RU1790731C - Ir furnace for soldering of electronic circuits on printed circuit boards - Google Patents

Ir furnace for soldering of electronic circuits on printed circuit boards

Info

Publication number
RU1790731C
RU1790731C SU904857957A SU4857957A RU1790731C RU 1790731 C RU1790731 C RU 1790731C SU 904857957 A SU904857957 A SU 904857957A SU 4857957 A SU4857957 A SU 4857957A RU 1790731 C RU1790731 C RU 1790731C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heaters
furnace
conveyor
heating chamber
printed circuit
Prior art date
Application number
SU904857957A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Васильевич Беликов
Вячеслав Николаевич Крайнов
Евгений Семенович Назаров
Валерий Васильевич Федяков
Юрий Анатольевич Хорошев
Original Assignee
Малое коллективное внедренческое предприятие "Радуга"
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 Малое коллективное внедренческое предприятие "Радуга" filed Critical Малое коллективное внедренческое предприятие "Радуга"
Priority to SU904857957A priority Critical patent/RU1790731C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1790731C publication Critical patent/RU1790731C/en

Links

Landscapes

  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)

Abstract

Сущность: инфракрасные нагреватели 4-6 размещены в камере нагрева посредством реечного каркаса 15, установленного вдоль конвейера печи с образованием зазора между стенками камеры нагрева и конвейера и с возможностью изменени  этого зазора. Патрубок 7 дл  удалени  летучих продуктов установлен на выходе камеры нагрева и выполнен щелевидным. Нагреватели выполнены в виде зигзагообразной проволоки с переменным шагом зига, запрессованной в изолирующие слои миканита . Выполнение и установка нагревателей и конструкци  печи снижают ее инерционность , уменьшают врем  на ее переналадку при изменении типоразмеров плат и электросхем и снижают энергозатраты. 2 ил.SUBSTANCE: infrared heaters 4-6 are placed in a heating chamber by means of a rack 15 installed along the furnace conveyor with the formation of a gap between the walls of the heating chamber and the conveyor and with the possibility of changing this gap. A pipe 7 for removing volatile products is installed at the outlet of the heating chamber and is slit-shaped. The heaters are made in the form of a zigzag wire with a variable ridge pitch, pressed into the insulating layers of micanite. The implementation and installation of heaters and the design of the furnace reduce its inertia, reduce the time for its readjustment when changing the standard sizes of circuit boards and electrical circuits, and reduce energy costs. 2 ill.

Description

соwith

сwith

11eleven

VI о оVI about

XIXi

соwith

CJCj

Изобретение предназначено дл  групповой пайки выводов радиоэлектронных компонентов, предварительно размещенных на контактных площадках электронной схемы с нанесенной на них припойной пастой , Метод и оборудование дл  оплавлени  припойной пасты с помощью ИК-излучени  широко известны в радиоэлектронике.The invention is intended for group soldering of the leads of electronic components pre-placed on the contact pads of an electronic circuit with solder paste deposited on them. Method and equipment for melting a solder paste using infrared radiation are widely known in radio electronics.

Наиболее оптимальным режимом ИК- пайк й в,,насто щее врем  признан нагрев с помощью несфокусированных инфракрасных излучателей работающих в средневолновой и дальневолновой ПК-области спектра. Средние и длинные волны инфракрасного излучени  легко поглощаютс  большим числом материалов, не имеют столь сильной цветовой избирательности, как волны ближнего инфракрасного диапазона, испускаемые, например, сфокусированными галогенными кварцевыми лампами. Несфокусированные панельные излучатели, работающие в среднем и дальнем диапазонах , обеспечивают одновременный равномерный нагрев компонентов схемы, изготовленных из различных материалов. Их энергопотребление значительно ниже, чем у сфокусированных излучателей, как различны и их температуры: 450°С - у несфокусирован ного, до 2480°С - у сфокусированного.At present, the most optimal IR-soldering mode is heating using unfocused infrared emitters operating in the mid-wave and far-wave PC spectral regions. Medium and long infrared waves are readily absorbed by a large number of materials, do not have such strong color selectivity as near-infrared waves emitted, for example, by focused halogen quartz lamps. Unfocused panel emitters operating in the middle and far ranges provide simultaneous uniform heating of circuit components made of various materials. Their energy consumption is much lower than that of focused emitters, and their temperatures are different: 450 ° С - for unfocused ones, up to 2480 ° С - for focused ones.

Стандартна  печь, в которой используютс  несфокусированные излучатели, содержит нагревательную камеру туннельного типа, разделенную на нагревательные зоны, в каждой из которых размещены несфокусированные излучатели. ИК-печь имеет также конвейер, с помощью которого обрабатываема  печатна  плата последовательно проходит между нижними и верхними излучател ми сквозь все нагревательные зоны, перва  из которых, как правило,  вл етс  зоной предварительного нагрева печатной платы до температуры около 160°С, втора  служит дл  выдержки печатной платы некоторое врем  при той же температуре . В течение этого времени выравниваетс  температура различных компонентов схемы и происходит выпаривание летучих компонентов , вход щих в состав припойной пасты . В третьей зоне температура печатной платы доводитс  до температуры пайки 210-230°С. Зона охлаждени  печатной платы после пайки находитс  вне нагревательной камеры и Состоит из вентил торов.A standard furnace using unfocused emitters comprises a tunnel-type heating chamber divided into heating zones, each of which contains unfocused emitters. The infrared oven also has a conveyor with which the processed printed circuit board passes successively between the lower and upper radiators through all the heating zones, the first of which, as a rule, is the zone of preheating of the printed circuit board to a temperature of about 160 ° C, the second serves to PCB exposure for a while at the same temperature. During this time, the temperature of the various components of the circuit is equalized and the volatile components in the solder paste evaporate. In the third zone, the temperature of the circuit board is brought to a soldering temperature of 210-230 ° C. The cooling zone of the printed circuit board after soldering is located outside the heating chamber and consists of fans.

Различные термические зоны отделены друг от друга изолирующими или отражающими стенками дл  стабилизации определенных режимов внутри каждой зоны,The various thermal zones are separated from each other by insulating or reflecting walls to stabilize certain conditions within each zone,

Дл  удалени  вредных летучих веществ, образующихс  в результате плавлени  припойной пасты и нагрева стеклотекстолита до температуры пайки припойной пасты,To remove harmful volatile substances resulting from the melting of the solder paste and heating the fiberglass to the brazing temperature of the solder paste,

между зоной предварительного нагрева и зоной выдержки имеетс  щелевидна  труба , образующа  т гу, необходимую дл  выведени  загр зненного воздуха в вентил ционный канал. При таком расположении щелевидной трубы гор чий воздух из зоны пайки перемещаетс  в зону предварительного нагрева, что, с одной стороны, снижает КПД работы излучателей в зоне пайки, а с другой стороны, делает плохо регулиру5 емой зону выдержки температуры, расположенную между зоной предварительного нагрева и зоной пайки.between the preheating zone and the holding zone there is a slit-like tube forming the thrust necessary to discharge the contaminated air into the ventilation duct. With this arrangement of the slit-shaped tube, hot air from the soldering zone moves to the preheating zone, which, on the one hand, reduces the efficiency of the emitters in the soldering zone, and, on the other hand, makes the temperature soak zone located between the preheating zone and poorly regulated soldering area.

Панельный излучатель, использованный в печи-прототипе, имеет первичный из0 лучатель, расположенный между 1 изолирующим слоем и вторичным излучателем . В качестве первичного излучател  используетс  плоска , спиральна  или гофрированна  проволока или фольга (рези5 стивный элемент). Изол ционный слой изготавливаетс  из диэлектрического материала, отражающего инфракрасное излучение , например, оксида алюмини  или диоксида кремни .The panel emitter used in the prototype furnace has a primary emitter located between 1 insulating layer and a secondary emitter. The primary emitter is a flat, spiral or corrugated wire or foil (resistive element). The insulating layer is made of a dielectric material reflecting infrared radiation, for example alumina or silicon dioxide.

00

Недостатком используемых в прототипе панельных излучателей  вл етс  сложность и относительна  дороговизна их изготовлени . Кроме того, данные излучате5 ли занимают большой объем, Толстый изол ционный слой из оксида алюмини  или диоксида кремни , а также контакт излучател  с корпусом камеры увеличивают температурную инерционность печи и неThe disadvantage of the panel emitters used in the prototype is the complexity and relative high cost of their manufacture. In addition, these emitters5 occupy a large volume. A thick insulating layer of alumina or silicon dioxide, as well as the contact of the emitter with the camera body increase the temperature inertia of the furnace and do not

0 позвол ют оперативно измен ть температурный режим.0 allow you to quickly change the temperature regime.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности путем уменьшени  инерционности печи и времени переналад5 ки при изменении типоразмеров обрабатываемых изделий,   т-экже снижение энергозатрат.The aim of the invention is to increase productivity by reducing the inertia of the furnace and changeover time when changing the sizes of the processed products, as well as reducing energy costs.

Цель достигаетс  путем применени  в конструкции ИК-печи плоских нагревате0 лей, в которых зигзагообразна  нагревательна  проволока запрессована в тонкие изолирующие слои термоупорного миканита , изготовл емого из отходов слюд ного производства.The goal is achieved by using flat heaters in the design of the IR oven, in which the zigzag heating wire is pressed into thin insulating layers of heat-resistant micanite made from mica waste.

5 Данный нагреватель, име  толщину около 3 мм, не требует никакой дополнительной изол ции, а также - использовани  вторичного излучател , что не только упрощает и удешевл ет конструкцию нагревател , но и уменьшает врем  его прогрева.5 This heater, having a thickness of about 3 mm, does not require any additional insulation, as well as the use of a secondary radiator, which not only simplifies and cheapens the design of the heater, but also reduces its heating time.

Цель достигаетс  также и тем, что в конструкции предлагаетс  использовать одну нагревательную камеру, лишенную раздел ющих зоны изолирующих и отражающих стенок, а плоские нагреватели располагать на реечном каркасе внутри объема печи, что позвол ет легко перекомпоновать излумате- ли. Вместе с тем, плоские нагреватели располагаютс  в объеме печи так, что между нагревател ми и стенками камеры сущест- вует воздушный зазор, способствующий достижению рационального конвективного распределени  нагретого воздуха и снижению температурной инерционности ИК-пе- чи при ее оперативной переналадке.The goal is also achieved by the fact that the design proposes to use one heating chamber devoid of dividing zones of insulating and reflecting walls, and flat heaters to be placed on a rack frame inside the furnace volume, which makes it easy to reconfigure the heaters. At the same time, flat heaters are located in the furnace volume so that there is an air gap between the heaters and the chamber walls, which helps to achieve a rational convective distribution of heated air and reduce the thermal inertia of the IR furnace during its operational readjustment.

Кроме того, вентил ционную щелевид- ную трубу предлагаетс  размещать вне нагревательной камеры, но вплотную к ней, сразу за выходным отверстием нагревательной камеры, что позвол ет использо- вать гор чий воздух, образовавшийс  в первых зонах нагрева, дл  дополнительного нагрева обрабатываемого электронного узла на печатной плате в зоне пайки и, за счет этого, уменьшить энергозатраты на произ- водство пайки.In addition, the ventilation slit pipe is proposed to be placed outside the heating chamber, but close to it, immediately behind the outlet of the heating chamber, which allows the use of hot air generated in the first heating zones to additionally heat the processed electronic unit on printed circuit board in the soldering zone and, due to this, to reduce the energy consumption for the production of soldering.

На фиг. 1 схематически представлен общий вид ИК-печи; на фиг. 2 - вид радиаци- онно-термического плоского нагревател .In FIG. 1 schematically shows a general view of an infrared oven; in FIG. 2 is a view of a radiation-thermal planar heater.

ИК-печь содержит нагревательную ка- меру 1,ограниченную кожухом 2; конвейер 3, проход щий внутри нагревательной камеры 1 (вдоль камеры); пары плоских ради- ационно-термических нагревателей 4, 5, 6, расположенных ниже и выше конвейера 3 вдоль нагревательной камеры 1 и конвейера 3; щелевидный патрубок 7, расположенный над плоскостью конвейера 3 за выходным отверстием нагревательной камеры 1 вплотную к нагревательной камере 1; ох- лаждающие вентил торы 8, расположенные над плоскостью контейнера 3 за патрубком 7 и регул торы температуры 9. Кроме того, сквозь нагревательную камеру, через входное отверстие 12 и выходное отверстие 13 по бокам конвейера 3 проходит два параллельных профил  14, на которых закреплены вертикально, с возможностью замены, каркасные стойки 1S, служащие дл  креплени  плоских радиационно-термических на- гревателей 4, 5, 6. Высота стойки 15 определ ет зазор между любым из нагревателей 4, 5 или 6 и кожухом 2, а также между нагревател мии плоскостью конвейера 3. Профили 14 и стойки 15 составл ют реечный каркас дл  креплени  нагревателей.The infrared oven comprises a heating chamber 1 limited by a casing 2; a conveyor 3 extending inside the heating chamber 1 (along the chamber); pairs of flat radiation-thermal heaters 4, 5, 6 located below and above the conveyor 3 along the heating chamber 1 and the conveyor 3; slit-shaped pipe 7 located above the plane of the conveyor 3 behind the outlet of the heating chamber 1 close to the heating chamber 1; cooling fans 8 located above the plane of the container 3 behind the nozzle 7 and temperature controllers 9. In addition, two parallel profiles 14 pass through the heating chamber, through the inlet 12 and the outlet 13 on the sides of the conveyor 3, on which they are vertically fixed , with the possibility of replacement, frame racks 1S, used for fastening flat radiation thermal heaters 4, 5, 6. The height of the rack 15 defines the gap between any of the heaters 4, 5 or 6 and the casing 2, as well as between the heater plane conveyor pa 3. The profiles 14 and 15 comprise a rack pinion cage for attachment heaters.

Плоские радиационно-термические нагреватели 4, 5, 6 содержат: верхний слой миканита 14, нижний слой миканита и металлическую рёзистивную проволоку 16, уложенную зигзагообразно с таким распределением плотности укладки, что, при использовании данного радиационно-термического нагревател , в соответствующей нагревательной зоне ИК-печи достигаетс  равномерно одинаковое распределение температуры на обрабатываемом электронном узле на печатной плате. Резистивна  проволока 16 запрессована или уложена без запрессовки между сло ми 14 и 15 из миканита или другого аналогичного материала, например - ел юдо пласта.Flat radiation-thermal heaters 4, 5, 6 contain: an upper layer of micanite 14, a lower layer of micanite and a metal resistive wire 16 laid in a zigzag pattern with such a distribution density that, when using this radiation-thermal heater, in the corresponding heating zone IR the oven achieves uniformly the same temperature distribution on the electronic assembly being processed on the printed circuit board. The resistive wire 16 is pressed or laid without pressing between layers 14 and 15 of micanite or other similar material, for example, eating from the bottom of the formation.

ИК-печь дл  пайки электронных узлов на печатных платах методом оплавлени  припойной пасты работает следующим образом .An infrared oven for soldering electronic components on printed circuit boards by reflowing solder paste operates as follows.

Печатна  плата 10, размещенна  на платоносителе 11. устанавливаетс  на конвейер 3. который перемещает платоноси- тель 11с печатной платой 10 в нагревательную камеру 1 через входное отверстие 12. В нагревательной камере 1 пла- тоноситель 11 с печатной платой 10 перемещаютс  сначала между плоскими ра- диационно-термическими нагревател ми 4, температура которых, поддерживаема  регул торами 9, обеспечивает нагрев печатной платы 10 до температуры 150-170°С, затем, движимые конвейером 3, платоноси- тель 11 и печатна  плат  10 проход т между радиационно-термическимм нагревател ми 5, поддерживающими достигнутую платой 10 температуру. Далее - платоноситель 11 и печатна  плата 10 продвигаютс  между ра- диационно-термическими нагревател ми 6, довод щими температуру печатной платы 10 до температуры оплзвпени  припойной пасты 210-230°С. и через выходное отверстие 13, покидают нагревательную камеру 1. Перемещаемые конвейером 3 платоноситель 11 и печатна  плата 10. покинув нагревательную камеру 1, проход т под вентил торами 8, которые охлаждают печатную плату с распа нными компонентами.A printed circuit board 10 located on the carrier 11. is mounted on a conveyor 3. which moves the carrier 11 with the printed circuit board 10 into the heating chamber 1 through the inlet 12. In the heating chamber 1, the carrier 11 with the printed circuit board 10 is moved first between the flat radiation-thermal heaters 4, the temperature of which is maintained by the regulators 9, provides heating of the printed circuit board 10 to a temperature of 150-170 ° C, then, driven by the conveyor 3, the carrier 11 and the printed circuit board 10 pass between the radiation term eskimm heaters 5, supporting plate 10 reached the temperature. Further, the carrier 11 and the printed circuit board 10 are advanced between the radiation-thermal heaters 6, bringing the temperature of the printed circuit board 10 to the freezing temperature of the solder paste 210-230 ° C. and through the outlet 13, leave the heating chamber 1. The carrier 11 moved by the conveyor 3 and the printed circuit board 10. leaving the heating chamber 1, pass under the fans 8, which cool the printed circuit board with the soldered components.

Удаление вредных летучих компонентов , образуемых при пайке, из нагревательной камеры 1 происходит выходное отверстие 13 благодар  т ге, образуемой в щелевидном патрубке 7.The removal of harmful volatile components formed during soldering from the heating chamber 1 results in an outlet 13 due to the formation formed in the slit-like nozzle 7.

Claims (2)

Формула изобретени  1. Инфракрасна  печь дл  пайки электронных схем на печатных платах, содержаща  последовательно установленные и соединенные между собой посредством конвейера туннельную нагревательную камеру с щелевыми отверсти ми входа и выхода и с расположенными по зонам нагрева инфракрасными нагревател ми и камеру охлаждени , патрубок дл  удалени  летучих продуктов, отличающа с  тем, что, с целью повышени  производительности пу- тем уменьшени  инерционности печи и вре- мени переналадки при измененииSUMMARY OF THE INVENTION 1. An infrared furnace for soldering electronic circuits on printed circuit boards, comprising a tunnel heating chamber in series and connected to each other by means of a conveyor with slotted inlet and outlet openings and infrared heaters located along the heating zones and a cooling chamber, a pipe for removing volatile products, characterized in that, in order to increase productivity by reducing the inertia of the furnace and the time of readjustment when changing типоразмеров обрабатываемых изделий и снижени  затрат, нагреватели выполнены в виде зигзагообразной проволоки, запрессованной в изолирующие слои миканита, при этом нагреватели размещены в камере посредством реечного каркаса, установленного вдоль конвейера с образованием зазора между стенками камеры и конвейера и с возможностью изменени  этого зазора, а патрубок выполнен щелевидным и установлен на выходе камеры нагрева.sizes of processed products and cost reduction, the heaters are made in the form of a zigzag wire pressed into the insulating layers of micanite, while the heaters are placed in the chamber by means of a rack frame installed along the conveyor with the formation of a gap between the walls of the chamber and the conveyor and with the possibility of changing this gap, and the pipe made slit-like and installed at the outlet of the heating chamber. 2. Печь по п.1, от л ич а ю ща   с  тем, что проволока нагревателей уложена с переменным шагом зига.2. The furnace according to claim 1, wherein the heater wire is laid with a varying ridge pitch.
SU904857957A 1990-08-06 1990-08-06 Ir furnace for soldering of electronic circuits on printed circuit boards RU1790731C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904857957A RU1790731C (en) 1990-08-06 1990-08-06 Ir furnace for soldering of electronic circuits on printed circuit boards

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904857957A RU1790731C (en) 1990-08-06 1990-08-06 Ir furnace for soldering of electronic circuits on printed circuit boards

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1790731C true RU1790731C (en) 1993-01-23

Family

ID=21531417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904857957A RU1790731C (en) 1990-08-06 1990-08-06 Ir furnace for soldering of electronic circuits on printed circuit boards

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1790731C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130062399A1 (en) * 2010-04-14 2013-03-14 Afc-Holcroft Apparatus for and method of brazing aluminium products with closed loop conveyor within the furnace

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 15048816, кл. Н 05 В 3/68, 1989. Патент US № 4565917, кл. F 27 В 9/06, 1986. , *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130062399A1 (en) * 2010-04-14 2013-03-14 Afc-Holcroft Apparatus for and method of brazing aluminium products with closed loop conveyor within the furnace
US8714432B2 (en) * 2010-04-14 2014-05-06 Afc-Holcroft Apparatus for and method of brazing aluminium products with closed loop conveyor within the furnace

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0169885B1 (en) Multi-zone thermal process system utilizing nonfocused infrared panel emitters
US5058196A (en) Electric infrared heater having a gas permeable electroformed porous metallic panel coated with a porous ceramic far-infrared radiating layer
US4833301A (en) Multi-zone thermal process system utilizing nonfocused infrared panel emitters
US5028760A (en) Infrared heater
US5039841A (en) Reflow furnace
US5223290A (en) Method for cooking food in an infra-red conveyor oven
EP0188432A1 (en) Conveyorized microwave heating system
JPH033541B2 (en)
WO2016178859A1 (en) Oven based on a combination of heated air and infrared heating element
EP0035254B1 (en) Electric heating equipment for ranges or cooking tops
JPH0555226B2 (en)
RU1790731C (en) Ir furnace for soldering of electronic circuits on printed circuit boards
DE3211487A1 (en) Combination baking oven
JPS62285393A (en) Heating appliance for combined microwave apparatus
JP2001326455A (en) Method and device for reflow
CN101910732A (en) Cooking device
JPH10284831A (en) Hot air blowing plate for reflow soldering device
RU2123252C1 (en) Food product drying cabinet
SU1163819A1 (en) Bakery electric oven
WO2024144496A1 (en) Infrared cooking device with multiple cooking zones
RU2072283C1 (en) Method of soldering
JPS6312365B2 (en)
JP2008309862A (en) Heating device
JP2621644B2 (en) Upper and lower area control reflow device
JPH0481269A (en) Reflow furnace and plane blowing out type heater used for this furnace