专利名称：金属表面干法处理的方法和设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种对至少一部分金属表面进行干法表面处理的方法，这种方法是，使用一种含有受激物质或不稳定物质的处理气体在接近大气压的压力下对表面部分进行处理。
这种表面处理例如可以在板状产品或空心体产品的生产或增值生产过程中，在电子电路、例如印刷电路板的制造中，常常用于对表面进行清洗或稀释，使表面清除油垢或进行活化，然后再进行后一道工序，例如退火，镀锌、铝、锡或其合金，焊接(例如将电子元件焊接在印刷电路板上)，或者涂覆有机涂层、例如油漆或涂料，或者涂覆无机涂层、例如氮化物或硅基薄膜。
在印刷电路板制造方面，这些金属表面处理步骤尤其是除垢、清洗、清理连接孔(“去污”)、或者镀锡或焊接之前的助熔处理。
文献EP-658391和EP-658637描述了这种干法表面处理方法的实施例。
为了使电子元件焊接在电子电路尤其是印刷电路板上，最常用的两种焊接方法是“波焊”和“熔焊”。
在熔焊方法中，一种含有金属合金和熔剂混合物的焊剂涂覆在印刷电路上的元件连接部位，然后，元件置于电路板上。接着，配有这些元件的电路板插入到一个熔焊炉中，进行一定的加热，以便使金属合金熔融以及使焊剂中含有的熔剂成分活化。
波焊在于使配有待焊接电子元件的电路板与通过一个喷嘴使一个槽中装有的一种焊剂循环而获得的液态焊剂合金的一个或若干波浪相接触。
一般来说，电路在波焊设备的上游区域借助于一个熔剂喷雾器或一个助熔处理泡沫塑料件预先进行助熔处理，然后进行预热，激活预先涂覆的熔剂，以便对要焊接的表面进行清洗，除去氧化物或有机污染物。
就熔焊而言，为了让合金使镀金属表面具有活性，形成接合，必须进行镀金属表面除垢，即对印刷电路板及其所配有的元件进行除垢。一般用一种可呈液态或气态的除垢剂进行这种除垢。
为了用气体法进行除垢，可以对印刷电路使用一种含有受激或不稳定化学物质的气流，这种气流在焊接之前使镀金属表面除垢。
在焊接或镀锡前对金属表面进行干法助熔处理方面，本申请人提出，为了进行有效除垢，必须使化学物质处理所有镀金属表面，包括电路板连接部位上的孔以及插入到元件通孔中的元件支脚。
显然，根据目前使用的干法处理方法，尽管对印刷电路板进行处理的气流一般沿基本同电路板相垂直的方向进行发送，但是，气流会散开，以致微粒尤其是周边的微粒同电路板的表面呈切向移动。
因此，这种除垢方法必须进一步加以改进，尤其是要有效和有系统地确保电路板上的孔的除垢，以便使称为“线脚”或“插脚”的电子元件支脚插入。
本发明旨在提出一些改进之处。
根据本发明，受激或不稳定物质具有一个基本同表面相垂直的速度分量。
因此，本发明涉及一种对至少一部分金属表面进行干法表面处理的方法，根据这种方法，使用一种含有受激或不稳定物质的处理气流在接近大气压的压力下对表面部分进行处理，其特征在于，局部增大处理气体对金属表面的压力，使化学物质沿着基本同所述表面相垂直的方向进行移动。
另外，本发明方法可以包括以下一个或多个特征-处理气体基本上没有带电荷物质；-处理气体从一种初始气体混合物以及必要时从一种相邻气体混合物而获得，初始气体混合物在至少一个形成受激或不稳定气体物质的装置的气体出口处获得，一种初始气体混合物在所述装置中进行转换，包括一种惰性气体和/或一种还原气体和/或一种氧化气体，相邻混合物不通过装置进行转换；-由于处理气流朝表面沿着一般同表面相垂直的方向进行发送，在周边具有基本沿着同表面相切的方向进行运动的受激或不稳定微粒，因此，在气流的周边增大处理气流对表面的压力；-通过至少一种与表面相垂直地进行喷射的驱动气流，增大处理气体对表面的压力；-驱动气体包括氮气；-或者，由于待处理表面部分布置在一个处理室中，因此，通过至少一个朝向表面的鼓风机，增大处理气体对表面的压力，使处理气流沿着基本同表面相垂直的方向冲击所述表面；-使一种初始气体通过放电而获得受激或不稳定化学物质；-含有受激或不稳定化学物质的处理气体从一种含有氮气和氢气的还原初始气体混合物获得。
形成受激或不稳定气体物质的装置的实施例在文献EP-658391中有所描述。
本发明还涉及一种对电路上的电子元件进行波焊的方法，在这种波焊过程中-将元件置于电路的连接部位上，-使用一种含有受激或不稳定化学物质的处理气流，在接近大气压的压力下，对电路进行助熔处理，-使配有元件的电路与一种焊剂合金的至少一个波浪相接触，其特征在于，在对电子电路进行助熔处理的过程中，局部增大处理气体对所述电路的压力，使化学物质沿基本同所述电路相垂直的方向进行移动。
本发明还涉及一种使用上述方法对至少一部分金属表面进行处理的设备，其特征在于，这种处理设备包括一个含有受激或不稳定化学物质的处理气体的气源、一个包括所述至少一部分金属表面的工件的输送装置，可以使所述工件与一种处理气流相接触，其特征在于，它包括用于局部增大处理气体对每个工件的压力的装置，使化学物质沿基本同所述工件相垂直的方向进行移动。
本发明还涉及一种使用上述方法对电路上的电子元件进行波焊的设备，其特征在于，这种波焊设备包括一个电路输送装置，该输送装置穿过至少一个电路助熔处理装置，通过一种含有受激或不稳定化学物质的处理气流对所述电路进行处理，所述电路在其至少一个面上在元件连接部位配有元件，然后穿过一个装有一种焊剂合金的槽，对所述元件进行焊接，其特征还在于，至少一个所述助熔处理装置包括用于局部增大处理气流对每个电路的压力的装置，使化学物质沿基本同所述电路相垂直的方向进行移动。
下面参照附图及非限制性实施例对本发明的其它特征和优点加以描述。
附图如下
图1是本发明一个波焊设备的示意图；图2是图1所述波焊设备中助熔处理装置的一个形成受激或不稳定化学物质的装置的剖面示意图；图3示出第一实施例中用于局部增大处理气体对一个工件的压力的装置；图4示出第二实施例中用于局部增大处理气体对一个工件的压力的装置。
如图1所示，本发明的波焊设备就所示的实施例而言，包括一个输送装置10，该输送装置将电路12(这里例如是印刷电路板)从一个第一电路板预热工位14输送到一个对电路板12进行处理的装置16，在焊接之前，通过受激或不稳定化学物质对所述电路板进行处理，然后输送到一个波焊工位18，在这里，配有待焊接电子元件的电路板与一种焊剂合金的至少一个波浪相接触。
如图1所示，输送装置10包括一个或若干输送带、例如20，在图1中，所述输送带以虚线示出，印刷电路板12布置在所述输送带上。
每个电路板12这里配有一组横向孔，电子元件例如22和24的适于焊接的支脚插入到这些孔中。
如图1所示，输送带20在两个导向滚轮例如26之间延伸，其中至少一个是主动导向滚轮。
布置在输送带20上的电路板12首先从第一预热工位14进行输送，在该预热工位布置有一个适当的热处理装置28，然后输送到第二助熔处理工位16，在这里，电路板通过与受激或不稳定气体物质的接触进行去污和脱氧。
接着，如此经过助熔处理的电路板在焊接工位18同焊剂合金的至少一个波浪30相接触，所述波浪30通过一个喷嘴34对一个槽32中装有的一种焊剂进行泵送而获得。
这里，使一种适当的初始气体、例如一种含有例如氮气和氢气的还原气体混合物经过一个形成受激或不稳定化学物质的装置、例如36，通过所述初始气体的放电，获得在助熔处理工位16对电路板12进行处理的受激或不稳定气体物质。
如图2所示，每个形成受激或不稳定化学物质的装置36就所示的实施例而言，包括一个第一管状电极37，该电极例如由一个金属部件38的一个内表面形成，其中，同心地布置有一个组件，该组件由一个用绝缘材料、例如陶瓷制成的管40构成，在其内表面上通过喷镀金属配置一个第二电极41，为清晰起见，图2中夸大了其厚度。
绝缘管40和第二电极41同第一电极37一起确定一个管状通道42，并且在内部确定一个内部空间44，一种冷却液在所述内部空间中循环。
部件38在完全相对的部位包括两个纵向缝隙46和48，分别形成要在通道42中激活的初始气体的入口以及含有受激或不稳定气体物质的处理气流的出口。
缝隙46和48在腔室42的整个轴向长度上进行延伸。
另外，部件38最好在第一电极37的周边还包括导管、例如50，以便一种冷却液例如水通过。
另外，如图2所示，气体入口缝隙46与一个均匀室52相连通，该均匀室在一个壳体54中形成，所述壳体同部件38相连接，并且包括一个初始气体入口管56。
组件包括一个高压高频发电机58，用于对在气体通道42中循环的气体混合物进行放电，以便激活进入装置的气体分子，从而在出口48产生一种处理气体混合物，这种处理气体混合物含有受激或不稳定化学物质但是基本上没有带电荷物质，使印刷电路板20(见图1)的外表面脱氧和去污。
对于本领域技术人员显而易见的是，电路板这里处于放电后的状态。
因此，每个形成受激或不稳定化学物质的装置36在出口产生一种含有所述化学物质的气流，这些化学物质一般沿着同待处理电路板12的表面相垂直的方向进行发送。
如图3和4所示，含有用于确保电路板助熔处理的化学物质的气流呈喇叭状散开，以致位于气流周边的微粒沿基本同电路板的表面相平行的方向进行移动。
如前所述，对于处理电路板上用于安装元件的孔来说，这部分气流具有较小的有效性。
为了克服该缺陷，根据本发明，使受激微粒基本同电路板相垂直地进行扩散，以便进入到这些孔中。
为此，局部增大含有所述化学物质的气流对每个电路板12的压力。
最好是，如果受激微粒位于处理气流的周边，则在处理气流的周边增大所述气流的压力。
根据图3所示的第一实施例，使用一束辅助驱动气体(未经放电)、例如氮气或一种与之类似的用于产生受激微粒的气体、例如与氢气混合的氮气，必要时使用水蒸气，使受激气流的压力增大。
如图3所示，驱动气体射流由一个驱动装置60产生，该驱动装置适于沿基本同孔的轴线相平行的方向即同待处理表面相垂直的方向，如箭头F所示，以较大的速度、例如10-100米/秒的速度，从一个容器62喷射驱动气体。
驱动装置60例如可以由一个文氏效应装置或一个流量增压器构成。
在驱动气体射流的作用下，受激或不稳定微粒由此沿着同待处理孔的轴线相平行地进行运动。
这样，使受激微粒气流处理的区域的宽度得到很大增加。
根据图4所示的另一个实施例，由于每个电路板在助熔工位16位于一个最好是密封的容器中，因此，通过至少一个鼓风机64使处理气体对电路板的压力增大，所述鼓风机朝向电路板，布置在气流的周边，以便在该区域使处理气流沿着基本同电路板相垂直的方向进行运动。
在该实施例中，驱动气体取自容器中的处理气体。
在图3所示的实施例中，也可以借助于所述驱动装置大大增加由含有受激或不稳定物质的气流所处理的表面面积。
尽管本发明涉及到一些具体实施例，但它不限于这些实施例，本领域技术人员可以在后面权利要求书的范围内进行改进而实施其它的实施例。
因此，尽管本发明已经具体地举例说明使元件焊接在电子电路上的波焊情况，但是，除了用于对单层或多层印刷电路板制造中使用的表面进行处理(除垢、清洗、清理连接孔-“去污”、镀锡或镀其它金属镀层之前的助熔处理)、以及用于其它类型的金属表面的其它行业中以外，本发明还广泛地应用于其它的表面处理。
权利要求
1.一种对至少一部分金属表面进行干法表面处理的方法，根据这种方法，使用一种含有受激或不稳定物质的处理气流在接近大气压的压力下对表面部分进行处理，其特征在于，局部增大处理气体对金属表面部分的压力，使化学物质沿着基本同所述表面相垂直的方向进行移动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，受激或不稳定化学物质由一种初始气体经过放电而获得。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述处理气体基本上没有带电荷物质。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述处理气体从一种初始气体混合物以及必要时从一种相邻气体混合物而获得，所述初始气体混合物在至少一个形成受激或不稳定气体物质的装置的气体出口处获得，一种初始气体混合物在所述装置中进行转换，这种初始气体混合物包括一种惰性气体和/或一种还原气体和/或一种氧化气体，所述相邻混合物不通过所述装置进行转换。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，由于处理气流朝所述表面部分沿着一般同所述表面部分相垂直的方向进行发送，在周边具有基本沿着同所述表面部分相切的方向进行运动的受激或不稳定微粒，因此，在所述气流的周边增大处理气体对所述表面部分的压力。
6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，通过至少一种与所述表面部分相垂直地进行喷射的驱动气流，增大处理气体对所述表面部分的压力。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，驱动气体包括氮气。
8.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，由于所述表面部分布置在一个处理室中，因此，通过至少一个朝向所述表面的鼓风机，增大处理气体对所述表面部分的压力，使处理气流沿着基本同所述表面部分相垂直的方向冲击所述表面部分。
9.根据权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，所述金属表面部分在一个印刷电路板上，所述表面处理对所述表面实现下述一种或几种作用清洗、除垢、表面激活、整边、焊接或镀锡前的助熔处理。
10.一种对电路上的电子元件(22，24)进行波焊的方法，在这种波焊过程中-将元件(22，24)置于电路的连接部位上，-使用权利要求1至9之一所述的表面处理方法，通过一种处理气流，在接近大气压的压力下，对电路(12)进行助熔处理，-使配有元件(22，24)的电路(12)与一种焊剂合金的至少一个波浪(30)相接触。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，由于处理气流朝电路(12)一般沿着同所述电路相垂直的方向进行发送，在周边具有基本沿着同所述电路(12)的表面相切的方向进行运动的受激或不稳定微粒，因此，在所述气流的周边增大处理气流对电路(12)的压力。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，通过至少一种与电路相垂直地进行喷射的驱动气流，增大处理气体对电路的压力。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，驱动气体包括氮气。
14.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在助熔处理阶段，由于电路布置在一个处理室中，因此，通过至少一个朝向电路的鼓风机(64)，增大处理气体对电路的压力，使处理气流沿基本同电路相垂直的方向冲击所述电路。
15.根据权利要求10至14之一所述的方法，其特征在于，受激或不稳定化学物质由一种初始气体经过放电而获得。
16.根据权利要求10至15之一所述的方法，其特征在于，含有受激或不稳定化学物质的处理气体从一种含有氮气和氢气的还原气体混合物产生。
17.根据权利要求10至16之一所述的方法，其特征在于，所述处理气体基本上没有带电荷物质。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述处理气体从一种初始气体混合物以及必要时从一种相邻气体混合物而获得，所述初始气体混合物在至少一个形成受激或不稳定气体物质的装置的气体出口处获得，一种初始气体混合物在所述装置中进行转换，这种初始气体混合物包括一种惰性气体和/或一种还原气体和/或一种氧化气体，所述相邻混合物不通过所述装置进行转换。
19.根据权利要求10至18之一所述的方法，其特征在于，被处理的电子电路是一个印刷电路板。
20.一种实施权利要求1至9之一所述的方法对至少一部分金属表面进行干法处理的设备，其特征在于，这种处理设备包括一个含有受激或不稳定化学物质的处理气体的气源、一个包括所述至少一部分金属表面的工件的输送装置，可以使所述工件与一种处理气流相接触，它包括用于局部增大处理气体对每个工件的压力的装置，使所述化学物质沿着基本同所述工件相垂直的方向进行移动。
21.一种实施权利要求10至19之一所述的方法对印刷电路板上的电子元件(22，24)进行波焊的设备，其特征在于，这种波焊设备包括一个电路板输送装置(10)，该输送装置穿过至少一个电路板助熔处理装置(36)，通过一种含有受激或不稳定化学物质的处理气流对所述电路板进行处理，所述电路板(12)在其至少一个面上在元件连接部位配有待焊接元件(22，24)，然后穿过一个装有一种焊剂合金的槽(32)，对所述元件进行焊接，一个或每个助熔处理装置(36)包括用于局部增大处理气流对每个电路板(12)的压力的装置(60，62；64)，使所述化学物质沿着基本同所述电路板相垂直的方向进行移动。
全文摘要
本发明涉及对至少一部分金属表面进行干法表面处理的方法,根据该方法,使用一种含有受激或不稳定物质的处理气流在接近大气压的压力下对表面部分进行处理,在这种方法中,局部增大处理气体对金属表面部分的压力,使化学物质沿着基本同所述表面相垂直的方向进行移动。本发明用于电子元件在印刷电路板上的波焊。
文档编号B23K1/20GK1266463SQ99800674
公开日2000年9月13日 申请日期1999年4月19日 优先权日1998年5月4日
发明者丹尼斯·弗伯克哈温, 斯蒂芬·拉比亚, 蒂里·辛德青格勒 申请人:液体空气乔治洛德方法利用和研究有限公司