HU220317B - Eljárás és berendezés cseppentőszivattyúból kijuttatott olvadt forraszanyagcseppek stabilitásának növelésére - Google Patents

Eljárás és berendezés cseppentőszivattyúból kijuttatott olvadt forraszanyagcseppek stabilitásának növelésére Download PDF

Info

Publication number
HU220317B
HU220317B HU9701128A HUP9701128A HU220317B HU 220317 B HU220317 B HU 220317B HU 9701128 A HU9701128 A HU 9701128A HU P9701128 A HUP9701128 A HU P9701128A HU 220317 B HU220317 B HU 220317B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
nozzle
molten solder
flux
opening
solder
Prior art date
Application number
HU9701128A
Other languages
English (en)
Inventor
James S. Akin
Edward Blakley Menard
Thomas Alan Schiesser
Ted Minter Smith
Original Assignee
International Business Mashines Corporation
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 International Business Mashines Corporation filed Critical International Business Mashines Corporation
Publication of HU9701128D0 publication Critical patent/HU9701128D0/hu
Publication of HUP9701128A2 publication Critical patent/HUP9701128A2/hu
Publication of HUP9701128A3 publication Critical patent/HUP9701128A3/hu
Publication of HU220317B publication Critical patent/HU220317B/hu

Links

Classifications

    • 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
    • B23K3/00Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • B23K3/08Auxiliary devices therefor
    • B23K3/082Flux dispensers; Apparatus for applying flux
    • 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
    • B23K3/00Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • B23K3/06Solder feeding devices; Solder melting pans
    • B23K3/0607Solder feeding devices
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3489Composition of fluxes; Methods of application thereof; Other methods of activating the contact surfaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Molten Solder (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

Berendezés cseppentőszivattyúból kijuttatott olvadtforraszanyagcseppek stabilitásának növelésére, amelynek egy, az olvadtforraszanyagot (11) egy célfelületre kijuttató forrasztóberendezéshezcsatlakoztatott, a különálló olvadt forraszanyagcseppeket átengedőfúvókája (9), továbbá a fúvóka (9) nyílásához (12) juttatottfolyósítószert (16) a nyílásba (12), valamint a nyíláson (12) kilépőolvadt forraszanyagra (11) juttató eszköze van. Eljáráscseppentőszivattyúból kijuttatott olvadt forraszanyagcseppekstabilitásának növelésére, amelynek során egy, a különálló olvadtforraszanyagcseppeket átengedő fúvóka (9) nyílása (12) közelébe,pontosabban a nyílásba (12), valamint a nyíláson (12) kilépő olvadtforraszanyagra (11) folyósítószert (16) juttatnak. ŕ

Description

A találmány tárgya általánosságban olvadt forraszanyagcseppek adagolására vonatkozik, ezen belül szivattyúval kiejtett olvadt forraszanyagcseppek méretének, alakjának és összetételének kézben tartására. Találmányunk tárgya ezen belül egyrészt egy berendezés cseppentőszivattyúból kijuttatott olvadt forraszanyagcseppek stabilitásának növelésére, amelynek egy, az olvadt forraszanyagot egy célfelületre kijuttató forrasztóberendezéshez csatlakoztatott, a különálló olvadt forraszanyagcseppeket átengedő fúvókája, továbbá a fiivóka nyílásához folyósítószert juttató eszköze van, másrészt pedig egy eljárás cseppentőszivattyúból kijuttatott olvadt forraszanyagcseppek stabilitásának növelésére, amelynek során egy, a különálló olvadt forraszanyagcseppeket átengedő fúvóka nyílásához folyósítószert juttatunk.
A digitális elektronikai rendszerek, elsősorban a számítástechnikai berendezések, személyi számítógépek mérete lényegesen csökkent, összetettségük, használhatóságuk pedig nagymértékben nőtt az utóbbi időkben, és ez a tendencia a jövőben is folytatódni fog. A berendezések elektronikai alkatrészeinek ezzel egyidejű csökkenése, továbbá a bemeneti/kimeneti terminálok méretcsökkenése közvetlen hatással bír a nyomtatott áramköri lapok mintázatára, kialakítására.
A forrasztással a nyomtatott áramköri laphoz erősített integrált áramköri eszközök hagyományos forrasztási technikái vagy elérték technológiai, műszaki határukat, vagy túlságosan költségesek ahhoz, hogy akár kis, akár nagy méretekben a korszerű tervezésű egységek kis méretei mellett megvalósíthatók legyenek. Az uralkodó technológia, azaz a forraszanyag stencilnyomása a nyomtatott áramköri lapokra elérte megvalósíthatóságának határát, míg egy másik szintén elterjedten alkalmazott technológia, amellyel forraszanyagot bevonat formájában vittek fel a nyomtatott áramköri lapokra, viszonylag drága.
Hasonló helyzet figyelhető meg a forraszanyag bevonat mátrixok kialakításánál integrált áramkör szerszámoknál, például flip-csip eszközöknél, vagy a kerámiatokozású integrált áramköröknél. A forraszanyaggömbök vagy -hasábok újraolvasztó ráforrasztása az integrált áramkör szerszámra vagy kerámiatokozásra hasonlóan összetett és költséges törekvés. így hirtelen igen nagy érdeklődés támadt olyan megoldások iránt, amelyekkel a megolvasztott forraszanyagot ki lehet adagolni vagy fújni közvetlenül az integrált áramkör szerszámra (önállóan vagy mátrixszerüen), az integrált áramkör kerámiatokozására, és a nyomtatott áramköri lapokra. A forraszanyagcseppeket kijuttató vagy kifecskendező technológia számos előnnyel jár, ha az olvadt forraszanyagcseppek összetételét, térfogatát, lerakathelyét kézben tudjuk tartani. Az olvadt forraszanyagcseppek hordozóra történő kijuttatása során azok pontos lokalizálása megoldandó és kezelendő feladattá vált. Mind ez ideig azonban ismereteink szerint nem valósult meg olyan olvadt forraszanyagcseppeket kijuttató megoldás, mely eléggé megbízható az ipari körülmények közötti felhasználásra, pontosabban arra, hogy a kijuttatott olvadt forraszanyagcseppek összetételét, térfogatát, alakját a kívánt, állandó értéken tartsuk.
Az US 5 377 961 számú szabadalmi leírás elektrodinamikus forraszanyag-szivattyút ismertet, amellyel olvadt forraszanyagcseppeket tudunk viszonylag vezérelt, kézbentartott térfogatot biztosítóan kijuttatni. Az elektrodinamikus szivattyú lényeges javulást jelent az ismert és alkalmazott cseppecskekijuttató berendezésekhez képest, amelyek általában elektrosztrikciós átalakítókat, például piezoelektromos elemeket használnak, és mint ilyen megteremti a viszonylag szabályozható olvadt forraszanyag-kijuttató rendszer alapjait. Noha a korai tesztek megalapozták az elektrodinamikus szivattyú alkalmazhatóságát olvadt forraszanyagcseppek kijuttatására, gyártási körülmények közötti alkalmazása, ahol a cseppecskekijuttatás, a cseppecskeösszetétel konzisztenciája és a cseppecskeméret stabilitása és ismételhetősége alapvető követelmény, mutatta, hogy további finomításokra van szükség. Ezzel összefüggésben a vizsgálatok alapján megállapításra került, hogy a fúvókanyílás közvetlen közelében elhelyezkedő olvadt forraszanyag időben nem maradt tiszta forraszanyag homogén keveréke. A forraszanyag-kijuttató fúvóka környékének metallurgiai vizsgálata és a cseppecskekijuttatás képfelvételeinek elemzése igazolta, hogy a cseppecskéken belül tiszta forraszanyag és oxidált ón és ólom keveréke állt elő, mely kombináció azt eredményezte, hogy a cseppecskék fizikai tulajdonságai, például felületi feszültsége, olvadáspontja és más anyagokhoz képesti affinitása (nedvesítőképessége) nem egyenletes. A problémát az sem oldotta meg, ha a fúvóka területét oxigénmentes környezetbe, például nitrogéngázba helyeztük.
Az elektrodinamikus forraszanyag-szivattyú tesztelésével bebizonyosodott, hogy a kijuttatott olvadt forraszanyagcseppek néhány órás működés után igen nagy mértékben különböztek egymástól, jóllehet a bemeneti paraméterek, amelyek az egyes forraszanyagcseppeket létrehozó nyomásimpulzusokat határozzák meg, változatlanok voltak. További vizsgálódásaink arra vezettek, hogy ez az instabilitás a fúvókanyílás környezetében lévő forraszanyag inhomogén természetéből vezethető le, az inhomogén forraszanyag pedig a már korábban említett tiszta forraszanyag oxidált ónnal és ólommal alkotott keverékéből állt elő.
A hosszú időn keresztül elektrodinamikus forraszanyag-szivattyúval végzett forraszanyagcseppecske uniformitásvizsgálata során azonosított probléma vált az egyik megoldandó feladattá, amikor arra kerestünk választ, hogy a fúvóka környezetében nitrogén alkalmazásán kívül milyen más feltételeket kellene megvalósítanunk ahhoz, hogy hosszú időn keresztül is egyforma és stabil forraszanyagcseppecskéket kapjunk mind ónt, mind ólmot tartalmazó olvadt forraszanyag esetén. Ez felöleli egyben a más, oxidálódó fémeket tartalmazó fémötvözeteket is.
A kitűzött feladat megoldása során olyan berendezést vettünk alapul cseppentőszivattyúból kijuttatott olvadt forraszanyagcseppek stabilitásának növelésére, amelynek egy, az olvadt forraszanyagot egy célfelületre kijuttató forrasztóberendezéshez csatlakoztatott, a különálló olvadt forraszanyagcseppeket átengedő fúvókája, továbbá a fúvóka nyílásához folyósítószert juttató
HU 220 317 Β eszköze van. Ezt a találmány értelmében úgy fejlesztettük tovább, hogy az eszköz a fúvóka nyílásához juttatott folyósítószert a nyílásba, valamint a nyíláson kilépő olvadt forraszanyagra juttató eszközként van kialakítva.
A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakja értelmében a folyósítószer bejutását elősegítő méretű és alakú nyílást tartalmaz, valamint az eszköz a folyósítószert aktiváló hőmérsékletű eszközként van kialakítva.
A találmány szerinti berendezés egy további előnyös kiviteli alakja értelmében az eszköz a fúvókát periodikusan a folyósítószerrel érintkeztető mozgatószervként van kialakítva.
Ugyancsak előnyös a találmány értelmében, ha az eszköz a folyósítószert a fuvóka nyílásához vezető csőként van kialakítva.
Fentieken túlmenően előnyös továbbá, ha az eszköz a füvókát periodikusan egy folyósítószer-tartályból kiadagolt vékony folyósítószer-rétegen keresztül mozgató eszközként van kialakítva.
A kitűzött feladat megoldása során továbbá olyan eljárást vettünk alapul cseppentőszivattyúból kijuttatott olvadt forraszanyagcseppek stabilitásának növelésére, amelynek során egy, a különálló olvadt forraszanyagcseppeket átengedő fuvóka nyílásához folyósítószert juttatunk, és a találmány értelmében a folyósítószert a nyílásba, valamint a nyíláson kilépő olvadt forraszanyagra juttatjuk.
A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módja értelmében a fuvóka hőmérsékletét a folyósítószert aktiváló hőmérsékletűre állítjuk be, és a folyósítószert a kapilláris hatás révén felvevő méretű és kialakítású nyílású fuvókát használunk.
A találmány szerinti eljárás egy további előnyös foganatosítást módja értelmében a folyósítószert periodikusanjuttatjuk ki, amelynek során a fuvókát periodikusan érintkezésbe hozzuk a folyósítószerrel.
Ugyancsak előnyös a találmány értelmében, ha a folyósítószert a fuvóka nyílására fecskendezzük.
Előnyös végül a találmány értelmében, ha a fuvókát folyékony, folyósítószer-tartályból kiadagolt vékony folyósitószer-rétegen mozgatjuk keresztül.
A találmány szerinti eljárás és berendezés egyik különös előnye, hogy az olvadt forraszanyagcseppek villamos impulzusokkal történő kijuttatására elektrodinamikus szivattyút használhatunk, valamint a forraszanyag fúvókájának a kihelyezendő forraszanyagcseppeket tartó hordozóhoz viszonyított pozicionálását valamint a fúvóka folyósítószer-forráshoz mozgatását egy háromdimenziós koordináta-rendszerben mozogva tudjuk megvalósítani. A folyósítószert többféle módon eljuttathatjuk a fúvókéhoz, mindegyik megoldás azt eredményezi, hogy a fuvóka nyílásánál folyósítószer van jelen, és ha azt a fuvóka nyílásába be tudjuk vezetni, akkor az oxidokat kémiailag lebontja, eltávolítja a nyílás faláról, és elősegíti, hogy az olvadt forraszanyagban lévő gáz-zárványok a fiivóka nyílásának közelében távozzanak.
A találmányt az alábbiakban a csatolt rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a javasolt berendezés példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az
1. ábra olyan forrasztóberendezés-részletet mutat, amelyben elektrodinamikus szivattyút használunk az olvadt forraszanyagcseppek hordozóra történő kijuttatására, egy folyósítószert biztosító berendezéssel stabilizáltan, a
2. ábrán egy elektrodinamikus szivattyú feje fúvókaszerelvényének keresztmetszeti vázlata látható, a
3. ábrán egy fuvóka hegyét is magában foglaló résztartomány metszete látható, beleértve az inhomogén forraszanyagot és a felszívódott folyósítószert, a
4. ábra a fuvókaszerelvény folyósítószer-tartályba történő besüllyesztését mutatja, az
5. ábra a folyósítószemek egy közvetítőelemen keresztül a fúvókaszerelvényhez juttatását mutatja, a
6. ábra a folyósítószer fúvókaszerelvényre történő átvitelének egy további lehetséges megvalósítását mutatja, a
7. ábrán a folyósítószer fúvókaszerelvényhez történő eljuttatásának olyan megvalósítását tüntettük fel, ahol a folyósítószert az olvadt forraszanyagon belül és keresztül egy csőben juttatjuk célba, és a
8. ábrán a folyósítószer fúvókaszerelvényhez történő eljuttatásának olyan megvalósítását tüntettük fel, ahol a folyósítószert egy tartályból vezetéken átjuttatjuk el a fúvókaszerelvényhez, és közvetlenül a fúvóka hegyénél permetezzük ki.
Az egy cseppentőszivattyú fúvókájából egy célfelületre kijuttatott olvadt forraszanyagcseppek stabilizálását egy lehetőség szerint a fúvókánál történő folyósítószer alkalmazással valósítjuk meg. Jóllehet a nyomtatott áramköri lapok szerelésénél a metallurgiailag tiszta forrasztott kötések létrehozásához elterjedten használnak folyósítószert fémes felületek vegyi összetételének megváltoztatására, találmányunkban a folyósítószert újszerű módon magán a forraszanyagot kijuttató berendezésen hasznosítjuk.
A cseppentőszivattyú fúvókájához eljuttatott folyósítószerrel lebontjuk a forraszanyagot körülvevő oxidréteget, ezzel tiszta, homogén olvadt forraszanyagot biztosítunk a cseppentőszivattyú fúvókanyílásánál. Ehhez a folyósítószert valamilyen ismert módon aktiváljuk, azaz valamely fizikai és/vagy kémiai tulajdonságát megváltoztatjuk, hogy az oxidréteg lebontása gyors és eredményes legyen. Erre a célra előnyösen felhasználhatjuk a forrasztóberendezésben a forraszanyag olvadt állapotban tartásához amúgy is alkalmazott hót (amelyet leggyakrabban villamos fűtéssel állítanak elő). A folyósítószer forraszanyagcseppek kijuttatására gyakorolt hatásának az előzetes vizsgálata azt mutatta, hogy a folyósítószer három szempontból is hatékony eszköznek bizonyul. Először, lebontja és csökkenti a folyósítószer-oszlopban az olvadt folyósítószer és a fúvókafelület határán vagy annak környékén jelen lévő ón- és ólomoxido3
HU 220 317 B kát, és ezáltal tiszta, homogén eutektikus forraszanyagkeveréket biztosít. Másodszor, lebontja az oxidréteget, és elősegíti annak a fúvókanyílás belső felületéről való eltávolítását, bevonva ezzel a folyósítószer-réteggel a nyílás belső felületét, és simább felületet biztosítva. Harmadszor, csökkenti a forraszanyag felületi feszültségét a fúvóka nyílásánál, elősegítve a forraszanyag nedvesítését a fúvóka felülete mentén, a nyílás körül, melynek köszönhetően az egyenletes cseppkijuttatás hatásfokát rontó gázzárványok a környezetbe tudnak távozni.
A forraszanyagcseppek kijuttatásának stabilizálása terén a folyósítószer hatásosságát legelőször úgy próbáltuk ki, hogy a cseppentőszivattyú füvókájához egyszerűen, egy szivacsdarabbal folyósítószert juttattunk. A cseppentőszivattyú hője felgyorsította a folyósítószer kapilláris felszívódását a fúvóka nyílásán keresztül, aktiválta a folyósítószert az oxidok lebontására, csökkentette a felületi feszültséget, és javította a cseppeknek a füvóka nyílásán való kijutását is. A folyósítószer-maradvány szemmel láthatólag nem okozott gondot, a folyósítószermaradvány könnyen eltávolítható, például mechanikusan, egyszerű letörléssel, vagy valamilyen tisztító céleszközzel.
Az 1. ábrán a találmány szerinti berendezés egy lehetséges kiviteli alakját tüntettük fel vázlatosan egy egyébként ismert, forraszanyagot célfelületre kijuttató berendezésen belül. Látható, hogy egy forraszanyagkijuttató 1 fej három dimenzióban, X-Y-Z koordináták mentén mozgó 2 fejmozgató szerelvényhez kapcsolódik. A 2 fejmozgató szerelvény az 1 fejet nem csak ahhoz a 3 hordozóhoz képest tudja pozícionálni, amelyre a forraszanyagcseppecskéket ki kell juttatnunk, hanem aló folyósítószert adagoló 4 berendezéshez és a maradványeltávolító 6 berendezéshez képest is. Az 1 fej 7 füvókaszerelvényen keresztül juttatja ki a 100-500 pm tartományba eső névleges átmérőjű forraszanyagcseppeket. A 3 hordozó például rézvezetőket, illetve csatlakozókat tartalmazó nyomtatott áramköri lap, csatlakozókkal ellátott integrált áramkör (csip), vagy több különálló csipet vagy kerámiatokozást tartalmazó szerelvény lehet. A 2 fejmozgató szerelvény a 7 fűvókaszerelvényt úgy pozícionálja, hogy lehetővé teszi a 3 hordozó kiválasztott helyeire egy vagy több olvadt forraszanyagcsepp szelektív kijuttatását.
Eddigi tapasztalataink azt mutatják, hogy az 1 fejből kijuttatandó forraszanyagként célszerűen nagy tisztaságú 63/37 tömeg% összetételű (ón/ólom) ötvözetet használhatunk, ez a fajta forraszanyag számos gyártó termékskáláján szerepel és kereskedelmi forgalomban kapható. Ha azonban a forraszanyagot csipekre vagy lapkákra kell kijuttatnunk, célszerűen kissé eltérő, jellemzően 90/10 tömeg% összetételű nagy hőmérsékletű (ón/ólom) ötvözetet használunk.
Az 1. ábrán a 4 berendezést csupán vázlatosan jelöltük, ennek egyes célszerű kiviteli alakjait a későbbiekben részletezzük. A 4 berendezés a korábban említett, 16 folyósítószerrel átitatott szivacshoz hasonlóan viszonylag egyszerű elemekből is összeállítható. Az 1. ábrán látható általánosított vázlat fő jellemzője, hogy a 7 fúvókaszerelvény az olvadt forraszanyagcseppek 3 hordozóra való kijuttatása során szakaszosan érintkezésbe kerül a 16 folyósítószerrel - és adott esetben a 16 folyósítószer-maradványokat eltávolító 6 berendezés egy részével is.
Jóllehet számos módszert ismerünk a 16 folyósítószer 7 fúvókaszerelvényhez történő eljuttatására (belemerítés, permetezés, érintkeztetés, közvetlen befecskendezés az olvadt forraszanyagon át), kezdeti vizsgálódásaink alapján valószínűsíthető, hogy az olvadt forraszanyagcseppeknek az ismert berendezésekben szükséges stabilitását bármely módszer stabil és szakaszos alkalmazása biztosítani képes. Ha figyelembe vesszük a javasolt olvadt forraszanyagcsepp kijuttató fejjel társított elektromágneses készülékek bonyolultságát, méretét, akkor a 16 folyósítószert a forraszanyagba egy csövön keresztül bejuttató bonyolult kialakításokkal szemben egy egyszerű, szakaszos üzemű külső berendezés alkalmazása tűnik célszerűnek, amelynek működési elve annyiban változatlan, hogy a forraszanyagcseppek konzisztens kijuttatásához mi is 16 folyósítószert használunk.
A 2. ábra vázlatosan a 7 fúvókaszerelvény számunkra érdekes részletét, valamint a forraszanyag-kijuttató
I fej alsó részét mutatja metszetben. A 7 fúvókaszerelvény külső 8 köpenyt és 9 fúvókát tartalmaz, és az 1 fej alsó részéhez csatlakozik. Az olvadt 11 forraszanyagoszlop a 7 fúvókaszerelvény külső 8 köpenyén belül helyezkedik el, és azt az ismert módon melegített 1 fej által átadott hőenergiával folyékony halmazállapotban tartjuk. Az ugyancsak az 1 fej által az ismert és a szakterületen szokásos módon, indukcióval előállított elektromágneses impulzusok különálló forraszanyagcseppeket röpítenek ki a 9 füvóka 12 nyílásán (ezt a korábban említett US 5 377 961 számú szabadalmi leírás részletesen is taglalja). Találmányunk értelmében az olvadt forraszanyagcseppek stabilitását azáltal növeljük, hogy a 9 fúvóka 13 hegyének tartományába 16 folyósítószert juttatunk.
A 3. ábrán még nagyobb léptékben rajzoltuk fel a 9 fúvóka 13 hegyének részletét, benne a 12 nyílást, a 7 fúvókaszerelvényben lévő olvadt 11 forraszanyagoszlopot, és a már a 9 fúvókához eljuttatott 16 folyósítószert. A 9 fúvókát egy zafírtárcsa alkotja, az olvadt
II forraszanyagoszlop külső felületét pedig kiindulásunk szerint 14 oxidréteg vonja be. A 9 fúvóka 13 hegyéhez eljuttatott 16 folyósítószer a 12 nyílás belső falán, valamint a megolvadt 11 forraszanyagoszlop hozzáférhető felületén a kapilláris hatás révén 16 folyósítószer-réteget alakít ki. A 16 folyósítószer aktiválását a 7 fúvókaszerelvény viszonylag magas hőmérséklete is elősegíti, az aktivált 16 folyósítószer pedig megtisztítja all forraszanyagoszlopot a 14 oxidrétegtől a 12 nyílás közelében, ezen túlmenően vélhetőleg stabilizálja az olvadt 11 forraszanyagoszlop felületi jellemzőit is, és a 12 nyílás falát is keni.
A használt 16 folyósítószer összetétele viszonylag fontos jellemző. Különböző típusú és összetételű 16 folyósítószerek kipróbálása során úgy találtuk, hogy a forrasztási munka javítására kifejlesztett folyósítószerek, valamint a fonó levegős forraszanyagos kiegyenlítéshez
HU 220 317 B használt folyósítószerek tudják legeredményesebben javítani az olvadt forraszanyagcseppek stabilitását. Az említett két folyósítószer nagyobb (150 °C-nál magasabb) hőmérsékleten termikusán igen stabil és aktív (azaz hatékonyan lebontja a vastagabb 14 oxidrétegeket is). Mivel vizsgálódásaink viszonylag szűk, 220-250 °C hőmérséklet-tartományra korlátozódtak a 7 fuvókaszerelvény és az 1 fej vonatkozásában, vélhetőleg egyéb folyósítószerek is léteznek, amelyek képesek a vizsgált hőmérséklet-tartomány alatti, illetve feletti hőmérsékletű forraszanyag esetében a kijuttatott forraszanyagcseppek stabilizálására.
A fejlesztés során 63/37 tömeg% (ón/ólom) összetételű, a 9 fuvókán keresztül körülbelül 230 °C hőmérsékleten kijuttatott forraszanyag határozta meg azon feltételeket, amelyek esetén a 16 folyósítószemek szenesedés és a 12 nyílást adott esetben eltömő maradványképződés nélkül kellett hatását kifejtenie. Ilyen üzemi körülmények között, egyszerű szivacsos 16 folyósítószer felhordásnál a tesztek azt mutatták, hogy megközelítőleg tíz-húszezer olvadt forraszanyagcseppet tudunk viszonylag jó összetétellel és méretstabilitással kijuttatni. Két, kereskedelmi forgalomban kapható 16 folyósitószer, amely a megválasztott körülmények között megfelelő jellemzőkkel bír, a Kester cég 450 B jelzésű javító folyósítószere és 2438 HASL jelzésű folyósítószere. Mindkét folyósítószer 100-130 °C aktiválási hőmérsékletű, és körülbelül 230 °C füvókahőmérsékletig stabil marad.
Találmányunk számos eltérő megoldást is magában foglal, amelyekkel a 16 folyósítószert a 9 fuvóka 13 hegyéhez el tudjuk juttatni úgy, hogy az ott a kapilláris hatás következtében létrehozzon egy, a 3. ábrán bemutatott 16 folyósítószer-réteget.
A 4. ábrán egy ilyen lehetséges kiviteli alakot mutatunk be, ahol a 7 fuvókaszerelvény 13 hegyét 18 folyósítószer-tartályban tárolt folyékony 16 folyósítószerbe merítjük. A 18 folyósítószer-tartály az 1. ábrán vázolt 16 folyósítószer-adagoló 4 berendezés egy lehetséges megvalósítása.
Az 5. ábra a 16 folyósítószer-adagoló 4 berendezés egy további lehetséges kiviteli alakját vázolja, ahol a folyékony 16 folyósítószert a 18 folyósítószer-tartályból 19 szivaccsal juttatjuk el a 7 fuvókaszerelvény 13 hegyéhez. A 19 szivacs befogadóképessége révén azt is meghatározza, mennyi 16 folyósítószert juttathatunk egyszerre a 7 fuvókaszerelvény 13 hegyéhez.
A 6. ábrán egy vékony 16 folyósítószer- 20 réteg 7 fuvókaszerelvény 13 hegyére történő felhordásának egy lehetséges foganatosítási módját vázoltuk. Előbb a 18 folyósítószer-tartályban tárolt folyékony 16 folyósítószerbe 21 gyűrűt helyezünk, majd a 21 gyűrűt kiemeljük a folyékony 16 folyósítószerből, és a 21 gyűrűben - hasonlóan a szappanbuborék fújáshoz használt eszközhöz - egy vékony 16 folyósítószer- 20 réteg marad. Ezután a 7 fuvókaszerelvény 13 hegyét átdugjuk ezen a vékony 16 folyósítószer- 20 rétegen, amely rárakódik a 7 fuvókaszerelvény 13 hegyére, és azon is egy vékony réteget képez.
A 7. ábrán egy további lehetséges megoldást tüntettünk fel, amellyel 16 folyósítószert juttatunk a 7 füvókaszerelvény 12 nyílásához. Az olvadt 11 forraszanyagoszlop belsejében, azon keresztül vékony 22 cső húzódik, amelynek kimenete a 7 fuvókaszerelvény 12 nyílásának szomszédságában található. A 16 folyósítószert ebben a 22 csőben juttatjuk a 7 fuvókaszerelvény 12 nyílásának a szomszédságába. A felesleges 16 folyósítószermennyiség, majd a -maradvány a 12 nyíláson keresztül távozik az olvadt forraszanyagcseppek kijuttatása során.
A 8. ábrán azt a megoldást mutatjuk be, amikor a 16 folyósítószert közvetlenül rápermetezzük a 9 fiivóka 13 hegyére. Itt is az a cél vezet, hogy 16 folyósítószert juttassunk el a 7 fuvókaszerelvény 12 nyílásához, méghozzá olyan mennyiségben, amely lehetővé teszi a 16 folyósítószer kapilláris felszívódását a 12 nyíláson keresztül az olvadt 11 forraszanyagoszlopig. A 8. ábrán látható kiviteli alaknál egy 16 folyósítószer- 24 szivattyú egy 16 folyósítószer- 26 permetezőfejen át juttatja ki a 16 folyósítószert meghatározott mennyiségben a kijelölt helyre.
A bemutatott kiviteli alakok sokasága is mutatja, hogy a találmány fő célkitűzése egyértelműen a 16 folyósítószer eljuttatása az olvadt forraszanyaghoz, a forraszanyagcseppeket kijuttató fuvóka tartományába és magára a fuvókanyílásra, olyan mennyiségben, amely az olvadt forraszanyag üzemi hőmérsékletével összhangban önmagában alkalmas a forraszanyag-oxidok és salak lebontására, a 12 nyílás nedvesítésére. Az így kijuttatott 16 folyósítószer konzisztens forraszanyagcsepp-kijuttatást biztosít több ezer cikluson át, és alkalmassá teszi a javasolt berendezést nagyipari körülmények közötti használatra is.
Szakember számára nyilvánvaló, hogy a leírásban vázolt vagy bemutatott kiviteli alakok kizárólag a találmány lényegének bemutatására szolgáló, kiragadott példák, és ezek jellemzői szakember által könnyen helyettesíthetők és megváltoztathatók. Az így létrehozott megoldások azonban kivétel nélkül a szabadalmi igénypontokban meghatározott oltalmi körbe esnek.

Claims (10)

1. Berendezés cseppentőszivattyúból kijuttatott olvadt forraszanyagcseppek stabilitásának növelésére, amelynek egy, az olvadt forraszanyagot egy célfelületre kijuttató forrasztóberendezéshez csatlakoztatott, a különálló olvadt forraszanyagcseppeket átengedő fuvókája, továbbá a fuvóka nyílásához folyósítószert juttató eszköze van, azzal jellemezve, hogy az eszköz a fiivóka (9) nyílásához (12) juttatott folyósítószert (16) a nyílásba (12), valamint a nyíláson (12) kilépő olvadt forraszanyagra (11) juttató eszközként van kialakítva.
2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy fiivókájának (9) a folyósítószer (16) bejutását elősegítő méretű és alakú nyílása (12) van, valamint az eszköz a folyósítószert (16) aktiváló hőmérsékletű eszközként van kialakítva.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az eszköz a füvókát (9) periodiku5
HU 220 317 B san a folyósítószerrel (16) érintkeztető mozgatószervként van kialakítva.
4. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az eszköz a folyósítószert (16) a füvóka (9) nyílásához (12) vezető csőként (22) van kialakítva. 5
5. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az eszköz a füvókát (9) periodikusan egy folyósítószer-tartályból (18) kiadagolt vékony folyósítószer- (16) rétegen keresztül mozgató eszközként van kialakítva. 10
6. Eljárás cseppentőszivattyúból kijuttatott olvadt forraszanyagcseppek stabilitásának növelésére, amelynek során egy, a különálló olvadt forraszanyagcseppeket átengedő füvóka nyílásához folyósítószert juttatunk, azzal jellemezve, hogy a folyósítószert (16) a nyílásba (12), valamint a nyíláson (12) kilépő olvadt forraszanyagra (11) juttatjuk.
7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a füvóka (9) hőmérsékletét a folyósítószert (16) aktiváló hőmérsékletűre állítjuk be, és a folyósítószert (16) a kapilláris hatás révén felvevő méretű és kialakítású nyílású (12) füvókát (9) használunk.
8. A 6. vagy 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a folyósítószert (16) periodikusan juttatjuk ki, amelynek során a füvókát (9) periodikusan érintkezésbe hozzuk a folyósítószenei (16).
9. A 6. vagy 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a folyósítószert (16) a fúvóka (9) nyílására (12) fecskendezzük.
10. A 6. vagy 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a füvókát (9) folyékony folyósítószer15 tartályból (18) kiadagolt vékony folyósítószer- (16) rétegen (20) mozgatjuk keresztül.
HU9701128A 1996-09-30 1997-06-30 Eljárás és berendezés cseppentőszivattyúból kijuttatott olvadt forraszanyagcseppek stabilitásának növelésére HU220317B (hu)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/723,816 US5860575A (en) 1996-09-30 1996-09-30 Stability enhancement of molten solder droplets as ejected from a nozzle of droplet pump

Publications (4)

Publication Number Publication Date
HU9701128D0 HU9701128D0 (en) 1997-08-28
HUP9701128A2 HUP9701128A2 (hu) 1998-05-28
HUP9701128A3 HUP9701128A3 (en) 2000-04-28
HU220317B true HU220317B (hu) 2001-12-28

Family

ID=24907816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9701128A HU220317B (hu) 1996-09-30 1997-06-30 Eljárás és berendezés cseppentőszivattyúból kijuttatott olvadt forraszanyagcseppek stabilitásának növelésére

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5860575A (hu)
JP (1) JP3353814B2 (hu)
CN (1) CN1110232C (hu)
CZ (1) CZ300297A3 (hu)
HK (1) HK1009036A1 (hu)
HU (1) HU220317B (hu)
MY (1) MY115473A (hu)
PL (1) PL184454B1 (hu)
RU (1) RU2179912C2 (hu)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001274532A (ja) * 2000-03-24 2001-10-05 Olympus Optical Co Ltd 電気配線形成システム
US7861915B2 (en) * 2004-04-16 2011-01-04 Ms2 Technologies, Llc Soldering process
JP2006013427A (ja) * 2004-05-25 2006-01-12 Ricoh Co Ltd 微小接着剤ノズルおよび接着剤塗布装置
US7476357B2 (en) * 2004-12-02 2009-01-13 Thut Bruno H Gas mixing and dispersement in pumps for pumping molten metal
CN100522442C (zh) * 2005-03-30 2009-08-05 Tdk株式会社 钎焊方法,钎焊设备,接合方法,及接合设备
BRPI0716805B1 (pt) * 2006-09-11 2019-11-05 Enbio Ltd método de tratar um substrato metálico
ES2634151T3 (es) 2007-01-24 2017-09-26 Alexander Binzel Schweisstechnik Gmbh & Co. Kg Disposición y método para control de suministro de gas protector para un aparato de soldadura eléctrica
WO2008098136A1 (en) * 2007-02-08 2008-08-14 Dow Global Technologies Inc. Flexible conductive polymeric sheet
US7534284B2 (en) * 2007-03-27 2009-05-19 Bruno Thut Flux injection with pump for pumping molten metal
US7699208B2 (en) 2007-11-30 2010-04-20 Nordson Corporation Soldering tip, soldering iron, and soldering system
JP5692170B2 (ja) * 2012-06-11 2015-04-01 千住金属工業株式会社 溶融はんだ薄膜被覆装置、薄膜はんだ被覆部材及びその製造方法
CN104001862B (zh) * 2014-06-16 2015-10-21 安徽工业大学 一种水溶型芯的快速成形系统及成形方法
CN104493101B (zh) * 2014-12-24 2017-02-22 马鞍山市三川设备技术科技有限公司 一种高精度酯固化水玻璃砂型/芯的快速成型方法
DE102016118788A1 (de) * 2016-10-05 2018-04-05 Ersa Gmbh Löteinrichtung und Lötanlage
CN109500469A (zh) * 2018-12-17 2019-03-22 浙江晶科能源有限公司 一种焊带加锡设备及其用于全聚光焊带的加锡组件
CN112540512B (zh) * 2020-12-01 2022-06-28 上海集成电路装备材料产业创新中心有限公司 一种锡滴发生装置
SE2150599A1 (en) * 2021-05-11 2022-06-20 Mycronic AB Liquid metal jetting

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1379236A (en) * 1972-07-27 1975-01-02 Singer A R E Nozzles for molten metals
GB8628970D0 (en) * 1986-12-03 1987-01-07 Microelectronics & Computer Dispensing liquid metals
US4898422A (en) * 1988-09-15 1990-02-06 West Iii Robert V Arrowhead bicycle saddle
US4972900A (en) * 1989-10-24 1990-11-27 Hazelett Strip-Casting Corporation Permeable nozzle method and apparatus for closed feeding of molten metal into twin-belt continuous casting machines
US5042708A (en) * 1990-09-24 1991-08-27 International Business Machines Corporation Solder placement nozzle assembly
US5229016A (en) * 1991-08-08 1993-07-20 Microfab Technologies, Inc. Method and apparatus for dispensing spherical-shaped quantities of liquid solder
US5377961A (en) * 1993-04-16 1995-01-03 International Business Machines Corporation Electrodynamic pump for dispensing molten solder
US5446261A (en) * 1993-10-26 1995-08-29 International Business Machines Corporation Solder application system using helix to control solder meniscus
US5415679A (en) * 1994-06-20 1995-05-16 Microfab Technologies, Inc. Methods and apparatus for forming microdroplets of liquids at elevated temperatures

Also Published As

Publication number Publication date
HUP9701128A2 (hu) 1998-05-28
PL322237A1 (en) 1998-04-14
HU9701128D0 (en) 1997-08-28
JPH10117059A (ja) 1998-05-06
PL184454B1 (pl) 2002-10-31
CZ300297A3 (cs) 1999-04-14
HK1009036A1 (en) 1999-05-21
MY115473A (en) 2003-06-30
RU2179912C2 (ru) 2002-02-27
CN1110232C (zh) 2003-05-28
CN1178445A (zh) 1998-04-08
US5860575A (en) 1999-01-19
JP3353814B2 (ja) 2002-12-03
HUP9701128A3 (en) 2000-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU220317B (hu) Eljárás és berendezés cseppentőszivattyúból kijuttatott olvadt forraszanyagcseppek stabilitásának növelésére
JP4989716B2 (ja) 少量の液体材料を分配するための方法
US6015083A (en) Direct solder bumping of hard to solder substrate
US5855323A (en) Method and apparatus for jetting, manufacturing and attaching uniform solder balls
US6427898B2 (en) Solder bump forming method and apparatus
EP0336659B1 (en) Method and apparatus for applying flux to a substrate
JP2004512952A (ja) フラッシュエバポレーションによるロウの液滴の迅速な表面冷却
US7322511B2 (en) Apparatus and method for printing micro metal structures
US6500693B2 (en) Electrode forming method and bump electrode formable base used therefor
SE9701981L (sv) Påförande av droppar av smält metall tillsammans med sekundärvätska på ett substrat
US4676426A (en) Solder leveling technique
US6070779A (en) Liquid dosing device
JPS634657A (ja) 半田被着方法および装置
JP2001168509A (ja) フラックス塗布方法および装置
JP2001158985A (ja) 金属酸化膜の除去方法および金属酸化膜の除去装置
US6019275A (en) Method and system for introducing flux onto at least one surface of a solder pump
EP0891230B1 (en) Liquid dosing device
WO1998034735A1 (en) Liquid dosing device
JP2002368404A (ja) プリント基板の部分はんだ付け方法および部分噴流はんだ槽
JP2674582B2 (ja) フラックス塗布装置およびその塗布方法
JPH08306847A (ja) 整形済icのハンダコーティング装置
JP2005183542A (ja) プリント配線板のはんだコーティング方法
JP3424102B2 (ja) はんだ付け方法
KR20190017381A (ko) 수평식 자동 솔더링 장치
Vianco Wave Soldering

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees