NL9102094A - Inrichting voor het inert maken van een soldeerblad van een golfsoldeermachine. - Google Patents

Description

Korte aanduiding : Inrichting voor het inert maken van een soldeerbad van een golfsoldeermachine

De onderhavige uitvinding betreft een inrichting voorhet inert maken van een soldeerbad van een golfsoldeermachinevan de soort, die een bak bevat, waarin zich een soldeerbadbevindt, en middelen, waarmede electronische schakelingenvolgens een baan, die in de nabijheid van het oppervlak vanhet bad loopt, getransporteerd kunnen worden.

Golfsoldeermachines worden toegepast om electronischecomponenten op schakelingen te solderen of electronischecomponenten tevoren te vertinnen. De componenten, die gesol¬deerd of vertind moeten worden, worden langs de baan inaanraking met één of meer golven van het vloeibare soldeergebracht, welke golven verkregen worden door op het soldeer¬bad, dat zich in de bak bevindt, via een mondstuk een pomp¬werking uit te oefenen.

Een van de voornaamste problemen, waarop men bij hetgebruik van deze golfsoldeermachines stuit, is het oxyderenvan het vloeibare soldeerbad, dat normaal aan lucht is bloot¬gesteld. Door dit oxyderen ontstaat aan het oppervlak van hetbad een oxydelaag, die onophoudelijk door de bewegingen vanhet bad wordt verbroken, waardoor een nieuw oppervlak van hetsoldeer ononderbroken aan oxyderen wordt blootgesteld. Om hetdoor het soldeer bevochtigen van de metalen oppervlakken vande componenten niet te verstoren dient het soldeerbad regel¬matig te worden gereinigd, zodat slakken uit het bad wordenverwijderd. Door deze ononderbroken vorming van slakken nemende kosten van het gebruik van de machine (verbruik vansoldeermateriaal, onderhoudskosten) toe en ontstaat ander¬zijds een gevaar voor de omgeving, wanneer metalen, die zichin het bad bevinden, en de bijbehorende oxyden, in hetbijzonder lood, giftig zijn.

Om dit probleem met de slakken te ondervangen is voorge¬steld het oppervlak van het soldeerbad met olie te bedekken.Deze laag olie vormt een doelmatige bescherming van het badtegen oxyderen, maar veroorzaakt weer andere problemen, dieverband houden met de degradatie van de olie, die periodiek vervangen moet worden, het bezwaar, dat hoeveelheden olie,die zich op de componenten of schakelingen hebben verzameld,verwijderd moeten worden, ofwel de produktie van rookgassen.

Ook is bedacht de soldeermachine in een afgedichteruimte op te sluiten, die een inerte atmosfeer bevat, echterblijkt deze oplossing ingewikkeld, aangezien de soldeermachi¬ne in een produktielijn is geplaatst, die stroomopwaarts vanhet golfsoldeerstation een vloeimiddelstation bevat, waar eenvloeimiddel op de metalen delen van de componenten wordt aan¬gebracht, zodat het bevochten door het soldeer wordt verge¬makkelijkt, gevolgd door een vóórverwarmingsstation om hetvloeimiddel te drogen en te activeren en de warmteschok bijhet passeren van het golvende soldeer te verkleinen, enstroomafwaarts door een koelstation om het soldeer snel hardte laten worden en oververhitting van de componenten tevermijden, zodat deze verschillende stations in de afgedichteruimte geïntegreerd moeten zijn.

De uitvinding heeft tot doel een eenvoudige en doelmati¬ge inrichting voor het inert maken te verschaffen, waarvan defabrikagekosten laag zijn en die zonder speciale omvormingbij de meeste bestaande golfsoldeerlijnen kan worden toege¬past.

Hiertoe bevat de inrichting volgens een kenmerk van deuitvinding een nagenoeg gesloten kapeenheid, die tenminsteeen stroomopwaartse en een boven de bak aangebrachte centraleconstructie bevat, alsmede middelen, die een niet-oxyderendeatmosfeer in de kapeenheid recht boven het bad tot standbrengen en handhaven, welke inrichting gekenmerkt wordt,doordat de centrale constructie een onderste gedeelte bevat,dat nagenoeg afgedicht met de bak samenwerkt en althans decentrale constructie een kapvormig bovenste gedeelte bevat,waarin een gastoevoerkanaal uitmondt, dat van een diffusiein-richting is voorzien, die zich boven de transportmiddelenuitstrekt.

Door deze uitvoering kan het oxyderen van het soldeerbadaanzienlijk worden verminderd, het fabrikageritme wordenverhoogd en de prestaties van de lijn worden verbeterd, inhet bijzonder doordat dankzij de continuïteit tussen devoorste en centrale constructie de warmteschok van de compo¬ nenten, die met de golf in aanraking komen, in hoge matewordt verkleind en giftige metaal- of oxydedampen wordenverminderd.

Andere kenmerken en voordelen van de uitvinding blijkenuit onderstaande beschrijving van uitvoeringsvormen, die terillustratie dienen, echter geenszins een beperking inhouden,aan de hand van de bijgaande tekening.

Fig. 1 is een langsdoorsnede van een inrichting voor hetinert maken van een soldeerbad van een golfsoldeermachinevolgens de uitvinding.

Fig. 2 is een schematische doorsnede volgens het door-snedevlak II-II van figuur 1, en

Fig. 3 is een doorsnede zoals figuur 2 van een gewijzig¬de uitvoeringsvorm.

In onderstaande beschrijving en in de tekening zijnsoortgelijke of analoge elementen met dezelfde verwijzings-cijfers aangeduid.

In de figuren 1 en 2 is een verwarmde bak 1 getoond,waarin zich een soldeerbad 2 bevindt en die van (niet getoon¬de) middelen is voorzien, waarmede aan het oppervlak van hetbad golven worden gevormd, die electronische schakelingenbevochtigen, die door transportmiddelen boven het bad 2worden geplaatst, welke transportmiddelen in het getoondevoorbeeld een tweetal rails 3 bevatten, die elk een trans-portriem 4 ondersteunen, waarop ramen, die de schakelingendragen, worden geplaatst.

Volgens de uitvinding is aan de transportmiddelen 3, 4een kapeenheid toegevoegd, die (figuur 1) een centraleconstructie 5 bevat, die recht boven de bak 1 is aangebracht,en typisch een voorste constructie 6, die in de voortbewe-gingsrichting van de schakelingen stroomopwaarts van de bak 1is aangebracht, en een achterste constructie 7, die stroomaf¬waarts van de bak 1 is aangebracht. De centrale constructie 5bevat een kapvormig bovenste gedeelte 8, dat afgedicht op detwee rails 3 is aangebracht en deze rails draagt, en eenmantelvormig onderste gedeelte 9 met een dwarsdoorsnede, diemet de inwendige dwarsdoorsnede van de bak 1 overeenkomt ennagenoeg afgedicht in de bak 1 steekt en in het bad 2 gedom¬peld ligt en een bovenste gedeelte bezit, dat tussen de naar elkaar gekeerde vlakken van de twee rails 3 is aangebracht.De centrale constructie 5 vormt aldus recht boven het bad 2een binnenruimte 10, waardoor de transportmiddelen 3, 4bewegen en die het oppervlak van het bad 2 ten opzichte vande omringende atmosfeer isoleert.

De voorste en achterste constructie 6 resp. 7 bevattenop gelijke wijze een kap 11, 12 aan de bovenzijde, dierespectievelijk op de rails 3 zijn aangebracht en ononderbro¬ken op de bovenste kap 8 van de centrale constructie 5aansluiten, alsmede kappen 13, 14 aan de onderzijde, dierespectievelijk tussen de rails 3 grijpen en ononderbroken opde mantel 9 aansluiten.

In de bovenste kappen 8, 11, 12 monden kanalen 15 uit,die met een bron van een niet-oxyderend gas, typisch eeninert gas, zoals stikstof of argon of een reductiemengsel vaneen dergelijk inert gas en een reductiegas, zoals waterstof,zijn verbonden, waardoor de latere stappen van het aanbrengenvan het vloeimiddel en het reinigen optimaal kunnen wordenuitgevoerd. Om de binnenruimte van de kapeenheid ten opzichtevan de omringende atmosfeer nagenoeg te kunnen afdichten zijnde voorste en achterste constructies 6 resp. 7 elk aan deinlaat en uitlaat van een serie buigzame schermen (16)voorzien, die aan de bovenste kappen 11, 8, 12 zijn opgehan¬gen en tussen de rails 3 hangen. Elk scherm (16) bestaattypisch uit een dubbele serie buigzame lamellen, van bijvoor¬beeld silicone, waarbij de lamellen van de ene serie indwarsrichting ten opzichte van de lamellen van de tweedeserie verschoven liggen. Om een laminaire stroming van hetbeschermingsgas in de constructies 5, 6 en 7 te begunstigenbevatten de bovenste kappen 11, 8, 12 een diffusieinrichting17 met in het algemeen vlakke vorm, die zich direkt boven detransportbaan van de schakelingen bevindt en tussen deze baanen de kanalen 15 is geplaatst.

De voorste constructie 6, die aan de stroomopwaartsezijde een sluis vormt, kan met warm beschermingsgas wordengevoed ter vervanging van het voorverwarmingsstation aan destroomopwaartse zijde. Op soortgelijke wijze kan de achtersteconstructie 12 met een gekoeld beschermingsgas worden gevoedter vervanging van het gebruikelijke afkoelstation aan de stroomafwaartse zijde. Wanneer het tot nog toe bestaandevoorverwarmingsstation aan de stroomopwaartse zijde van hettype met infraroodverwarming door kwartsbuizen 18 is, wordtin de onderste kap 13 een ruit 19 aangebracht, die infra-roodstraling doorlaat. Wanneer de gebruikers de golven aanhet oppervlak van het bad 2 visueel wensen te kunnen inspec¬teren, kan in de centrale constructie 5 een venster 20 wordenaangebracht.

Figuur 3 toont een gewijzigde uitvoeringsvorm, die isaangepast aan middelen voor het transporteren van schakelin¬gen van de soort, waarbij de schakelingen aan haken 21 zijnopgehangen, die door een transportketting 22 worden gedragen,waarbij de afstand tussen de rails 3 al naar gelang deafmetingen van de te solderen schakelingen kan worden gewij¬zigd. Bij deze uitvoeringsvorm is het onderste gedeelte vande bovenste kap 8 van twee vleugels 80 voorzien, die zichnaar opzij uitstrekken en de veranderingen van de afstandtussen de rails kunnen opnemen en losneembaar aan deze railszijn bevestigd. De bovenste kappen 8, 11, 12 en de onderstekappen 9, 13, 14 zijn afgedicht en losneembaar door buigzame,bijvoorbeeld metalen schotten 70 onderling verbonden, zodatde transportmiddelen volledig liggen opgesloten. Hiertoe ishet bovenste gedeelte van het onderste mantelvormige gedeelte9 van de centrale constructie 5 eveneens van vleugels 90voorzien, die zich zijwaarts, tegenover de vleugels 80 van debovenste kap 8 naar buiten uitstrekken.

In de praktijk is de lengte (volgens de baan van detransportmiddelen) van de voorste en achterste constructie 6resp. 7 groter dan de lengte van de platen met de te lassenof te behandelen electronische schakelingen. Bij een derge¬lijke uitvoering zijn de reeksen vervangingspercentages vanhet inerte of reductiegas (verhouding van de globale gashoe¬veelheid per ruimte en het inwendige volume van deze ruimte)bij een kapeenheid met een inwendig volume van de orde vangrootte van 45 dm3 en kleiner dan tweemaal de lengte van deschakelingen, de volgende: - voorste constructie 6 : 100-750/u - centrale constructie 5 : 50-500/u - achterste constructie 7: 0-500/u

Wanneer als gas voor het inert maken stikstof wordtgebruikt, worden de volgende resultaten verkregen: - 7 ppm zuurstof gemeten ter plaatse van het oppervlakvan het soldeerbad, - overblijvend gewicht van slakken: 20 g/uur (in plaatsvan 900 g/u bij een bad, dat aan de omgevingslucht is bloot¬gesteld) .

Aangezien het ontsnappen van het beschermingsgas inhoofdzaak via de uitlaat van de achterste constructie 7plaatsvindt, is in de nabijheid van deze uitlaat bij voorkeureen kleine zuigkap aangebracht om uitstromende gassen teverwijderen en/of weg te voeren.

Ofschoon de uitvinding beschreven is in verband metspeciale uitvoeringsvormen, is de uitvinding niet daartoebeperkt, maar kunnen wijzigingen en veranderingen daarinworden aangebracht, die voor de deskundige op het onderhavigegebied voor de hand liggen.

Claims (8)

1. Inrichting voor het inert maken van een soldeerbad(2) van een golfsoldeermachine, die een bak (1) bevat, waarinzich een soldeerbad (2) bevindt, middelen (3, 4, 22), dieelectrische schakelingen volgens een baan, die in de nabij¬heid van het oppervlak van het bad loopt, transporteren endoor een nagenoeg gesloten kapeenheid (5, 6, 7) bewegen, dietenminste een stroomopwaarste constructie (6) en een boven debak (1) aangebrachte, centrale constructie (5) bevat, enmiddelen (15), die een niet-oxyderende atmosfeer in dekapeenheid recht boven het bad tot stand brengen en handha¬ven, met het kenmerk, dat de centrale constructie (5) eenonderste gedeelte (9) bevat, dat nagenoeg afgedicht met debak (1) samenwerkt, en tenminste de centrale constructie (5)een kapvormig bovenste gedeelte (8, 11, 12) bevat, waarineen gastoevoerkanaal (15) uitmondt en een diffusieinrichting(15) bevat, die zich boven de transportmiddelen uitstrekt.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, datde kapeenheid (5, 6, 7) bovendien een stroomafwaarts gelegenconstructie (7) bevat.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk,dat elke constructie van de kapeenheid (5, 6, 7) een kapvor¬mig bovenste gedeelte (8, 11, 12) bevat, dat van een diffu¬sieinrichting (17) is voorzien en waarin tenminste ééngastoevoerkanaal (15) uitmondt.

4. Inrichting volgens één der conclusies 1 tot 3, methet kenmerk, dat elke constructie (5; 6; 7) van de kapeenheidaan de inlaat en/of uitlaat van tenminste een buigzaamafdichtingsscherm (16) is voorzien.

5. Inrichting volgens één der conclusies 1 tot 4, methet kenmerk, dat de transportmiddelen (3, 4, 22) een tweetalrails (3) bevatten en het kapvormige bovenste gedeelte (8,11, 12) afgedicht op de rails is aangebracht.

6. Inrichting volgens één der conclusies 1 tot 5, methet kenmerk, dat het onderste gedeelte van de centraleconstructie (5) de vorm van een mantel (9) heeft en eendwarsdoorsnede bezit, die met de inwendige dwarsdoorsnede vande bak (1) overeenkomt.

7. Inrichting volgens één der conclusies 1 tot 6, met het kenmerk, dat elke kapconstructie (5, 6, 7) buigzamemiddelen (70) voor de zijdelingse verbinding tussen hetkapvormige bovenste gedeelte (8, 11, 12) en een onderste gedeelte (9, 13, 14) bevat.

8. Inrichting volgens één der conclusies 1 tot 7, methet kenmerk, dat de stroomopwaartse constructie (6) vanverwarmingsmiddelen (18) is voorzien.