[实用新型]能有效提升炉内共晶温度均匀性的共晶炉

说明书

本发明公开了一种能有效提升炉内共晶温度均匀性的共晶炉，解决了现有共晶炉在共晶焊接中各共晶焊接点温度不均匀和生产节奏慢的问题；通过改变石英灯中的灯丝螺旋状缠绕密度的分布，并通过对石英灯的分组控制，提升共晶焊接传热板的温度的均匀性，并用导热率是石墨板导热率两倍以上的铝碳化硅板替代石墨板，大幅提高传热板的温度均匀性；同时，将传统的冷却惰性气体的炉内底部通入方式，改变为炉内上下同时通入冷却气体的方式，缩短了炉内冷却时间。本发明大大提升了共晶炉体内共晶元件传热支撑板的温度均匀性，降其上温差控制在正负2摄氏度之内。

技术领域

本发明涉及一种共晶炉，特别涉及一种对微电子封装器件等进行共晶焊接的共晶炉及其控制方法。

背景技术

共晶炉是利用共晶原理，对微电子封装器件中的焊接与被焊接元件，进行共晶焊接的关键性设备，共晶炉主要包括：真空系统、还原气氛系统、加热/冷却系统、气体流量控制系统、安全系统和控制系统；共晶炉是根据焊接对象（激光器件、微电子封装器件等）的共晶特点，设定温度工艺曲线，在不同时段的温度曲线中，设置不同的惰性或真空环境，以达到理想的共晶的效果；具体的工艺流程为：先将被焊接对象放入炉体内，将封闭的炉体抽真空，使其真空度达到工艺要求，再将一定量的惰性气体充入到炉体内部，然后，根据温度工艺曲线，对炉体进行加热，实现被焊对象的共晶焊接，共晶完成后，停止对炉体进行加热，同时充入惰性气体，实现对炉体内部的降温，待炉体内部温度降为常温时，打开炉体，取出完成共晶的被焊接对象；在现有的共晶炉体内底部位置，安装有加热用的石英灯，在石英灯的正上方安装有石墨板，在石墨板上设置有被共晶焊接对象，多个共晶焊接点，分布在石墨板的不同区域上；石英灯通过红外辐射的加热方式，对石墨板进行辐射加热，石墨板通过热传导的方式，对共晶焊接点进行加热，以实现被焊接对象的共晶；因此，各焊点共晶加热温度的均匀一致性，直接影响到了共晶焊接的良品率的高低；现有的共晶炉内底部，一般等间隔均布并联有多根石英灯，每根石英灯内发射红外线的灯丝是呈螺旋状均匀设置的，每根石英灯所产生的热辐射场，以该根石英灯轴线为中心，放射性地均匀分布，多根石英灯在其上方石墨板上的辐射热场产生叠加效应，造成作为传热部件的石墨板中心位置的温度，要高于石墨板边缘处位置的温度，直接导致设置在石墨板中心处的共晶焊接点的焊料熔化速度，明显高于石墨板边缘处共晶焊接点的焊料熔化速度，造成同一块石墨板上不同位置上的共晶焊接点的共晶焊接不同步，直接导致共晶焊接废品率提高，现有的共晶炉内温度的不均匀性一般只能达到正负5摄氏度，对于要求共晶温度的不均匀性要达到正负2摄氏度的共晶焊接产品，无法满足其要求；所以需要对现有的共晶炉结构和控制方法进行改进；另外，在共晶工艺的最后冷却过程中，现有冷却方式为：在炉体内腔底部中央处，设置有冷却惰性气体通入孔，在冷却惰性气体通入孔的外侧的炉底上，设置有冷却惰性气体排气孔，冷却惰性气体，从底部中央冷却气体通入孔中，吹入到石墨板的下底面上，实现对石墨板及其上的被焊接对象的冷却；在石墨板上设置有一根控温热电偶，通过观察控温热电偶的温度，来判断石墨板温度是否降低到可开启炉门的温度，这种冷却结构，仅对石墨板底部中央处进行了吹气降温，存在炉内石墨板温度降低耗时长，降低了产品的共晶焊接的生产节奏。

发明内容

本发明提供了一种能有效提升炉内共晶温度均匀性的共晶炉，解决了现有共晶炉在共晶焊接中各共晶焊接点温度不均匀和生产节奏慢的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

本发明的总体构思为：通过改变石英灯中的灯丝螺旋状缠绕密度的分布，并通过对石英灯的分组控制，提升共晶焊接传热板的温度的均匀性，并用导热率是石墨板导热率两倍以上的铝碳化硅板替代石墨板，大幅提高传热板的温度均匀性；同时，将传统的冷却惰性气体的炉内底部通入方式，改变为炉内上下同时通入冷却气体的方式，缩短了炉内冷却时间。