[发明专利]热电极清洁方法

说明书

相关申请

本发明要求2009年11月26日提交的U.S.临时专利申请61/264,690的优先权，在此将其引入以作参考。

技术领域

本文件一般地涉及热电极清洁。更具体地，本文件涉及用于清洁热电极焊接尖端的清洁方法。

背景技术

热电极是用于热和压力的局部施加的器件，通常地在焊接应用中已知为“热把回流焊接(Hot-bar reflow soldering)”。一旦将热电极与期望的位置相接触，通过热电极尖端的直接电阻加热产生局部加热。“焊枪”是通常的实例。

热电极焊接的主要优点是在温度范围内精确控制下的极快的温度变化(直至1000摄氏度每秒)，同时组件通过热电极接触压力而机械地保持。此外，由于热电极的最热的部分通常与部件接合区域直接接触，因此出现有效的热传递和物体的迅速加热是可能的。接合区域是被处理的部件的区域，其中在至少两面之间期望回流焊接接合。由于尖端具有小的热质量，因此完全接合的迅速冷却和凝固是可能的。可以另外使用强风冷却以降低焊接循环所需的时间。

在通常使用时存在多种热电极，其主要不同在于尖端的形状和使用的材料。热电极通常包括以下元件：

■引线(Terminals)：施加电源的电触点(electrical contact)。

■支座(Mount)：机械地支承热电极的装置(可能与支承引线的结构相同)。

■接头(Shank)：支承尖端和将导入电流至其的装置。

■尖端：高电阻部分，其中产生主要的热。

■过渡区：连接尖端至支座的装置。

■工作面：尖端的部分，其与待加热的物体相接触。

■热电偶：连接至接近工作面的尖端的用于确定工作温度的器件。

当热电极、尤其是热电极尖端由于熔解/焊接残余物的生成和工作面的逐渐冶金污染(统称为残余物或残渣)而需要清洁时，会产生问题。甚至在包含小于5％固体的免清洗焊剂配方(no-clean flux formulation)的情况下，由于免清洗焊剂的实际熔化量通常为初始焊剂重量的约50％，因此经时间仍然存在残余物生成。清除残余物需要制造系统数小时停工时间和降低的使用寿命，这会使得一家公司在一年内失去数千美元的收入。目前的方法要求每隔150至175个焊接循环将热电极焊接尖端磨蚀地擦洗或化学清洁。

当前，采用各种热电极尖端清洁方法；尽管不是没有它们的缺点。用于热电极尖端清洁的其它常规方法是使用浸泡在水或化学清洁溶液中的海绵。也可以使用气喷净法(air blast)来清洁热电极尖端。气喷净法和湿式海绵法两者通常没有消除对机械擦洗热电极的需要，但是会有些降低机械擦洗的频率。这些方法通常各自在焊接位点需要另外的加工。因此，存在对于至少克服常规系统和方法的某些缺陷的清洁热电极方法的需要。

发明内容

本申请涉及清洁热电极的方法，其意欲用较少的时间来完成，需要最小的另外加工或移动并且改进热电极的有用寿命。该清洁方法也不意欲降低焊接加工可靠性或产生会污染局部环境的另外的颗粒。

在一个方面，提供了一种用于清洁热电极尖端的方法，其包括当所述热电极尖端不与接合体接触时施加能量脉冲至热电极尖端，以使热电极尖端达到高于尖端的工作温度的预定温度。该方法会导致在正常机械擦洗循环之间更长的间隔和热电极寿命的显著增加。

在另一个方面，如在此所述，提供一种用于清洁热电极尖端的方法，其包括周期性地在工作温度下进行预定数量的焊接循环；和当所述热电极尖端不与接合体接触时施加能量脉冲至热电极尖端，以使热电极尖端达到高于尖端的工作温度的预定温度。

在以上方法中，能量脉冲会使热电极尖端达到预定温度预定量的时间。

在上述方法的某些情况下，热电极尖端的温度在能量脉冲期间会升高至高于工作温度。在某些情况下，热电极尖端会被升高到至少大于工作温度的120％、至少大于工作温度的200％、或至少大于工作温度的250％的温度。将施加的能量脉冲的温度和时间量可以基于考虑到热电极尖端的材料决定的制造参数和温度范围而确定。

在上述方法的某些情况下，所述能量脉冲是外部施加的。

考虑到具体实施方案的以下描述与附图，其它方面和特征对于本领域技术人员而言变得显而易见。

附图说明

实施方案将仅借助实施例参考附图来描述，其中：

图1A示出典型的热电极的正视图构造。

图1B示出图1A中典型的热电极的侧视图。