DE102005056863A1

DE102005056863A1 - Verfahren zum Bilden einer Flussmittelschicht auf einem Aluminiumplattenelement, Flussmittelzusammensetzung und Aluminiumplattenelement mit einer Flussmittelschicht darauf

Info

Publication number: DE102005056863A1
Application number: DE102005056863A
Authority: DE
Inventors: Koji Kariya Onouchi; Shoei Kariya Teshima; Ichiro Kakogawa Taninaka
Original assignee: Harima Chemical Inc; Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-12-01
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2025-11-30
Also published as: US20060113355A1; CN1799747B; US7525064B2; JP2006150436A; CN1799747A; DE102005056863B4

Abstract

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Bilden einer Flussmittelschicht auf einem Aluminiumplattenelement vorzusehen, bei welchem auf einen Erwärmungsschritt zum Trocknen nach einer Sprühbeschichtung einer Flussmittelzusammensetzung verzichtet werden kann. Die Erfindung betrifft eine Flussmittelschicht (2), bestehend aus Feststoffbestandteilen von 5 bis 25 g/m·2·, die auf einer Oberfläche eines Aluminiumplattenelements (1) durch Spritzen einer Flussmittelzusammensetzung aus einer Düse (20) auf das Plattenelement (1) mit einer Dicke von 0,2 bis 1,6 mm, welches pressgeformt und zum Entfetten in einem Warmentfettungsofen (10) erwärmt wurde, während eine Temperatur des Plattenelements (1) zwischen 120 und 180 DEG C unter der Restwärme nach dem Beendigen eines Erwärmungsschritts zum Entfetten gehalten wird, und durch natürliches Trocknen zum Verflüchtigen flüchtiger Bestandteile der Flussmittelzusammensetzung unter Nutzen der Restwärme gebildet wurde.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bilden einer Flussmittelschicht auf einem Aluminiumplattenelement, eine bei dem Bildungsverfahren zu verwendende Flussmittelzusammensetzung sowie ein Aluminiumplattenelement, auf dem eine Flussmittelschicht gebildet wurde. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere bei der Anwendung zum Bilden der Flussmittelschicht auf einem einen Wärmetauscher bildenden Plattenelement aus Aluminium effektiv.

Herkömmliche Verfahren enthalten ein Verfahren zum Bilden einer Flussmittelschicht zum Löten auf einer Oberfläche eines Aluminiumlegierungswerkstücks, das in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2002-66731 offenbart ist. Bei dem Bildungsverfahren wird eine Flüssigkeit, die ein Flussmittel und ein Bindemittel enthält, auf ein erwärmtes Werkstück gespritzt, und dann wird eine Flussmittelschicht auf einer Oberfläche des Werkstücks nach einem Trocknungsschritt des Trocknens mit Wärme gebildet.

Obwohl bei dem herkömmlichen Verfahren zum Bilden der Flussmittelschicht zum Löten ein Schritt des Erwärmens des Werkstücks vor dem Spritzen der Flüssigkeit eingesetzt wird, ist nach dem Spritzschritt ein Warmtrocknungsschritt des Heizens und Trocknens des Werkstücks notwendig. Deshalb hat das herkömmliche Verfahren Probleme, dass es eine lange Zeit zum Bearbeiten des Werkstücks benötigt sowie die Schritte verkompliziert und die Anlagen vergrößert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung konzentrierten ihre Aufmerksamkeit auf einen Schritt des Entfettens, der vor einem Schritt des Bildens einer Flussmittel schicht eingesetzt wird, und ein Aluminiumplattenelement (aus einem Aluminiummaterial oder einem Aluminiumlegierungsmaterial) wird in dem Schritt des Entfettens auf eine relativ hohe Temperatur erwärmt, wenn eine relativ große Menge eines mit den Prozessen des Stanzens und dergleichen zusammenhängenden Verarbeitungsöls auf dem Aluminiumplattenelement haftet.

Die Erfinder dachten, dass es, falls man es fertig bringen könnte, eine gespritzte Flussmittelzusammensetzung mittels der Restwärme des Erwärmungsschritts zum Entfetten vor dem Spritzschritt zu trocknen, unnötig werden würde, ein Erwärmen und Trocknen des Plattenelements nach dem Spritzen auszuführen.

Dann machten sie ernsthafte Untersuchungen und fanden heraus, dass eine gute Flussmittelschicht zum Löten auf der Oberfläche des Aluminiumplattenelements ohne Vorbereiten eines Warmtrocknungsschritts nach einem Schritt des Spritzens der Flussmittelzusammensetzung gebildet werden kann, falls eine Temperatur des Plattenelements in einer Spritzperiode nach dem Erwärmungsschritt, eine in dem Spritzschritt aufgebrachte Menge der Flussmittelzusammensetzung und dergleichen in bevorzugter Weise kombiniert sind.

Die vorliegende Erfindung, die unter Berücksichtigung der oben genannten Gesichtspunkte erdacht wurde, hat den Zweck des Vorsehens eines Verfahrens zum Bilden einer Flussmittelschicht auf einem Aluminiumplattenelement, das einen Erwärmungsschritt zum Trocknen nach einem Spritzschritt entfernen kann, einer Flussmittelzusammensetzung, die für das Bildungsverfahren zu verwenden ist, und eines Aluminiumplattenelements, auf dem die Flussmittelschicht gebildet wurde.

Um die obige Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bilden einer Flussmittelschicht auf einem Aluminiumplattenelement vor, mit einem Erwärmungsschritt des Erwärmens des Aluminiumplattenelements zum Entfetten, und einem Beschichtungsschritt des Spritzens einer Flussmittelzusammensetzung bestehend aus Feststoffbestandteilen mit einem Flussmittel und einem Bindemittel und anderen flüchtigen Bestandteilen als den Feststoffbestandteilen, in denen sich die Feststoffbestandteile lösen oder verteilen, auf das Plattenelement nach dem Erwärmungsschritt, wobei das Plattenelement eine Dicke von 0,2 bis 1,6 mm besitzt, und in dem Beschichtungsschritt die Flussmittelzusammensetzung gespritzt wird, während eine Temperatur des Plattenelements in einem Bereich von 120 bis 180°C unter einer Restwärme nach dem Erwärmungsschritt liegt, und sich die flüchtigen Bestandteile verflüchtigen, um die Flussmittelschicht bestehend aus den Feststoffbestandteilen von 5 bis 25 g/m² auf einer Oberfläche des Plattenelements zu bilden.

Die vorliegende Erfindung sieht auch eine Flussmittelzusammensetzung bestehend aus Feststoffbestandteilen mit einem Flussmittel und einem Bindemittel und anderen flüchtigen Bestandteilen als den Feststoffbestandteilen, in denen sich die Feststoffbestandteile lösen oder verteilen und deren Konzentration zwischen 30 und 50 Gew.-% insgesamt liegt, vor.

Die vorliegende Erfindung sieht auch ein Aluminiumplattenelement vor, bei welchem eine Dicke des Plattenelements von 0,2 bis 1,6 mm beträgt, eine Flussmittelzusammensetzung bestehend aus Feststoffbestandteilen mit einem Flussmittel und einem Bindemittel und anderen flüchtigen Bestandteilen als den Feststoffbestandteilen, in denen sich die Feststoffbestandteile lösen oder verteilen, gespritzt wurde, während eine Temperatur des Plattenelements in einem Bereich von 120 bis 180°C unter einer Restwärme nach dem Erwärmen zum Entfetten lag und eine Flussmittelschicht bestehend aus den Feststoffbestandteilen von 5 bis 25 g/m² auf einer Oberfläche des Plattenelements durch Verflüchtigen der flüchtigen Bestandteile gebildet wurde.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Zeichnung zur Veranschaulichung von Schritten zum Bilden einer Flussmittelschicht zum Löten auf einer Oberfläche eines Aluminiumplattenelements in einem beispielhaften Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine vergrößerte Darstellung eines Hauptteils, um das Spritzen einer Flussmittelzusammensetzung zu veranschaulichen; und
3 ist ein Diagramm einer Temperaturänderung eines Aluminiumplattenelements in jedem Schritt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zum Bilden einer Flussmittelschicht auf einem Aluminiumplattenelement vor, mit einem Erwärmungsschritt des Erwärmens eines Aluminiumplattenelements zum Entfetten und einem Beschichtungsschritt des Spritzens einer Flussmittelzusammensetzung bestehend aus Feststoffbestandteilen mit einem Flussmittel und einem Bindemittel und anderen flüchtigen Bestandteilen als den Feststoffbestandteilen, in denen sich die Feststoffbestandteile lösen oder verteilen, auf das Plattenelement nach dem Erwärmungsschritt, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattenelement eine Dicke von 0,2 bis 1,6 mm hat, und dass in dem Beschichtungsschritt die Flussmittelzusammensetzung gespritzt wird, während eine Temperatur des Plattenelements in einem Bereich von 120 bis 180°C unter einer Restwärme nach dem Erwärmungsschritt liegt, und die flüchtigen Bestandteile sich verflüchtigen, um die Flussmittelschicht bestehend aus den Feststoffbestandteilen von 5 bis 25 g/m² auf einer Oberfläche des Plattenelements zu bilden (Anspruch 1).
Gemäß einem Verfahren zum Bilden einer Flussmittelschicht auf einem Aluminiumplattenelement der obigen vorliegenden Erfindung kann die Flussmittelschicht bestehend aus den Feststoffbestandteilen auf der Oberfläche des Aluminiumplattenelements durch Verflüchtigen der flüchtigen Bestandteile in der gespritzten Flussmittelzusammensetzung über die Restwärme, welche das Aluminiumplattenelement besitzt, gebildet werden.
Mit anderen Worten kann eine gute Flussmittelschicht auf der Oberfläche des Aluminiumplattenelements durch natürliches Trocknen der Flussmittelzusammensetzung durch Verwenden der Restwärme nach Beendigung des Erwärmungsschritts zum Entfetten ohne Vorbereiten irgendeines besonderen Schritts zum Trocknen mit Wärme nach dem Beschichtungsschritt des Spritzens der Flussmittelzusammensetzung gebildet werden. Somit ist es möglich, den Erwärmungsschritt zum Trocknen nach dem Schritt des Spritzens zu entfernen.
Falls die Dicke des Aluminiumplattenelements geringer als 0,2 mm ist, ist es hierbei aufgrund einer unzureichenden Wärmekapazität schwierig, ein natürliches Trocknen über die Restwärme abzuschließen. Es ist ungünstig, dass das Aluminiumplattenelement eine Dicke von mehr als 1,6 mm besitzt, da die Wärmemenge in dem Erwärmungsschritt groß wird.
Es ist ungünstig, dass die Temperatur des Plattenelements in der Spritzperiode niedriger als 120°C ist, da es durch natürliches Trocknen lange Zeit dauert. Es ist ebenfalls ungünstig, dass die Temperatur über 180°C liegt, da die Verflüchtigungsrate der flüchtigen Bestandteile zu hoch ist und leicht ein Abstoßen der Flussmittelzusammensetzung sowie Ungleichförmigkeiten der Beschichtung auftreten.
Außerdem ist es schwierig, ein gutes Löten in einer Lötperiode zu erreichen, falls die mit den Feststoffbestandteilen der Flussmittelzusammensetzung auf der Oberfläche des Aluminiumplattenelements zusammen mit dem natürlichen Trocknen gebildete Flussmittelschicht geringer als 5 g/m² ist. Es ist ebenfalls ungünstig, dass die Flussmittelschicht mehr als 25 g/m² beträgt, da leicht Flussmittelreste auftreten und Kostenanstiege resultieren.
Ein Verfahren zum Bilden einer Flussmittelschicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch das Bilden der Flussmittelschicht bestehend aus den Feststoffbestandteilen im Bereich von 10 bis 20 g/m² auf der Oberfläche des Plattenelements in dem Beschichtungsschritt (Anspruch 2).
Dieses Verfahren ist unter den Gesichtspunkten der Löteigenschaften beim Löten, des Verhinderns des Auftretens von Flussmittelresten und der Kostenreduzierung bevorzugter.
Ein Verfahren zum Bilden einer Flussmittelschicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Beschichtungsschritt zu spritzende Flussmittelzusammensetzung die Feststoffbestandteile in dem Bereich von 30 bis 50 Gew.-% insgesamt enthält (Anspruch 3).
Es ist ungünstig, dass der Anteil der Feststoffbestandteile geringer als 30 Gew.-% ist, da die Menge der flüchtigen Bestandteile groß ist und es schwierig ist, die natürliche Trocknung durch die Restwärme zu vollenden. Es ist ebenfalls ungünstig, dass der Anteil der Feststoffbestandteile über 50 Gew.-% liegt, da es schwierig ist, ein einfach zu verwendendes Verfahren des Sprühens bei niedrigem Druck einzusetzen.
Deshalb ist es gemäß der obigen Erfindung möglich, die Flussmittelzusammensetzung mittels eines einfach zu benutzenden Sprühverfahrens zu spritzen und ein natürliches Trocknen durch sicheres Verflüchtigen der flüchtigen Bestandteile durch die Restwärme fertigzustellen.
Ein Verfahren zum Bilden einer Flussmittelschicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die flüchtigen Bestandteile aus Alkohol, der wasserlöslich ist, flüchtig ist und einen Flammpunkt nicht niedriger als 30°C hat, und Wasser bestehen, und dass das Gewichtsverhältnis von Alkohol zu Wasser 0,05 bis 3,5 beträgt (Anspruch 4).
Es ist ungünstig, dass das Gewichtsverhältnis von Alkohol zu Wasser geringer als 0,05 ist, da das Aluminiumplattenelement leicht die Flussmittelzusammensetzung abstößt und dies leicht in Ungleichmäßigkeiten resultiert. Ferner ist dieses Verhältnis ungünstig, da das Flussmittel in der Flussmittelzusammensetzung leicht separiert und sich absetzt. Andererseits ist es auch ungünstig, dass das Gewichtsverhältnis von Alkohol zu Wasser größer als 3,5 ist, da die flüchtigen Bestandteile leicht eine Entflammbarkeit haben.
Deshalb ist es gemäß der obigen Erfindung möglich, ein Separieren und Absetzen des Flussmittels zu verhindern und auch ein Abstoßen der Flussmittelzusammensetzung zu reduzieren. Ferner ist es einfach, ein Entzünden der Flussmittelzusammensetzung zu verhindern.
Als Verfahren zum Bilden einer Flussmittelschicht gemäß der Erfindung kann ein konkretes Beispiel des Alkohols 3-Methoxy-3-methyl-1-butanol sein (Anspruch 5).
Das Verfahren zum Bilden einer Flussmittelschicht gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel in den Feststoffbestandteilen der Flussmittelzusammensetzung aus einem Acrylharz besteht und das Gewichtsverhältnis zwischen dem Flussmittel und dem Acrylharz zwischen 8,5:1,5 und 9,5:0,5 liegt (Anspruch 6).
Es ist ungünstig, dass das Acrylharz zu mehr als 8,5:1,5 im Gewichtsverhältnis zwischen dem Flussmittel und dem Acrylharz vorliegt, da es schwierig ist, ein gutes Löten beim Lötprozess zu erzielen. Es ist auch ungünstig, dass das Acrylharz zu weniger als 9,5:0,5 im Gewichtsverhältnis zwischen dem Flussmittel und dem Acrylharz vorliegt, da eine Haftung der gebildeten Flussmittelschicht an dem Aluminiumplattenelement leicht geringer wird.
Deshalb ist es gemäß der obigen Erfindung möglich, die Flussmittelschicht mit ausgezeichneten Haftungseigenschaften, welche in einem guten Löten resultieren können, auf der Oberfläche des Aluminiumplattenelements zu bilden.
Die Flussmittelzusammensetzung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Flussmittelzusammensetzung aus Feststoffbestandteilen mit einem Flussmittel und einem Bindemittel sowie anderen flüchtigen Bestandteilen als den Feststoffbestandteilen, in welchen sich die Feststoffbestandteile lösen oder verteilen, besteht und dass die Konzentration der Feststoffbestandteile 30 bis 50 Gew.-% insgesamt beträgt (Anspruch 7).
Wenn eine solche Flussmittelzusammensetzung verwendet wird, ist es möglich, das Verfahren zum Bilden der Flussmittelschicht gemäß der in Anspruch 3 beschriebenen Erfindung auszuführen.
Die Flussmittelzusammensetzung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die flüchtigen Bestandteile aus Alkohol, der wasserlöslich ist, flüchtig ist und einen Flammpunkt nicht unter 30°C hat, und Wasser bestehen und dass das Gewichtsverhältnis von Alkohol zu Wasser zwischen 0,05 und 3,5 beträgt (Anspruch 8).
Wenn eine solche Flussmittelzusammensetzung verwendet wird, ist es möglich, das Verfahren zum Bilden der Flussmittelschicht gemäß der in Anspruch 4 beschriebenen Erfindung auszuführen.
Als Flussmittelzusammensetzung gemäß der Erfindung kann 3-Methoxy-3-methyl-1-butanol als ein konkretes Beispiel des Alkohols in den flüchtigen Bestandteilen verwendet werden (Anspruch 9).
Die Flussmittelzusammensetzung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel in den Feststoffbestandteilen aus einem Acrylharz besteht und dass das Gewichtsverhältnis zwischen dem Flussmittel und dem Acrylharz zwischen 8,5:1,5 und 9,5:0,5 beträgt (Anspruch 10).
Wenn eine solche Flussmittelzusammensetzung verwendet wird, ist es möglich, das Verfahren zum Bilden der Flussmittelschicht gemäß der in Anspruch 6 beschriebenen Erfindung auszuführen.
Das Aluminiumplattenelement gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke des Plattenelements 0,2 bis 1,6 mm beträgt, eine Flussmittelzusammensetzung bestehend aus Feststoffbestandteilen mit einem Flussmittel und einem Bindemittel und anderen flüchtigen Bestandteilen als den Feststoffbestandteilen, in denen sich die Feststoffbestandteile lösen oder verteilen, gespritzt wurde, während eine Temperatur des Plattenelements in einem Bereich von 120 bis 180°C unter einer Restwärme nach dem Erwärmen zum Entfetten lag, und dass die aus den Feststoffbestandteilen bestehende Flussmittelschicht von 5 bis 25 g/m² auf einer Oberfläche des Plattenelements durch Verflüchtigen der flüchtigen Bestandteile gebildet wurde (Anspruch 11).
Das Aluminiumplattenelement, auf dem eine solche Flussmittelschicht gebildet wurde, kann durch das in Anspruch 1 beschriebene Verfahren zum Bilden der Flussmittelschicht erzielt werden.
Das Aluminiumplattenelement gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Feststoffbestandteilen bestehende Flussmittelschicht von 10 bis 20 g/m² auf der Oberfläche des Plattenelements gebildet wurde (Anspruch 12).
Das Aluminiumplattenelement, auf dem eine solche Flussmittelschicht gebildet wurde, kann durch das in Anspruch 2 beschriebene Verfahren zum Bilden der Flussmittelschicht erzielt werden.
Das Aluminiumplattenelement gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke des Plattenelements 0,2 bis 1,6 mm beträgt, dass eine Flussmittelzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10 gespritzt wurde, während eine Temperatur des Plattenelements in einem Bereich von 120 bis 180°C unter einer Restwärme nach dem Erwärmen zum Entfetten lag, und dass die Flussmittelschicht bestehend aus den Feststoffbestandteilen von 5 bis 25 g/m² auf einer Oberfläche des Plattenelements durch Verflüchtigen der flüchtigen Bestandteile gebildet wurde (Anspruch 13).
Das Aluminiumplattenelement gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Flussmittelschicht bestehend aus den Feststoffbestandteilen von 10 bis 20 g/m² auf der Oberfläche des Plattenelements gebildet wurde (Anspruch 14).
Das Aluminiumplattenelement, auf dem irgendeine dieser Flussmittelschichten gebildet wurde, kann durch die in irgendeinem der Ansprüche 3 bis 6 beschriebenen Verfahren zum Bilden der Flussmittelschicht erzielt werden.
BEISPIELE
Beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden basierend auf den Zeichnungen wie folgt erläutert.
1 ist eine Zeichnung einer schematischen Darstellung, welche Schritte zum Bilden einer Flussmittelschicht zum Löten auf der Oberfläche eines Aluminiumplattenelements (aus einem Aluminiummaterial oder einer Aluminiumlegierung) in diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel zeigt. 2 ist eine vergrößerte Zeichnung eines Hauptteils, um ein Spritzen einer Flussmittelzusammensetzung zu veranschaulichen. 3 ist ein Diagramm einer Temperatur des Aluminiumplattenelements in jedem Schritt.
Ein Aluminiumplattenelement 1 dieses beispielhaften Ausführungsbeispiels (nachfolgend als „ein Plattenelement" bezeichnet) ist ein Element zum Bilden von Strömungskanälen eines Wärmeübertragungsmediums in einem Wärmetauscher aus Aluminium. Es wird gegenseitig verlötet, indem es mit anderen Bauelementen kombiniert wird, und es ist ausgebildet, um einen Wärmetauscher aufzubauen.
Wie in 1 dargestellt, wird das Plattenelement 1 (mit der Dicke von etwa 0,8 mm in diesem Beispiel) in eine gewünschte Form gestanzt bzw. gepresst, und dann so bearbeitet, dass es nacheinander durch einen Warmentfettungsschritt zum Erwärmen und Entfetten eines Stanzöls (der Erwärmungsschritt in diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel), einen Spritzschritt zum Spritzen der Flussmittelzusammensetzung und Bilden einer Flussmittelschicht zum Löten auf der Oberfläche des Plattenelements 1 (der Beschichtungsschritt in diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel), und einen Kühlschritt zum Kühlen des Klappenelements, auf dem die Flussmittelschicht 2 gebildet wurde, durchläuft.
In dem Warmentfettungsschritt wird das Plattenelement 1 auf ein Gitterförderband 11 gesetzt und in einen Warmentfettungsofen 10 gefahren. In dieser Periode wird das Plattenelement 1 durch in den Warmentfettungsofen 10 eingeleitete erwärmte Luft (in diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel auf etwa 150°C erwärmt) erwärmt, und das an der Oberfläche in einem vorherigen Stanzbearbeitungsschritt anhaftende Stanzöl wird erwärmt und entfernt.
Das in dem Warmentfettungsschritt entfettete Plattenelement 1 wird sofort zu dem Spritzschritt bewegt, auf einen Walzen- oder einen Kettenförderer 21 (in diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel den Kettenförderer) gesetzt und dann transportiert. Oberhalb des Kettenförderers 21 sind Düsen 20 angeordnet, wie in 1 dargestellt, und sie sprühen die Flussmittelzusammensetzung auf das transportierte Plattenelement 1.
In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird ein Niederdruck-Sprühverfahren (zum Beispiel ein Verfahren des Sprühens bei einem Luftdruck von 0,01 bis 0,5 MPa) unter den Gesichtspunkten der Sicherheit und der Kosten eingesetzt.
Die aus den Düsen 20 in diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel gesprühte Flussmittelzusammensetzung ist ein Gemisch des Flussmittels (ein Fluorid aus Kalium und Aluminium wie beispielsweise KAIF₄ in diesem Beispiel) von 35 Gew.-%, einem Bindemittel (ein Acrylharz in diesem Beispiel) von 4 Gew.-%, einem Alkohol (3-Methoxy-3-methyl-1-butanol in diesem Beispiel) von 46 Gew.-% und Wasser von 15 Gew.-%.
Der Alkohol und das Wasser sind flüchtige Bestandteile, die sich nach dem Sprühen verflüchtigen, und das Flussmittel und das Bindemittel sind Feststoffbestandteile, die die Flussmittelschicht 2 auf der Oberfläche des Plattenelements 1 bilden, nachdem sich die flüchtigen Bestandteile verflüchtigten. In der Flussmittelzusammensetzung in diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel dispergiert das Flussmittel in einer Form von Mikroteilchen in einer gemischten Lösung des Alkohols und des Wassers, und das Acrylharz als Bindemittel wird in der gemischten Lösung des Alkohols und des Wassers gelöst.
Der Alkohol, der sowohl Wasserlöslichkeit als auch Flüchtigkeit hat und dessen Flammpunkt nicht niedriger als 30°C beträgt, ist bevorzugt. Alkohole, die zum Beispiel in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2000-153393 offenbart sind, können verwendet werden.
Acrylharze, die zum Beispiel in der ungeprüften japanischen Veröffentlichung Nr. 11123588 offenbart sind, können als Bindemittel verwendet werden.
Wie in 2 eines Sprühabschnitts aus Sicht der Transportrichtung des Plattenelements 1 (aus Sicht von links in 1) gezeigt, sind mehrere Düsen 20 (zwei Düsen in diesem Beispiel) nebeneinander in der Breitenrichtung des Plattenelements (in der Richtung senkrecht zur Transportrichtung des Plattenelements) installiert. Sie sind so angeordnet, dass sie die oben beschriebene Flussmittelzusammensetzung gleichmäßig auf die Oberfläche des Plattenelements spritzen. In diesem Beispiel ent spricht die Menge der auf die Oberfläche des Plattenelements aufgebrachten Flussmittelzusammensetzung der Menge der gleichmäßig aufgebrachten Feststoffbestandteile von etwa 15 g/m².
Das mit der Flussmittelzusammensetzung bespritzte Plattenelement 1 wird natürlich getrocknet, während es in dem Kettenförderer 21 in der Periode des Spritzschritts transportiert wird (Trocknung ohne irgendeinen Erwärmungsschritt).
Wie in 3 der Temperaturänderung des Plattenelements gezeigt, beträgt die Temperatur des in dem Erwärmungsschritt zum Entfetten erwärmten Plattenelements 1 zu Beginn des Spritzens der Flussmittelzusammensetzung (bei Punkt A in 3) etwa 150°C durch eine Restwärme.
Die Flussmittelzusammensetzung wird gespritzt, und dann beginnen die flüchtigen Bestandteile in der Flussmittelzusammensetzung sich an der Oberfläche des Plattenelements 1 durch die Restwärme des Plattenelements 1 zu verflüchtigen, und die Temperatur sinkt durch die Verdampfungswärme auf etwa 120°C (was zu Punkt B in 3 führt). Dann wird das durch die Sprühzone gelangte Plattenelement 1 durch die in dem Plattenelement 1 verbleibende Restwärme natürlich getrocknet und beendet die Verflüchtigung der flüchtigen Bestandteile in der Flussmittelzusammensetzung, um die Flussmittelschicht 2 bestehend nur aus den Feststoffbestandteilen in der Flussmittelzusammensetzung zu bilden.
Der Kettenförderer 21 transportiert das Plattenelement 1 mit einer Geschwindigkeit von etwa 50 m/min. Ein Punkt auf dem Plattenelement gelangt innerhalb etwa 0,1 Sekunden durch die Zone zum Sprühen der Flussmittelzusammensetzung aus den Düsen 20 und wird dann in etwa 2 Sekunden natürlich getrocknet (was zu Punkt C in 3 führt).
In dem Spritzschritt wird das Plattenelement 1 mit der Oberfläche, auf der die Flussmittelschicht 2 durch natürliches Trocknen der Flussmittelzusammensetzung gebildet wurde, sofort zu einem Kühlschritt transportiert.
Im Kühlschritt wird das Plattenelement 1, auf dem die Flussmittelschicht 2 gebildet wurde, auf das Gitterförderband 31 gesetzt und durch einen Kühlofen 30 transportiert. In dieser Periode wird das Plattenelement 1 durch eine in den Kühlofen 30 eingeleitete Kühlluft (Luft bei normaler Temperatur oder bei Raumtemperatur) auf eine Temperatur abgekühlt, bei der mit ihm hantiert werden kann.
Obwohl die Dicke des Plattenelements 1 in dem oben beschriebenen Beispiel etwa 0,8 mm betrugt, beträgt die Dicke vorzugsweise zwischen 0,2 und 1,6 mm.
Es ist ungünstig, dass die Dicke des Plattenelements 1 geringer als 0,2 mm ist, da die Wärmekapazität des Plattenelements 1 unzureichend ist und es schwierig ist, das natürliche Trocknen durch die Restwärme abzuschließen. Es ist ebenfalls ungünstig, dass die Dicke des Plattenelements 1 mehr als 1,6 mm beträgt, da die Wärmemenge in dem Erwärmungsschritt zum Entfetten zu groß wird und ein Gewicht eines Wärmetauschers mit dem Plattenelement 1 als Bauteil größer wird.
Die Temperatur des Plattenelements 1 in der Periode zum Spritzen der Flussmittelzusammensetzung (die Temperatur entsprechend von Punkt A zu Punkt B in 3) liegt vorzugsweise im Bereich von 120 bis 180°C.
Es ist ungünstig, dass die Temperatur des Plattenelements 1 in der Periode des Spritzens geringer als 120°C ist, da es aufgrund der Temperatur nahe dem Siedepunkt von Wasser in den flüchtigen Bestandteilen lange bis zum Abschluss des natürlichen Trocknens dauert und die Produktivität sinkt. Es ist ebenfalls ungünstig, dass die Temperatur des Plattenelements 1 in der Periode des Spritzens über 180°C liegt, da sie höher als der Siedepunkt von 3-Methoxy-3-methyl-1-butanol (176°C) wird, die Verflüchtigungsrate der flüchtigen Bestandteile zu hoch ist und ein Abstoßen der Flussmittelzusammensetzung und Ungleichmäßigkeiten der Beschichtung leicht auftreten.
Aus den oben beschriebenen Gründen ist die Temperatur des Plattenelements in der Periode zum Spritzen der Flussmittelzusammensetzung bevorzugter im Bereich von 140 bis 160°C, um die flüchtigen Bestandteile in der Flussmittelzusammensetzung stabil und schnell zu verflüchtigen.
Eine Menge der bespritzten Flussmittelzusammensetzung beträgt vorzugsweise zwischen 5 und 25 g/m² als Menge der Feststoffbestandteile (die Menge der Flussmittelschicht 2).
Es ist ungünstig, dass die Menge der Flussmittelschicht 2 geringer als 5 g/m² ist, da es schwierig ist, ein gutes Löten in einem Lötprozess auszuführen. Es ist ebenfalls ungünstig, dass die Menge der Flussmitteschicht 2 über 25 g/m² liegt, da beim Lötprozess leicht Flussmittelreste auftreten und die Kosten ansteigen.
Aus den oben beschriebenen Gründen ist die Menge der gespritzten Flussmittelzusammensetzung bevorzugter zwischen 10 und 20 g/m² als Menge der Feststoffbestandteile, um sowohl gute Löteigenschaften zu erreichen als auch das Auftreten von Fehlfunktionen wie beispielsweise Flussmittelresten zu verhindern.
Die Konzentration der Feststoffbestandteile in der Flussmittelzusammensetzung (der durch das Flussmittel und das Acrylharz belegte Gewichtsanteil, wie beispielsweise 39 Gew.-% in dem oben beschriebenen Beispiel) liegt vorzugsweise zwischen 30 und 50 Gew.-%.
Es ist ungünstig, dass die Konzentration der Feststoffbestandteile geringer als 30 Gew.-% insgesamt ist, da die Menge der flüchtigen Bestandteile groß wird und es schwierig wird, ein natürliches Trocknen durch die Restwärme abzuschließen. Es ist ebenfalls ungünstig, dass die Konzentration der Feststoffbestandteile über 50 Gew.-% liegt, da es schwierig ist, ein einfach zu benutzendes Verfahren des Sprühens bei niedrigem Druck einzusetzen. Falls die Zusammensetzung mit Mikroteilchen des Flussmittels durch ein luftfreies Verfahren gesprüht wird, tritt leicht eine Fehlfunktion bezüglich der Dichtungshaltbarkeit von Pumpenteilen auf. Obwohl es ein Verfahren des Benutzens eines Luftsprühers für hohe Viskosität und ein Verfahren des Beschichtens unter hohem Druck gibt, sind sie ebenfalls nicht bevorzugt, da die Anlagen kompliziert und teuer sind.
Aus dem oben beschriebenen Gründen liegt die Konzentration der Feststoffbestandteile in der Flussmittelzusammensetzung bevorzugter zwischen 35 und 45 Gew.-% insgesamt, um sowohl Trocknungseigenschaften als auch Sprühverarbeitungseigenschaften zu erzielen.
Das Gewichtsverhältnis von Alkohol zu Wasser in den flüchtigen Bestandteilen der Flussmittelzusammensetzung (etwa 3,1 in dem oben beschriebenen Beispiel) liegt bevorzugt zwischen 0,05 und 3,5.
Falls das Gewichtsverhältnis von Alkohol zu Wasser geringer als 0,05 ist, stößt das Plattenelement 1 leicht die Flussmittelzusammensetzung ab und es ist schwierig, die Flussmittelschicht 2 gleichmäßig zu bilden. Weiter ist es ungünstig, dass der Anteil des Wassers groß wird, da das Flussmittel in der Flussmittelzusammensetzung leicht ausfällt. Andererseits ist es auch ungünstig, dass das Gewichtsverhältnis des Alkohols (3-Methoxy-3-methyl-1-butanol) zum Wasser über 3,5 liegt, da ein Flammpunkt erscheint.
Aus den oben beschriebenen Gründen liegt das Gewichtsverhältnis des Alkohols zum Wasser in den flüchtigen Bestandteilen der Flussmittelzusammensetzung bevorzugter zwischen 1,0 und 3,2, um sowohl das Bilden einer gleichmäßigen Flussmittelschicht als auch das Verhindern des Auftretens eines Flammpunkts zu erreichen.
Für die Feststoffbestandteile der Flussmittelzusammensetzung liegt das Gewichtsverhältnis zwischen dem Flussmittel und dem Acrylharz vorzugsweise zwischen 8,5:1,5 und 9,5:0,5 (etwa 9:1 in dem oben beschriebenen Beispiel).
Es ist ungünstig, dass der Acrylharzanteil in dem Gewichtsverhältnis zwischen dem Flussmittel und dem Acrylharz größer als 8,5:1,5 ist, da es schwierig werden würde, ein gutes Löten in einem Lötprozess auszuführen. Es ist ebenfalls ungünstig, dass der Acrylharzanteil in dem Gewichtsverhältnis zwischen dem Flussmittel und dem Acrylharz geringer als 9,5:0,5 ist, da die Haftung der gebildeten Flussmittelschicht 2 an dem Plattenelement 1 geringer wird.
Aus den oben beschriebenen Gründen ist es am bevorzugtesten, dass das Gewichtsverhältnis zwischen dem Flussmittel und dem Acrylharz 9:1 beträgt, um sowohl die Löteigenschaften als auch die Haftungseigenschaften der Flussmittelschicht zu erzielen.
Gemäß der Flussmittelzusammensetzung und dem Verfahren zum Bilden der Flussmittelschicht, die oben beschrieben wurden, können die flüchtigen Bestandteile in der auf das Plattenelement 1 in dem Spritzschritt gespritzten Flussmittelzusammensetzung durch die in dem Plattenelement 1 enthaltene Restwärme verflüchtigt werden, um die Flussmittelschicht 2 bestehend aus den Feststoffbestandteilen der Flussmittelzusammensetzung auf der Oberfläche des Plattenelements 1 zu bilden.
Mit anderen Worten kann auf der Oberfläche des Plattenelements 1 durch natürliches Trocknen der Flussmittelzusammensetzung durch Nutzen der Restwärme nach Abschluss des Erwärmungsschritts zum Entfetten ohne Vorbereiten eines Erwärmungsschritts zum Trocknen nach dem Spritzschritt eine gute Flussmittelschicht 2 gebildet werden. Deshalb kann auf den Warmtrocknungsschritt nach dem Spritzschritt verzichtet werden.
(Weiteres beispielhaftes Ausführungsbeispiel)
Obwohl die Restwärme in dem unmittelbar vor dem Spritzschritt ausgeführten Erwärmungsschritt zum Entfetten in dem oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsbeispiel genutzt wurde, um die auf das Plattenelement 1 gespritzte Flussmittelzusammensetzung zu trocknen, kann ein vor dem Spritzschritt ausgeführter Schritt irgendein Erwärmungsschritt des Erwärmens zum Entfetten des Plattenelements sein.
Zum Beispiel ist ein vorheriger Schritt vor dem Spritzschritt ein Erwärmungsschritt zum Trocknen von Lösemittelkomponenten, die zum Entfernen von Öl von dem Plattenelement benutzt wurden, und kann ein Schritt des natürlichen Trocknens der in dem Spritzschritt gespritzten Flussmittelzusammensetzung durch Nutzen der Restwärme dieses Erwärmungsschritts sein.
Obwohl in dem oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsbeispiel im Spritzschritt zwei Düsen 20 zum Sprühen der Flussmittelzusammensetzung verwendet wurden, kann die Anzahl der Düsen eins oder nicht weniger als drei entsprechend der Form und der Anzahl der Plattenelemente sein.
Obwohl das Plattenelement 1 ein Plattenelement aus einem Aluminiummaterial oder einem Aluminiumlegierungsmaterial in dem oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsbeispiel war, kann die vorliegende Erfindung weiter effektiv auf irgendein Plattenelement angewendet werden, auf dessen Oberfläche ein Lötmaterial im Voraus plattiert war.

Claims

Verfahren zum Bilden einer Flussmittelschicht auf einem Aluminiumplattenelement, mit einem Erwärmungsschritt des Erwärmens des Aluminiumplattenelements zum Entfetten, und einem Beschichtungsschritt des Spritzens einer Flussmittelzusammensetzung bestehend aus Feststoffbestandteilen mit einem Flussmittel und einem Bindemittel und anderen flüchtigen Bestandteilen als den Reststoffbestandteilen, in denen sich die Feststoffbestandteile lösen oder verteilen, auf das Plattenelement nach dem Erwärmungsschritt, wobei das Plattenelement eine Dicke von 0,2 bis 1,6 mm hat, und in dem Beschichtungsschritt die Flussmittelzusammensetzung gespritzt wird, während eine Temperatur des Plattenelements in einem Bereich von 120 bis 180°C unter einer Restwärme nach dem Erwärmungsschritt liegt, und die flüchtigen Bestandteile verflüchtigt werden, um die Flussmittelschicht bestehend aus den Feststoffbestandteilen von 5 bis 25 g/m² auf einer Oberfläche des Plattenelements zu bilden.
Verfahren zum Bilden einer Flussmittelschicht auf einem Aluminiumplattenelement nach Anspruch 1, bei welchem die Flussmittelschicht bestehend aus den Feststoffbestandteilen von 10 bis 20 g/m² auf der Oberfläche des Plattenelements in dem Beschichtungsschritt gebildet wird.
Verfahren zum Bilden einer Flussmittelschicht auf einem Aluminiumplattenelement nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die in dem Beschichtungsschritt zu spritzende Flussmittelzusammensetzung die Feststoffbestandteile in dem Bereich von 30 bis 50 Gew.-% insgesamt enthält.
Verfahren zum Bilden einer Flussmittelschicht auf einem Aluminiumplattenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die flüchtigen Bestandteile aus Alkohol, der wasserlöslich ist, flüchtig ist und einen Flammpunkt nicht unter 30°C hat, und Wasser bestehen und das Gewichtsverhältnis des Alkohols zum Wasser zwischen 0,05 und 3,5 liegt.
Verfahren zum Bilden einer Flussmittelschicht auf einem Aluminiumplattenelement nach Anspruch 4, bei welchem der Alkohol 3-Methoxy-3-methyl-1-butanol ist.
Verfahren zum Bilden einer Flussmittelschicht auf einem Aluminiumplattenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem das Bindemittel in den Feststoffbestandteilen der Flussmittelzusammensetzung aus einem Acrylharz besteht, und das Gewichtsverhältnis zwischen dem Flussmittel und dem Acrylharz zwischen 8,5:1,5 und 9,5:0,5 liegt.
Flussmittelzusammensetzung bestehend aus Feststoffbestandteilen mit einem Flussmittel und einem Bindemittel und anderen flüchtigen Bestandteilen als den Feststoffbestandteilen, in denen sich die Feststoffbestandteile lösen oder verteilen, wobei die Konzentration der Feststoffbestandteile zwischen 30 und 50 Gew.-% insgesamt liegt.
Flussmittelzusammensetzung nach Anspruch 7, bei welcher die flüchtigen Bestandteile aus Alkohol, der wasserlöslich ist, flüchtig ist und einen Flammpunkt nicht unter 30°C besitzt, und Wasser bestehen und das Gewichtsverhältnis des Alkohols zum Wasser zwischen 0,05 und 3,5 liegt.
Flussmittelzusammensetzung nach Anspruch 8, bei welcher der Alkohol 3-Methoxy-3-methyl-1-butanol ist.
Flussmittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei welcher das Bindemittel in den Feststoffbestandteilen aus einem Acrylharz besteht, und das Gewichtsverhältnis zwischen dem Flussmittel und dem Acrylharz zwischen 8,5:1,5 und 9,5:0,5 liegt.
Aluminiumplattenelement, bei welchem eine Dicke des Plattenelements zwischen 0,2 bis 1,6 mm liegt, auf das eine Flussmittelzusammensetzung bestehend aus Feststoffbestandteilen mit einem Flussmittel und einem Bindemittel und anderen flüchtigen Bestandteilen als den Feststoffbestandteilen, in denen sich die Feststoffbestandteile lösen oder verteilen, gespritzt wurde, während eine Temperatur des Plattenelements in einem Bereich von 120 bis 180°C unter einer Restwärme nach einem Erwärmen zum Entfetten lag, und bei welchen eine Flussmittelschicht bestehend aus den Feststoffbestandteilen von 5 bis 25 g/m² auf einer Oberfläche des Plattenelements durch Verflüchtigen der flüchtigen Bestandteile gebildet wurde.
Aluminiumplattenelement nach Anspruch 11, bei welchem die Flussmittelschicht bestehend aus den Feststoffbestandteilen von 10 bis 20 g/m² auf der Oberfläche des Plattenelements gebildet wurde.
Aluminiumplattenelement, bei welchem eine Dicke des Plattenelements zwischen 0,2 und 1,6 mm liegt, auf welches eine Flussmittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 7 bis 10 gespritzt wurde, während eine Temperatur des Plattenelements in einem Bereich von 120 bis 180°C unter einer Restwärme nach einem Erwärmen zum Entfetten lag, und bei welchem die Flussmittelschicht bestehend aus den Feststoffbestandteilen von 5 bis 25 g/m² auf einer Oberfläche des Plattenelements durch Verflüchtigen der flüchtigen Bestandteile gebildet wurde.
Aluminiumplattenelement nach Anspruch 13, bei welchem die Flussmittelschicht bestehend aus den Feststoffbestandteilen von 10 bis 20 g/m² auf der Oberfläche des Plattenelements gebildet wurde.