Инфракрасная печь для пайки электронных схем на печатных платах

Инфракрасная печь для пайки электронных схем на печатных платах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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 изменения этого зазора. Патрубок 7 для удаления 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 конструкция печи снижают ее инерционность , уменьшают время на ее переналадку при изменении типоразмеров плат и электросхем и снижают энергозатраты. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 27 D 11/02, F 27 В 9/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ 4

О

О 4 (лЭ

902. 1 (21) 4857957/02 (22) 06.08.90 (46) 23.01.93. Бюл, N- 3 (75) С.В,Беликов, В.H.ÊðàéíîB, Е.С.Назаров, В.В.Федяков и Ю.А.Хорошев (73) Малое коллективное внедренческое предприятие "Радуга" (56) Авторское свидетельство СССР

N 15048816, кл. Н 05 В 3/68, 1989.

Патент США N 4565917, кл. F 27 В 9/06, 1986. (54) И К-П Е -(Ь ДЛ Я ПАЙКИ ЭЛЕКТРОННЫХ

СХЕМ НА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТАХ (57) Сущность: инфракрасные нагреватели

4 — 6 размещены в камере нагрева посредстЯ ь 1790731 АЗ вом реечного каркаса 15, установленного вдоль конвейера печи с образованием зазора между стенками камеры нагрева и конвейера и с возможностью изменения этого зазора. Патрубок 7 для удаления 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 конструкция печи снижают ее инерционность, уменьшают время на ее переналадку при изменении типоразмеров плат и электросхем и снижают энергозатраты. 2 ил.

1790731

Изобретение предназначено для групповой пайки выводов радиоэлектронных компонентов, предварительно размещенных на контактных площадках электронной схемы с нанесенной на них припойной пастой, Метод и оборудование для оплавления припойной пасты с помощью ИК-излучения широко известны в радиоэлектронике.

Наиболее оптимальным режимом ИКпайки в„настоящее время признан нагрев с помощьв несфокусированных инфракрасных излучателей, работающих в средневолновой и д-альневолновой ИК-области спектра, Средние и длинные волны инфракрасного излучения легко поглощаются 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 вЂ” у несфокуси рован ного, до 2480 С вЂ” у сфокусированного.

Стандартная печь, в которой используются 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 обрабатываемая печатная плата последовательно проходит между нижними и верхними излучателями сквозь все нагревательные зоны, первая из которых, как правило, является зоной предварительного нагрева печатной платы до температуры около 160 С, вторая служит для выдержки печатной платы некоторое время при той же температуре, В течение этого времени выравнивается температура различных компонентов схемы и происходит выпаривание летучих компонентов, входящих в состав припайной пасты, B третьей зоне температура печатной платы доводится до температуры пайки

210 — 230 С, Зона охлаждения печатной платы после пайки находится вне нагревательной камеры и состоит из вентиляторов, Различные термические зоны отделены друг от друга изолирующими или отражающими стенками для стабилизации определенных режимов внутри каждой зоны, 5

20 лучатель, расположенный между изолирующим слоем и вторичным излучате25 диоксида кремния, 30

Для удаления вредных летучих веществ, образующихся в результате плавления припойной пасты и нагрева стеклотекстолита до температуры пайки припойной пасты, между зоной предварительного нагрева и зоной выдержки имеется щелевидная труба, образующая тягу, необходимую для выведения загрязненного воздуха в вентиляционный канал. При таком расположении щелевидной трубы горячий воздух иэ зоны пайки перемещается в зону предварительного нагрева, что, с одной стороны, снижает КПД работы излучателей в зоне пайки, а с другой стороны, делает плохо регулируемой зону выдержки температуры, расположенную между зоной предварительного нагрева и зоной пайки.

Панельный излучатель, использованный в печи-прототипе, имеет первичный излем. В качестве первичного излучателя используется плоская, спиральная или гофрированная проволока или фольга (резистивный элемент), Изоляционный слой изготавливается из диэлектрического материала, отражающего инфракрасное излучение, например, оксида алюминия или

Недостатком используемых в прототипе панельных излучателей является сложность и относительная дороговизна их изготовления, Кроме того, данные излучатели занимают большой объем, Толстый изоляционный слой из оксида алюминия или диоксида кремния, а также контакт излучателя с корпусом камеры увеличиваюттемпературную инерционность печи и не позволяют оперативно изменять температурный режим, Целью изобретения является повышение производительности путем уменьшения инерционности печи и времени переналадки при изменении типоразмеров обрабатываемых изделий. а также снижение энергозатрат.

Цель достигается путем применения в конструкции ИК-печи плоских нагревателей, B которых зигзагообразная нагревательная проволока запрессована в тонкие изолирующие слои термоупорного миканита, изготовляемого из отходов слюдяного производства, Данный нагреватель, имея тОлщинуоколо 3 мм, не требует ника к и дополнительной изоляции, а также — использования вторичного излучателя, что не только упрощает и удешевляет конструкцию нагревателя, но и уменьшает время его прогрева.

1790731

Цель достигается также и тем, что в конструкции предлагается использовать одну нагревательную камеру, лишенную разделяющих зоны изолирующих и отражающих стенок, а плоские нагреватели располагать 5 на реечном каркасе внутри объема печи, что позволяет легко перекомпоновать излучатели. Вместе с тем, плоские нагреватели располагаются в объеме печи так, что между нагревателями и стенками камеры сущест- 10 вует воздушный зазор, способствующий достижению рацио нал ьно го кон вективного распределения нагретого воздуха и снижению температурной инерционности ИК-печи при ее оперативной переналадке, 15

Кроме того, вентиляционную щелевидную трубу предлагается размещать вне нагревательной камеры, но вплотную к ней, сразу за выходным отверстием нагревательной камеры, что позволяет использо- 20 вать горячий воздух, образовавшийся в первых зонах нагрева, для дополнительного нагрева обрабатываемого электронного узла на печатной плате в зоне пайки и, за счет этого, уменьшить энергозатраты на произ- 25 водство пайки.

На фиг. 1 схематически представлен общий вид ИК-печи; на фиг. 2 — вид радиационно-термического плоского нагревателя.

ИК-печь содержит нагревательную ка- 30 меру 1, ограниченную кожухом 2; конвейер

3, проходящий внутри нагревательной камеры 1 (вдоль камеры); пары плоских радиационно-термических нагревателей 4, 5, 6, расположенных ниже и выше конвейера 3 35 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- 40 лаждающие вентиляторы 8, расположенные над плоскостью контейнера 3 за патрубком

7 и регуляторы температуры 9, Кроме того, сквозь нагревательную камеру, через входное отверстие 12 и выходное отверстие 13 45 по бокам конвейера 3 проходит два параллельных профиля 14, на которых закреплены вертикально, с возможностью замены, каркасные стойки 15, служащие для крепления плоских радиационно-термических на- 50 гревателей 4, 5, 6. Высота стойки 15 определяет зазор между любым из нагревателей 4, 5 или 6 и кожухом 2, а также между нагревателями и плоскостью конвейера 3.

Профили 14 и стойки 15 составляют реечный 55 каркас для крепления нагревателей.

Плоские радиационно-термические нагреватели 4, 5, 6 содержат: верхний слой миканита 14, нижний слой миканита и металлическую резистивную проволоку 16, уложенную зигзагообразно с таким распределением плотности укладки, что, при использовании данного радиационно-термического нагревателя, в соответствующей нагревательной зоне ИК-печи достигается равномерно одинаковое распределение температуры на обрабатываемом электронном узле на печатной плате. Резистивная проволока 16 запрессована или уложена без зэпрессовки между слоями 14 и 15 из миканита или другого аналогичного материала, например— слюдопласта.

ИК-печь для пайки электронных узлов на печатных платах методом оплавления припойной пасты работает следующим образом.

Печатная платэ 10, размещенная на платоносителе 11. устанавливается на конвейер 3. который перемещает платоноситель 11 с печатной платой 10 в нагревательную камеру 1 через входное отверстие 12. В нагревательной камере1 платоноситель 11 с печатной платой 10 перемещаются сначала между плоскими радиационно-термическими нагревателями 4, температура которых. поддерживаемая регуляторами 9, обеспечивает нагрев печатной платы 10 до температуры 150 — 170 С, затем, движимые конвейером 3, платоноситель 11 и печатная плата 10 проходят между радиационно-термическими нагревателями

5, поддерживающими достигнутую платой

10 температуру. Далее — платпноситель 11 и печатная плата 10 продвигаются между радиационно-термическими нагревателями 6, доводящими температуру печатной платы

10 до температуры оплавления припойной пасты 210-230 С. и через выходное отверстие 13, покидают нагревательную камеру 1.

Перемещаемые конвейером. 3 платоноситель 11 и печатная плата 10. покинув нагревательную камеру 1, проходят под вентиляторами 8, котопые охл рождают печатную плату с распаянными понентами.

Удаление вредных летучих компонентов, образуемых при пайке, из нагревательной камеры 1 проис ол т < рез выходное отверстие 13 благодаря тяге. образуемой в щелевидном патрубке 7.

1790731

Составитель С.Беликов

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор О.Юркавецкая

Редактор Т.Иванова

Заказ 373 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

1, Инфракрасная печь для пайки электронных схем на печатных платах, содержащая последовательно установленные и соединенные между собой посредством конвейера туннельную нагревательную камеру с щелевыми отверстиями входа и выхода и с расположенными по зонам нагрева инфракрасными нагревателями и камеру охлаждения, патрубок для удаления летучих продуктов, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности путем уменьшения инерционности печи и времени переналадки при изменении типоразмеров обрабатываемых изделий и снижения 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 изменения этого зазора, а патрубок выполнен щелевидным и установлен на выходе камеры нагрева.

2, Печьпоп.1,отличающаяся тем, что проволока нагревателей уложена с переменным шагом зига,