CN116493694B - 一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接技术领域，具体提供了一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉，包括炉体，炉体上设置有炉体抽真空管和惰性气体输送管，炉体的内壁固定有加热丝，炉体的底部设置有炉口座，保温机构包括基座，基座固定在炉体的内顶部，基座的四角分别固定有一个导向柱，压紧框滑动安装在导向柱上，保温板固定在压紧框上，压紧机构能够使底盖压紧于炉口座的下表面，工装容纳座固定在底盖的中心，工装容纳座能够伸入炉体内并将保温板向上顶起，工装容纳座的侧壁采用换热栅格板围成，焊接时通过底盖对炉体进行密封，焊接完成后将工装容纳座取出，保温机构的保温板自动复位对炉体进行封闭，使炉体内部的温度保持稳定，进而延长炉体的使用寿命。

Description

一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉。

背景技术

目前传统的真空回流炉是利用发热箱中灯丝产生热风以及热风循环的方式对焊接工装内的电路板进行加热，进而将半导体产品焊接在电路板上，发热箱中由发热管加热箱体重的空气，再用风机将热空气输送到回流炉的炉腔内。为了使加热箱出风均匀，加热箱的出风口有一块金属整流板，整流板上有许多均布的小孔对热风进行导流。电路板的焊接过程是指电路板在热风的作用下加热电路板上的锡膏，助焊剂促进锡膏熔化，最后通过冷却风机的作用使电路板温度降低，锡膏固化，完成焊接过程。而热风加热这样的焊接方式，使得电路板上的锡膏在加热过程中容易产生气泡，使焊接出现虚焊假焊的现象，严重影响产品质量，据不完全统计，以气泡这种方式产生的不良产品占所有不良产品的50％左右。由于热风传递热量的效率较低，特别是对于安装有工装夹具的软性电路板的吸热量是非常大的，低效率的加热方式直接导致电路板受热不足，出现局部温度偏高等现象，从而导致出现电路板变形等焊接不良现象，严重影响产品的质量。

专利文献公开号为CN112475523A的一种可实现半导体产品快速焊接的真空焊接炉，包括基座、炉体、焊接系统、真空系统、氮气系统、水冷系统；炉体包括横截面呈“口”字型的炉膛、可密封炉膛底部的炉底板、可密封炉膛顶部的炉盖、炉盖开合装置、密封装置；开合装置包括设置在炉膛左侧的开盖气缸、设置在炉盖的顶面的右端的中部的挂钩气缸、设置在炉底板的底面的右端的两锁紧气缸；焊接系统包括支架、底反射盘、主石墨加热盘、石墨船、石墨船支撑架、四边缘石墨加热带、四边缘反射带、电极。然而，该专利依然存在一些不足：真空炉在焊接过程中，炉体内部需要反复升温降温，较大的温差导致炉体和加热部件使用寿命短，需要经常进行维修更换。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决炉体内部反复升温降温导致炉体使用寿命短的问题，本发明提供了一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉，包括炉体，所述炉体上设置有炉体抽真空管和惰性气体输送管，所述炉体的内壁固定有加热丝，所述炉体的底部设置有中心开口的炉口座，还包括保温机构、底盖、压紧机构和工装容纳座，所述保温机构包括基座、多个导向柱、多个压紧弹簧、压紧框和保温板，所述基座固定在所述炉体的内顶部，所述基座的四角分别固定有一个所述导向柱，所述压紧框滑动安装在所述导向柱上，所述保温板固定在所述压紧框上，所述压紧框能够压紧在所述炉口座的上表面，所述炉口座的中心开口面积小于所述保温板的面积，所述压紧机构能够使所述底盖压紧于所述炉口座的下表面，所述工装容纳座固定在所述底盖的中心，当所述底盖与所述炉口座压紧后，所述工装容纳座能够伸入所述炉体内并将所述保温板向上顶起，所述工装容纳座的侧壁采用换热栅格板围成。

作为优选，所述工装容纳座的四周滑动安装有遮挡罩，所述遮挡罩用于遮挡所述换热栅格板，所述遮挡罩的底部开设有多个沉孔，每个所述沉孔内均固定有复位弹簧，所述工装容纳座的外侧面还固定有连接板，所述连接板能够收入所述沉孔内并且与所述复位弹簧抵接。

作为优选，所述工装容纳座的底部设置有底座抽真空管和冷却气体输送管，所述炉体抽真空管、惰性气体输送管、底座抽真空管和冷却气体输送管的管口均安装有快接头。

作为优选，所述压紧机构包括多个固定在所述炉体外侧的压紧气缸，每个所述压紧气缸的活塞杆末端均固定有压紧条，所述压紧气缸通过压紧条将底盖压紧于炉口座的下表面。

作为优选，所述压紧条为“U”形，所述压紧条的两端分别连接两个压紧气缸的活塞杆，多个所述压紧气缸同步升降，多个所述压紧条的上表面平齐并形成承托面，所述承托面用于承托所述底盖。

作为优选，所述压紧框的边缘处开设有用于容纳所述加热丝的通槽。

作为优选，所述保温板的下表面和所述炉体的内壁覆盖有反射涂层，当工装容纳座将保温板向上顶起后，所述保温板下表面的反射涂层被推动至高于所述加热丝的位置。

作为优选，所述工装容纳座的底部采用隔热材料填充，所述换热栅格板为金属板。

本发明的有益效果是，设置有保温机构和工装容纳座，通过工装容纳座将待焊接的半导体和电路板送入炉体内进行加热焊接，焊接时通过底盖对炉体进行密封，而焊接完成后，将工装容纳座初步冷却后取出，保温机构的保温板自动复位对炉体进行封闭，使炉体内部的温度保持稳定，减小炉体内的温度变化，进而延长炉体的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉的合盖状态示意图；

图2是本发明一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉的压紧机构的结构示意图；

图3是图2中A-A处的剖视图；

图4是本发明一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉的开炉状态示意图；

图5是本发明一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉的工装容纳座的结构示意图；

图6是图5中B-B处的剖视图；

图7是本发明一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉的爆炸图；

图8是本发明一种半导体产品快速焊接的连接板和遮挡罩的连接关系示意图。

附图标记：1、炉体；2、炉体抽真空管；3、惰性气体输送管；4、加热丝；5、炉口座；6、保温机构；7、底盖；8、压紧机构；9、工装容纳座；10、基座；11、导向柱；12、压紧弹簧；13、压紧框；14、保温板；15、换热栅格板；16、遮挡罩；17、沉孔；18、复位弹簧；19、连接板；20、底座抽真空管；21、冷却气体输送管；22、压紧气缸；23、压紧条；24、通槽；25、焊接工装。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至图8所示，本发明提供了一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉的实施例，包括炉体1，炉体1上设置有炉体抽真空管2和惰性气体输送管3，当装有电路板和半导体的焊接工装25放入炉体1内以后，首先通过抽真空管将炉体1内的空气抽出，再对炉体1加热进行焊接工作，焊接完成后，通过惰性气体输送管3向炉体1内送入惰性气体，一方面使炉体1内外的气压平衡，以便开炉将焊接工装25取出，另一方面，通入炉体1内的惰性气体也能够对焊接工装25进行初步散热，使锡膏能够快速固化，炉体1的内壁固定有加热丝4，通过加热丝4对炉体1内进行加热，提升炉体1内的温度，以便锡膏熔化对放入炉体1内的电路板和半导体进行焊接，炉体1的底部设置有中心开口的炉口座5，在开炉时由于热气流向上升起，因此将炉口向下设置能够减少部分热量损失，另一方面也能够防止熔化后的锡膏滴落在炉体1内造成炉体1污染，进而提升了炉体1的使用寿命，并且设置了炉口座5对炉体1的开口处进行保护，当开炉关炉导致炉口磨损后，更换炉口座5即可保证炉体1的密封保温性能。

还包括保温机构6、底盖7、压紧机构8和工装容纳座9，保温机构6包括基座10、多个导向柱11、多个压紧弹簧12、压紧框13和保温板14，基座10固定在炉体1的内顶部，基座10的四角分别固定有一个导向柱11，压紧框13滑动安装在导向柱11上，保温板14固定在压紧框13上，通过压紧框13对保温板14的边缘进行支撑，防止保温板14由于内外环境温差过大导致边缘翘起，提升了保温板14的密封性，压紧框13通过压紧弹簧12提供的弹力压紧在炉口座5的上表面，通过压紧框13对保温板14与炉口座5之间的缝隙进行压紧密封，炉口座5的中心开口面积小于保温板14的面积，使保温板14能够完全遮盖住炉口座5的中心开口，提升了保温板14的密封保温效果

压紧机构8能够使底盖7压紧于炉口座5的下表面，压紧机构8包括多个固定在炉体1外侧的压紧气缸22，每个压紧气缸22的活塞杆末端均固定有压紧条23，压紧条23为“U”形，压紧条23的两端分别连接两个压紧气缸22的活塞杆，多个压紧条23的上表面平齐并形成承托面，承托面用于承托底盖7，多个压紧气缸22同步升降，保证合盖或开炉的过程中底盖7不会发生倾斜，在合盖时，压紧气缸22收缩带动压紧条23上移，压紧条23上移过程中带动底盖7朝向炉口座5移动，将底盖7压紧于炉口座5的下表面，工装容纳座9的底部采用隔热材料填充，有效提升了炉体1的保温效果。

压紧框13的边缘处开设有用于容纳加热丝4的通槽24，加热丝4设置才通槽24的位置，防止压紧框13在移动过程中与加热丝4发生碰撞。

工装容纳座9固定在底盖7的中心，当底盖7与炉口座5压紧后，工装容纳座9能够伸入炉体1内并将保温板14向上顶起，通过底盖7和工装容纳座9代替保温板14继续对炉口座5进行封闭，保持炉体1内部温度的稳定，减小合盖和开炉过程中炉内的温度变化，提升炉体1的使用寿命，保温板14的下表面和炉体1的内壁覆盖有反射涂层，进一步提升了保温杯和炉体1的保温效果，当工装容纳座9将保温板14向上顶起后，保温板14下表面的反射涂层被推动至高于加热丝4的位置，以便将加热丝4产生的热量集中在保温板14下方的工装容纳座9内，进而使焊接工装25能够快速升温将锡膏熔化，工装容纳座9的侧壁采用换热栅格板15围成，换热栅格板15为金属板，金属制成的栅格板能够使热量从工装容纳座9的外部快速传导至工装容纳座9的内部，同时工装容纳座9的底部采用隔热材料填充，避免工装容纳座9内的热量传导至炉体1外部。

工装容纳座9的四周滑动安装有遮挡罩16，遮挡罩16用于遮挡换热栅格板15，遮挡罩16的底部开设有多个沉孔17，每个沉孔17内均固定有复位弹簧18，工装容纳座9的外侧面还固定有连接板19，连接板19能够收入沉孔17内并且与复位弹簧18抵接。

工装容纳座9的底部设置有底座抽真空管20和冷却气体输送管21，炉体抽真空管2、惰性气体输送管3、底座抽真空管20和冷却气体输送管21的管口均安装有快接头。

当工装容纳座9未放入炉体1内时，通过遮挡罩16对换热栅格板15进行封闭遮挡，防止外界环境污染工装容纳座9内的焊接工装25，当工装容纳座9从炉体1底部的炉口座5进入炉体1时，遮挡罩16被炉口座5阻挡无法进入炉体1内，而换热栅格板15以及工装容纳座9能够顺利进入炉体1内，当换热栅格板15完全进入炉体1后不再被遮挡，处于打开状态，以便热量进入工装容纳座9内。

当加热完成后，通过惰性气体输送管3向炉体1内通入惰性气体，平衡炉体1内外的气压并且对工装容纳座9内的焊接工装25进行初步冷却，使锡膏固化，此时工装容纳座9内充满惰性气体，之后将工装容纳座9退出炉体1，在工装容纳座9退出的过程中，遮挡罩16被复位弹簧18推动复位，继续对换热栅格板15形成遮挡，防止换热栅格板15内的惰性气体逸散污染周围环境，当工装容纳座9完全退出炉体1后，保温机构6的压紧框13和保温板14复位，对炉体1进行封闭，防止炉体1内的热量散失，以便保持炉体1内的温度相对稳定，减小炉体1内的温差变化。工装容纳座9完全退出炉体1后，再通过冷却气体输送管21输送冷却气体，对工装容纳座9内的焊接工装25进行冷却，使锡膏完全固化，防止冷却过程对炉体1内的温度造成影响，并通过底座抽真空管20将工装容纳座9内的惰性气体和冷却气体一同抽出，之后打开工装容纳座9的顶盖将焊接工装25取出即可完成半导体和电路板的焊接工作。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。

Claims (8)

1.一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉，包括炉体（1），所述炉体（1）上设置有炉体抽真空管（2）和惰性气体输送管（3），所述炉体（1）的内壁固定有加热丝（4），所述炉体（1）的底部设置有中心开口的炉口座（5），其特征在于：还包括保温机构（6）、底盖（7）、压紧机构（8）和工装容纳座（9），所述保温机构（6）包括基座（10）、多个导向柱（11）、多个压紧弹簧（12）、压紧框（13）和保温板（14），所述基座（10）固定在所述炉体（1）的内顶部，所述基座（10）的四角分别固定有一个所述导向柱（11），所述压紧框（13）滑动安装在所述导向柱（11）上，所述保温板（14）固定在所述压紧框（13）上，所述压紧框（13）能够压紧在所述炉口座（5）的上表面，所述炉口座（5）的中心开口面积小于所述保温板（14）的面积，所述压紧机构（8）能够使所述底盖（7）压紧于所述炉口座（5）的下表面，所述工装容纳座（9）固定在所述底盖（7）的中心，当所述底盖（7）与所述炉口座（5）压紧后，所述工装容纳座（9）能够伸入所述炉体（1）内并将所述保温板（14）向上顶起，所述工装容纳座（9）的侧壁采用换热栅格板（15）围成。

2.如权利要求1所述的一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉，其特征在于：所述工装容纳座（9）的四周滑动安装有遮挡罩（16），所述遮挡罩（16）用于遮挡所述换热栅格板（15），所述遮挡罩（16）的底部开设有多个沉孔（17），每个所述沉孔（17）内均固定有复位弹簧（18），所述工装容纳座（9）的外侧面还固定有连接板（19），所述连接板（19）能够收入所述沉孔（17）内并且与所述复位弹簧（18）抵接。

3.如权利要求1所述的一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉，其特征在于：所述工装容纳座（9）的底部设置有底座抽真空管（20）和冷却气体输送管（21），所述炉体抽真空管（2）、惰性气体输送管（3）、底座抽真空管（20）和冷却气体输送管（21）的管口均安装有快接头。

4.如权利要求1所述的一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉，其特征在于：所述压紧机构（8）包括多个固定在所述炉体（1）外侧的压紧气缸（22），每个所述压紧气缸（22）的活塞杆末端均固定有压紧条（23），所述压紧气缸（22）通过压紧条（23）将底盖（7）压紧于炉口座（5）的下表面。

5.如权利要求4所述的一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉，其特征在于：所述压紧条（23）为“U”形，所述压紧条（23）的两端分别连接两个压紧气缸（22）的活塞杆，多个所述压紧气缸（22）同步升降，多个所述压紧条（23）的上表面平齐并形成承托面，所述承托面用于承托所述底盖（7）。

6.如权利要求5所述的一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉，其特征在于：所述压紧框（13）的边缘处开设有用于容纳所述加热丝（4）的通槽（24）。

7.如权利要求1所述的一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉，其特征在于：所述保温板（14）的下表面和所述炉体（1）的内壁覆盖有反射涂层，当工装容纳座（9）将保温板（14）向上顶起后，所述保温板（14）下表面的反射涂层被推动至高于所述加热丝（4）的位置。

8.如权利要求7所述的一种半导体产品快速焊接的真空焊接炉，其特征在于：所述工装容纳座（9）的底部采用隔热材料填充，所述换热栅格板（15）为金属板。