用于清潔釬焊裝置中的工藝氣體的方法和清潔系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于清潔釬焊裝置和焊料吸取系統(tǒng)中的工藝氣體、尤其是用于減少工藝氣體中的松香酸的方法，其中，引導(dǎo)待清潔的工藝氣體通過包含下列化合物（清潔化合物）中的一種或更多種的清潔系統(tǒng)：a)具有還原性質(zhì)的羧酸，即草酸、甲酸、檸檬酸和/或抗壞血酸；b)較高氧化態(tài)的金屬化合物，即錳酸鹽、高錳酸鹽、鉻酸鹽和/或重鉻酸鹽；c)能通過氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)換成a)中所述的羧酸的醇；d)堿性的石灰化合物。
【專利說明】用于清潔釬焊裝置中的工藝氣體的方法和清潔系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于清潔釬焊裝置和焊料吸取系統(tǒng)中的工藝氣體的方法和清潔系統(tǒng)。【背景技術(shù)】
[0002]為了在釬焊裝置(例如回流釬焊裝置)中進(jìn)行釬焊，常使用助焊劑，所述助焊劑能夠使金屬焊料和待釬焊部件形成固體金屬連接。在加熱過程中，助焊劑還原待連接面的表面和焊料的表面，同時，通過形成液態(tài)保護(hù)層來防止重新形成氧化物。另一個作用是降低液體焊料的表面張力。助焊劑根據(jù)其組成而不同，其中，其組成取決于待釬焊部件的類型。對于電子設(shè)備，經(jīng)常使用有機(jī)物質(zhì)松香，有機(jī)物質(zhì)松香在釬焊過程中不留下任何腐蝕性殘留物，并且在加熱過程中有還原作用。
[0003]釬焊裝置中的沉積物是伴隨釬焊裝置的一個問題。這些在釬焊過程中產(chǎn)生的冷凝的沉積物的大部分來自助焊劑(例如，松香)中存在的高分子化合物。釬焊煙霧的另一部分在很大程度上包括印刷電路板基底和阻焊劑的氣態(tài)成分。當(dāng)使用松香作為助焊劑時，松香中包含的松香酸常常構(gòu)成了上述沉積物中的很大一部分。
[0004]對于目前的工藝水平的釬焊裝置，常在釬焊過程中使用過濾器和熱交換器的組合來清潔工藝氣體，其中，對于一些釬焊裝置，只使用工藝氣體過濾器或者只使用熱交換器。借助于工藝氣體過濾器,將高分子化合物以物理方式從工藝氣體中部分地過濾掉。作為過濾材料，此處通常使用具有非常大的比表面積的材料，例如聚酯絨布或顆粒等?？墒挂呀?jīng)以這種方法進(jìn)行預(yù)清潔的工藝氣體隨后通過多個熱交換器，使得低分子冷凝物成分可在熱交換器的較冷表面上冷凝。對于一些釬焊裝置，使工藝氣體在限定的路線上通過熱源并且被加熱至高于500°C的溫度。在該過程中，高分子冷凝物化合物部分地裂解，產(chǎn)生可更有效地過濾掉的新的低分子量化合物。
[0005]現(xiàn)有工藝中已知的釬焊裝置和焊料吸取系統(tǒng)的問題在于以下事實:上述用于清潔工藝氣體的方法是不足的，并且釬焊裝置中不希望的高分子化合物的沉積反復(fù)發(fā)生。在所有釬焊裝置的80%中，冷凝的沉積物來自助焊劑中使用的松香。對于其它助焊劑，高分子化合物也會造成這些問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明基于避免已知的釬焊裝置中關(guān)于上述沉積物的缺點的目的。特別地，挑戰(zhàn)在于在上述高分子化合物能夠在釬焊裝置的壁上冷凝之前，將其從工藝氣體中提取出來。
[0007]首先，通過具有權(quán)利要求1的特征的用于清潔釬焊裝置和焊料吸取系統(tǒng)中的工藝氣體的方法，該目的得以實現(xiàn)。該方法通常用于減少來自釬焊過程中使用的助焊劑的高分子物質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的方法特別地用于減少工藝氣體中的松香酸，松香酸包含在松香中。利用根據(jù)本發(fā)明的方法，引導(dǎo)待清潔的工藝氣體通過包含以下化合物中的一種或更多種的清潔系統(tǒng):
[0008]a)具有還原性質(zhì)的羧酸，即草酸、甲酸、檸檬酸和/或抗壞血酸；[0009]b)較高氧化態(tài)的金屬化合物，即錳酸鹽、高錳酸鹽、鉻酸鹽和/或重鉻酸鹽；
[0010]c)能通過氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)換成a)中所述的羧酸的醇；
[0011]d)堿性的石灰化合物。
[0012]在此，所述清潔技術(shù)的原理基于工藝氣體中存在的揮發(fā)性助焊劑成分以及其它高分子工藝氣體組分的化學(xué)反應(yīng)。出乎意料地，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述化合物能夠改變(例如分解)所述的助焊劑成分和所述高分子工藝氣體組分，使所述成分和高分子化合物不能或幾乎不再能在釬焊裝置中形成沉積物。在此，通常抽吸掉被污染的工藝氣體，并通過引導(dǎo)器引入到清潔系統(tǒng)中。然后，在工藝氣體中包含的氣態(tài)助焊劑化合物和其它高分子工藝氣體組分到達(dá)清潔系統(tǒng)。當(dāng)流經(jīng)清潔系統(tǒng)時，上述高分子量的氣態(tài)冷凝化合物與上述清潔化合物反應(yīng)，生成分子量較低的低分子化合物。此時，以這種方式形成的氣態(tài)冷凝化合物更小、更輕和從空間角度而言體積更小。通過這個過程，工藝氣體的冷凝溫度顯著降低。由于冷凝溫度的降低，其余組分可以以指定方式收集在在清潔室中，而不在釬焊裝置的工作區(qū)域中冷凝。在優(yōu)選相繼定位的過濾器和/或熱交換器中，可促進(jìn)工藝氣體的揮發(fā)性組分的冷凝。隨后，經(jīng)清潔的氣體可重新引入例如工藝中。
[0013]對于一種優(yōu)選方法的變型，清潔系統(tǒng)包含草酸或高錳酸鹽(尤其是高錳酸鉀)或氫氧化鈣。上述物質(zhì)被證明在清潔釬焊裝置和焊料吸取系統(tǒng)中的工藝氣體時特別地有效。
[0014]例如，已經(jīng)證明，草酸能夠?qū)⑺上阒邪乃上闼岱纸鉃樾》肿?，小分子具有顯著較低的冷凝溫度，并且能夠在工藝區(qū)域普遍所處的溫度下依然能夠自由移動。最重要的是，草酸能夠?qū)⑺上闼岱肿由系募谆鶊F(tuán)分解下來。
[0015]由于松香中包含的有機(jī)化合物被分解，高錳酸鉀進(jìn)而與松香反應(yīng)，從而生成更小的非粘性無機(jī)顆粒。
[0016]氫氧化鈣進(jìn)而中和松香酸，其中，冷凝物的性質(zhì)被改變。本申請的附件中描述了上述物質(zhì)的初步試驗。
[0017]清潔系統(tǒng)可不含過濾材料，并且可僅包含清潔化合物中的一種或更多種。然而，對于一種優(yōu)選方法的變型，清潔系統(tǒng)包含過濾材料，尤其是氧化鋁(例如，A1203)、硅膠、硅藻土、沸石、纖維素、玻璃棉和/或金屬編織物(metal braiding),該過濾材料與清潔化合物中的一種或更多種混合和/或用其涂覆和/或浸潰。一方面，通過使用與清潔化合物混合和/或用其涂覆和/或浸潰的過濾材料，可增大反應(yīng)表面，另一方面，可使用更少量的清潔化合物。
[0018]工藝氣體的清潔可以在工藝區(qū)域的內(nèi)部和外部兩者中進(jìn)行。優(yōu)選地，工藝氣體的清潔在工藝區(qū)域內(nèi)部進(jìn)行。
[0019]有利地，工藝氣體的清潔在350°C的最高溫度下進(jìn)行。由于根據(jù)本發(fā)明的方法所進(jìn)行的是化學(xué)清潔而無需更高的溫度，因此可節(jié)約能源。
[0020]此外，本發(fā)明涉及使用選自以下的至少一種化合物在清潔釬焊裝置和焊料吸取系統(tǒng)中的工藝氣體、尤其是用于減少工藝氣體中的松香酸中的用途:
[0021]a)具有還原性質(zhì)的羧酸，即草酸、甲酸、檸檬酸和/或抗壞血酸；
[0022]b)較高氧化態(tài)的金屬化合物，即錳酸鹽、高錳酸鹽、鉻酸鹽和/或重鉻酸鹽；
[0023]c)能通過氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)換成a)中所述的羧酸的醇；
[0024]d)堿性的石灰化合物。[0025]優(yōu)選地，所述至少一種化合物選自:草酸、高錳酸鹽(尤其是高錳酸鉀)和氫氧化鈣(優(yōu)點見上文)。
[0026]有利地，所述至少一種化合物與過濾材料混合和/或涂于過濾材料上和/或結(jié)合到過濾材料中，所述過濾材料尤其是氧化鋁(例如，A1203)、硅膠、硅藻土、沸石、纖維素、玻璃棉和/或金屬編織物(優(yōu)點見上文)。
[0027]如上文已經(jīng)闡述的，本發(fā)明還涉及用于清潔釬焊裝置和焊料吸取系統(tǒng)中的工藝氣體、尤其是用于減少工藝氣體中的松香酸的清潔系統(tǒng)，該清潔系統(tǒng)包括用于引導(dǎo)待清潔工藝氣體通過的清潔室，清潔室包含選自以下的至少一種化合物(清潔化合物):
[0028]a)具有還原性質(zhì)的羧酸，即草酸、甲酸、檸檬酸和/或抗壞血酸；
[0029]b)較高氧化態(tài)的金屬化合物，即錳酸鹽、高錳酸鹽、鉻酸鹽和/或重鉻酸鹽；
[0030]c)能通過氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)換成a)中所述的羧酸的醇；
[0031 ] d)堿性的石灰化合物。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的清潔系統(tǒng)的優(yōu)點在上面關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的方法的文中有描述。優(yōu)選地，清潔室包含草酸和/或高錳酸鹽(尤其是高錳酸鉀)和/或氫氧化鈣(優(yōu)點見上文)。
[0033]有利地，所述清潔室包含過濾材料，尤其是氧化鋁(例如，A1203)、硅膠、硅藻土、沸石、纖維素、玻璃棉和/或金屬編織物。該過濾材料與清潔化合物中的一種或更多種混合和/或用其涂覆和/或浸潰(優(yōu)點見上文)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]本發(fā)明的其它特征來自下文中結(jié)合附圖和從屬權(quán)利要求對本發(fā)明的具體實施方案的描述。此處，各項特征可分別單獨實現(xiàn)或者彼此組合實現(xiàn)。
[0035]附圖中:
[0036]圖1示出了具有根據(jù)本發(fā)明的清潔系統(tǒng)的釬焊裝置(回流釬焊裝置)的一部分的示意圖。
【具體實施方式】
[0037]圖1示出了具有根據(jù)本發(fā)明的清潔系統(tǒng)的釬焊裝置I的細(xì)節(jié)，該裝置包括清潔室
4。所述清潔室4包含與草酸3a混合的A1203顆粒物3形式的過濾材料。
[0038]為了清潔工藝氣體，工藝氣體首先被引入引導(dǎo)器2，待清潔的工藝氣體(見箭頭)從此處被導(dǎo)入清潔室4。在離開清潔室4之后,工藝氣體經(jīng)由排出器5 (discharge)送至熱交換器6。經(jīng)清潔的工藝氣體從熱交換器6處回送至釬焊裝置。在本實例中，工藝氣體越來越多地包含來自松香(即助焊劑)的松香酸。在離開清潔室后，工藝氣體幾乎不含松香酸。首先，這歸因于草酸分解了松香酸(尤其是松香酸的甲基被分解掉)的事實。所產(chǎn)生的具有低分子量的產(chǎn)物不在釬焊裝置的內(nèi)壁等處冷凝，而是留在工藝氣體中，并且可以在其它地方從工藝氣體中抽提出去(例如通過特定的過濾器)。
[0039]表I示出了在工藝氣體中可能存在的不同助焊劑的組成。對于每種所提到的助焊齊U，都可能最地清潔工藝氣體，使得在釬焊裝置的內(nèi)壁上幾乎不能發(fā)現(xiàn)任何沉淀。
【權(quán)利要求】
1.一種用于清潔釬焊裝置和焊料吸取系統(tǒng)中的工藝氣體、尤其用于減少所述工藝氣體中的松香酸的方法，其中，待清潔的所述工藝氣體被引導(dǎo)通過包含以下化合物(清潔化合物)中的一種或更多種的清潔系統(tǒng): a)具有還原性質(zhì)的羧酸，即草酸、甲酸、檸檬酸和/或抗壞血酸； b)較高氧化態(tài)的金屬化合物，即錳酸鹽、高錳酸鹽、鉻酸鹽和/或重鉻酸鹽； c)能通過氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)換成a)中所述的羧酸的醇； d)堿性的石灰化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述清潔系統(tǒng)包含草酸和/或高錳酸鹽和/或氫氧化鈣，所述高錳酸鹽尤其是高錳酸鉀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2之一所述的方法，其特征在于，所述清潔系統(tǒng)包含過濾材料，尤其是氧化鋁(例如A1203)、硅膠、硅藻土、沸石、纖維素、玻璃棉和/或金屬編織物，所述過濾材料與所述清潔化合物中的一種或更多種混合和/或用其涂覆和/或浸潰。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述工藝氣體的清潔在處理區(qū)的外部并且優(yōu)選地在350°C的最高溫度下進(jìn)行。
5.選自以下的至少一種化合物在用于清潔釬焊裝置和焊料吸取系統(tǒng)中的工藝氣體、尤其是用于減少所述工藝氣體中的松香酸中的用途: a)具有還原性質(zhì)的羧酸，即草酸、甲酸、檸檬酸和/或抗壞血酸； b)較高氧化態(tài)的金屬化合物，即錳酸鹽、高錳酸鹽、鉻酸鹽和/或重鉻酸鹽； c)能通過氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)換成a)中所述的羧酸的醇； d)堿性的石灰化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用途，其特征在于，所述至少一種化合物選自:草酸、高錳酸鹽和氫氧化鈣，所述高錳酸鹽尤其是高錳酸鉀。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6之一所述的用途，其特征在于，所述至少一種化合物與過濾材料混合和/或涂于所述過濾材料上和/或結(jié)合到所述過濾材料中，所述過濾材料尤其是氧化鋁(例如，A1203)、硅膠、硅藻土、沸石、纖維素、玻璃棉和/或金屬編織物。
8.一種用于清潔釬焊裝置或焊料吸取系統(tǒng)中的工藝氣體、尤其是用于減少所述工藝氣體中的松香酸的清潔系統(tǒng)，所述清潔系統(tǒng)包含用于引導(dǎo)待清潔的所述工藝氣體通過的清潔室，所述清潔室包含選自以下的至少一種化合物(清潔化合物): a)具有還原性質(zhì)的羧酸，即草酸、甲酸、檸檬酸和/或抗壞血酸； b)較高氧化態(tài)的金屬化合物，即錳酸鹽、高錳酸鹽、鉻酸鹽和/或重鉻酸鹽； c)能通過氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)換成a)中所述的羧酸的醇； d)堿性的石灰化合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述清潔室包含草酸和/或高錳酸鹽和/或氫氧化鈣，所述高錳酸鹽尤其是高錳酸鉀。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9之一所述的清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述清潔室包含過濾材料，尤其是氧化鋁(例如A1203)、硅膠、硅藻土、沸石、纖維素、玻璃棉和/或金屬編織物，所述過濾材料與所述清潔化合物中的一種或更多種混合和/或用其涂覆和/或浸潰。
【文檔編號】B01D53/82GK103801780SQ201310534496
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月6日
【發(fā)明者】維多利亞·拉溫斯基 申請人:爾薩有限公司