CN217445542U - 一种电磁感应加热装置及焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电磁感应加热装置，包括上下两端开口的腔体，所述腔体底部下方设置有分隔板，所述分隔板与腔体之间通过密封件密封，所述分隔板上方支撑设有用于放置待焊接芯片的载板，所述分隔板下方设置有电磁感应加热模块，所述电磁感应加热模块下方设置有磁通集中模块，所述磁通集中模块的正投影范围覆盖电磁感应加热模块的正投影范围。本实用新型的主要用途是提供一种结构紧凑，环保节能，加热快，热惯性小，灵敏度高的电磁感应加热装置。本实用新型还公开了一种带有该电磁感应加热装置的焊接设备。

Description

一种电磁感应加热装置及焊接设备

技术领域

本实用新型涉及焊接设备，特别是涉及一种电磁感应加热装置及焊接设备。

背景技术

集成电路面向高性能、高可靠性以及低成本方向发展，对芯片焊接的品质要求愈加苛刻，对实现芯片焊接封装的设备要求更高。采用真空共晶设备可以确保脱氧过程、改善润湿性、更好地填充焊接点、减少空洞，提高焊接质量。其中加热装置作为真空共晶设备的核心，其性能的高低直接影响整个工艺的效果。目前市面上的为电阻式加热和红外加热，电阻式加热热惰性大，红外加热红外灯管属于易耗件，并且两者的电热转化效率低，热量有部分散失在非工作区域，能量耗损大。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑，环保节能，加热快，热惯性小，灵敏度高的电磁感应加热装置及焊接设备，其适用于真空共晶焊等精密焊接设备。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种电磁感应加热装置，包括上下两端贯通的腔体，所述腔体的底部密封盖设有分隔板，所述分隔板的上方设有用于放置待焊接芯片的载板，所述分隔板下方设置有电磁感应加热模块，所述电磁感应加热模块下方设置有磁通集中模块，所述电磁感应加热模块正对载板设置。

进一步地，所述腔体的外周面上连接有多个间隔分布的支撑件，所述支撑件为L型结构，所述支撑件一端连接在腔体上，所述支撑件的另一端抵接于分隔板的底面，用于支撑分隔板。

进一步地，所述腔体的下端面与分隔板之间挤压设置有密封件。

进一步地，所述腔体的下端面上开设有环形密封槽，所述密封件位于环形密封槽内，所述密封件的外径大于所述环形密封槽的槽深。

进一步地，所述电磁感应加热模块包括安装框架和导磁线，所述安装框架上设有用于放置导磁线的回转型凹槽。

进一步地，所述安装框架包括中心板和多个支撑条，多个所述支撑条以中心板为中心呈辐射状连接在中心板的四周，所述中心板上沿回转方向设置有第一限位槽，每个支撑条上均沿各自的长度方向开设有多个第二限位槽，所述第一限位槽及第二限位槽配合形成回转型凹槽。

进一步地，所述中心板的中心处开设有穿孔，其中一个支撑条相对限位槽的端面上开设有埋线槽，埋线槽与穿孔连通。

进一步地，所述载板为石墨板，和/或所述分隔板为耐高温微晶玻璃板。

进一步地，所述磁通集中模块包括多个呈方形矩阵排列的磁通集中器，且相邻两个磁通集中器之间具有间隙。

一种焊接设备，所述焊接设备包括上述的电磁感应加热装置。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型中电磁感应加热模块与载板采用分离式布局，无直接接触，热量由载板产生，电磁感应加热模块的热量增加非常小，不易氧化，因此无需额外进行保护；能量通过电磁感应进行传递，热能损失较小，能量传递效率可达80％以上；而且采用电磁感应的加热方式，将电能直接转变成热能，转化效率高，加热快，热惯性小，断电后可立即断磁，停止加热，另外还可以通过控制交流电参数来实现精确的载板温度控制，灵敏度高；整体结构体积小，结构紧凑，制造成本低，相较于其他加热方式，更加环保节能。

2)本实用新型采用特殊设计的电磁感应加热模块，安装框架匹配感应线圈设为，一方面线圈之间间隙大，利于散热，另一方面节省材料，减轻整体重量；并且方便根据被加热载板的尺寸规格调整线圈的圈数。

3)本实用新型专利可以提供一种真空共晶焊接设备，解决现有真空共晶焊中普遍采用电阻式和红外加热的弊端问题，不止结构简化，成本降低，且促进精密焊接的可靠性提升。

附图说明

图1为本实用新型的一种电磁感应加热装置的立体图；

图2为本实用新型的一种电磁感应加热装置的分解示意图；

图3为本实用新型的一种电磁感应加热装置的主视图；

图4为图3中沿A-A方向的剖视结构示意图；

图5为图2所示电磁感应加热装置中电磁感应加热模块的立体图；

图6为图5所示电磁感应加热模块的另一视角的立体图；

其中，1、腔体；11、环形密封槽；2、载板；3、分隔板；4、支撑件；5、电磁感应加热模块；51、安装框架；511、埋线槽；512、中心板；5121、第一限位槽；5122、穿孔；513、支撑条；5131、第二限位槽；52、导磁线；6、磁通集中模块；7、密封件；8、垫块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

需要说明的是，在本实用新型的技术方案的描述中，为了清楚地描述本实用新型的技术特征所使用的一些方位词，例如“前”、“后”、“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”等均是按照本实用新型的附图方位而言的。

实施例

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例的一种电磁感应加热装置，包括上下两端贯通的腔体1，腔体1的底部密封盖设有分隔板3，分隔板3的上方设有用于放置待焊接芯片的载板2，分隔板3的下方设置有电磁感应加热模块5，电磁感应加热模块5下方设置有磁通集中模块6，电磁感应加热模块5正对载板 2设置，具体地，电磁感应加热模块5向载板2的正投影覆盖载板2，如此，可使得电磁感应加热模块5对整个载板2进行加热。同时，电磁感应加热模块5 与腔体1相互分离，实现了加热部分的模块化，不需要在腔体1上单独设置用于安装感应线圈的穿孔，便于加工、维护。另外，电磁感应加热的热惰性小，断电即断磁，易于实现对电路的控制。

本实施例中，腔体1的外周面上连接有多个间隔分布的支撑件4，支撑件4 为L型结构，支撑件4一端连接在腔体1上，支撑件4的另一端抵接于分隔板3 的底面，用于支撑分隔板3。在一个具体的实施方式中，腔体1呈矩形结构，腔体1的每个侧壁上均安装有两个支撑件4，从而提升了腔体1与分隔板3之间的连接稳定性以及二者接触面之间的密封性。

进一步地，支撑件4包括相连接的连接板和抵持板，连接板和抵持板相互垂直，连接板与腔体1的侧壁固定连接，分隔板3搭抵在抵持板的顶部。

具体地，本实施方式中，腔体1外壁开设有多个盲孔，支撑件4上连接板的一端开设有安装孔，螺钉或螺栓等紧固件穿过安装孔后螺纹连接在腔体1外壁的盲孔内，从而将支撑件4固定安装在腔体1上，采用这种结构，方便实施，简单可靠。在其他实施方式中，安装孔还可以省略，此时，连接板的一端凸设有插柱，插柱插接在盲孔内实现过盈配合，从而实现支撑板4与腔体1之间的连接关系。

腔体1的下端面与分隔板3的上端面之间挤压设置有密封件7，密封件7用于密封腔体1底面与分隔板3上表面之间的缝隙。具体地，腔体1的下端面上开设有环形密封槽11，密封件7对应设置在环形密封槽11内，密封件7的外径大于环形密封槽11的槽深，如此，当分隔板3通过支撑件4安装在腔体1上时，支撑板4的抵持板向上挤压分隔板3，从而使得密封件7受压变形，此时，提升了分隔板3与腔体1底面之间的密封性。另外，在其他未示出的实施方式中，环形密封槽11还可以开设在分隔板3的上端面上，或者环形密封槽11同时对应开设在腔体1的下端面及分隔板3的上端面上，此处不作限定。

本实施例中，密封件7为密封圈，密封圈采用耐酸型的氟橡胶材质制成，寿命长，耐酸耐高温，密封效果可靠。

本实施例中分隔板3为耐高温微晶玻璃板，上下两个面均为光滑平面，分隔板3的正投影范围覆盖腔体1下端开口的正投影范围。同时，采用耐高温微晶玻璃板隔离载板2与电磁感应加热模块5，不会影响腔体1内部的冷却、充气等其他工艺，效果显著，方便操作。

载板2通过垫块8支撑设置于分隔板3上方。载板2下部设有温度传感器安装孔，用于安装温度传感器，方便工作人员实时知晓载板2的温度，进而确保待焊接芯片焊料的融化过程能够正常高效进行。具体地，垫块8具有四个，分别位于长方形结构的载板2的四个边角处，垫块8一端抵接在分隔板3上，另一端抵接在载板2上，用于支撑载板2。本实施例中的载板2为石墨板，耐高温耐腐蚀耐老化，抗酸性好，导电性能优越。工作过程中，热量主要由载板2 产生，而电磁感应加热模块5本身产生的热量很少，不需要对电磁感应加热模块5本身的温度进行单独控制，省去了保护电磁感应加热模块5的措施，加工方便且节省了成本。

如图5和图6所示，电磁感应加热模块5包括安装框架51和导磁线52，安装框架51由不导电非金属材料制成，其上开设有回转型凹槽，所述回转型凹槽用于放置导磁线52。本实施方式中，安装框架51包括中心板512和多个支撑条 513，多个支撑条513以中心板512为中心呈辐射状连接在中心板512的四周，中心板512上开设有沿回转方向设置的第一限位槽5121，每个支撑条513上均沿各自的长度方向开设有多个第二限位槽5131，回转型凹槽由第一限位槽5121 及第二限位槽5131配合构成。使用时，导磁线52放置在第一限位槽5121及第二限位槽5131内，具体的，结合附图5所示，第一限位槽5121可以设为回型槽，通过围绕中心板512设置的多个L型件与直条件的组合沿回转方向依次延伸设置形成第二限位槽5131，其中，支撑条513用于支撑导磁线52，第二限位槽5131用于固定导磁线52，支撑条513与导磁线52相互配合，提升了导磁线 52与安装框架51之间的连接稳定性。当然，第一限位槽5121也可以设为螺旋型槽，相应的第二限位槽5131由多个弧形件的组合沿回转方向依次延伸设置而形成。本实用新型对第一限位槽5121和第二限位槽5131的具体设置形式不做限制。

另外，中心板512的中心处开设有穿孔5122，其中一个支撑条513相对限位槽5131的端面上开设有埋线槽511，埋线槽511与穿孔5122连通。使用时，导磁线52的一端由安装框架51的一端依次穿过埋线槽511及穿孔5122后回旋放置在回转型凹槽内，导磁线52盘绕后形成感应线圈。安装时，位于安装框架 51底部的导磁线52埋设在埋线槽511内，结构紧凑，且可避免导磁线52因凸出至安装框架51的外部而与其他零部件发生缠绕等情况发生。

进一步地，所述回转型凹槽的槽深大于导磁线52的外径，不仅方便安装，还可有效避免安装或使用时对导磁线52造成挤压。

在一个具体的实施方式中，中心板512呈矩形平板状结构，支撑条513具有八个，其中，四个支撑条513与中心板512的四个夹角连接，另外四个支撑条513与中心板512的四条侧边连接，使得安装框架51整体呈“米”字形结构。相较于传统的整体平板式框架结构而言，在保证结构强度的前提下，节省了材料，有效控制了生产成本，实现了轻量化生产；并且，每相邻两个支撑条513 之间均形成一空档，该空档有利于热量的散失，避免了热量集中而导致零部件损坏。

本实施方式中，中心板512与支撑条513为一体成型结构，从而方便加工，有利于控制生产成本。可以理解地，在其他未示出的实施方式中，中心板512 与支撑条513之间还可以通过卡接或螺栓、螺钉等紧固件等拆卸的方式连接，以更换或增减支撑条513，从而满足不同场合的使用需求。

在其他未示出的实施方式中，安装框架51整体为平板状结构，回转型凹槽直接设置在安装框架51的端面上，回转型凹槽呈回字型或螺旋型结构等，此处不作限定。此时，为了节省材料以及便于散热，可以在安装框架51上开设贯通安装框架51上下两端面的缺槽。

导磁线52由导磁材料制成，本实施方式中，导磁线52为铜线。在其他实施方式中，导磁线52还可以由铁硅系合金、铁铝系合金或镍铁系合金等材料制成。

本实施例中，安装电磁感应加热模块5时，安装框架51的上表面通过胶水与分隔板3的底面固定连接。电磁感应加热模块5的正投影范围覆盖载板2的正投影范围，这样可以对整个载板2进行加热，并且载板2板面的温度均匀性好，减少了载板2因受热而发生的变形，保证了载板2的工作稳定性，避免了载板2因变形而影响焊接效果。

本实施例的磁通集中模块6包括多个呈方形矩阵排列的磁通集中器，且相邻两个磁通集中器之间具有间隙。磁通集中器呈矩形结构，采用铁氧体材质制成。安装时用胶水将磁通集中器与安装框架51胶粘接，结构简单可靠。且磁通集中模块6的覆盖范围超过电磁感应线圈，磁通集中模块6用于将感应线圈产生的交变磁通集中起来，提高磁通利用率。

使用时，先将待焊接芯片的焊料放置到载板2上，然后开启电源，对感应线圈通电，根据法拉第电磁感应原理，当感应线圈内流过某一频率的交流电流时，感应线圈会产生相同频率的交变磁通，通过磁通集中模块6集中后，交变磁通穿过载板2并在载板2上产生感应电势，使载板2上产生涡流进而发热，进而将热量传导给待焊接芯片的焊料使其融化。

本实用新型的一种电磁感应加热装置，电磁感应加热模块5与载板2采用分离式布局，无直接接触，热量由载板2产生，电磁感应加热模块5的热量增加非常小，不易氧化，因此无需额外进行保护；能量通过电磁感应进行传递，热能损失较小，能量传递效率可达80％以上；而且采用电磁感应的加热方式，将电能直接转变成热能，转化效率高，加热快，热惯性小，断电后可立即断磁，停止加热，另外还可以通过控制交流电参数来实现精确的载板2温度控制，灵敏度高；整体结构体积小，结构紧凑，制造成本低，相较于其他加热方式，更加环保节能。

本实用新型还公开了一种焊接设备，该焊接设备包括上述电磁感应加热装置，因其具有上述电磁感应加热装置的全部技术特征，故具有与上述电磁感应加热装置相同的技术效果。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电磁感应加热装置，其特征在于：包括上下两端贯通的腔体(1)，所述腔体(1)的底部密封盖设有分隔板(3)，所述分隔板(3)的上方设有用于放置待焊接芯片的载板(2)，所述分隔板(3)下方设置有电磁感应加热模块(5)，所述电磁感应加热模块(5)下方设置有磁通集中模块(6)，所述电磁感应加热模块(5)正对载板(2)设置。

2.根据权利要求1所述的一种电磁感应加热装置，其特征在于：所述腔体(1)的外周面上连接有多个间隔分布的支撑件(4)，所述支撑件(4)为L型结构，所述支撑件(4)一端连接在腔体(1)上，所述支撑件(4)的另一端抵接于分隔板(3)的底面，用于支撑分隔板(3)。

3.根据权利要求2所述的一种电磁感应加热装置，其特征在于：所述腔体(1)的下端面与分隔板(3)之间挤压设置有密封件(7)。

4.根据权利要求3所述的一种电磁感应加热装置，其特征在于：所述腔体(1)的下端面上开设有环形密封槽(11)，所述密封件(7)位于环形密封槽(11)内，所述密封件(7)的外径大于所述环形密封槽(11)的槽深。

5.根据权利要求1所述的一种电磁感应加热装置，其特征在于：所述电磁感应加热模块(5)包括安装框架(51)和导磁线(52)，所述安装框架(51)上设有用于放置导磁线(52)的回转型凹槽。

6.根据权利要求5所述的一种电磁感应加热装置，其特征在于：所述安装框架(51)包括中心板(512)和多个支撑条(513)，多个所述支撑条(513)以中心板(512)为中心呈辐射状连接在中心板(512)的四周，所述中心板(512)上沿回转方向设置有第一限位槽(5121)，每个支撑条(513)上均沿各自的长度方向开设有多个第二限位槽(5131)，所述第一限位槽(5121)及第二限位槽(5131)配合形成回转型凹槽。

7.根据权利要求6所述的一种电磁感应加热装置，其特征在于：所述中心板(512)的中心处开设有穿孔(5122)，其中一个支撑条(513)相对限位槽(5131)的端面上开设有埋线槽(511)，埋线槽(511)与穿孔(5122)连通。

8.根据权利要求1所述的一种电磁感应加热装置，其特征在于：所述载板(2)为石墨板，和/或所述分隔板(3)为耐高温微晶玻璃板。

9.根据权利要求1所述的一种电磁感应加热装置，其特征在于：所述磁通集中模块(6)包括多个呈方形矩阵排列的磁通集中器，且相邻两个磁通集中器之间具有间隙。

10.一种焊接设备，其特征在于：所述焊接设备包括权利要求1-9任一项所述的电磁感应加热装置。

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