KR20040010335A - 납땜면에 플럭스를 직접 인가하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 납땜 플럭스 재료를 납땜면에 직접 인가하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은 납땜면을 형성하도록 동적 분사 공정을 이용하여 기판에 납땜 충진 재료를 인가하는 단계를 구비한다. 납땜 충진 재료의 기판 납땜 플럭스로의 다음 인가는 건조 분말 또는 습윤 슬러리로서 납땜면에 직접 인가될 수 있다. 납땜면의 특성은 추가 바인더 또는 수지 재료를 이용하지 않고 인가된 플럭스 재료가 표면에 접착되는 것을 허용한다.

Description

납땜면에 플럭스를 직접 인가하기 위한 방법{METHOD FOR DIRECT APPLICATION OF FLUX TO A BRAZING SURFACE}

본 발명은 납땜 기술에 관한 것으로, 특히 납땜면에 납땜 플럭스를 직접 인가하기 위한 방법에 관한 것이다.

납땜은 용융점이 구성 요소들 중 하나의 용융점보다 낮은 납땜 충진 재료로 구성 요소들을 연결하는 단계를 포함하는 공정이다. 납땜 공정은 금속 또는 합금인 구성 요소들을 연결하는 데에 통상 사용된다. 통상, 납땜 충진 재료는 연결될 2개의 구성요소 사이에 또는 이와 인접하게 배치된 후에, 조립체는 납땜 충진 재료가 녹지만 구성 요소는 녹지 않는 온도로 가열된다. 냉각되면, 납땜 충진 재료는 구성 요소의 2개의 표면 사이에 야금 접합을 형성한다. 종종, 연결될 표면은 표면 사이의 양호한 납땜 결합의 형성을 방해할 수 있는 표면 금속 산화층을 구비한다.이에 따라, 납땜 충진 재료에 부가하여 납땜 플럭스 재료를 통상 구비하는 것이 일반적이다. 통상적인 납땜 플럭스는 염화물 및/또는 불화물을 포함하고 플럭스 재료는 통상 납땜 충진 재료보다 낮은 온도에서 용융된다. 용융시에, 납땜 플럭스 재료는 2개의 표면상의 금속 산화물의 경질 쉘(shell)을 용해시키도록 작용하여, 용융된 납땜 충진 재료의 습윤성 및 유동을 향상시켜서, 납땜될 구성요소의 결합 사이의 모세관력에 의해 자유롭게 견인되는 것을 허용한다. 납땜 충진 재료의 조성은 당업자에게 공지된 바와 같이 연결될 표면의 조성에 의해 결정된다. 마찬가지로, 사용 가능한 다수의 납땜 플럭스 재료가 존재하고 이용되는 특정 재료는 납땜될 구성 요소의 성질에 따른다. 통상, 알루미늄 구성 요소를 납땜할 때, 산업계는 솔베이 플루오르(Solvay Fluor)에 의해 제조된 플럭스 노코록(등록상표명)을 이용한다. 이 플럭스는 플루오르알루민산염 칼륨의 혼합물을 포함한다.

현 제조 공정에 있어서, 장치의 납땜 이전에 납땜면에 납땜 플럭스를 인가하는 것은 어려운 공정이다. 통상, 납땜 충진 재료는 연결될 표면중 하나에 인가되고 장치는 사전 조립된다. 사전 조립 후에, 전체 장치는 종종 물-플럭스 슬러리(water-flux slurry)에 담가지거나 이러한 물-플럭스 슬러리는 전제 조립체 상에 분사된다. 대안적으로, 플럭스 재료는 정적 건조 분말 공정을 통해 전체 장치에 인가된다. 전술된 바와 같이, 플럭스는 실제 2개의 표면이 연결되는 국부 영역에서만 요구된다. 그런 후, 전체적으로 플럭스화된 장치는 납땜 플럭스 재료가 액체가 되는 납땜노 내로 지나가고 납땜노 내부에 매우 경질인 잔류물을 형성하는 장치에서 강하하고, 이는 노가 차단되어 주기적으로 세척될 것을 요구한다. 또한,가열된 납땜 플럭스 재료는 대기 중에 방출되기 전에 처리되어야 할 화염을 생성한다. 납땜 플럭스는 납땜면에 잘 접착되지 않을 것이고, 이에 따라 납땜 플럭스 재료를 납땜면에 접합시키도록 추가적인 바인더와 수지를 구비할 것이 요구된다. 최종적으로, 이 공정은 사용되어야 할 과도한 플럭스 재료로 인해 소모적이다.

단순하고 플럭스 재료가 인가된 납땜면이 납땜 공정 전에 광범위하게 취급되는 것을 허용한 납땜면 상에 납땜 플럭스 재료를 직접 인가하기 위한 방법을 제공하는 것이 유리할 것이다. 이러한 방법으로, 전체 조립체가 아닌 납땜면이 플럭스화된다면, 자본, 플럭스 장치의 점유, 플럭스 재료의 필요량 및 플럭스 공정에 요구된 노동력을 현저하게 줄이게 된다.

일 실시예에 있어서, 본 발명은 납땜면을 형성하도록 동적 분사 인가에 의해 납땜 충진 재료를 기판 상에 직접 인가하는 단계와, 상기 형성된 납땜면 상에 납땜 플럭스 재료를 직접 증착시키는 단계를 포함하는, 납땜 플럭스 재료를 납땜면에 인가하기 위한 방법을 포함한다.

다음 실시예에 있어서, 본 발명은 입자 혼합물로서 납땜 충진 재료를 제공하는 단계와, 입자 혼합물의 연화를 유발하기에 불충분한 온도인 가스의 유동에 상기 입자 혼합물을 혼입하는 단계와, 가스 유동에 혼입된 입자 혼합물을 기판에 대향되게 배치된 초음파 노즐을 통해 안내하는 단계와, 기판 상에 입자 혼합물의 접착을 유발하기에 충분한 속도로 입자 혼합물을 가속시켜서 동적 분사 인가에 의해 납땜면을 형성하는 단계와, 형성된 납땜면 상에 납땜 플럭스 재료를 직접 증착시키는단계를 포함하는, 납땜 충진 재료를 납땜면에 인가하기 위한 방법을 포함한다.

도1은 본 발명에서 사용되기 위한 동적 분사 시스템의 도면.

도2는 본 발명에 사용되기 위한 동적 분사 시스템의 단면도.

도3은 본 발명에 따라 동적 분사 인가에 의해 납땜 충진 재료가 인가된 기판의 평면도의 주사식 전자 현미경 사진.

도4a는 본 발명에 따라 건조된 납땜 플럭스 재료가 제곱 미터당 10 그램이 인가된 납땜면의 평면도의 주사 전자 현미경 사진.

도4b는 본 발명에 따라 건조된 납땜 플럭스 재료가 제곱 미터당 40 그램이 인가된 납땜면의 평면도의 주사 전자 현미경 사진.

도5는 본 발명에 따라 3개의 시료에 대해 일련의 강하 테스트 전후에 납땜면 상에 납땜 플럭스 재료의 보유도를 설명하는 그래프.

도6a는 본 발명에 따라 물-납땜 플럭스 슬러리에서의 납땜 플럭스 농도에 대한 납땜면 상의 납땜 플럭스 로딩의 의존도를 도시하는 그래프.

도6b는 본 발명에 따라 강하 테스트 전후에 3개의 시료 상에 물-납땜 플럭스 슬러리의 보유도를 도시하는 그래프.

도7은 본 발명에 따라 표면에 대해 물-납땜 플럭스 슬러리가 제곱 미터당 8그램이 인가된 후에 납땜면의 평면도의 주사식 전자 현미경 사진.

도8은 본 발명에 따라 납땜 플럭스 재료를 인가하기 위한 휠(wheel)의 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

18 : 가공 홀더

30 : 분말 급송기

32 : 공기 히터

34, 54 : 노즐

208 : 휠

본 발명은 납땜 충진 재료의 기판 상으로의 직접적인 동적 분사 인가에 의한 납땜면의 형성과 납땜 플럭스의 납땜면 상으로의 직접적인 인가를 위한 방법을 포함한다. 방법은 본원에서 참조되는 미국 특허 제6,139,913호 및 제6,283,386호와 표면 및 코팅 기술지 154(2002년)의 237 내지 252쪽에서 발행된 "동적 분사를 통한 상대적으로 큰 분말 입자로의 알루미늄 코팅"으로 명명된 반 스틴키스트(Van Steenkiste) 등에 의한 논문에 통상 기술된 동적 분사 공정의 사용을 포함한다.

먼저 도1에 의하면, 본 발명에 따라 사용되기 위한 동적 분사 시스템은 도면부호 10으로 통상 도시된다. 시스템(10)은 지지 테이블(14) 또는 기타 지지 수단이 위치되는 외피(12)를 구비한다. 테이블(14)에 고정된 장착 패널(16)은 코팅될 기판을 유지하기 위한 가공 홀더(18)를 지지한다. 일 실시예에 있어서, 가공 홀더(18)는 3차원 이동이 가능하고 코팅될 적절한 기판을 지지하는 것이 가능하다. 다른 실시예에 있어서, 가공 홀더(18)는 전술된 바와 같이 코팅될 기판을 동적 분사 노즐(34)을 지나 급송시킬 수 있다. 외피(12)는 도시되지 않은 적어도 하나의 공기 입구와 도시되지 않은 먼지 집진기로의 적절한 배기 도관에 의해 연결된 공기 출구(20)를 갖는 주변 벽을 구비한다. 코팅 작동 중에, 먼지 집진기는 외피(12)로부터 공기를 연속 견인하여 후속 처분을 위해 배기 공기에 내장된 임의의 먼지 또는 입자를 수집한다.

분사 시스템(10)은 공기압을 3.4MPa(500psi)까지 고압 공기 발라스트탱크(ballast tank; 26)로 공급할 수 있다. 공기 발라스트 탱크(26)는 라인(28)을 통해 고압 분말 급송기(30) 및 별도의 공기 히터(32)에 연결된다. 공기 히터(32)는 고압 가열된 공기, 전술된 주요 가스를 동적 분사 노즐(34)에 공급한다. 주요 가스의 온도는 분사될 분말 및 분말들에 따라 100 내지 3000℃로 다양하다. 주요 가스와 급송기(30)의 압력은 200 내지 500psi로 다양하다. 분말 급송기(30)는 단일 분말의 입자 또는 입자 혼합물을 비가열 고압 공기와 혼합하여 입자 혼합물을 노즐(34)의 보충 입구 라인(48)에 공급한다. 본 발명에 이용된 입자는 선택된 납땜 충진 재료를 포함한다. 통상, 납땜 충진 재료는 금속, 합금 또는 그 혼합물을 포함하고, 예가 이후에 제공된다. 컴퓨터 제어부(35)는 공기 히터(32)에 공급된 공기의 압력과 공기 히터(32)를 나가는 가열된 주요 가스의 온도 모두를 제어하도록 작동한다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 시스템(10)은 하나 이상의 보충 급송라인(들)(48)에 모두 연결되는 다중 분말 급송기(30)를 구비할 수 있다. 명확성을 위해, 하나의 분말 급송기(30) 만이 도1에 도시된다.

도2는 노즐(34)과 공기 히터(32) 및 보충 입구 라인(48)으로의 연결부의 단면도이다. 주요 공기 통로(36)는 공기 히터(32)를 노즐(34)에 연결한다. 통로(36)는 유동 교정기(40)를 통해 사전 혼합 챔버(42)로 공기를 안내하는 사전혼합 챔버(38)와 연결된다. 공기 또는 기타 가열된 주요 가스의 온도와 압력은 통로(36)의 가스 입구 온도 열전지(44)와 혼합 챔버(42)에 연결된 압력 센서(46)에 의해 감시된다.

비가열 고압 공기와 입자 분말의 혼합물은 보충 입구 라인(48)을 통해 소정의 내경을 갖는 직선 파이프를 구비한 분말 주입기 튜브(50)로 급송된다. 소정의 직경은 0.40 내지 3.00 밀리미터의 범위일 수 있다. 바람직하게는, 직경은 0.40 내지 0.90 밀리미터의 범위이다. 튜브(50)는 바람직하게는 사전혼합 챔버(38)의 축과 동일한 중심축(52)을 가진다. 튜브(50)는 사전혼합 챔버(38)와 유동 교정기(40)를 통해 혼합 챔버(42)로 연장한다.

혼합 챔버(42)는 라발형 노즐(Laval type nozzle; 54)과 연통한다. 노즐(54)은 목부(58)에서 직경이 감소하는 입구 원추부(56)를 가진다. 목부의 하류는 방출 단부(60)이다. 입구 원추부(56)의 대경부는 10 내지 6 밀리미터의 범위일 수도 있고, 바람직하게는 7.5 밀리미터이다. 입구 원추부(56)는 목부(58)에서 협소하다. 목부(58)는 직경이 3.5 내지 1.5 밀리미터일 수도 있고, 바람직하게는 3 내지 2 밀리미터이다. 목부(58)의 하류로부터 방출 단부(60)로의 노즐(54)의 일부는 다양한 형상을 가질 수도 있지만, 바람직한 실시예에 있어서 사각형 단면 형상을 가진다. 방출 단부(60)에서, 노즐(54)은 긴 치수가 8 내지 14 밀리미터이고 짧은 치수가 2 내지 6 밀리미터인 사각 형상을 가지는 것이 바람직하다. 목부(58)에서 방출 단부(60)로의 거리는 60 내지 400 밀리미터로 다양할 수도 있다.

미국 특허 제6,139,913호 및 제6,283,386호에서 개시된 바와 같이, 분말 주입기 튜브(50)는 통로(36)로부터의 가열된 주요 가스의 압력을 초과하는 압력 하에서 입자 분말 혼합물을 시스템(10)에 공급한다. 노즐(54)은 초당 300미터 내지 최고 초당 1200미터로 혼입 입자의 방출 속도를 생성한다. 혼입된 입자는 그 노즐(54)을 통한 유동 중에 동적 및 열적 에너지를 수득한다. 가스 스트림(gasstream)의 입자 온도는 입자 크기와 주요 가스 온도에 따라 변할 것이라는 것은 당업자에게 주지될 것이다. 주요 가스 온도는 노즐(54)로의 입구에서 가열된 고압 가스의 온도로서 정의된다. 입자의 온도 및 노출 시간은 충격시에도 입자가 그 용융 온도 이하의 온도에서 항상 존재하기에 충분히 낮게 유지되므로, 동적 및 열적 에너지의 전달로 인한 초기 입자의 고체상의 변화가 없어서, 초기 물리적 성질의 변화가 일어나지 않는다. 노즐(54)을 나가는 입자는 노즐을 코팅하도록 기판의 표면을 향해 안내된다.

노즐(54)에 대향된 기판을 치면, 입자는 대체로 약 5 내지 1의 가로세로비를 갖는 너브형(nub) 구조로 평탄화된다. 기판이 금속 또는 합금이고 입자가 금속 또는 합금을 구비하는 경우에, 기판면을 치는 모든 입자는 표면층 상의 산화물을 파쇄하고, 이어서 금속 또는 합금 입자는 입자와 기판 사이에 직접적인 금속-금속 접합을 형성한다. 충격시에, 동적 분사된 입자는 기판면에 모든 동적 및 열적 에너지를 대체로 전달하고 항복 응력이 초과되었다면 이에 고착된다. 전술된 바와 같이, 기판에 접착되는 소정의 입자는 노즐(54)을 나간 후에 표면을 때릴 때 기판에 접착되는 속도로 정의되는 임계 속도에 도달하거나 이를 초과할 필요가 있다. 이 임계 속도는 입자의 재료 조성에 따른다. 통상적으로, 단단한 재료일수록 소정의 기판에 부착되기 전에 더 높은 임계 속도를 달성해야한다. 기판 접합에 대한 입자의 성질에 대해 현재 공지된 바가 없지만, 접합의 일부가 기판을 때릴 때 소성적으로 변형하는 입자로 인한 것임은 공지된 바이다.

동적 분사 시스템(10)은 임의의 다양한 코팅을 생성하는 데에 매우 용도가다양하다. 동적 분사 시스템(10)은 납땜 충진 재료를 상호 연결될 2개의 기판중 하나에 인가하는 데에 사용된다. 납땜 충진 재료는 입자 혼합물로서 제공되고, 바람직하게는 분말은 직경이 25 내지 200 미크론, 보다 바람직하게는 직경이 50 내지 200 미크론인 평균 공칭 입자 크기를 가진다. 전술된 바와 같이, 납땜 충진 재료로 선택된 재료는 금속 또는 합금을 포함할 수도 있고, 그 조성은 연결될 기판의 조성에 따른다. 예컨대, 알루미늄 기판을 상호 납땜하는 경우에, 충진 재료가 알루미늄, 아연, 및 실리콘의 3원 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 3원 혼합물은 모든 중량이 납땜 충진 재료의 총중량에 기초한 상태로 중량에 대해 50 내지 78%인 알루미늄, 중량에 대해 12 내지 45%인 아연, 및 중량에 대해 5 내지 10%의 실리콘을 포함한다. 아연은 납땜 충진 재료에 내부식성을 제공한다. 그러나, 다른 납땜 충진 재료는, 예컨대 실리콘; 실리콘 및 알루미늄; 및 실리콘, 알루미늄, 아연, 및 구리와 같이 사용될 수 있다. 전술된 바와 같이, 시스템(10)은 일 실시예에서 3차원으로 이동 가능한 가공 홀더(18)를 구비한다. 따라서, 납땜 충진 재료로 코팅될 기판은 가공 홀더(18)에 장착될 수 있고 생성되는 것이 바람직하였던 납땜면의 영역을 정확히 묘사하도록 노즐(34)의 전방에서 조작될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 가공 홀더(18)는, 예컨대 초당 0.5 내지 10의 비율로 일편의 기판을 노즐(34)을 지나서 급송하도록 이용될 수 있어서, 납땜 충진 재료로의 기판면의 코팅의 고속 생산이 가능하다. 납땜 충전재가 동적 분사 공정에 의해 기판에 인가될 때, 도3에서 도시된 바와 같이 일련의 "마루부와 골부"를 갖는 거친 코팅층을 생산한다. 도3은 알루미늄, 아연, 및 실리콘의 혼합물을 포함하는 납땜충진 재료로 분사되었던 동적 분사된 납땜면의 주사식 전자 현미경 사진을 도시한다. 노즐(34)에서 기판으로의 장거리(stand-off distance)는 대략 2 센티미터였다. 제곱미터당 50 내지 100 그램의 납땜 충진 재료로 기판을 로딩하는 것이 바람직하다.

플럭스 재료는 당업자에게 공지된 임의의 플럭스일 수도 있다. 이는 노코록(등록상표명)이라는 이름으로 플루오르알루민산염 칼륨 고체와 같은 공지된 플럭스를 구비한다. 이용된 플럭스의 조성은 기판 조성 및 납땜 충진 재료 조성의 본질에 따른다. 플럭스는 건조 정적 분말 인가, 건조 분말 분사 인가, 스크린을 통한 건조 분말 증착, 분말의 건조 스미어링(smearing) 또는 건조 브러싱, 납땜면 상에서의 플럭스 재료를 함유한 휠의 작동, 물-플럭스 슬러리의 분사 작업, 또는 납땜면의 물-플럭스 슬러리로의 담금 작업을 구비하는 다양한 임의의 방법에 의해 동적 분사 공정 후에 형성된 납땜면에 인가될 수 있다. 통상, 플럭스는 납땜면 상에 건조 분말로서의 스크린을 통해 증착된 후, 초과분은 표면을 브러싱함으로써 제거된다. 동적 분사된 납땜면에 의해 형성된 골부 및 마루부로 인해, 납땜면은 도4a 및 도4b에 도시된 바와 같이 다량의 플럭스 재료를 보유할 수 있다. 특정 적용예에 요구된 플럭스 재료의 량은 제곱미터당 2 내지 50 그램, 보다 바람직하게는 제곱미터당 2 내지 35그램, 가장 바람직하게는 제곱미터당 6 내지 15그램으로 광범위하게 다양하다. 도4a에 있어서, 제곱 미터당 10 그램의 납땜 충진 재료가 그 위에 증착되는 납땜면의 평면도의 주사식 전자 현미경 사진이 도시된다. 도4a에서 알 수 있는 바와 같이, 납땜 충진 재료의 입자는 도면부호 80으로 도시되고 고지점사이에 위치된 건조 플럭스 재료(86)로 일련의 고지점을 형성한다. 도4b에 있어서, 입자(90)를 포함하는 납땜면은 도면부호 96으로 도시된 제곱미터당 40 그램이 로딩된 플럭스와 함께 도시된다.

도5에 있어서, 납땜면 상의 건조 플럭스 분말의 보유도가 시험되었다. 3개의 견본, A, B 및 C는 건조 분말 브러쉬 인가를 사용하여 건조 플럭스로 각각 로딩되었다. 견본은 알루미늄, 아연, 및 실리콘을 포함하는 납땜 충진 재료로 동적 분사 코팅된 10센티미터 길이의 알루미늄 튜브였다. 각 튜브는 5 센티미터 높이에서 평탄면 상으로 강하하였고, 강하 테스트 전후에 표면상으로의 플럭스의 로딩이 기록되었다. 바아(100, 106, 112)는 제1 강하 테스트 이전에 각 견본의 플럭스 로딩을 나타낸다. 바아(102, 108, 114)는 단일 강하 후에 플럭스 보유도를 나타낸다. 도면에서 도시된 바와 같이, 통상 10% 미만의 플럭스가 다음 제1 강하 테스트에서 떨어진다. 바아(104, 110, 116)는 후속의 강하 테스트의 결과를 도시한다. 도시된 바와 같이, 제2 강하 테스트의 결과로 손실된 무시할만한 추가 플럭스가 존재한다. 결과는 본 발명에 따라 인가된 납땜 플럭스 재료가 종래의 플럭스 재료의 인가 방법에서 필수적인 바인더, 접착제 또는 수지의 완전 부재 시에 동적 분사된 납땜면에 잘 접착한다는 것을 설명한다. 강하 테스트 후에 보유된 양은 상당하다. 명백하게는, 필요한 플럭스량은 당업자에게 공지된 바와 같이 납땜 충진 재료, 연결될 표면 및 플럭스에 의존한다. 제1 강하 단계 후에 적어도 5%의 보유도가 바람직하고, 보다 바람직하게는 적어도 20%의 증착 플럭스 재료가 제1 강하 테스트 후에 보유되고, 가장 바람직하게는 적어도 50%가 제1 강하 테스트 후에 보유된다.

도6a에 있어서, 시료 상에 로딩된 플럭스 양에 대한 플럭스-물 슬러리 혼합물에서의 플럭스 농도의 영향이 도시된다. 모든 시료는 분사 방법론에 의해 인가되었고 초과된 물은 공기 제트에 의해 제거되었다. 도6b에 도시된 바와 같이, 습윤 플럭스 재료는 납땜면에 쉽게 접착한다. 3개의 시료(A, B, C)는 이에 습윤 플럭스 슬러리가 인가되게 하고 초기 플럭스 로딩 작업이 바아(120, 124, 130)에서 도시된다. 그런 후, 시료는 평탄면 위의 5센티미터 높이에서 위로 수직으로 강하되었고 강하 후에 보유된 플럭스는 바아(122, 128, 132)에 도시된다. 도6b에서 알 수 있는 바와 같이, 습윤 플럭스-물 슬러리의 분사 인가를 사용한 로딩 작업 후에 플럭스 재료의 무시할만한 손실이 존재한다. 결과는 본 발명에 따라 인가된 납땜 플럭스 재료가 종래의 플럭스 재료의 인가 방법에서 필수적인 바인더, 접착제 또는 수지의 완전 부재 시에 동적 분사된 납땜면에 잘 접착한다는 것을 설명한다. 강하 테스트 후에 보유된 양은 상당하다. 명백하게는, 필요한 플럭스량은 당업자에게 공지된 바와 같이 납땜 충진 재료, 연결될 표면 및 플럭스에 의존한다. 제1 강하 단계 후에 적어도 5%의 보유도가 바람직하고, 보다 바람직하게는 적어도 20%의 증착 플럭스 재료가 제1 강하 테스트 후에 보유되고, 가장 바람직하게는 적어도 50%가 제1 강하 테스트 후에 보유된다.

도7은 습윤 플럭스 슬러리의 분사를 사용한 인가 후에 표면상에 보유된 플럭스 재료(142)와 납땜면을 형성하는 납땜 충진 재료(140)를 도시하는 주사식 전자 현미경 사진이다. 플럭스는 제곱미터당 8 그램의 밀도로 로딩되었다.

도8에 있어서, 납땜 플럭스 재료(212)의 인가를 위한 시스템은 도면부호 200으로 통상 도시되었다. 시스템(200)은 브라켓(214) 내에서 회전 가능한 휠(208)을 구비한다. 플럭스 재료 급송기(210)는 휠(208)의 표면상에 플럭스(212)를 증착시킨다. 브라켓(214)은 기판(202)의 표면상에서 전술된 바와 같이 동적 분사 공정에 의해 형성된 납땜면(204)에 대향하여 휠(208)을 유지한다. 도8에 있어서, 기판(202)은 화살표(206) 방향으로 이동한다. 급송기(210)는 플럭스화된 납땜면(216)으로 귀결되는 휠(208)의 표면상에 플럭스(212)를 연속적으로 인가한다. 휠(208)은 플럭스(212)를 수용하여 이동 납땜면(204) 상으로 이를 증착시키는 임의의 종류의 휠일 수 있다. 양호한 실시예에 있어서, 휠(208)은 분말 플럭스(212)를 손쉽게 수용하는 세공형 직물 휠(a fabric wheel of the jewelers-type)이다. 시스템(200)은 작동시키기 간단하고 본 발명을 이행하는 일 방법이다.

상기 발명은 관련 법적 기준에 따라 기술되었으므로, 본질을 제한하지 않고 예시적으로 기술된다. 개시된 실시예에 대한 변경 및 변화는 당업자에게 명백해지고 발명의 범위 내에서 이루어질 수도 있다. 이에 따라, 법적 보호가 제공된 본 발명의 범위는 다음 청구항을 숙지함으로써만 결정될 수 있다.

본 발명의 납땜 플럭스 재료를 납땜면에 인가하기 위한 방법을 제공함으로써, 단순하고 플럭스 재료가 인가된 납땜면이 납땜 공정 전에 광범위하게 취급되는 것이 가능하다.

Claims (31)

1. 납땜 플럭스 재료를 납땜면에 인가하기 위한 방법에 있어서,

   a) 납땜면을 형성하도록 동적 분사 인가에 의해 납땜 충진 재료를 기판 상에 직접 인가하는 단계와,

   b) 형성된 납땜면 상에 납땜 플럭스 재료를 직접 증착시키는 단계를

   포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, a) 단계는 입자 혼합물로서 상기 납땜 충진 재료를 제공하는 단계와, 입자 혼합물의 열적 연화를 유발하기에 불충분한 온도인 가스의 유동에 입자 혼합물을 혼입하는 단계와, 가스 유동에 혼입된 입자 혼합물을 기판에 대향되게 배치된 초음파 노즐을 통해 안내하는 단계와, 기판 상으로의 입자 혼합물의 접착을 유발하기에 충분한 속도로 입자 혼합물을 기속화시켜서 동적 분사 인가에 의해 납땜면을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 입자 혼합물을 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 입자 혼합물의 평균 공칭 입자 크기는 적어도 65 미크론인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제2항에 있어서, 입자 혼합물을 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 입자 혼합물의 평균 공칭 입자 크기는 65 내지 250 미크론인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제2항에 있어서, 148.89 내지 1488.9℃(300 내지 3000 ℉)의 온도로 가스를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제2항에 있어서, 상기 입자 혼합물을 초당 300 내지 1200 미터의 속도로 가속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 합금 또는 금속을 포함하는 납땜 충진 재료를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 납땜 충진 재료에 내부식성 재료를 제공하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항에 있어서, 알루미늄, 아연, 및 실리콘의 3원 혼합물로 납땜 충진 재료를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 충진 재료 총중량에 기초하여 중량의 50 내지 78%의 알루미늄, 중량의 12 내지 45%의 아연 및 중량의 5 내지 10%의 실리콘인 3원 혼합물로서 납땜 충진 재료를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제1항에 있어서, 납땜 플럭스는 건조 정적 분말이 건조 분말 브러쉬 인가에 의해 체질된(sifted) 건조 분말, 납땜면 위에 플럭스를 함유한 휠을 작동에 의한 건조 분말 얼룩(smear), 침지 적용에 의한 습윤 슬러리, 분사 적용에 의해 건조 슬러리, 또는 그 혼합물인 방식들 중 적어도 하나에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제1항에 있어서, 제곱미터당 2 내지 40 그램의 납땜 플럭스를 납땜면 상에 증착시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제1항에 있어서, a) 단계는 상기 납땜면을 형성하도록 동적 분사 인가에 의해 금속 또는 합금을 포함하는 기판 상에 납땜 충진 재료를 직접 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제1항에 있어서, a) 단계는 상기 납땜면을 형성하도록 동적 분사 인가에 의해 알루미늄을 포함하는 기판 상에 상기 납땜 충진 재료를 직접 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제1항에 있어서, a) 단계는 납땜면을 형성하도록 동적 분사 인가에 의해 기판 상에 제곱미터당 50 내지 150 그램의 납땜 충진 재료를 직접 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제1항에 있어서, 납땜면을 갖는 기판을 강하시키고 인가된 기판을 평탄면 상의 5 센티미터의 높이로부터 인가시킨 후에 인가된 플럭스 재료의 중량에 적어도 5%를 보유하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 납땜 플럭스 재료를 납땜면에 인가하기 위한 방법에 있어서,

    a) 입자 혼합물로서 상기 납땜 충진 재료를 제공하는 단계와, 입자 혼합물의 열적 연화를 유발하기에 불충분한 온도인 가스의 유동에 입자 혼합물을 혼입하는 단계와, 가스 유동에 혼입된 입자 혼합물을 기판에 대향되게 배치된 초음파 노즐을 통해 안내하는 단계와, 기판 상으로의 입자 혼합물의 접착을 유발하기에 충분한 속도로 입자 혼합물을 기속화시켜서 동적 분사 인가에 의해 납땜면을 형성하는 단계와,

    b) 형성된 납땜면 상에 납땜 플럭스 재료를 직접 증착시키는 단계를

    포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제17항에 있어서, 입자 혼합물을 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 입자 혼합물의 평균 공칭 입자 크기는 적어도 65 미크론인 것을 특징으로 하는 방법.
19. 제17항에 있어서, 상기 입자 혼합물을 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 입자 혼합물의 평균 공칭 입자 크기는 65 내지 250 미크론인 것을 특징으로 하는 방법.
20. 제17항에 있어서, 148.89도 내지 1488.9℃(300 내지 3000 ℉)의 온도로 상기 가스를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
21. 제17항에 있어서, 상기 입자 혼합물을 초당 300 내지 1200 미터의 속도로 가속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
22. 제17항에 있어서, 합금 또는 금속을 포함하는 납땜 충진 재료를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
23. 제17항에 있어서, 상기 납땜 충진 재료에 내부식성 재료를 제공하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
24. 제17항에 있어서, 알루미늄, 아연, 및 실리콘의 3원 혼합물로 납땜 충진 재료를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
25. 제24항에 있어서, 충진 재료 총중량에 기초하여 중량의 50 내지 78%의 알루미늄, 중량의 12 내지 45%의 아연 및 중량의 5 내지 10%의 실리콘인 3원 혼합물로서 납땜 충진 재료를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
26. 제17항에 있어서, 납땜 플럭스는 건조 정적 분말이 건조 분말 브러쉬 인가에 의해 체질된 건조 분말, 납땜면 위에 플럭스를 함유한 휠을 작동에 의한 건조 분말 얼룩, 침지 적용에 의한 습윤 슬러리, 분사 적용에 의해 건조 슬러리, 또는 그 혼합물인 방식들 중 적어도 하나에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 방법.
27. 제17항에 있어서, 제곱미터당 2 내지 40 그램의 납땜 플럭스 재료를 납땜면 상에 증착시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
28. 제17항에 있어서, a) 단계는 상기 납땜면을 형성하도록 동적 분사 인가에 의해 금속 또는 합금을 포함하는 기판 상에 납땜 충진 재료를 직접 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
29. 제17항에 있어서, a) 단계는 상기 납땜면을 형성하도록 동적 분사 인가에 의해 알루미늄을 포함하는 기판 상에 납땜 충진 재료를 직접 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
30. 제17항에 있어서, a) 단계는 납땜면을 형성하도록 동적 분사 인가에 의해 기판 상에 제곱미터당 50 내지 150 그램의 납땜 충진 재료를 직접 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
31. 제17항에 있어서, 납땜면을 갖는 기판을 강하시키고 인가된 기판을 평탄면 상의 5 센티미터의 높이로부터 인가시킨 후에 인가된 플럭스 재료의 중량에 적어도 5%를 보유하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.