能有效提升炉内共晶温度均匀性的共晶炉控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113560691A(43)申请公布日2021.10.29(21)申请号202110921562.X(22)申请日2021.08.11(71)申请人西北电子装备技术研究所（中国电子科技集团公司第二研究所）地址030024山西省太原市万柏林区和平南路115号(72)发明人张永聪霍灼琴张建宏祁靖杰刘彦利马生生(74)专利代理机构山西华炬律师事务所14106代理人陈奇(51)Int.Cl.B23K3/04(2006.01)B23K3/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称能有效提升炉内共晶温度均匀性的共晶炉控制方法(57)摘要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控制方法，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。CN113560691ACN113560691A权利要求书1/1页1.一种能有效提升炉内共晶温度均匀性的共晶炉控制方法，包括炉内腔体（1），在炉内腔体（1）中的底部，均匀排布有石英灯（6），在石英灯（6）正上方的炉内腔体中，设置有铝碳化硅板（2），在铝碳化硅板（2）上，设置有共晶焊接的微电子封装器件，在铝碳化硅板（2）上从左向右间隔地设置有左侧热电偶插入孔（11）、中部热电偶插入孔（12）和右侧热电偶插入孔（13），在石英灯（6）内，设置有中间缠绕稀松，但两端缠绕密集的灯丝（10）；在炉内腔体（1）中的底部均匀排布的石英灯（6）被从左向右，依次并联成三组，即左侧石英灯并联组（14）、中部石英灯并联组（15）和右侧石英灯并联组（16），在左侧石英灯并联组（14）上连接有左侧调压器（17），左侧调压器（17）的输入端与供电电源连接在一起，在左侧调压器（17）的控制端上，连接有左侧温度控制模块（18），左侧温度控制模块（18）的输入端上连接有插接在左侧热电偶插入孔（11）中的左侧热电偶，在中部石英灯并联组（15）上连接有中部调压器（19），中部调压器（19）的输入端与供电电源连接在一起，在中部调压器（19）的控制端上连接有中部温度控制模块（20），中部温度控制模块（20）的输入端上连接有插接在中部热电偶插入孔（12）中的中部热电偶，在右侧石英灯并联组（16）上连接有右侧调压器（21），右侧调压器（21）的输入端与供电电源连接在一起，在右侧调压器（21）的控制端上连接有右侧温度控制模块（22），右侧温度控制模块（22）的输入端上连接有插接在右侧热电偶插入孔（13）中的右侧热电偶；在铝碳化硅板（2）下方的炉内腔体的底部中央位置处，设置有冷却惰性气体中央进气管（7），在铝碳化硅板（2）下方的炉内腔体的底部四个顶角位置处，均设置有冷却惰性气体边角进气管（9），在冷却惰性气体中央进气管（7）的一侧的炉内腔体（1）中的底部设置有排气口（8）；在铝碳化硅板（2）上方的炉内腔体左侧板（3）上，设置有冷却惰性气体左侧进气嘴（4），在铝碳化硅板（2）下方的炉内腔体右侧板上，设置有冷却惰性气体右侧进气嘴（5）；其特征在于以下方法：左侧温度控制模块（18）通过采集左侧热电偶插入孔（11）中的左侧热电偶温度，通过PID算法，控制输出4‑20mA电流信号给左侧调压器（17），实现对左侧石英灯并联组（14）的输出功率的控制；中部温度控制模块（20）通过采集插接在中部热电偶插入孔（12）中的中部热电偶温度，通过PID算法，控制输出4‑20mA电流信号给中部调压器（19），实现对中部石英灯并联组（15）的输出功率的控制；右侧温度控制模块（22）通过采集插接在右侧热电偶插入孔（13）中的右侧热电偶温度，通过PID算法，控制输出4‑20mA电流信号给调压器（21），实现对右侧石英灯并联组（16）的输出功率的控制；通过对以上三组石英灯的输出功率的控制，实现铝碳化硅板（2）上温度的不均匀性达到正负2摄氏度的要求。2.根据权利要求1所述的一种能有效提升炉内共晶温度均匀性的共晶炉控制方法，其特征在于，在共晶炉进行共晶工艺的最后冷却时，是同时通过冷却惰性气体左侧进气嘴（4）、冷却惰性气体右侧进气嘴（5）、在铝碳化硅板（2）下方的炉内腔体的底部中央位置处设置的冷却惰性气体中央进气管（7）和在铝碳化硅板（2）下方的炉内腔体的底部四个顶角位置处，设置的冷却