 comporte une base de temps et un dispositif de programmation qui permettent de commander de façon séquentielle et chacun séparément, les différents moyens de chauffage, de refroidissement, d'ouverture des sas de l'appareil selon l'invention.
La figure 5 représente un détail des sas tels que 28 29 30 ou nI qui séparent entre elles les trois chambres de l'appareil.
Un sas, tel que le sas 29 par exemple, a des dimensions correspondant à la largeur de la bande transporteuse 22 et la hauteur des objets à souder 23 déposés sur ladite bande transporteuse.
La paroi contre laquelle s'appuie le sas est représentée par l'élément 40 qui comprend une ouverture de dimensions légèrement plus petites que les dimensions du sas 29. Celui-ci est appliqué contre la paroi 40 par des moyens de guidage 41, et il est actionné par une tige représentée en 43.
L'étanchéité entre les différentes chambres I3 I4 et 15 d'une part,et au niveau de la bande transporteuse 33 d'autre part est assurée par un joint d'un produit tel que caoutchouc, silicone ou polytAtrafluoroethylène chargé de fibre de verre, lequel résiste bien à des températures jusqu'à 3000C environ.Ces produits, silicone ou lytétrafluorcéthylène, sont disposés en une couche suffisamment minee pour ne pas fluer sous l'effet de la température et suffisamment épaisse pour présenter une certaine élasticité sous la pression, ce qui fait que plus la différence de pression est élevée entre une face de la paroi 40 et l'autre face, plus le sas est appliqué contre cette paroi et plus 11 étanchéité est grande.
le problème de l'étanchéité entre chambres, ou entre les chambres latérales et l'atmosphère ambiante, présente d'autant plus d'importance que, d'une part l'appareil opère sous pression, et que d'autre part il n'est. pas souhaitable ni de mélanger les vapeurs de liquides différents, le cas échéant, en la ch#:r#re re centrale et les deux chambres latérales, ni de laisser des vapeurs des liquides des chambres latérales s'échapper dans l'atmosphère ambiante ce qui peut présenter des dangers pour la santé des opérateurs.
Le procédé et l'appareil mettant en oeuvre le procédé ont été présentés sur un exemple de réalisation de soudure d'objets,, mais le même procédé et le même appareil sont tout à fait adéquats pour remplir d'autres fonctions telles que par exemple le désoudage, ou le décapage d'ob'ets avant des opérations ultérieures. A cette fin le programme disponible dans l'automate central 39 doit permettre de faire varier le temps des séquences. la température, et d'une façon plus générale le cycle des opérations.
De la même façon des opérations à différentes températures, par exemple selon qu'il s'agit de soudure tendre ou de soudure dite dure, ou encore de faire fondre des eutectiques de type Or/Etain > peuvent être obtenues par le choix de liquides différents.
De façon plus générale le procédé et l'appareil qui reposent sur l'obtention d'une température élevée à partir de vapeurs de liquides bouillants à des températures inférieures sont susceptibles de modifications évidentes pour l'homme de l'art et sont précisées dans les revendications ci-après.

Claims (8)

  1. #Tr\r# #TCATTOl#S
    I. Procddé de chauffage d'objets, disposés à l'intérieur d'une enceinte (13), dans laquelle la chaleur fournie par un organe de chauffage (I6) est transférée vers les objets (23) au moyen d'un liquide organique (I8) dont la vapeur baigne les objets (23!, caractérisé en ce que l'enceinte étant hermétiquement fermée, des températures supérieures à la température d'dbullition du liquide e la pression atmosphérique sont atteintes par augmentation de la pression à l'intérieur de l'enceinte, au dessus de la pression atmosphérique, par introduction d'un gaz neutre sous pression.
  2. 2. Procédé de chauffage d'objets selon revendication I, caractérisé en ce qu un cycle programmé de température est obtenu au moyen d'un cycle programmé de pression.
  3. 3. -Procédé de chauffage d'objets selon la revendication I, caractérisé en ce que l'enceinte étanche (13) comporte au moins une tubulure (24) d'admission d'un gaz neutre sous pression supérieure à la pression atmosphérique,
  4. 4. Procédé de chauffage d'objets selon la revendication I, caractérisé en ce que l'enceinte (13) comporte au moins un sas (29) d'accès pour les objets (23) à chauffer, supportés par une bande transporteuse (22), l'étanchéité entre le sas (29) et la bande transporteuse (22) étant assurée par un joint (2I) résistant à la pression et à la température.
  5. 5. Appareil de chauffage selon le procédé de la revendication
    I, caractérisé en ce qu'il comporte :
    - une enceinte étanche (I3) munie d'au moins un sas d'accès (29) sur l'une de ses parois latérales verticales.
    - un liquide (I8) de transfert de chaleur organique, à -haut point d'ébullition, ainsi que des moyens de chauffage (I6) et de refroidissement (I7) d'un liquide.
    - une bande transporteuse (22) située au dessus du niveau supérieur du liquide (I8), pour le transfert des obJets < 23) à chauffer, ladite bande transporteuse (22) pénétrant dans l'enceinte (I3) par au moins un sas d'accès (29).
    - des moyens d'introduction (24) et d'évacuation (25) d'un gaz neutre sous pression supérieure à la pression atmosphérique.
    - des moyens d'ouverture et de fermeture (43) des sas.
    - des moyens de mesure de la température de la vapeur au-dessus du liquide (I8).
  6. 6. Appareil de chauffage selon le procédé de la revendication I, caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois appareils selon la revendication 5, les trois enceintes (I3, I4 et 15) étant disposées linéairement le long de la bande transporteuse (22), et isolées l'une de l'autre par les sas (28, 29, 30, 31) de leurs parois latérales verticales, l'enceinte centrale (13) servant au chauffage des objets (23), les enceintes latérales servant au pré-chauffage (I4) et au refroidissement (I5) des objets.
  7. 7. Appareil de chauffage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le programme des températures dans les enceintes et la durée des cycles sont indépendants pour chaque enceinte, et déterminés par le choix du liquide et par le cycle de pression dans chaque enceinte.
  8. 8. Procédé de chauffage d'objets selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que les objets sont des composants électroniques et en ce que la température atteinte est supérieure à la température de fusion (280 C à 500 C), des brasures Pb/Ag/In et Au/Sn au moyen d'un liquide, dérivé fluoré, bouillant à 2T50C sous pression atmosphérique.
FR8101784A 1981-01-30 1981-01-30 Procede de chauffage d'objets a haute temperature par vapeur sous pression et appareil de mise en oeuvre Expired FR2499228B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8101784A FR2499228B1 (fr) 1981-01-30 1981-01-30 Procede de chauffage d'objets a haute temperature par vapeur sous pression et appareil de mise en oeuvre

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8101784A FR2499228B1 (fr) 1981-01-30 1981-01-30 Procede de chauffage d'objets a haute temperature par vapeur sous pression et appareil de mise en oeuvre

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2499228A1 true FR2499228A1 (fr) 1982-08-06
FR2499228B1 FR2499228B1 (fr) 1985-10-25

Family

ID=9254674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR8101784A Expired FR2499228B1 (fr) 1981-01-30 1981-01-30 Procede de chauffage d'objets a haute temperature par vapeur sous pression et appareil de mise en oeuvre

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2499228B1 (fr)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0205309A1 (fr) * 1985-06-08 1986-12-17 Nihon Den-Netsu Keiki Co., Ltd. Appareil de soudage en phase vapeur
WO1989004234A1 (fr) * 1987-11-12 1989-05-18 Armin Rahn Procede et appareil de traitement en phase vapeur
EP0330922A1 (fr) * 1988-03-02 1989-09-06 Siemens Nixdorf Informationssysteme Aktiengesellschaft Procédé de refusion pour plaques de circuit
US6172337B1 (en) * 1995-07-10 2001-01-09 Mattson Technology, Inc. System and method for thermal processing of a semiconductor substrate
EP1157771A3 (fr) * 2000-05-23 2003-01-08 Rehm Anlagenbau GmbH Appareil pour brasage en phase vapeur travaillant avec de la vapeur surchauffée
EP2073070A3 (fr) * 2007-12-18 2012-06-27 Palo Alto Research Center Incorporated Four à vapeur à commande de pression pour le contrôle de température asymptotique de support d'alimentation continue

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3460816A (en) * 1962-01-02 1969-08-12 Gen Electric Fluxless aluminum brazing furnace
DE2928192A1 (de) * 1978-07-12 1980-01-31 Honda Motor Co Ltd Verfahren und einrichtung zur kontinuierlichen ofen-hartloetung und gas- weichnitrierung
EP0023107A1 (fr) * 1979-07-09 1981-01-28 Electrovert Ltd. Procédé et appareil pour le soudage en phase vapeur

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3460816A (en) * 1962-01-02 1969-08-12 Gen Electric Fluxless aluminum brazing furnace
DE2928192A1 (de) * 1978-07-12 1980-01-31 Honda Motor Co Ltd Verfahren und einrichtung zur kontinuierlichen ofen-hartloetung und gas- weichnitrierung
FR2430987A1 (fr) * 1978-07-12 1980-02-08 Honda Motor Co Ltd Procede et appareil pour les traitements de brasage au four en continu et de nitruration douce d'articles en fer
GB2027062A (en) * 1978-07-12 1980-02-13 Honda Motor Co Ltd Continuous process for brazing and nitriding
EP0023107A1 (fr) * 1979-07-09 1981-01-28 Electrovert Ltd. Procédé et appareil pour le soudage en phase vapeur

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0205309A1 (fr) * 1985-06-08 1986-12-17 Nihon Den-Netsu Keiki Co., Ltd. Appareil de soudage en phase vapeur
WO1989004234A1 (fr) * 1987-11-12 1989-05-18 Armin Rahn Procede et appareil de traitement en phase vapeur
EP0330922A1 (fr) * 1988-03-02 1989-09-06 Siemens Nixdorf Informationssysteme Aktiengesellschaft Procédé de refusion pour plaques de circuit
US5174020A (en) * 1988-03-02 1992-12-29 Siemens Aktiengesellschaft Remelting process for printed circuit boards
US6172337B1 (en) * 1995-07-10 2001-01-09 Mattson Technology, Inc. System and method for thermal processing of a semiconductor substrate
US6403925B1 (en) 1995-07-10 2002-06-11 Mattson Technology, Inc. System and method for thermal processing of a semiconductor substrate
EP1157771A3 (fr) * 2000-05-23 2003-01-08 Rehm Anlagenbau GmbH Appareil pour brasage en phase vapeur travaillant avec de la vapeur surchauffée
EP2073070A3 (fr) * 2007-12-18 2012-06-27 Palo Alto Research Center Incorporated Four à vapeur à commande de pression pour le contrôle de température asymptotique de support d'alimentation continue

Also Published As

Publication number Publication date
FR2499228B1 (fr) 1985-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0109892B1 (fr) Four continu de brasure de composants électroniques
JP6144495B2 (ja) 加熱接合装置及び加熱接合製品の製造方法
EP0379437B1 (fr) Procédé et dispositif de régulation rapide d&#39;une température de paroi
FR2499228A1 (fr) Procede de chauffage d&#39;objets a haute temperature par vapeur sous pression et appareil de mise en oeuvre
WO2014115584A1 (fr) Dispositif thermo-liant et procédé de fabrication d&#39;un article thermo-lié
EP0236639B1 (fr) Installation flexible automatisée de traitement thermochimique rapide
KR102572094B1 (ko) 전자 조립체들을 연결하기 위한 시스템
US3711939A (en) Method and apparatus for sealing
CN107112261A (zh) 尤其用于基体的除气的设备和方法
FR2604378A1 (fr) Appareillage de fonderie pour la fabrication de pieces metalliques moulees a structure orientee
EP2285935B1 (fr) Procede et dispositif de carbonisation
EP0931618B1 (fr) Procédé de traitement thermique d&#39;une pièce à l&#39;aide d&#39;au moins un liquide de transfert thermique et four à condensation pour sa mise
BE897556A (fr) Procede et appareil a pression differentielle pour l&#39;assemblage d&#39;un manchon et d&#39;un tube
FR2623491A1 (fr) Procede et dispositif pour le bombage thermique du verre
EP1349970B1 (fr) Procede de croissance d&#39;un materiau semi-conducteur massif de type ii-vi
EP0176462B1 (fr) Procédé de cuisson de produits alimentaires tels que des jambons et installation le mettant en oeuvre
FR2531890A1 (fr) Procede et appareil a pression differentielle pour l&#39;assemblage d&#39;un manchon et d&#39;un tube
WO2012153046A1 (fr) Traitement thermique par injection d&#39;un gaz caloporteur.
US7748600B2 (en) Process and device for soldering in the vapor phase
EP0210887B1 (fr) Perfectionnements apportés aux installations destinées au traitement thermique, à haute température, en vue de leur assurer une longue conservation, de liquides alimentaires tels que le lait
WO2002005999A1 (fr) Procede de refusion ou de polymerisation a atmosphere conducto-convective et dispositif de mise en oeuvre
FR2604973A1 (fr) Installation et procede pour la pasteurisation et le conditionnement d&#39;un produit alimentaire dans des recipients
EP0042494A1 (fr) Méthode et dispositif pour la formation de lingots d&#39;un alliage semiconducteur
FR2673273A1 (fr) Four continu multifonctions.
FR2975107A1 (fr) Traitement d&#39;un precurseur par injection d&#39;un element reactif en phase vapeur.

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse