Индукционный нагреватель для герметизации микросборок

 

Изобретение относится к индукционной пайке и может быть использовано при герметизации гибридных микросборок. Цель изобретения - повышение производительности путем одновременного выполнения операций пайки элементов микросборки. Микросборка помещается внутрь разъемного магнитопровода, состоящего из секций 4, 6, 8, 9 и окружающих водоохлаждаемый индуктор короткозамкнутых витков 5 и 7. Индуктор подключается к источнику высокочастотной энергии посредством шин. Магнитный поток в секции 4 распространяется по секциям 6, 8 и 9 магнитопровода и вызывает появление тока в короткозамкнутых витках 7 и 5, являющегося причиной возникновения тока в соответствующих швах спаиваемых деталей микросборки. Нагрев днища микросборки осуществляется самим индуктором. Доступность регулирования нагрева швов под пайку позволяет упростить оборудование и его обслуживание, повысить его производительность, а также повысить надежность микросборки за счет исключения перегрева путем дозирования нагрева. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 В 23 К 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

15 5 18

1б

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4399406/40-27 (22) 19.01.88 (46) 07.12.90. Бюл. № 45 (72) И. Т. Шпанько (53) 621.365.52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 720833, кл. Н 05 В 5/16, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 738198, кл. В 23 К 3/04, 1977. (54) ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ

ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ МИКРОСБОРОК (57) Изобретение относится к индукционной пайке и может быть использовано при герметизации гибридных микросборок. Цель изобретения — повышение производительности путем одновременного выполнения операций пайки элементов микросборки.

Микросборка помещается внутрь разъемного

„„Я0„„1611644 А 1

2 магнитопровода, состоящего из секций 4, 6, 8, 9 и окружающих водоохлаждаемый индуктор короткозамкнутых витков 5 и 7. Индуктор подключается к источнику высокочастотной энергии посредством шин. Магнитный поток в секции 4 распространяется по секциям 6, 8 и 9 магнитопровода и вызывает появление тока в короткозамкнутых витках 7 и 5, являющегося причиной возникновения тока в соответствующих швах спаиваемых деталей микросборки. Нагрев днища микросборки осуществляется самим индуктором. Доступность регулирования нагрева швов под пайку позволяет упростить оборудование и его обслуживание, повысить его производительность, а также повысить надежность микросборки за счет исключения перегрева путем дозировання нагрева. 4 ил.

1611644 з

Изобретение относится к области индукц .онной пайки и может быть использовано в области производства полупроводниковых приборов, а именно в технологии герметизации гибридных микросборок, преимущественно, СВЧ, которые применяются в электронной технике, приборостроении, средствах связи и т. д.

Целью изобретения является повышение производительности путем одновременного выполнения операций пайки нескольких соединений элементов микросборки.

На фиг. 1 показан индукционный нагреватель в сборе, общий вид; на фиг. 2— вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — нагреватель, вид сбоку; на фиг. 4 — вид Б на фиг. 3.

Нагреватель содержит индуктор 1, состоящий из активных проводников 2, выполненных из медной водоохлаждаемой трубки, которые электрически соединены между собой последовательно такими же трубками 3.

Активные проводники 2 окружены с трех сторон, кроме рабочей, секцией 4 магнитопровода. Короткозамкнутый виток 5 окружен подвижной секцией 6 магнитопровода. Нагреватель также содержит два короткозамкнутых витка 7, окруженных секциями 8 и 9 магнитопровода. Короткозамкнутые витки 5 и 7 отделены от магнитопровода электрической изоляцией 10. Охлаждение короткозамкнутых витков осуществляется подачей воды через штуцера 11, а охлаждение индуктора — через штуцера 12. Подключение индуктора к источнику высокочастотной энергии осуществляется посредством шин 13.

Герметизируемая микросборка содержит гермовводы 14, корпус 15, плату 16 с предварительно припаянными к ней навесными элементами 17 и крышку 18.

Индукционный нагреватель работает следующим образом.

При подаче напряжения от источника высокочастотной энергии на шины 13 индуктора 1 через проводники 2 протекает ток, создающий вокруг этих проводников поле, направление которого условно показано прерывистыми линиями на фиг. 1. Магнитный поток замыкается через секции 4, 6 и 8 магнитопровода и вызывает появление тока в короткозамкнутых витках 7 и 5, который вызывает ток в соответствующих швах спаиваемых деталей микросборки.

Рассмотрим работу нагревателя в двух режимах.

Совместный нагрев днища и гермовводов (первый режим).

В корпус 15 на днище устанавливается слой припоя, на который устанавливается плата 16 с навесными элементами 17, припаянными к полоскам легкоплавким припоем.

В местах установки гермовводов 14 в корпус 15 также устанавливается слой припоя. Прижим платы 16 к корпусу 15 может быть осуществлен с помощью достаточно простой оснастки. Для прижима гермовводов !

4 может быть„в частности, использована секция 9 магнитопровода с соответствую5 шими прокладками (не показаны), которая в этом режиме пристыковывается к секций 6 магнитопровода.

Происходит распределение тока в днище, как описано. Разогрев шва гермоввод— корпус происходит следующим образом.

1О Магнитный поток в секции 4 магнитопровода проникает в секции 8 и 9, благодаря изменению этого потока во времени в короткозамкнутом витке 7 протекает ток. Ток в короткозамкнутом витке 7 является, в свою

15 очередь, причиной возникновения тока, индуктированного в шве гермоввод — корпус.

Поскольку время нагрева днища и гермовводов совпадает, а температура нагрева гермоввода должна быть выше, чем днища, требуемое соотношение мощностей нагрева

2О можно подобрать, регулируя величину зазора между активными проводниками и нагреваемой поверхностью, оставляя при этом неизменным контакт между секциями 4 и 8 магнитопровода.

Совместный нагрев шва крышка 18 корпус 15 и подогрев последнего для осуществления пайки (второй режим).

В этом режиме следует обеспечить преимущественный разогрев шва крышка — корпус. Поэтому воздушный зазор между корgg пусом и проводниками 2 и 7 выбирается максимальным, а короткозамкнутый виток 5 устанавливается с минимальным зазором (3 мм) по отношению к шву крышка— корпус.

Возбуждение тока в этом шве осущест35 вляется описанным способом, т. е. за счет протекания магнитного потока индуктора через пристыкованную к нему секцию 6 магнитопровода, возбуждения тока в витке 5 и индуктирования этим током вихревых токов в шве. Стыковка секций 4 и 8 магнитопро40 вода может быть осуществлена двояко: посредством секций 8 ма гнитопровода (фиг. 1) и путем выполнения секций 4 магнитопровода, как показано пунктиром на фиг. 3 слева. В первом случае, как показывает опыт. приходится раслолагать проводники 7 с максимальным зазором с целью уменьшить сопутствующий для этого режима нагрев гермовводов.

Нагрев днища в этом режиме является необходимым вследствие значительной тепло5g отдачи от шва корпус — крышка в толщу корпуса. Соотношение мощностей на грева днища и крышки должно быть таким, чтобы обеспечивался преимущественный нагрев шва при достаточном подогреве остальной массы металла.

55 Регулирование мощности нагрева днища осуществляется также за счет регулирования зазора между активными проводниками и днищем.

1611644

Доступность регулирования нагрева швов под пайку позволяет упростить оборудование и его обслуживание, а в отдельных случаях повысить надежность микросборки за счет исключения перегрева путем дозирования чагрева.

Формула изобретения

Индукционный нагреватель для герметизации микросборок, содержащий индуктор, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности путем одновременного выполнения операций пайки нескольких соединений элементов микросборки, он до5 полнительно снабжен короткозамкнутыми витками и секционным магнитопроводом, окружающим активные проводники индуктора и короткозамкнутые витки со всех сторон, кроме рабочей.

1611644

Составитель В. Лещинский

Редактор О. 1Орковецкая Техред А. Кравчук Корректор Т. Малец

Заказ 3798 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101