TWI715161B

TWI715161B - 純甲酸供酸焊接系統

Info

Publication number: TWI715161B
Application number: TW108130336A
Authority: TW
Inventors: 葉國良; 彭榮貴; 陳瑜濤; 黃文鼎; 黃正尚
Original assignee: 廣化科技股份有限公司
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2021-01-01
Also published as: CN112404640B; MY197640A; JP2021030216A; CN112404640A; JP6963639B2; TW202108553A; EP3782710C0; EP3782710A1; EP3782710B1

Abstract

本創作係純甲酸供酸焊接系統，其包含一容納槽、一液態管路、一加熱組件及至少一氣態管路。液態管路連接容納槽且連通容納槽的內部空間。加熱組件連接容納槽的底座。氣態管路連接容納槽且連通內部空間。藉由液態管路將液態甲酸通入容納槽封閉的內部空間中，並以加熱組件加熱容納槽的底座間接加熱液態甲酸使其蒸發，藉此可利用氣態管路將純甲酸的氣體輸出。藉由供給純甲酸氣體，能提高甲酸氣體的分壓，且能使甲酸的反應活性提高。因此，本創作能大幅縮短焊接時間以提高產量，並因甲酸濃度可以精準且穩定地控制而使甲酸的耗用量大幅度地降低。

Description

純甲酸供酸焊接系統

本創作係涉及一種焊接系統的甲酸供酸裝置及供酸方法。

在傳統的焊接技術中，由於錫膏內的助焊劑會產生包含影響焊接品質的種種問題，於是在焊接技術領域中，發展出了一種利用甲酸氣體取代傳統助焊劑的焊接技術。

請參考圖13，在現有技術中的甲酸供酸裝置包含有一封閉的容納槽91、一進氣管92及一出氣管93。而現有技術中的甲酸供酸方式係以容納槽91內盛裝液態的甲酸，且進氣管92伸入容納槽91內並伸入甲酸中，且出氣管93伸入容納槽91內並位於甲酸液面上；藉此將氮氣由進氣管92灌入，並利用曝氣的方式取得甲酸與氮氣的混合氣體，接著再利用出氣管93將甲酸與氮氣的混合氣體輸出供酸。

然而，上述的供酸方式會使甲酸氣體於供酸時的分壓偏低，只能達到約40到50torr(僅佔約5%)，而氮氣得分壓則會達到710到720torr(佔約95%)；如此一來，氮氣會嚴重影響到甲酸的反應活性，導致焊接時的循環時間必須拉長，間接影響焊接效率。並且，甲酸的濃度控制不容易，進而會影響焊接的良率，也同時造成甲酸的耗用量大，最終皆會導致焊接成本高。

換言之，上述供酸方式的問題包含：

1.甲酸濃度低，製程所需的時間長。

2.沒參與反應的氮氣會阻擋甲酸與金屬氧化物碰撞，而降低反應速率。以甲酸與氮氣之分壓比為40：720來計算，平均每一個甲酸分子周圍，圍繞著18個氮氣分子。甲酸要與金屬氧化物反應，必需穿越18個氮氣分子，才能與金屬氧化物發生碰撞，並進一步產生化學反應。

3.甲酸穿透深度短。因為甲酸擴散到錫粉中間速度慢，因此常常造成焊點周圍錫粉氧化物被還原而熔錫，而中間錫粉氧化物尚未被還原，未完全還原的錫粉就會降低焊接後的推力，並降低焊後的品質與信賴度。此外，甲酸反應速度慢使得焊點周圍熔錫，形成的液態金屬會阻擋甲酸進一步擴散到焊點內部。

有鑑於前述之現有技術的缺點及不足，本創作提供一種純甲酸供酸裝置、一種純甲酸供酸焊接系統及一種純甲酸供酸方法，其能以純甲酸氣體的方式供酸，提高甲酸氣體分壓與反應活性，並且使甲酸的耗用量大幅降低。

為達到上述的創作目的，本創作所採用的技術手段為設計一種純甲酸供酸焊接系統，其能加熱液態的甲酸，並且能輸出氣態的甲酸，該純甲酸供酸焊接系統中包含：一純甲酸供酸裝置，其能加熱液態甲酸，並且能輸出氣態甲酸；該純甲酸供酸裝置包含一容納槽，其包含有一底座；一頂蓋；一環壁，其連接於該底座的周緣，且連接於該頂蓋的周緣；該環壁、該底座及該頂蓋共同環繞形成一封閉的內部空間；一液態管路，其連接該容納槽且連通於該容納槽的該內部空間；該液態管路能將該液態甲酸通入該內部空間；一加熱組件，其連接於該容納槽的該底座且能加熱該底座，藉此該底座能加熱該液態甲酸且能使該液態甲酸蒸發形成該氣態甲酸；一液面感知組件，其設於該容納槽內；該液面感知組件能感測該液態甲酸的液面於該容納槽內的高度；至少一氣態管路，其連接該容納槽且連通於該內部空間；該至少一氣態管路與該內部空間的連通處高於該液態甲酸的液面位置；該至少一氣態管路能輸出該氣態甲酸；一多真空腔焊接爐，其用以焊接一零件且包含一平台，其相對兩端分別為一入料端與一出料端；一上蓋，其選擇性地覆蓋該平台；複數加熱座，其設於該平台上且沿著該入料端與該出料端的連線方向排列；複數真空罩，其設於該上蓋；當該上蓋覆蓋於該平台時，各該真空罩的位置對應於其中一該加熱座，且各該真空罩能相對於該上蓋上下移動並且罩設密封所對應的該加熱座並形成一真空腔室；該純甲酸供酸裝置的該至少一氣態管路連通於該真空腔室，且能將該氣態甲酸通入該真空腔室內；複數驅動機構，其設於該上蓋內且分別連接於該等真空罩；該等驅動機構能使該等真空罩相對於該上蓋移動；複數真空管路，其分別連通於該等真空罩所形成之該等真空腔室；至少一傳遞機構，其連接於該平台，且能沿著該入料端至該出料端的方向將該零件依序於各該加熱座上傳遞；一真空裝置，其連通於該多真空腔焊接爐的該等真空管路，且能抽出該等真空腔室內的氣體並使該等真空腔室呈真空；一甲酸尾氣處理裝置，其包含有依序排列的一進氣端，其連通於該真空裝置；該真空裝置能將該等真空腔室內的氣體經由該進氣端排入該甲酸尾氣處理裝置；一大氣電漿產生器，其連通於該進氣端且能產生大氣電漿；一觸媒載體，其連通於該大氣電漿產生器，並包含有甲酸氧化觸媒；一出氣端，其連通於該觸媒載體。

本創作的優點在於，先將容納槽抽真空，接著在通入液態甲酸並且將其加熱使其蒸發為氣態甲酸，藉此容納槽內僅會包含有純的甲酸氣體而不會有其他氣體，如此一來即可避免沒參與反應的氣體阻擋甲酸氣體與金屬氧化勿碰撞，藉以提高反應速率。使用時，藉由液態管路將液態甲酸通入容納槽封閉的內部空間中，並且以加熱組件加熱容納槽的底座間接加熱液態甲酸，藉此便可使液態甲酸蒸發，如此一來就能利用氣態管路將純甲酸的氣體輸出至焊接裝置。於是，本創作能以純甲酸氣體的方式供酸，藉以提高甲酸氣體的分壓，且能穩定控制甲酸濃度，並能使甲酸的反應活性提高(因不再有其他氣體干擾)；如此一來，本創作能大幅度的縮短焊接的循環時間以提高產量，並且因甲酸濃度可以精準且穩定地控制而使甲酸的耗用量大幅度地降低，以節省成本。

進一步而言，所述之純甲酸供酸焊接系統，其中該加熱組件包含有至少一加熱件，其嵌入該容納槽的該底座內；該至少一加熱件能發熱，並能藉由接觸傳導加熱該底座；一溫度感知器，其嵌入該容納槽的該底座內，並藉此感知該底座的溫度。

進一步而言，所述之純甲酸供酸焊接系統，其中該液態管路連接於該容納槽的該底座，且連接該底座而連通於該內部空間。

進一步而言，所述之純甲酸供酸焊接系統，其中該高液面感知器的位置高於該液態甲酸的液面；該低液面感知器的位置低於該液態甲酸的液面。

進一步而言，所述之純甲酸供酸焊接系統，其中該至少一氣態管路設於該容納槽的該環壁上，且連接該環壁而連通於該內部空間。

進一步而言，所述之純甲酸供酸焊接系統，其中進一步包含有一液溫感知器，其貫穿該容納槽的該頂蓋且伸入該內部空間中，並且伸入該液態甲酸中；該液溫感知器能感測該液態甲酸的溫度。

進一步而言，所述之純甲酸供酸焊接系統，其中進一步包含有一輔助液面感知器，其貫穿該容納槽的該頂蓋且伸入該內部空間中；該輔助液面感知器能感測該液態甲酸的液面高度。

進一步而言，所述之純甲酸供酸焊接系統，其中該至少一氣態管路能輸出的該氣態甲酸的分壓介於40托至700托之間。

10:純甲酸供酸裝置

11:容納槽

111:底座

112:頂蓋

113:環壁

114:內部空間

12:液態管路

13:加熱組件

131:加熱件

132:溫度感知器

14:高液面感知器

15:低液面感知器

16:氣態管路

17:液溫感知器

20:多真空腔焊接爐

21:平台

211:入料端

212:出料端

22:上蓋

23:加熱座

24:真空罩

25:驅動機構

26:真空管路

27:傳遞機構

28:真空腔室

30:真空裝置

40:甲酸尾氣處理裝置

41:進氣端

42:大氣電漿產生器

43:觸媒載體

44:出氣端

A:零件

B:錫粉

C:載盤

D:玻璃片

91:容納槽

92:進氣管

93:出氣管

圖1係本創作的純甲酸供酸裝置的立體外觀圖。

圖2係本創作的純甲酸供酸裝置的元件分解圖。

圖3係本創作的純甲酸供酸裝置的部分剖面側視圖。

圖4係本創作的純甲酸供酸裝置的容納槽的底座的俯視剖面圖。

圖5係本創作的純甲酸供酸焊接系統的示意圖。

圖6係本創作的純甲酸供酸焊接系統的多真空腔焊接爐的立體外觀圖。

圖7係本創作的純甲酸供酸焊接系統的多真空腔焊接爐的立體剖面圖。

圖8係本創作的純甲酸供酸焊接系統的甲酸尾氣處理裝置的元件分解圖。

圖9係本創作的純甲酸供酸方法的步驟流程圖。

圖10A至圖10E係本創作的熔錫狀況模擬實驗的實驗結果示意圖。

圖11及圖12係本創作的甲酸滲透力測試實驗的樣本構造示意圖。

圖13係現有技術中甲酸與氮氣的混合氣體的供酸裝置示意圖。

以下配合圖式及本創作之較佳實施例，進一步闡述本創作為達成預定創作目的所採取的技術手段。

請參考圖1及圖2，本創作之純甲酸供酸裝置10能加熱液態的甲酸，並且能輸出氣態的甲酸。純甲酸供酸裝置10包含一容納槽11、一液態管路12、一加熱組件13、一液面感知組件及至少一氣態管路16。

請進一步參考圖3，容納槽11包含有一底座111、一頂蓋112及一環壁113。環壁113連接於底座111的周緣，且連接於頂蓋112的周緣；環壁113、底座111及頂蓋112共同環繞形成一封閉的內部空間114。

液態管路12連接容納槽11且連通於容納槽11的內部空間114。具體來說，在本實施例中液態管路12是連接於容納槽11的底座111，且連接底座111連通於內部空間114；但在其他實施例中，液態管路12也可以是連接於環壁113或是頂蓋112。藉此，液態管路12能將液態甲酸通入內部空間114。

請進一步參考圖4，加熱組件13連接於容納槽11的底座111且能加熱底座111，藉此底座111能加熱液態甲酸且能使液態甲酸蒸發形成氣態甲酸。具體來說，在本實施例中加熱組件13包含有至少一加熱件131及一溫度感知器132。加熱件131嵌入容納槽11的底座111內且能發熱，並能藉由接觸傳導加熱底座111；此外，本實施例中具有兩加熱件131，但加熱件131的數量不以兩個為限。溫度感知器132嵌入容納槽11的底座111內，並藉此感知底座111的溫度。

請參考圖2及圖3，液面感知組件設於容納槽11內，且能感測液態甲酸的液面於容納槽11內的高度。具體來說，在本實施例中液面感知組件包含有一高液面感知器14及一低液面感知器15。

高液面感知器14設於容納槽11內，且在本實施例中是設於容納槽11的頂蓋112上，但在其他實施例中也可以是設於環壁113或是底座111上。高液面感知器14能感測液態甲酸的液面是否高於高液面感知器14。具體來說，在本實施例中高液面感知器14是被設計為常態位於液態甲酸的液面之上，藉此在通入液態甲酸時，當液態甲酸的液面一接觸到高液面感知器14時便能得知由液態管路12所通入液態甲酸已達上限。

低液面感知器15設於容納槽11內且高度低於高液面感知器14，且在本實施例中是設於容納槽11的頂蓋112上，但在其他實施例中也可以是設於環壁113或是底座111上。低液面感知器15能感測液態甲酸的液面是否低於低液面感知器15。具體來說，在本實施例中低液面感知器15是被設計為常態位於液態甲酸的液面之下，也就是說低液面感知器15是伸入於液態甲酸中被液態甲酸淹沒。藉此，在液態甲酸被加熱蒸發成氣態甲酸且液態甲酸的液面逐漸降低時，只要液態甲酸的液面一低於低液面感知器15(也就是低液面感知器15不再被液態甲酸所淹沒的瞬間)，便能得知容納槽11內的液態甲酸需要再次補充。

藉此，液面感知組件即能藉由高液面感知器14與低液面感知器15來感測液態甲酸的液面高度是否在一特定範圍之內，也就是是否在高液面感知器14與低液面感知器15之間。如此一來，藉由設定高液面感知器14與低液面感知器15的相對位置，便能穩定地控制容納槽11中液態甲酸的量在一定的範圍之內。然而，液面感知組件在其他實施例中的具體結構不以上述為限，換言之可以沒有高液面感知器14與低液面感知器15，如此則可以是單一液面感知器直接感測液態甲酸的液面高度的精確值。

氣態管路16連接容納槽11且連通於內部空間114。具體來說，在本實施例中氣態管路16是設於容納槽11的環壁113上，且連接環壁113連通於內部空間114，並且氣態管路16與內部空間114的連通處高於高液面感知器14的底端，也就是高於液態甲酸的液面位置；但在其他實施例中，氣態管路16也可以是設於頂蓋112上且連接頂蓋112連通於內部空間114。由於在容納槽11內高於高液面感知器14位置的皆為被加熱蒸發後的氣態甲酸，藉此氣態管路16便能輸出氣態甲酸。此外，氣態管路16的數量不限，例如在本實施例中具有兩氣態管路16，但在其他實施例中也可以只有一個氣態管路16，或者是有兩個以上的氣態管路16。再者，氣態管路16能輸出的氣態甲酸的分壓介於40托至700托之間。

此外，在本實施例中還能進一步包含有一液溫感知器17。液溫感知器17貫穿容納槽11的頂蓋112且伸入內部空間114中，並且伸入液態甲酸中，藉此液溫感知器17能感測液態甲酸的溫度。再者，前述液溫感知器17也可以替換為一輔助液面感知器(圖中未示)，輔助液面感知器貫穿容納槽11的頂蓋112且伸入內部空間114中，並且伸入液態甲酸中，藉此輔助液面感知器能精確地感測液態甲酸的液面高度位置。

請參考圖5，本創作之純甲酸供酸焊接系統包含有一與前述完全相同的純甲酸供酸裝置10，並且進一步包含有一多真空腔焊接爐20、一真空裝置30及一甲酸尾氣處理裝置40。

請進一步參考圖6及圖7，多真空腔焊接爐20用以焊接一零件A且包含一平台21、一上蓋22、複數加熱座23、複數真空罩24、複數驅動機構 25、複數真空管路26及至少一傳遞機構27。平台21的相對兩端分別為一入料端211與一出料端212。上蓋22選擇性地覆蓋平台21。該等加熱座23設於平台21上且沿著入料端211與出料端212的連線方向排列；各加熱座23的溫度皆不相同，且該等加熱座23由入料端211至出料端212的方向由低至高排列。該等真空罩24設於上蓋22，且當上蓋22覆蓋於平台21時，各真空罩24的位置對應於其中一加熱座23。各真空罩24能相對於上蓋22上下移動，並且罩設密封所對應的加熱座23並形成一真空腔室28。純甲酸供酸裝置10的氣態管路16連通於真空腔室28，且能將氣態甲酸通入真空腔室28內。該等驅動機構25設於上蓋22內且分別連接於該等真空罩24。該等驅動機構25能使該等真空罩24相對於上蓋22移動。該等真空管路26分別連通於該等真空罩24所形成之該等真空腔室28。傳遞機構27連接於平台21，且能沿著入料端211至出料端212的方向將零件A依序於各加熱座23上傳遞。

真空裝置30連通於多真空腔焊接爐20的該等真空管路26，且能抽出該等真空腔室28內的氣體並使該等真空腔室28呈真空。

請參考圖8，甲酸尾氣處理裝置40包含有依序排列的一進氣端41、一大氣電漿產生器42、一觸媒載體43及一出氣端44。進氣端41連通於真空裝置30，藉此真空裝置30能將該等真空腔室28內的氣體經由進氣端41排入甲酸尾氣處理裝置40。大氣電漿產生器42連通於進氣端41且能產生大氣電漿。觸媒載體43連通於大氣電漿產生器42，並包含有甲酸氧化觸媒。出氣端44連通於觸媒載體43。

焊接時，零件A由入料端211被放置於最低溫的加熱座23上，並且被傳遞機構27依序朝向出料端212傳遞至下一溫度的加熱座23上逐步加熱。當傳遞至真空罩24對應的加熱座23時，真空罩24相對於上蓋22向下移動，並且罩設密封加熱座23及零件A並形成真空腔室28。接著，真空裝置30透過真空管路26將真空腔室28內抽真空，隨後純甲酸供酸裝置10藉由氣態管路16將加熱蒸發後的純甲酸氣體通入真空腔室28內。待甲酸作用完成後，真空裝置30再次將真空腔室28內的氣體抽出，並且將甲酸尾氣排入甲酸尾氣處理裝置40的進氣端41內。最後甲酸尾氣依序通過大氣電漿產生器42以及觸媒載體43，並且在過程中被裂解成二氧化碳與水；而零件A則繼續被傳遞至下一加熱座23直至焊接完成。

接著請參考圖9，本創作之純甲酸供酸方法包含以下步驟：

步驟一：準備一如上所述之純甲酸供酸裝置10。

步驟二：將容納槽11抽真空。此步驟中可以利用氣態管路16連接於氣壓裝置藉以將容納槽11抽真空，但不以此為限，可以利用任何結構以及任何方法使得容納槽11的內部空間114呈真空。

步驟三：由液態管路12將液態甲酸通入容納槽11已呈真空的內部空間114中。

步驟四：以加熱組件13加熱容納槽11的底座111，並藉此加熱液態甲酸使其蒸發成氣態甲酸。此步驟中，由於內部空間114原本係呈真空，於是當液態甲酸蒸發成氣態甲酸後，內部空間114的上半部(也就是液態甲酸的液面之上的空間)即會充滿純的甲酸氣體，並且不包含有任何其他的氣體分子。

步驟五：最後，待氣態甲酸的分壓介於40托至700托之間後(視所需的焊接條件而定)，以氣態管路16輸出氣態甲酸，完成供給純的甲酸氣體的作業流程。

以下利用三個實驗驗證本創作實質上的功效。

第一個實驗為熔錫狀況模擬實驗，實驗的焊料的成分包含鉛、錫、及銀，且其比例依序為92.5：5：2.5，錫粉粒徑為20-38μm，實驗步驟如下。首先料片原先設置於充滿氮氣的環境中，以避免料片氧化；實驗開始後，先將料片從充滿氮氣的環境中移載入真空腔室，上蓋關閉，之後升溫到320℃。接著抽真空，移除腔內氮氣。隨後供應適當種類甲酸，並維持適當時間。完成後抽真空移除殘留甲酸。再來以氮氣破真空後打開上蓋。最後將料片移載出真空腔室，並降溫。

其中，實驗組在供酸時通入純甲酸氣體，而對照組在供酸時通入甲酸與氮氣的混合氣體，並且分別在不同的分壓以及供酸時間下進行熔錫狀況的比較，請配合參考圖10A至圖10E。圖10A至圖10E分別為各種熔錫狀況的模擬示意圖，其中皆以一載片與一玻璃片夾設錫粉藉以模擬真實的焊接情況，並利用玻璃片透明的特性來觀察熔錫後的焊接斷面的真實情況。前述各圖所代表的熔錫狀況說明如下：圖10A代表熔錫狀況1，即僅周圍極少量錫粉B熔錫；圖10B代表熔錫狀況2，即周圍少量錫粉B熔錫；圖10C代表熔錫狀況3，即大部分錫粉B熔錫但中間的部分錫粉B未熔；圖10D代表熔錫狀況4，即大部分錫粉B熔錫而僅中間極少量錫粉B未熔；圖10E代表熔錫狀況5，即完全熔錫。

熔錫狀況模擬實驗的實驗結果如下表格：

由上表格中，比對第2組實驗與第6組實驗可看出，在甲酸分壓皆與供酸時間皆相同的情況下，供給純甲酸氣體的結果為熔錫狀況5(完全熔錫)，而供給甲酸與氮氣的混合氣體的結果為熔錫狀況1(僅周圍極少量錫粉B熔錫)。接著比對第2組實驗與第8組實驗可看出，在甲酸分壓相同且皆達到熔錫狀況5(完全熔錫)的條件下，供給純甲酸氣體的反應速率為供給甲酸與氮氣的混合氣體的反應速率的五倍。由上兩點可驗證，本創作不僅可以提高焊接品質，同時也能提高焊接的效率。

第二個實驗為推拉力實驗，同樣請配合參考圖10A至圖10E。實驗的測試片為PCB版，測試元件為長0.4公分、寬0.2公分大小的電阻元件，推拉力計型號為SH-200。實驗步驟首先將各測試元件以熔錫狀況模擬實驗的焊接步驟焊接至PCB版上，並且設定與熔錫狀況模擬實驗相同的11組焊接條件，接著對11組焊接結果進行推拉力的測試，其結果如下表格：

由上表格可看出，推拉力的實驗數據趨勢符合熔錫狀況模擬實驗的熔錫外觀狀態；例如可對比第2組實驗與第6組實驗，在相同的甲酸分壓以及供酸時間的條件下，其熔錫狀況分別為熔錫狀況5(完全熔錫)與熔錫狀況1(僅周圍極少量錫粉B熔錫)，而其能承受之推拉力分別為610gw與50gw，也就是說熔錫狀況越完整，其能承受之推拉力越強。並且，進一步對比第2、4、5組實驗與第8、11組實驗可看出，在皆達到熔錫狀況5(完全熔錫)的條件下，供給純甲酸氣體的實驗組所能承受之推拉力高出供給甲酸與氮氣的混合氣體的實驗組約20gw至30gw。再者，再次對比第2組實驗與第6組實驗，在相同甲酸分壓、相同反應時間下，純甲酸推力增加560gw；而對比第2組實驗與第11組實驗，當達到相同熔錫狀況時，甲酸/氮氣混合氣體需要的甲酸量是純甲酸氣體的2倍，且反應時間增長3倍。以上結果皆再次驗證本創作能夠提高焊接的強度。

第三個實驗為甲酸滲透力測試實驗，首先先對本實驗的實驗背景進行說明。

甲酸係用於還原焊料表面的氧化物，於是必需先滲透到錫粉顆粒的周圍，並且需具有足夠反應性與金屬氧化物反應，藉此才能得到較佳的熔錫狀況。焊接時，錫粉係夾設於料片或是晶片之間，因此甲酸只能從料片與晶片之間的間隙，由錫粉的周圍滲透到錫粉的中央處。然而，由於錫粉之間的間隙很小，因此若是焊接面積越大則甲酸越難滲透至錫粉的中央處(也就是錫粉由周圍滲透的深度越淺)。當甲酸的滲透深度愈淺時，代表錫粉中央處的甲酸含量愈低，因此就越不容易還原中央處的錫粉顆粒的表面氧化物，於是便導致焊接的效果與焊接後的強度越差，換言之即焊接後的信賴度低。例如圖10A所示，在錫粉上方蓋上玻璃片，高於熔點通甲酸後，只有周圍一圈錫粉B完成熔錫，中心有大部分錫粉B未融，顯示中央處的錫粉B顆粒的表面氧化物未被甲酸還原。

於是，本創作進一步以甲酸滲透力測試實驗來說明本創作能使甲酸的滲透力提升，進而強化焊接效果與焊接強度。甲酸滲透力測試實驗的實驗設計如下，請配合參考圖11及圖12。

首先，在一載盤C上挖深度300μm，寬6mm以及長超過100mm之凹槽，並於凹槽中填入錫粉B(鉛、錫、銀之比例為92.5：5：2.5)。接著在填滿錫粉B之凹槽上方蓋上一玻璃片D，玻璃片D長為75mm，寬度至少大於6mm，並於玻璃片D兩側貼上氣密的耐熱膠帶，使甲酸只能從凹槽的兩端滲透入錫粉B之中。其組合後的外觀如圖11及圖12所示。組合完成後將測試樣本放入真空腔室中，抽真空達小於1torr，並加熱到錫粉B的熔點以上(大於320℃)，此時在實驗組通入適當分壓之純甲酸氣體，並在對照組通入適當分壓之甲酸/氮氣混合氣體。供酸5秒鐘後，抽真空移除甲酸。接著破真空，降溫，取出測試樣本並量測熔錫的深度。

甲酸滲透力測試實驗的實驗結果數據如下表格，其中若是熔錫深度愈深，則代表甲酸滲透力以及反應活性愈佳，表示可用於更大晶片的焊接應用。

由上表格中，對比第1組實驗與第3組實驗，且同時對比第2組實驗與第4組實驗可看出，在相同的甲酸分壓下，純甲酸供酸的熔錫深度較深，且純甲酸供酸的熔錫深度約為甲酸與氮氣的混合氣體的熔錫深度的5倍。並且，在第5組實驗中，甲酸氣體的分壓超過400torr，此時錫粉B全熔，且熔錫深度大於38mm。此外，在第6、7組實驗中，進一步將凹槽的其中一開口封住，使甲酸氣體僅能由一個開口滲透入錫粉B中，而由實驗結果可看出，不論甲酸分壓為400torr或700torr，其皆為完全熔錫，且熔錫深度大於75mm。

由上述三個實驗可驗證，本創作因僅供給純甲酸氣體，藉此能提高焊接的效果與強度，並且也同時能降低焊接所需的時間，大幅增加效率進而能提升產能。

綜上所述，本創作的優點在於，先將容納槽11抽真空，接著在通入液態甲酸並且將其加熱使其蒸發為氣態甲酸，藉此容納槽11內僅會包含有純的甲酸氣體而不會有其他氣體，如此一來即可避免沒參與反應的氣體阻擋甲酸氣體與金屬氧化勿碰撞，藉以提高反應速率。

使用時，本創作的純甲酸供酸裝置10藉由液態管路12將液態甲酸通入容納槽11封閉的內部空間114中，並且以加熱組件13加熱容納槽11的底座111間接加熱液態甲酸，藉此便可使液態甲酸蒸發，如此一來就能利用氣態管路16將純甲酸的氣體輸出至多真空腔焊接爐20。於是，本創作能以純甲酸氣體的方式供酸，藉以提高甲酸氣體的分壓，且能穩定控制甲酸濃度，並能使甲酸的反應活性提高(因不再有其他氣體干擾)；如此一來，本創作能大幅度的縮短焊接的循環時間以提高產量，並且因甲酸濃度可以精準且穩定地控制而使甲酸的耗用量大幅度地降低，以節省成本。

以上所述僅是本創作的較佳實施例而已，並非對本創作做任何形式上的限制，雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本創作技術方案的內容，依據本創作的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本創作技術方案的範圍內。

10:純甲酸供酸裝置

11:容納槽

12:液態管路

16:氣態管路

Claims

一種純甲酸供酸焊接系統，其中包含一純甲酸供酸裝置，其能加熱液態甲酸，並且能輸出氣態甲酸；該純甲酸供酸裝置包含一容納槽，其包含有一底座；一頂蓋；一環壁，其連接於該底座的周緣，且連接於該頂蓋的周緣；該環壁、該底座及該頂蓋共同環繞形成一封閉的內部空間；一液態管路，其連接該容納槽且連通於該容納槽的該內部空間；該液態管路能將該液態甲酸通入該內部空間；一加熱組件，其連接於該容納槽的該底座且能加熱該底座，藉此該底座能加熱該液態甲酸且能使該液態甲酸蒸發形成該氣態甲酸；一液面感知組件，其設於該容納槽內；該液面感知組件能感測該液態甲酸的液面於該容納槽內的高度；至少一氣態管路，其連接該容納槽且連通於該內部空間；該至少一氣態管路與該內部空間的連通處高於該液態甲酸的液面位置；該至少一氣態管路能輸出該氣態甲酸；一多真空腔焊接爐，其用以焊接一零件且包含一平台，其相對兩端分別為一入料端與一出料端；一上蓋，其選擇性地覆蓋該平台；複數加熱座，其設於該平台上且沿著該入料端與該出料端的連線方向排列；複數真空罩，其設於該上蓋；當該上蓋覆蓋於該平台時，各該真空罩的位置對應於其中一該加熱座，且各該真空罩能相對於該上蓋上下移動並且罩設密封所對應的該加熱座並形成一真空腔室；該純甲酸供酸裝置的該至少一氣態管路連通於該真空腔室，且能將該氣態甲酸通入該真空腔室內；複數驅動機構，其設於該上蓋內且分別連接於該等真空罩；該等驅動機構能使該等真空罩相對於該上蓋移動；複數真空管路，其分別連通於該等真空罩所形成之該等真空腔室；至少一傳遞機構，其連接於該平台，且能沿著該入料端至該出料端的方向將該零件依序於各該加熱座上傳遞；一真空裝置，其連通於該多真空腔焊接爐的該等真空管路，且能抽出該等真空腔室內的氣體並使該等真空腔室呈真空；一甲酸尾氣處理裝置，其包含有依序排列的一進氣端，其連通於該真空裝置；該真空裝置能將該等真空腔室內的氣體經由該進氣端排入該甲酸尾氣處理裝置；一大氣電漿產生器，其連通於該進氣端且能產生大氣電漿；一觸媒載體，其連通於該大氣電漿產生器，並包含有甲酸氧化觸媒；一出氣端，其連通於該觸媒載體。
如請求項1所述之純甲酸供酸焊接系統，其中該液面感知組件包含有一高液面感知器，其能感測該液態甲酸的液面是否高於該高液面感知器；一低液面感知器，其高度低於該高液面感知器且能感測該液態甲酸的液面是否低於該低液面感知器。
如請求項2所述之純甲酸供酸焊接系統，其中該高液面感知器的位置高於該液態甲酸的液面；該低液面感知器的位置低於該液態甲酸的液面。
如請求項1至3中任一項所述之純甲酸供酸焊接系統，其中該加熱組件包含有至少一加熱件，其嵌入該容納槽的該底座內；該至少一加熱件能發熱，並能藉由接觸傳導加熱該底座；一溫度感知器，其嵌入該容納槽的該底座內，並藉此感知該底座的溫度。
如請求項1至3中任一項所述之純甲酸供酸焊接系統，其中該液態管路連接於該容納槽的該底座，且連接該底座而連通於該內部空間。
如請求項1至3中任一項所述之純甲酸供酸焊接系統，其中該至少一氣態管路設於該容納槽的該環壁上，且連接該環壁而連通於該內部空間。
如請求項1至3中任一項所述之純甲酸供酸焊接系統，其中進一步包含有一液溫感知器，其貫穿該容納槽的該頂蓋且伸入該內部空間中，並且伸入該液態甲酸中；該液溫感知器能感測該液態甲酸的溫度。
如請求項1至3中任一項所述之純甲酸供酸焊接系統，其中該至少一氣態管路能輸出的該氣態甲酸的分壓介於40托至700托之間。