Туннельная печь инфракрасного нагрева заготовок

 

Изобретение относится к лучевым туннельным толкательным печам инфракрасного нагрева. Цель - повышение качества нагрева путем обеспечения равномерности распределения температуры в зоне нагрева. Печь содержит кварцевый муфель (М) 2 в цилиндрическом корпусе, внутри которого на направляющих находятся лодочки с изделиями 5 и узлы нагрева УН в виде трубчатых излучателей 6 с индивидуальными изменяющимися по форме водоохлаждаемыми отражателями, расположенными по окружности концентрично М 2 с параллельным размещением продольных осей узла нагрева и М. Отражатель выполнен в виде держателя, к которому приварена пневмопружина. Каждый УН имеет возможность поворота в вертикальной плоскости и продольного перемещения относительно продольной оси М 2. Каждый излучатель 6 выполнен с возможностью перемещения относительно отражателя. Использование предлагаемой конструкции печи обеспечивает условия для воздействия на объект нужной длины волны излучения при определенной температуре излучателя, что создает равномерность разогрева по всей площади, что способствует повышению качества нагрева и тем самым присоединения компонентов к платам. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК (5Н5 F 27 В 5/14

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

wt, p

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 0

ый (21) 4676944/02 (22) 11.04.89 (46) 23.08.91. Бюл. М 31 (72) А,Г.Королев, М.С.Лепин, Н.Н.Иванов, К.Б.Фомин и В,В,Антипов (53) 621,365,46.002.5 (088.8) (56) Зворыкин Д.Б, и др, Отражательные печи инфракрасного нагрева. М., 1985. с.125, рис,62. (54) ТУННЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ ИНФРАКРАСНОГО НАГРЕВА ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к туннельным толкательным печам инфракрасного нагрева. Цель — повышение качества нагрева путем обеспечения равномерности распределения температуры в зоне нагрева. Печь содержит кварцевый муфель (М) 2 в цилиндрическом корпусе, внутри которого на направляющих находятся лодочки с иэделиями 5 и узлы нагрева (УН) в виде труб.. Ж 1672176 А1 чатых излучателей 6 с индивидуальными изменяющимися по форме водоохлаждаемыми отражателями, расположенными по окружности концентрично М 2 с параллельным размещением продольных осей узла нагрева и М, Отражатель выполнен в виде держателя, к которому приварена пневмопружина. Каждый УН имеет возможность поворота в вертикальной плоскости и продольного перемещения относительно продольнои оси М 2. Каждый излучатель 6 выполнен с возможностью перемещения относптельно отражателя. Использование предлагаемой конструкции печи обеспечивает условия для воздействия на объект нужной длины волны излучения при определенной температуре излучателя, что создает равномерность разогрева по всей площади, что способствует повышению качества нагрева и тем самым присоединения компонентов к платам. 5 ил.

1672176

Изобретение относится к лучевым туннельным толкательным печам, предназначенным для группового присоединения компонентов к платам микросборок, и может быть использовано в электронной технике, Целью изобретения является повышение качества нагрева путем равномерности распределения температуры в зоне нагрева.

На фиг.1 изображена печь, продольный разрез; на фиг.2 — нагреватель с отражателем; на фиг.3- разрез А-А на фиг,3; на фиг,4 — разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 — схема расположения излучателей с отражателями.

Туннельная печь содержит корпус 1 и установленный коаксиально в нем кварцевый муфель 2, внутри которого на направляющих 3 находятся лодочки 4 (держатели) для заготовок 5, узлы нагрева (моноблоки) в виде трубчатых излучателей б с индивидуальными изменяющимися по форме эллипсоидоцилиндрическими водоохлаждаемыми отражателями 7, расположенными по окружности концентричной муфелью 2 с параллельным размещением продольных осей узлов нагрева и муфеля 2. Узлы нагрева установлены в направляющих стоек 8 и 9, через гибкие шланги связаны с водоохлаждаемыми коллекторами 10, 11 и винтами 12 и могут смещаться относительно оси муфеля. Отражатель 7 выполнен в виде держателя 13, к которому приварена пневмопружина 14, при этом поверхность, обращенная к излучателю б эллипсоидоцилиндрической формы, на концах имеет ослабление в виде гофры. Поверхность отражателя 7 имеет покрытие и полировку.

Держатель 13 выполнен с полостью 15 и с отверстием 16 для подачи охладителя.

Стойки 9 и 8 связаны в единый моноблок 17, который установлен на цилиндрической поверхности неподвижного основания 18 через пневмоподушку. Моноблок 17 связан с роликом 19 ползуна 20 кривошипно-шатунного механизма 21. Моноблок 17 оснащен роликом 22, а основание — копиром 23.

Механизм подстройки включает в себя средство поворота каждого излучателя 6 с отражателем 7 относительно продольной оси муфеля и средство перемещения каждого излучателя 6 в направлении радиуса муфеля 2. Средство поворота каждого излучателя 6 с отражателем 7 продольной оси муфеля 2 в пределах его диаметра выполнено в виде винтов 24, 25 с приводами от гибких валиков 26, 27. закрепленных на узле нагрева.

Средство перемещения излучателя б в направлении радиуса муфеля 2 выполнено в виде винтов 28, 29, закрепленных на узле нагрева. При вращении винтов излучатель, закрепленный на держателе, может перемещаться по пазам отражателя 7. Для привода винтов 28, 29 предусмотрены гибкие валики

32, 33, Печь работает следующим образом.

Перед началом работы устанавливается температура и время проведения основных этапов операции присоединения компонентов (присоединение компонентов характеризуется тремя основными этапами;выпаривание клейких и связующих веществ припойной пастой-150 С . размягче-, ние припоя 150-210 С, пайка 230 370"С),задаются положения отражателей, излучателя, формы отражателей, скорости и угол колебания блока, интенсивность потока инертного газа и т.д. От кривошипно-шатунного механизма 21 приводится в движение ролик 19 ползуна 20 и посредством профиля на моноблоке приводится в движение моноблок, который роликом 22 и копиром 23 основания 18 совершает продольно-круговое движение. Пропускается пробная пайка и на выходе манипулятором микросборки переносится на контрольную позицию (не показана). С помощью телекамеры с микроскопом проводят контроль дефектности (наличие пузырьков и т.д,) соединения компонента с платой. Данные обрабатываются процессорами, сопряженными с ЭВМ, и сравниваются с эталонным изображением соединения, заданным по программе. Одновременно подводится ультразвуковое устройство контроля качества выполнения пайки, которое анализирует глубину паяного соединения.

Затем плата позиционируется захватом, который захватывает компонент и поднимает его вверх. При перемещении захвата вверх растягивается тарированная пружина, индуктивным датчиком фиксируется усилие растяжения, а соответственно, и усилие, при котором происходит отрыв компонента от платы.

Данные о дефектности соединения ком понента и платы, а также об усилии отрыва поступают в процессор, связанный с ЭВМ, где осуществляется их сравнение с заданными выходными параметрами. Посредством гибких валиков приводятся в движение винты 12 и изменяются положения излучателя 6 и отражателя 7 одновременно относительно муфеля 2. Положение излучателя б относительно отражателя 7 происходит от гибких валиков 32, 33 винтами 28, 29, закрепленных на держателях 30, 31. Придание

1672176 формы отражателя происходит благодаря изменению давления в полости пневмопружины. а величина угла колебания определяется изменением радиуса кривошипно шатунного механизма. 5

Для распределения полос высокой концентрации температуры по поверхности изделия 5 каждый излучатель 6 с отражателем

7 поворачивается вокруг продольной оси муфеля 2. Угол поворота а настраивается 10 вращением винтов 24, 25, приводимых в движение от гибких валиков 26, 27, Угол качания у = n p + 0,5 р выбирается таким образом, чтобы второе крайнее положение узла нагрева находилось в сере- 15 дине угла rp между оптическими осями двух рядом расположенных отражателей, т.е. при п = 0 y = 0,5 <р, а при n = 2 у = 2,5 p .

При этом остановки узла нагрева в моменты реверса осуществляются в разных 20 положениях излучателей относительно изделия. таким образом количество излучателей условно удваивается, обеспечивая равномерный нагрев изделия 5.

Наиболее равномерное и стабильное 25 температурное поле в поперечном сечении реактора имеет место при возвратно-колеба,ельном движении узла нагрева с углом, равным 0,5 р.

Качество присоединения компонентов З0

Y плате паикой впрямую зависит от температуры пайки, равномерности распределения темперэт ры по всей поверхности

»латы, стабильности излучения. Температура на рева зависит от температуры нити З5 накала нагревателя и его расстояния до компонента. Изменение температуры нити накала влечет за собой изменение спектра излучения.

Данная конструкция обеспечивает рав- 40 номерное смещение моноблока излучателей-отражателей относительно паяемых компонентов, что создает равномерность разогрева компонентов и плат.

Изготовление отражателей в виде пневмопружин обеспечивает изменение конфигурации отражателя, а следовательно, создание условий для воздействия на объект нужной длины волны излучения при определенной температуре излучателя.

Изменение положение моноблока излучателей-отражателей в процессе работы обеспечивает равномерность разогрева по всей площади, что способствует повышению качества нагрева, Придание поверхности пружины, обращенной к излучателю, отражающих свойств обеспечивает создание рефлектора с изменяющейся геометрической формой, т.е. изменяющимися параметрам отражения. Это позволяет достигнуть расширения эксплуатационных воэможностей (адаптируемости) печи, что повышает качество иэделий.

Формула изобретения

Туннельная печь инфракрасного нагрева заготовок, содержащая кварцевый муфель с держателем заготовок и узлы нагрева в виде излучателей и отражателей. установленных по окружности, концентричной муфелю. с параллельным расположением продольных осей узла нагрева и муфеля, о тл и ч а ю щ а я с я тем. что, с целью повышения качества нагрева путем равномерности распределения температуры в зоне нагрева, узел нагрева выполнен с возможностью поворота в вертикальной плоскости и продольного перемещения относительно продольной оси муфеля, каждый излучатель выполнен с воэможностью поворога относительно отражателя, при этом каждый отражатель выполнен в виде пневмопружины.

1б72 176

1672176

1672176

Составитель А. Васильев

Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая

Редактор А, Мотыль

Заказ 2827 Тираж 370 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, yn,Ãàãàðèíà, 101