TWM583664U - 加熱爐 - Google Patents

Abstract

一種加熱爐，包括爐體、位於爐體內之轉盤、溫度感測器、加熱裝置，以及與爐體相連通之抽真空裝置、氮氣供給裝置、抽氣裝置、冷卻裝置。工件可放置於轉盤上旋轉，加熱裝置負責對工件加熱，加熱過程中另可依需求提供不同的作業環境，例如抽真空、填充氮氣，或是在作業後快速降溫等，藉此在單一爐體內，能進行升溫、吹氮氣、抽真空、抽廢氣及急速冷卻等作業，滿足廠商的各項需求。

Description

加熱爐

本創作為一種加熱爐之技術領域，尤其指一種應用於半導體產業的迴焊爐

目前半導體、光電產業中，許多電子零件都會使用錫膏焊接製程。此過程會利用迴焊方式達到焊接的工作。常見方式為連續式迴焊爐，利用輸送帶運輸方式，以熱輻射（如紅外線）、或熱接觸（如熱空氣），分段逐次升溫，讓錫膏在高溫熔融，使電子元件被焊接於電路板或其他元件上。

在目前研究發現，如果錫膏熔融過程能在真空下進行，焊接面錫膏的小氣孔會減少許多，可以大幅提升焊接品質。但是一般連續式迴焊爐卻因為輸送帶機構的限制，不易加裝真空抽氣裝置，即便安裝了真空抽氣裝置，也會是非常複雜結構，此會讓設備投資成本大幅上升。

本創作之主要目的是提供一種加熱爐，該加熱爐除了能提供基本的加熱需求外，且具備抽真空或注入氮氣等功能，滿足迴焊製程中希望於真空環境下進行的需求，藉此提升焊接品質。

為達上述之目的，本創作包括爐體、轉盤、至少一溫度感測器、加熱裝置、抽真空裝置、氮氣供給裝置、以及冷卻裝置。該爐體是提供封閉的加熱空間，且另設有可開啟的門板；該轉盤位於該爐體內，負責帶動放置其上的工件旋轉；該溫度感測器設置於該爐體內，負責偵測加熱溫度；該加熱裝置設置於該爐體內，包括風扇、加熱器及導流板組，該風扇將該加熱器所產生的熱氣經該導流板組吹至該轉盤，用以對該工件加熱；該抽真空裝置設有管件與該爐體內部連通，負責維持負壓狀態；該氮氣供給裝置設有供氣管與該爐體內連通，負責供給氮氣於該爐體內；該冷卻裝置包括鰭管式熱交換器、連接管及冷卻液供給器，該鰭管式熱交換器設置爐體內，該冷卻液供給器位於該爐體外且經由該連接管與該鰭管式熱交換器連通，負責供給冷卻液以對該爐體內進行降溫。

在本創作的較佳實施例中，進一步包括一吸油紙裝置，該吸油紙裝置位於該門板內壁，負責吸附加熱時該工件受熱產生的油氣。

在本創作的較佳實施例中，進一步包括抽氣裝置，該抽氣裝置設有排氣管與該爐體連通，負責將該爐體內廢氣抽出。

在本創作的較佳實施例中，進一步包括一過濾器，該過濾器安裝於該抽氣裝置內，負責過濾該廢氣。該過濾器可為活性碳濾芯、多層式濾片、濾芯。

在本創作的較佳實施例中，多個該工件是放置一匣子內，再由該匣子放置於該轉盤上。藉此每次迴焊製程能一次完成多個工件的迴焊作業，提高工作效率。

在本創作的較佳實施例中，該爐體內另設有一架高平台，該架高平台將該爐體內部空間上、下區分為作業區域及氣流循環區，該氣流循環區兩端與該作業區域相連通。

在本創作的較佳實施例中，該溫度感測器及該加熱裝置是設置於作業區域內。

在本創作的較佳實施例中，該抽真空裝置、該氮氣供給裝置及該冷卻裝置皆連通於該氣流循環區。

在本創作的較佳實施例中，帶動該風扇運轉的馬達是位於該爐體外，由該馬達的轉子延伸至該爐體內與該風扇相連接。

綜合以上所述，本創作具有下列幾項具體功效：
1. 本創作能提供一個真空狀態的迴焊加熱空間，完成迴焊作業的成品，能減少焊接面鍚膏的小氣孔產生，藉此提升焊接品質。
2. 本創作利用匣子一次承載多件工件進行迴焊作業，提升生產效率。
3. 本創作加熱爐為單一爐體，但同時具有加熱、充填氮氣、抽真空等功能，且能精確控制升溫曲線或快速冷卻降溫等，方便廠商依需求設定不同的迴焊製程環境，且能自動化控制，滿足廠商的各項需求。

以下配合圖式及元件符號對本創作的實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

如圖1及圖2所示，分別為本創作的外觀示意圖及內部剖面圖。本創作加熱爐包括爐體1、轉盤2、至少一溫度感測器3、加熱裝置4、抽真空裝置5、氮氣供給裝置6、以及冷卻裝置7。

爐體1是由金屬焊接而成的加熱室，設有一可開閉的門板11，以提供一可封閉及抽真空的加熱室。該金屬可為不鏽鋼，能承受真空壓力及機器運作時的高溫。該爐體1內設有一架高平台12。該架高平台12將該爐體1內部空間上、下區分為作業區域13及氣流循環區14。該氣流循環區14兩端與該作業區域13連通。

轉盤2位於爐體11內，是安裝於該架高平台12上。該轉盤2具有相關電控裝置及傳動結構，使之能產生360度的旋轉，此目的是要讓放置該轉盤2上的工件或承載多個工件之匣子受熱更為勻勻。如圖3所示，該工件A一般為電路板，形狀呈長方型。本創作可另外可使用一匣子B。該匣子B為中空且兩端未封閉的長方型體，中間具有多個層槽B1，以供多個工件A放置於該匣子B內，藉此每次迴焊製程就能一次完成多個工件A的迴焊作業，提高工作效率。

至少一溫度感測器3，設置於該爐體1內，位於該作業區域13內且鄰近該轉盤2。溫度感測器3負責偵測加熱溫度。

加熱裝置4設置於爐體1內，包括風扇41、加熱器42及導流板組43。該風扇41負責將該加熱器42所產生的熱氣經導流板組43吹至轉盤2，以對工件A加熱。導流板組33具有多片特殊形狀的導流板，以導引熱氣吹向轉盤2。另外加熱裝置4運作時會配合溫度感測器3，及內部自動控制系統，以控制升溫曲線，讓爐體1內的溫度依照設定好的升溫曲線進行加熱，滿足鍚膏焊接的加溫特性。另外在本創作中，帶動風扇41運轉的馬達44是位於該爐體1外，由馬達44的轉子441延伸至爐體1內與風扇41連接，此目的是避免加熱時的高溫影響馬達34的壽命。

抽真空裝置5設有管件51與爐體1內部連通，在本實施例中管件51是連通於氣流循環區14，目的在用以將爐體1內抽真空。氮氣供給裝置6設有供氣管61與爐體1內連通，在本實施例中供氣管61是連通於氣流循環區14，此目的用以供給氮氣於爐體1內。藉此在迴焊製程中中，本創作能提供真空的加熱環境，或是依照不同客戶的需求，設定吹氮氣的溫度與時間，避免鍚膏產生不必要的氧化反應。

冷卻裝置7包括鰭管式熱交換器71、連接管72及冷卻液供給器73。該鰭管式熱交換器71設置爐體1內，外圍具有許許多多散熱鰭片，以增加熱交換及熱傳遞面積。冷卻液供給器73位於該爐體1外，可為一幫浦，用以供給冷卻液以利循環降溫。連接管72具有兩個，連接於該鰭管式熱交換器71兩端，為一進一出設計，且兩連接管72也連通冷卻液供給器73，以利冷卻液循環流動。藉此在加熱作業完成後，可啟動冷卻液供給器73，快速地將爐體1內的溫度透過鰭管式熱換器71快速降溫。

另外，本創作進一步包括一吸油紙裝置8，該吸油紙裝置7位於門板11內壁，以吸附加工件受熱產生的油氣，減少擦拭爐內油氣的頻率。該吸油紙裝置7能承受高溫且具有良好的吸油特性。

另外，本創作進一步包括一抽氣裝置9，該抽氣裝置9設有排氣管91與爐體1相連通，在本實施例中該排氣管91是連通於氣流循環區14，用以在特定溫度下進行抽氣，將爐內所產生廢氣排出。另外抽氣裝置9內另設有過濾器92。過濾器92可為活性碳濾芯、多層式濾片、濾芯等，用以過濾有害物質，排出符合規定之空氣。

如圖4所示，為本創作實際運作的示意圖。本創作加熱爐1具有一套自動控制系統，在焊接作業時，將多個欲焊接的工件A放置於匣子B內，多個匣子B放置於轉盤2，關上門板11，按下啟動鍵。爐內溫度會依程式所設計的加溫曲線，定值升溫，例如利用加熱裝置4，由風扇41將加熱器42所產生的熱氣經由導流板組43吹向轉盤2，轉盤2並帶動多匣子B旋轉且變換所在位置，使得各工件A受熱均勻。此過程中也可依程式設計適時升溫/吹氮氣/升溫/抽真空，或是在設定溫度下抽廢氣，或是在作業後急速冷卻，前述作業可由抽真空裝置5、氮氣供給裝置6、抽氣裝置9、及冷卻裝置7負責。如此一來就能滿足廠商各種不同加工環境要求，更可在真空加熱環境下，完成迴焊作業，使焊接面鍚膏的小氣孔減少，大幅提升焊接品質。

綜合以上所述，本創作加熱爐有別於習用連續式回焊爐需使用輸送帶送到不同加熱段、抽氣段、冷卻段…等，以進行相關作業。本創作加熱爐在單一獨立爐體內，即能進行迴焊製程的相關作業，且能產生真空的加熱環境，有助於提升焊接品質，符合專利之申請要件。

以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用來限定本創作實施例之範圍。即凡依本創作申請專利範圍所作的均等變化及修飾，皆為本創作之專利範圍所涵蓋。

1‧‧‧爐體
11‧‧‧門板
12‧‧‧架高平台
13‧‧‧作業區域
14‧‧‧氣流偱環區
2‧‧‧轉盤
3‧‧‧溫度感測器
4‧‧‧加熱裝置
41‧‧‧包括風扇
42‧‧‧加熱器
43‧‧‧導流板組
44‧‧‧馬達
441‧‧‧轉子
5‧‧‧抽真空裝置
51‧‧‧管件
6‧‧‧氮氣供給裝置
61‧‧‧供氣管
7‧‧‧冷卻裝置
71‧‧‧鰭管式熱交換器
72‧‧‧連接管
73‧‧‧冷卻液供給器
8‧‧‧吸油紙裝置
9‧‧‧抽氣裝置
91‧‧‧排氣管
92‧‧‧過濾器
A‧‧‧工件
B‧‧‧匣子
B1‧‧‧層槽

圖1為本創作加熱爐的外觀示意圖
圖2為本創作加熱爐的內部剖面圖；
圖3為工件及匣子的分解圖；
圖4為本創作加熱爐的實際運作圖。

Claims (9)

1. 一種加熱爐，包括：
   一爐體，提供一封閉的加熱空間且設有可開閉的門板，；
   一轉盤，位於該爐體內，能帶動放置其上的工件旋轉；
   至少一溫度感測器，設置於該爐體內，負責偵測加熱溫度；
   一加熱裝置，設置於該爐體內，包括風扇、加熱器及導流板組，該風扇將該加熱器所產生的熱氣經該導流板組吹至該轉盤，用以對該工件加熱；
   一抽真空裝置，設有管件與該爐體內部連通，負責讓該爐體維持負壓狀態；
   一氮氣供給裝置，設有供氣管與該爐體內連通，負責供給氮氣於該爐體內；
   一冷卻裝置，包括鰭管式熱交換器、連接管及冷卻液供給器，該鰭管式熱交換器設置該爐體內，該冷卻液供給器位於該爐體外且經由該連接管與該鰭管式熱交換器連接，負責供給冷卻液至該鰭管式熱交換器以進行降溫動作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之加熱爐，進一步包括一吸油紙裝置，該吸油紙裝置位於該門板內壁，負責吸附該工件受熱產生的油氣。
3. 如申請專利範圍第1項所述之加熱爐，進一步包括抽氣裝置，該抽氣裝置設有排氣管與該爐體連通，負責將廢氣抽出。
4. 如申請專利範圍第3項所述之加熱爐，進一步包括一過濾器，該過濾器安裝於該抽氣裝置內部，能過濾該廢氣。
5. 如申請專利範圍第１項所述之加熱爐，其中多個工件是放置一匣子內，再由該匣子放置於該轉盤上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之加熱爐，其中該爐體內另具有一架高平台，該架高平台將該爐體內部空間上、下區分為作業區域及氣流循環區，該氣流循環區兩端與該作業區域連通。
7. 如申請專利範圍第1項所述之加熱爐，其中該轉盤、該溫度感測器及該加熱裝置是設置於該作業區域內。
8. 如申請專利範圍第1項所述之加熱爐，其中該抽真空裝置、該氮氣供給裝置及該冷卻裝置皆連通於該氣流循環區。
9. 如申請專利範圍第1項所述之加熱爐，其中該加熱裝置進一步包裝一馬達，該馬達設置於該爐體外，該馬達的轉子並延伸至該爐體內與該風扇相連接。