一种实现真空回流焊接高温度均匀性的装置及其加工方法与流程

1.本发明涉及真空回流焊接技术领域，具体是涉及一种实现真空回流焊接高温度均匀性的装置及其加工方法。


背景技术：

2.随着bga、cbga、qfn等复杂器件大量应用和印制板组装密度的急剧增加，焊接品质问题愈显突出。smt行业中传统的真空回流焊工艺由于单纯采用热风循环进行加热，虽然能达到较低的焊接空洞率，但同时也具有加热效率低、复杂产品的各个元器件温度均匀性差、真空腔内不具有独立加热等缺陷。产品焊接后有如下问题：(1)虚焊问题多；(2)升温速度慢；(3)焊接过程不可控制。


技术实现要素：

3.本发明针对真空回流焊现有技术的不足，提出了一种实现真空回流焊接高温度均匀性的装置及其加工方法。能有效解决bga、cbga、qfn等复杂器件和组装密度高的印制板在低焊接空洞率要求下的温度均匀度问题。
4.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种实现真空回流焊接高温度均匀性的装置，包括真空回流焊设备，主要由汽相液储罐，第一过滤器，循环泵，喷射阀，冷凝过滤器，第二过滤器，真空泵组成；在汽相液储罐与真空回流焊设备之间的管路上依次设有第一过滤器，手阀，循环泵，真空回流焊设备的真空腔体中设置有喷射阀，通过循环泵将汽相液储罐中的汽相液经过第一过滤器过滤后，由喷射阀喷入真空腔体内，通过真空腔体腔壁的加热作用，使汽相液达到沸点，并产生高温蒸汽，由高温蒸汽对腔体内产品进行加热，产品温度终到液体沸点及饱和蒸汽温度时加热停止；在真空回流焊设备的抽真空管路上依次设置真空计、冷凝过滤器、第二过滤器以及真空泵，通过抽真空管路对真空腔体再次抽真空，将真空腔体内的饱和蒸汽通过冷凝过滤器进行冷凝过滤后，饱和蒸汽恢复液态汽相液流回汽相液储罐内。
5.作为本发明的优选技术方案，所述的真空腔体与温度控制热偶连接实现温度监测。所采用的汽相液为全氟聚醚(pfpe)。所述的真空腔体可控制自动开启和关闭，设备可实现连续式进料。
6.一种实现真空回流焊接高温度均匀性的装置的加工方法，包括以下步骤：
7.在一定真空度环境下，通过高温炉膛内真空腔体的温度对汽相液直接进行加热，使汽相液沸腾产生温度等于沸点的高温蒸汽，高温蒸汽向产品表面凝集，放出汽化潜热，使产品升温，产品温度终到液体沸点及饱和蒸汽温度时加热停止；
8.换热结束后，再次抽真空，通过抽真空管路将腔体内饱和蒸汽通过冷凝过滤器进行冷凝回收过滤，并返回汽相液储罐中，达到重复利用的效果。
9.本发明涉及一种在smt行业上使用的一种实现真空回流焊接高温度均匀性的装置及方法，在目前常用的真空回流焊炉的真空腔体内通入汽相液，通过高温炉膛内真空腔体
直接加热汽相液产生高温蒸汽，使真空腔体内达到较高的加热温度均匀性。热传递效率更高、不会过热、热量可达性好。并可通过抽真空管路对汽相液进行冷凝回收、重复使用。经过此工艺焊接的产品可靠性高、焊点无空洞、组装密度高、抗振能力强、高频特性好。
10.与现有技术相比，本发明的有益效果表现在：
11.(1)热传递效率高。汽相焊接的传热系数能达到300w-500w/m2k。相同热源温度下，汽相加热速度快，可大大减少钎料和钎焊金属间的相互作用。
12.(2)不会过热。常压下，饱和蒸汽的温度同液体沸点，所以加热的最高温度被控制在液体沸点，不受零件大小、几何形状、加热时间、输出功率的影响，能够完全避免元器件被过度加热的风险。
13.(3)热量可达性好。饱和蒸汽可以快速扩散到组件的各个角落，无论多么复杂的零件还是焊缝都可以均匀升温，无阴影效应。
14.(4)高温蒸汽状态下不会腐蚀电子元件和金属。
附图说明
15.图1为本发明实现真空回流焊接高温度均匀性的装置的结构示意图。
16.图2为加工方法的流程图。
17.其中，1、汽相液储罐，2、第一过滤器，3、循环泵，4、喷射阀，5、真空腔体，6、温度控制热偶，7、抽真空管路，8、冷凝过滤器，9、第二过滤器，10、真空泵，11、真空计，12、手阀。
具体实施方式
18.参照图1所示，一种实现真空回流焊接高温度均匀性的装置，主要由汽相液储罐1，第一过滤器2，循环泵3，喷射阀4，真空回流焊设备，温度控制热偶6，抽真空管路7，冷凝过滤器8，第二过滤器9，真空泵10，真空计11以及手阀12组成。
19.在汽相液储罐1与真空回流焊设备之间的管路上依次设有第一过滤器2，手阀12，循环泵3，真空回流焊设备的真空腔体5中设置有喷射阀4，通过循环泵3将汽相液储罐1中的汽相液经过第一过滤器2过滤后，由喷射阀4喷入真空腔体5内，通过真空腔体5腔壁的加热作用，使汽相液达到沸点，并产生高温蒸汽，由高温蒸汽对腔体内产品进行加热，产品温度终到液体沸点及饱和蒸汽温度时加热停止。
20.在真空回流焊设备的抽真空管路上依次设置真空计11、冷凝过滤器8、第二过滤器9以及真空泵10等组件。通过抽真空管路7对真空腔体5再次抽真空，将真空腔体5内的饱和蒸汽通过冷凝过滤器8进行冷凝过滤后，饱和蒸汽恢复液态汽相液流回汽相液储罐1内。
21.通过调节喷射阀4的大小，可控制真空腔体5内的汽相蒸汽密度，可调节加热或冷却速率，真空腔体5内的温度可通过温度控制热偶6进行监测。
22.请一并参阅图2所示，本发明通过循环泵将储罐内汽相液送入真空腔内，并通过喷射阀控制汽相蒸汽密度。在一定真空度环境下，通过高温炉膛内真空腔体的温度对汽相液直接进行加热，使汽相液沸腾产生温度等于沸点的高温蒸汽，高温蒸汽向产品表面凝集，放出汽化潜热，使产品升温，产品温度终到液体沸点及饱和蒸汽温度时加热停止。换热结束后，再次抽真空，通过抽真空管路将腔体内饱和蒸汽通过冷凝过滤器进行冷凝回收过滤，并返回汽相液储罐中，达到重复利用的效果。
23.本发明所采用的汽相液是一种物理和化学性质很稳定的化合物，主要成分是全氟聚醚(pfpe)，无毒、不易挥发且不燃烧，高温蒸汽状态下也不会腐蚀电子元件和金属。所述的真空腔体可控制自动开启和关闭，设备可实现连续式进料。
24.以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种实现真空回流焊接高温度均匀性的装置，包括真空回流焊设备，其特征在于，主要由汽相液储罐，第一过滤器，循环泵，喷射阀，冷凝过滤器，第二过滤器，真空泵组成；在汽相液储罐与真空回流焊设备之间的管路上依次设有第一过滤器，手阀，循环泵，真空回流焊设备的真空腔体中设置有喷射阀，通过循环泵将汽相液储罐中的汽相液经过第一过滤器过滤后，由喷射阀喷入真空腔体内，通过真空腔体腔壁的加热作用，使汽相液达到沸点，并产生高温蒸汽，由高温蒸汽对腔体内产品进行加热，产品温度终到液体沸点及饱和蒸汽温度时加热停止；在真空回流焊设备的抽真空管路上依次设置真空计、冷凝过滤器、第二过滤器以及真空泵，通过抽真空管路对真空腔体再次抽真空，将真空腔体内的饱和蒸汽通过冷凝过滤器进行冷凝过滤后，饱和蒸汽恢复液态汽相液流回汽相液储罐内。2.根据权利要求1所述的实现真空回流焊接高温度均匀性的装置，其特征在于，所述的真空腔体与温度控制热偶连接实现温度监测。3.根据权利要求1所述的实现真空回流焊接高温度均匀性的装置，其特征在于，所采用的汽相液为全氟聚醚(pfpe)。4.根据权利要求1所述的实现真空回流焊接高温度均匀性的装置，其特征在于，所述的真空腔体可控制自动开启和关闭，设备可实现连续式进料。5.一种如权利要求1～4任一项所述实现真空回流焊接高温度均匀性的装置的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：在一定真空度环境下，通过高温炉膛内真空腔体的温度对汽相液直接进行加热，使汽相液沸腾产生温度等于沸点的高温蒸汽，高温蒸汽向产品表面凝集，放出汽化潜热，使产品升温，产品温度终到液体沸点及饱和蒸汽温度时加热停止；换热结束后，再次抽真空，通过抽真空管路将腔体内饱和蒸汽通过冷凝过滤器进行冷凝回收过滤，并返回汽相液储罐中，达到重复利用的效果。

技术总结
一种实现真空回流焊接高温度均匀性的装置及其加工方法，涉及真空回流焊接技术领域。通过循环泵将汽相液储罐中的汽相液经过第一过滤器过滤后，由喷射阀喷入真空腔体内，通过真空腔体腔壁的加热作用，使汽相液达到沸点，并产生高温蒸汽，由高温蒸汽对腔体内产品进行加热，产品温度终到液体沸点及饱和蒸汽温度时加热停止；通过抽真空管路对真空腔体再次抽真空，将真空腔体内的饱和蒸汽通过冷凝过滤器进行冷凝过滤后，饱和蒸汽恢复液态汽相液流回汽相液储罐内。本发明热传递效率更高、不会过热、热量可达性好。并可通过抽真空管路对汽相液进行冷凝回收、重复使用。经过此工艺焊接的产品可靠性高、焊点无空洞、组装密度高、抗振能力强、高频特性好。高频特性好。高频特性好。


技术研发人员：徐金龙 林杉 张琪 陆玉 尹识谋
受保护的技术使用者：合肥恒力装备有限公司
技术研发日：2021.11.24
技术公布日：2022/3/8