助焊烟雾发生器、包含该发生器的焊接生产线及加工工艺的制作方法

本发明涉及半导体元器件加工技术领域，具体涉及一种助焊烟雾发生器、包含该发生器的焊接生产线及加工工艺。

背景技术：

电子元器件的焊接过程中，普遍采用辐射加热的隧道炉，或接触式加热的平板焊接设备。焊接时多数采用含有含卤化物的活性剂、添加剂和有机溶剂组成的松香树脂系助焊剂的液态助焊剂或助焊锡膏，液态助焊剂或锡膏与芯片直接接触，通过焊接环境的高温（隧道式焊接炉的辐射加热或平板焊接炉的接触加热）完成焊接。这类助焊剂虽然可焊性好，成本低廉，但是杂质残留高达2%~4%左右，尤其残留物内部的卤素离子成为影响电子元器件可靠性的重要因素，往往要通过专用的清洗设备，采用化学溶剂清洗达到去除焊接过程产生的杂质残留，除了增加生产成本、产生环境污染因素外，还会对电子元器件本身产生不可控的二次污染和伤害。而采用进口低残留的免清洗助焊剂，受技术壁垒的影响形成的高成本也限制了使用。且所谓低残留的免清洗助焊剂，只是达到了相对低的焊接残留，经测试仍旧有大约5‰的残留物附着于器件的芯片部位，成为影响封装气密性和电气可靠性的介质。

技术实现要素：

本发明针对以上问题，提供了一种助焊烟雾发生器、包含该发生器的焊接生产线及加工工艺。把液态的助焊剂转换成烟雾输出到焊接设备，形成助焊气氛，代替接触式的助焊剂工艺，达到免清洗的目的。

本发明的技术方案是：助焊烟雾发生器，包括依次连接的气源、液态助焊剂罐、雾化喷头和加热装置，所述加热装置包括壳体和设在壳体内的热源，所述雾化喷头设在所述壳体的上部且出口向内。

所述热源为加热管，所述加热管置于雾化喷头下方。

所述气源为氮气。

包含所述的助焊烟雾发生器的焊接生产线，还包括设在所述加热装置的壳体下方的焊接炉和穿过焊接炉底部、水平设置的输送带，所述焊接炉通过管道和所述加热装置连通。

所述管道伸至焊接炉的底部，管壁上设有开孔。

所述输送带上设有若干挡板一，所述焊接炉的侧壁上、所述输送带穿过的上方铰接有挡板二。

所述挡板一的底部固定有配重球，所述输送带上设有凹槽，所述配重球设在所述凹槽内。

包含所述的助焊烟雾发生器的焊接生产线的加工工艺，包括如下步骤：

1）、加热：

1.1）、启动加热管进行加热，使加热管温度达到250~300℃；

1.2）、启动焊接炉进行加热，使焊接炉内温度达到220~380℃；

2）、烟雾发生：打开气源、液态助焊剂罐和雾化喷头，气体将助焊剂带至雾化喷头后，呈雾态喷至加热装置内，经过加热管加热后产生助焊剂烟雾；

3）、焊接：

3.1）、在待焊件上放固态焊料，组成焊接组件；

3.2）、将焊接组件放在输送带上两块挡板一之间；

3.3）、输送带将焊接组件带至焊接炉中，焊料熔化，助焊剂烟雾与液态焊料充分接触后起到助焊作用，焊接后输送带将焊接组件带出焊接炉。

本发明的有益效果是：气源将液态助焊剂带出液体罐，经雾化喷头后呈雾状喷至加热仓，由加热管加热，使雾状助焊剂变成烟雾状，烟雾流动性大、颗粒小，方便与焊料充分且均匀接触，焊接后在器件表面残留非常少，基本可以忽略不计（≤1‰），免去了传统技术中的后续清洗工序以及清洗过程对产品的二次污染，降低了生产成本，提高了成品率，并且无废液排放，保护了环境；无需使用低浓度的免清洗助焊剂，采用正常浓度的助焊剂即可，保证焊接牢固并降低成本；在输送带上和焊接炉侧面设挡板，在保证不会碰到焊接组件的前提下，减少烟雾散出，大大提高炉内烟雾浓度，保证焊接强度，还可以降低散出的烟雾对环境的污染；助焊烟雾发生器与焊接设备分离，避免了液态助焊剂对焊接设备的污染。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是本发明中焊接炉与输送带的放大示意图；

图中1是气源，2是液态助焊剂罐，3是雾化喷头，4是加热装置，41是加热管，5是焊接炉，51是挡板二，6是输送带，61是挡板一，611是配重球，62是凹槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作具体说明。

如图1所示，助焊烟雾发生器，包括依次连接的气源1、液态助焊剂罐2、雾化喷头3和加热装置4，所述气源1上设有出气阀和进气阀，出气阀通过管道与液态助焊剂罐2连接，打开出气阀，气体从气源1中溢至液态助焊剂罐2中，将液态助焊剂带出液态助焊剂罐2；进气阀方便气源1内气体不足时从外部补充气体；所述液态助焊剂罐2上设有进液阀和出液阀，打开出液阀，气、液从液态助焊剂罐2中溢出至后面工序；当液态助焊剂罐2内助焊剂量不够（可在罐上设液位计）时，打开进液阀，从外部补充液态助焊剂；

所述气源1和液态助焊剂罐2之间设有调节阀一，用于调节气体流量大小，所述液态助焊剂罐2和雾化喷头3之间设有调节阀二，用于调节气、液流量大小；

所述加热装置4包括壳体和设在壳体内的热源，所述雾化喷头3设在所述壳体的上部且出口向内，雾状的助焊剂向壳体内喷洒。

所述热源为加热管41，加热管41为带温控器的盘绕的绝缘的不锈钢加热管，所述加热管41置于雾化喷头3下方，使得雾化喷头喷出的雾状的助焊剂与加热管41的充分接触，使其尽可能多地烟雾化。

所述气源为高压氮气，在高温下不会参与反应，起到载体作用和保护作用。

包含以上助焊烟雾发生器的焊接生产线，如图1所示，还包括设在所述加热装置4的壳体下方的焊接炉5和穿过焊接炉5底部、水平设置的输送带6，所述焊接炉5和所述加热装置4通过管道连通，方便助焊剂烟雾进入焊接炉内。所述管道伸至焊接炉5的底部，，有两种排布方式：（1）所述管道垂直伸至焊接炉5底部，在管壁上设有开孔一，所述开孔一的上缘设有倾斜向下的导流板，使助焊剂烟雾向下扩散；（2）所述管道水平伸至焊接炉5的底部，管壁的下方设有开孔二。管道和开孔使得助焊剂烟雾顺利进入焊接炉中，产生并维持炉内的助焊剂烟雾浓度，排布接近焊接炉5底部是因为靠近焊接作业区，使得作业区的助焊剂烟雾浓度最高，助焊效果最好。

采用高压气源把液态助焊剂注入雾化喷头3，雾化后的液态助焊剂经过加热装置4内部盘绕的加热丝41，生成高压烟雾，烟雾输出到焊接炉的高温作业区，形成有助焊作用的气氛，在助焊烟雾充满焊接炉5的高温区后，即可放入组装后无助焊剂成分的待焊接的材料完成正常焊接作业。

所述加热装置4上安装有用于排放残留助焊剂的单向阀；

如图2所示，所述输送带6上设有若干挡板一61，所述焊接炉5的侧壁上、所述输送带6穿过的上方铰接有挡板二51，挡板二51离输送带的距离大于焊接组件（在待焊件上放固态焊料，组成焊接组件）的高度。

所述挡板一61的底部固定有配重球611，所述输送带6上设有凹槽62，所述配重球611铰接设在所述凹槽62底部，配重球611铰接在凹槽62内的目的是不但可以靠配重球611的重量使挡板一61恢复与输送带6垂直，而且在其运动到向下时不会从输送带6上坠落。焊接组件置于两个挡板一61之间，挡板一61倾斜到最大程度时不会碰到焊接组件，这样在保证焊接组件不被破坏的前提下，减少烟雾散出，大大提高炉内烟雾浓度，保证焊接强度，还可以降低散出的烟雾对环境的污染。

以上所述焊接生产线的加工工艺，包括如下步骤：

1）、加热：

1.1）、启动加热管41进行加热，使加热管41温度达到250~300℃，可以使助焊剂烟雾化；

1.2）、启动焊接炉5进行加热，使焊接炉5内温度达到220~380℃，炉膛的峰值温度是350℃~380℃，使焊料熔化，激发焊接活性，实现焊接，焊料是以铅为主要成分的铅-锡-银等的合金，不同配比的焊料的熔点不同，因此焊接炉所要达到的温度也不同，如日常使用的焊料是铅锡银比例为92.5%：5%：2.5%，熔点280℃；

2）、烟雾发生：依次打开气源1的出气阀、液态助焊剂罐2的出液阀和雾化喷头3，气体将助焊剂带至雾化喷头3后，呈雾态喷至加热装置4内，经过加热管41气化后产生助焊剂烟雾，助焊剂烟雾通过扩散和沉降至焊接炉内；

3）、焊接：

3.1）、在待焊件上放固态焊料，组成焊接组件；

3.2）、将焊接组件放在输送带6上两块挡板一611之间；

3.3）、输送带6将焊接组件带至焊接炉5中，焊料逐渐熔化，助焊剂烟雾与焊料充分接触后起到助焊作用，焊接组件在焊接炉5内仍然继续前行，在到达温度峰值区域后，温度逐渐降低，在焊接组件运动至接近出口时，温度逐渐低于焊料熔点，焊料凝固，实现焊接，焊接后输送带6将焊接组件带出焊接炉5，助焊剂烟雾与焊料充分接触，降低焊接表面张力，不仅改善了焊料与待焊件的浸润性，而且在待焊件表面基本无残留或者残留量非常少（≤1‰），无需清洗，免去了清洗工序，降低生产成本，提高成品率，并且无污水排放，保护了环境。

本发明把液态助焊剂转换成烟雾后输出，在焊接炉内形成助焊气氛。所述助焊烟雾发生器采用气体在密封容器内形成高压实现液态助焊剂的雾化处理，雾化后的助焊剂通过加热装置的加热管，把液态助焊剂转换成助焊烟雾输出到焊接炉的焊接区域。其优点在于：

1）、不改变原有的氮气保护环境；

2）、助焊烟雾发生器与焊接炉分离，避免了液态助焊剂对焊接炉的污染；

3）、避免液态助焊剂或锡膏内的助焊膏与待焊件的直接接触，降低或消除待焊件上的助焊剂残留，可以免除焊接后的清洗以及清洗过程的二次污染。