载台可移动的负压焊接设备的制作方法

本实用新型涉及一种焊接设备，特别涉及电子原器件焊接过程中使用的一种带有可移动载台、具有换热效率高、升温速度快的负压焊接设备，属于电子贴装设备领域。

背景技术：

负压焊接设备是芯片焊接加工过程中经常使用的一种常见设备，其采用真空腔体的方式，将待焊接芯片和电路板放置在腔体内的载台上，利用载台内加热管或冷却管的升温或降温处理，完成芯片焊接、冷却，以及下一次的再焊接、再冷却过程。

负压焊接设备的主要考核指标包括：升温速率、降温速率、温度均匀性、真空度及漏率等。其中，升温速率、降温速率和温度均匀性指标的高低不仅会影响焊接质量和焊接稳定性，而且会影响焊接效率，是负压焊接设备焊接效果考核的主要指标。现有负压焊接设备在解决上述问题时主要以材料和加热、冷却配件的选择搭配为解决方向，如使用石墨、纯铜或铸铝等材质制作载台；选择金属铠装加热器、红外加热器或卤素加热器等作为加热器具；选择气冷、水冷或水气结合的方式进行载台冷却；改变或调整冷却管路的缠绕方向进行均匀散热等。其方式多样，虽在一定程度上提高了真空共晶炉的使用性能，但相应的弊端也会同时显现，如：

1、在真空腔体内因为没有空气对流，热辐射少，主要以接触式热传导为主，载台材料的选择对于快速升温、降温需求难有突破。

2、在载台内设置复杂的冷却管路，不仅对管路质量和密封质量要求较高，产品成本大大增加，而且载台在反复加热、冷却过程中，很容易产生渗漏现象，增加了真空共晶炉的使用风险，安全性明显降低。

为彻底消除原有加热、冷却模式存在的弊端，设计一种全新结构的负压焊接设备，就成为本实用新型想要解决的问题。

技术实现要素：

鉴于上述现有情况和存在的不足，本实用新型旨在提供一种加热和冷却管路分离、降温速度快、载台受热均匀、箱体温度可控的带有可移动载台的负压焊接设备，以改善负压焊接设备的使用性能，确保使用安全性、可靠性和稳定性。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

载台可移动的负压焊接设备，包括可开启的密封腔体，与密封腔体内密封空腔对应设置的用于产生气体保护焊的充气系统和用于产生负压的负压获得系统，以及冷却管路和加热器，还包括一个用于放置待焊接电路板的可移动的载台，载台位于密封空腔中，载台与密封腔体外的驱动机构相连接。

所述密封腔体内密封空腔的侧壁上还设有载台支撑台。

所述加热器设置在密封腔体内密封空腔的内壁上，冷却管路分布在密封腔体内密封空腔的内壁中。

所述载台支撑台附近的冷却管路密度大于其它位置的冷却管路密度。

所述驱动机构为连杆驱动机构、气缸驱动机构或凸轮驱动机构。

所述凸轮驱动机构包括一个传动机构、连接在传动机构末端的两个凸轮以及固定在密封腔体内密封空腔底面的四套载台导引装置；传动机构连接在密封腔体的外侧底部；两个凸轮位于密封空腔中，两个凸轮均匀支撑在载台底部，载台角部分别卡持在四套载台导引装置中。

所述传动机构包括一个步进电机、一条同步带、两个用于压紧同步带的惰轮和两个旋转密封接头，步进电机和两个惰轮分别连接在密封腔体的外壁上，步进电机通过同步带与两个旋转密封接头相连接，两个旋转密封接头设置在密封腔体的侧壁上，两个旋转密封接头的内端分别通过连接轴与两个凸轮相连接。

所述载台导引装置包括导引柱、螺帽和压紧弹簧，导引柱固定在密封空腔的底面上，靠近导引柱中部设有水平方向的支撑台，支撑台的高度低于载台支撑台的高度，螺帽连接在导引柱顶端，压紧弹簧套在螺帽下方的导引柱上，载台套在导引柱上，载台位于压紧弹簧与支撑台之间。还包括上垫片和下垫片，上、下垫片分别套在导引柱上，上垫片位于压紧弹簧与载台之间，下垫片位于载台与凸轮之间。

本实用新型所述载台可移动的负压焊接设备的有益效果包括：

1、利用可移动的载台将载台升温和降温过程分离，避免了升温过程和降温过程的相互干扰，形成了相对独立的升温和降温过程，升温和降温速度明显增快，保证了焊接过程所需的升温曲线的顺利实现；

2、相对封闭的冷却管路，使整个负压焊接设备和载台的使用安全性明显提高；

3、采用单一材料制成的载台，结构简单，组装方便，受热过程均匀，焊接质量稳定；

4、冷却管路除用于载台降温外，还可对密封腔体进行直接降温处理，提高了负压焊接设备的使用性和环境适应性；

5、上、下垫片以及压紧弹簧的结构设计，使载台的耐冲击能力明显增强，同时，还可保证载台与载台支撑台间的充分接触，提高了冷却效率，缩短了冷却时间。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的侧面结构示意图；

图3为图2的右视图；

图4为图2的A-A向剖视图。

具体实施方式

本实用新型的中心思想是：通过将冷却管路与加热器分离，使载台和负压焊接设备的安全性提高，同时，通过可移动的载台实现载台加热和冷却过程相对独立进行，避免了相互间的温度干扰，使焊接过程所需的升温曲线和降温曲线更易实现。

下面结合附图1、图2、图3、图4对本实用新型做进一步的详细描述：

本实用新型所述载台可移动的负压焊接设备，包括可开启的密封腔体1、与密封腔体1内密封空腔对应设置的用于产生气体保护焊的充气系统4和用于产生负压的负压获得系统10、一个由石墨制成的可移动的载台5、设置在密封腔体1外与载台5相连接的驱动机构以及冷却管路9、加热器3。

密封腔体1通过合页和搭扣的配合形成相互锁紧和开启，充气系统4连接在密封腔体1的底部，外界真空泵通过负压获得系统10与密封空腔相连通。其中，充气系统4用于输入惰性气体，使密封空腔在惰性气体的保护下进行焊接，而负压获得系统10则可与外界真空泵相连接，使密封空腔内形成负压，避免氧化作用对焊接的影响。

载台5的驱动机构可以为连杆驱动机构、气缸驱动机构或凸轮驱动机构。本例中，载台5的驱动机构为凸轮驱动机构。

凸轮驱动机构包括一个传动机构和连接在传动机构末端的两个凸轮16，以及固定在密封腔体1内密封空腔底面的四套载台导引装置。其中，传动机构包括一个步进电机12、一条同步带14、两个用于压紧同步带14的惰轮13和两个旋转密封接头15。步进电机12和两个惰轮13分别连接在密封腔体1的外壁上，步进电机12通过同步带14与两个旋转密封接头15相连接。两个旋转密封接头15设置在密封腔体1的侧壁上，两个旋转密封接头15的内端通过连接轴分别与两个凸轮16相连接。两个凸轮16位于密封空腔中，两个凸轮16均匀支撑在载台5的底部，载台角部分别卡持在四套载台导引装置中。载台导引装置用于引导载台5在垂直方向移动，防止载台5在凸轮16作用下产生上、下方向的位置偏移。

载台导引装置包括导引柱8、螺帽6、压紧弹簧7、上垫片21和下垫片22。导引柱8固定在密封腔体1内密封空腔的底面上，导引柱8底部粗、顶部细，中间设有水平方向的支撑台。螺帽6连接在导引柱8顶端，压紧弹簧7套在螺帽6下方的导引柱8上，载台5的四个角部套在导引柱8上，载台5整体位于压紧弹簧7与支撑台之间。为减少载台5升降过程受到的冲击，上、下垫片21,22分别套在导引柱8上，上垫片21位于压紧弹簧7与载台5之间，下垫片22位于载台5与凸轮16之间。

加热器3设置在密封腔体1内密封空腔的内壁上。为实现冷却管路9与加热器3的相对隔离，冷却管路9被埋设在密封腔体1内密封空腔的内壁中。为便于载台5快速降温，在密封空腔的侧壁上设有与载台5位置对应的载台支撑台17，导引柱8上支撑台的高度低于载台支撑台17的高度。当载台5下降时可顺利支撑在载台支撑台17上。为更好的对载台5进行快速降温，分布在载台支撑台17附近的冷却管路9的密度大于其它位置的分布密度。

具体焊接时，将待焊接电路板放置在载台5顶面上，关闭密封腔体1，外界真空泵通过负压获得系统10将密封空腔内抽成真空状态；接着，充气系统4对密封空腔充入氮气保护气体；然后，加热器3开始对载台5进行加热。此时载台5在凸轮16的支撑作用下处于升起状态，载台5不与周围产生任何接触，位于导引柱8上的压紧弹簧7被压缩，载台5整体保持平稳状态；当待焊接电路板焊接完成后，步进电机12通过同步带14和旋转密封接头15带动凸轮16转动，旋转密封接头15可保证连接端的密封性，同时还可形成旋转运动，载台5下降后支撑在载台支撑台17上，压紧弹簧7继续将载台5整体压在载台支撑台17上，载台5与密封空腔的侧壁形成良好接触；最后，关闭加热器3，开启位于密封腔体1内密封空腔内壁中的冷却管路9，冷却管路9开始对载台5及密封腔体1进行降温，避免了以往加热管与冷却管都安装在载台5内带来的冷、热相互干扰问题，大大提高了载台5的降温速度，保证了焊接过程的升温曲线。

当然，为防止加热过程密封腔体1温度过高的问题，在开始进行焊接时，也可直接将冷却管路9开启，从而在焊接全程对密封腔体1进行降温处理，既不会影响密封空腔内载台5的升温过程，也可防止密封腔体1温度过高影响使用过程。