专利名称：用于在焊接之前预处理电子部件的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对工件进行回流焊的装置，其包括一个焊料施加 装置、 一个用于对该工件装备一些待通过焊接过程与该工件连接的部件的 装件装置和一个焊接区，在该焊接区中通过所述装备好的工件的加热而开 始焊接过程。本发明还涉及一种用于进行回流焊的方法。
背景技术：
术语回流焊或者再流焊表示一种公知的焊接方法，其例如经常使用在 电子技术中。这种方法的特点是在对工件、例如印制电路板或印刷电路板 装备待焊接的部件之前施加焊料。存在很多用于将焊料施加到工件上的可 能性。优选使用例如以丝网印刷方法被印刷的焊膏。但是，该焊料也可以 通过分配器、通过焊料成形件或者以电镀的方式施加。在使工件装备所述部件之后，该装备好的工件被加热并且由此进行实 际的焊接过程。对于工件的加热也存在多个可能性，例如通过加热板、通 过被加热了的成形件、通过红外辐射器或借助于激光射束来加热。蒸汽相 的焊料占据一个特殊位置，这也可属于回流焊方法，其中，工件的加热通 过蒸汽在工件上的冷凝进行，该蒸汽在此将其冷凝热排放给工件。发明内容本发明的目的是，在进行回流焊时进一步改善可达到的焊接质量。 所提出的目的在装置方面通过以下方式解决，即，在焊料施加装置的 前面和/或在焊接区的前面设置一个用于对工件进行常压等离子体处理的等 离子体机。适合于此的等离子体机产生所谓的常压等离子体。在此，与低 压等离子体相反地，可以在大气压的范围内进行工作。下面，对于常压等 离子体应理解为这样一种等离子体，其在一个与环境压力偏差最高200mbar、即在环境压力士200mbar的压力下存在。特别是在800mbar到1200mbar之间的压力范围内产生常压等离子体。低温常压等离子体已经被证实是特别合适的。在该上下文中，低温是 指低于300。C的温度，优选在室温与25(TC之间的范围内。由此可以有利地 放弃真空室以及用于产生并且保持真空的相应装置。这是一个重要的进步， 其在回流焊时显著地提高等离子体机的使用的吸引力。已经发现，等离子体处理有利地改善焊料与工件之间或焊料熔融物与 工件之间的润湿特性。这两个措施中的每一个本身或者组合地提高焊接质符合目的的是，设置一个焊膏施加装置或者一个用于施加包括焊料的 冲压件的装置作为焊料施加装置。这种冲压件也被称为预成形件。优选该等离子体机构造成合适于产生一个等离子体火焰。为此，存在 多个可能性，其中下面将举例地描述多个可能性。根据本发明的一个优选的构型，该等离子体机具有至少两个电极。由 此，该等离子体机可被使用例如用于自由的直接的或者受控的放电。在此， 自由的放电仅仅通过外部条件来控制，而受控的放电例如可通过控制电流 输入附加地主动地被控制。所谓的等离子体喷射和电弧放电也属于这种等 离子体产生方式。根据本发明的另一有利的构型，至少一个电极设有一个电介质。因此， 该构型允许一个势垒放电或一个电晕放电。电晕放电例如特别适合于所有 的应用情况，其中电势的去除不必被赋予任何意义。特别有利的是，该等离子体机构造成合适于产生基本上无电势的等离 子体放电。例如一种无电势的等离子体被证实是特别有利的，对其供入具 有200W功率的中等频率的电压并且输入氮或者供入流量约201/min的氮氢 混合物。频率、功率、气体类型和气体混合物的组分以及气体流量的选择 可以从广泛的范围中进行并且适配于当时的应用情况。特别有利的是，该等离子体机具有一个用于过程气体的输入部分，以 便产生等离子体火焰。例如可以使用压缩空气或者一种可还原的气体作为过程气体。例如由N2和H2组成的混合物例如适合于作为可还原的气体或气体混合物。组合气体、即N2和H2的比例为95: 5的混合物被证实是特 别合适的。但是，对于一些确定的应用场合，可氧化地起作用的气体或气体混合物的使用也可以是有利的。例如由N2和/或具有氧、CF4或C02的氩组成的
混合物可提供优点。
符合目的的是，该等离子体机具有一个输送装置，该输送装置使得等
离子体火焰的运动成为可能。例如以l-20m/min范围的处理速度实现非常 好的结果。
根据本发明的一个有利的拓展，设置了一个等离子体机，其被合适地
构成以同时产生多个等离子体火焰。
根据本发明的另一有利的构型，设置了两个或多个等离子体机。 特别优选的是，这样构造和/或设置一个或多个等离子体机，使得允许
两侧的等离子体处理，特别是分别在相反的侧上、例如在工件的上侧和下侧上。
在本发明的另一构型中以特别的优点设置一个壳体，其包围焊接区。 通过该构型可以附加地利用在本发明中在保护气体和/或活性气体下进行焊 接的所有优点。符合目的的是，在焊接区的范围内设置一个用于保护气体 气氛和/或活性气体气氛进入的进入装置。
在方法方面，所提出的目的通过以下方式解决，目卩，在施加焊料之前 和/或在执行焊接过程之前借助于一个等离子体机使工件经受一个常压等离 子体处理。
优选将焊膏施加到工件上作为第一方法步骤。
根据本发明的另一有利的构型，将包括焊料的冲压件施加到工件上。 优选借助于等离子体机产生一个等离子体火焰。
特别优选的是，使用一个在两个电极之间的放电装置来产生等离子体 火焰。由此，如前所述地利用一个自由的电击穿装置来产生的等离子体。
根据本发明的另一有利的构型，使用一个在两个电极之间的放电装置 来产生等离子体火焰，其中，这些电极之一设有一个电介质。由此例如使 用一个势垒-或电晕放电来产生等离子体。当在相关的应用中可放弃等离子 体的无电势时，电晕放电的使用是特别值得推荐的。
有利的是，在产生等离子体火焰时使用一种过程流。例如可以使用压 縮空气或可还原的气体作为过程气体。
特别有利的是，使用一种可还原地起作用的气体或气体混合物作为过
程气体。例如由&和H2组成的混合物适合于作为可还原的气体。组合气体、即N2和H2比例为95: 5的混合物被证实是特别合适的。
但是，对于一些确定的应用场合，可氧化地起作用的气体或气体混合
物的使用也可以是有利的。例如由N2和域具有氧、CF4或C02的氩组成的
混合物可提供优点。
特别有利的是使用一种无电势的等离子体。
符合目的的是，该等离子体机借助于一个输送装置来运动。例如以 l-20m/min范围的处理速度实现非常好的结果。
优选使用多个等离子体火焰来处理工件。特别优选的是执行两侧的等 离子体处理，特别是分别在相反的侧上、例如在工件的上侧和下侧上。
根据本发明的一个拓展，在焊接区的范围内使用一种保护气体和/或活 性气体。在该拓展中，可以附加地利用在本发明中在保护气体和/或活性气 体下进行焊接的所有优点。
本发明提供很多的优点，在此仅举例性地列举其中的几个
明显提高焊接质量。这看来主要应归因于润湿特性的改善。此外，明 显降低被焊接工件的再加工和再清洗的必要性，因为通过本发明实现了不 期望的沉积物在各工件上的附着的明显降低。与传统的焊装置和焊接方法 相比，实现了成本节约。通过本发明降低了在焊接设备上的维护工作的必 要性。本发明特别是也允许使用这样的焊膏，其与传统焊膏相比具有降低 的酸度或降低的熔剂含量。
下面借助于附图中所示的实施例说明本发明以及本发明的进一步构 型，其中
图1示出本发明的用于进行回流焊的装置，包括一个位于焊膏施加装 置之前的等离子体机，
图2示出本发明的用于进行回流焊的装置，包括一个位于焊接区之前 的等离子体机，
图3示出示出本发明的用于进行回流焊的装置，包括一个位于焊接区 之前和位于焊接区之前的等离子体机。
具体实施例方式
图1详细示出一个输送装置1，其将工件(未示出)相继地输送到一个
焊膏施加装置2、 一个装件装置3和一个焊接区4。该焊接区4具有一个用 于加热工件的装置(未示出)。在图1中，在焊膏施加装置2之前示出一个 等离子体机5，该等离子体机用于在施加焊膏之前使每个工件经受一个等离 子体预处理。合适的等离子体机例如是Tigres公司的等离子体枪MEF，该 等离子体枪能够产生无电势的常压等离子体。
图2同样示出针对图1所述的元件，区别在于，等离子体机在此不是 设置在焊膏施加装置2的前面，而是设置在焊接区4的前面。
图3示出所述实施例的组合，其中在焊膏施加装置2的前面和在焊接 区4的前面分别设置一个等离子体机5。
在所有这三个实施例中，首先将焊膏施加到工件上，然后使工件装备 待焊接的部件，然后将装备好的工件置入到焊接区4中并且在那里通过加 热所述装备好的工件而使它经受焊接过程。在施加焊膏和/或在执行焊接过 程之前，借助于一个等离子体机5使工件经受一个等离子体处理。该等离 子体处理在900到1100mbar之间的压力下进行。
权利要求
1.一种用于对工件进行回流焊的装置，其包括一个焊料施加装置(2)、一个用于对该工件装备一些待通过焊接过程与该工件连接的部件的装件装置(3)和一个焊接区(4)，在该焊接区中通过所述装备好的工件的加热进行焊接过程，其特征在于在焊料施加装置(2)之前和/或在焊接区(4)之前设置一个用于对工件进行常压等离子体处理的等离子体机(5)。
2. 按权利要求1所述的装置，其特征在于该等离子体机(5)构造 成合适于产生等离子体火焰。
3. 按权利要求1或2所述的装置，其特征在于该等离子体机(5) 具有一输送装置，该输送装置使得等离子体火焰的运动成为可能。
4. 按权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于这样地构造和/或设置一个或多个等离子体机(5)，使得可进行双侧的等离子体处理，特 别是分别在相反的侧上、例如在工件的上侧和下侧上。
5. —种用于对工件进行回流焊的方法，其中首先将焊料施加到工件上， 然后对工件装备待焊接的部件，将装备好的工件置于焊接区(4)中并且在 那里通过加热所述装备好的工件而使它经受焊接过程，其特征在于在施 加焊料之前和/或在执行焊接过程之前借助于一个等离子体机(5)使该工件 经受一个常压等离子体处理。
6. 按权利要求5所述的方法，其特征在于将包括焊料的冲压件施加到工件上。
7. 按权利要求5或6中任一项所述的方法，其特征在于在添加过程气体的情况下形成所述等离子体火焰，其中，使用一种可还原地起作用的 气体或气体混合物作为过程气体。
8. 按权利要求5-7中任一项所述的方法，其特征在于使用无电势的等离子体。
9. 按权利要求5-8中任一项所述的方法，其特征在于使用多个等离子体火焰来处理工件。
10. 按权利要求5-9中任一项所述的方法，其特征在于进行双侧的等离子体处理，特别是分别在相反的侧上、例如在工件的上侧和下侧上。
全文摘要
一种用于对工件进行回流焊的装置，其包括一个焊料施加装置(2)、一个用于对该工件装备一些待通过焊接过程与该工件连接的部件的装件装置(3)和一个焊接区(4)，在该焊接区中通过所述装备好的工件的加热而开始焊接过程，其中，在焊料施加装置(2)之前和/或在焊接区(4)之前设置一个用于对工件进行常压等离子体处理的等离子体机(5)。一种用于对工件进行回流焊的方法，其中首先将焊料施加到工件上，然后对工件装备待焊接的部件，将装备好的工件置于焊接区(4)中并且在那里通过加热所述装备好的工件而使它经受焊接过程，其中，在施加焊料之前和/或在执行焊接过程之前借助于一个等离子体机(5)使该工件经受一个常压等离子体处理。
文档编号B23K1/20GK101269431SQ20081008689
公开日2008年9月24日 申请日期2008年3月20日 优先权日2007年3月20日
发明者E·万德克, K·W.·格斯滕贝格 申请人:林德股份公司