Устройство индукционного нагрева при пайке

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ПРИ ПАЙКЕ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники(72) Автор Ланин Владимир Леонидович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники(57) Устройство индукционного нагрева при пайке, содержащее генератор, магнитопровод с разомкнутой магнитной цепью, индукционной обмоткой и обмоткой подмагничивания,отличающееся тем, что снабжено электрическим замыкателем паяемых деталей, выполненным в форме пластины из проводящего материала, которая с помощью приборарегулятора образует вторичный контур с низким электрическим сопротивлением и высокой плотностью вихревых токов. Фиг. 1 Полезная модель относится к устройствам индукционного нагрева при пайке деталей и электронных компонентов в зазоре магнитопровода индуктора. Для повышения эффективности процессов пайки деталей и электронных компонентов применяют индукционный нагрев с помощью различных по конструкции индукторов. 91562013.04.30 Для индукционного нагрева полупроводниковых приборов предложен индуктор на незамкнутом магнитопроводе, состоящий из двух параллельно установленных сердечников из ферромагнитного материала, совместно охваченных рабочей обмоткой и обмоткой обратной связи. Индуктор дополнительно снабжен обмотками подмагничивания, питаемыми от общего источника, установленными на каждом из сердечников и намотанными встречно друг другу. Обмотка обратной связи через устройство сравнения подключена к источнику подмагничивания 1. Увеличивая ток подмагничивания в обмотке, изменяют магнитную проницаемость магнитопровода, а следовательно, напряженность высокочастотного поля в зазоре магнитопровода. В таком исполнении индуктор позволяет осуществить параллельную работу двух и более индукторов от одного генератора. Недостатком предложенной конструкции является ее сложность и трудоемкость процесса регулировки напряженности электромагнитного поля. Известен способ пайки изделий преимущественно с нахлесточным или телескопическим соединением, включающий нагрев изделий и припой энергией электромагнитного поля в зазоре магнитопровода до температуры пайки и подачу электрического тока непосредственно через расплав припоя в направлении, перпендикулярном вектору индукции магнитного поля, с одновременным вращением изделия вокруг оси 2. Возникающие пондеромоторные силы, действуя в плоскости изделия в направлении, перпендикулярном вектору электрического тока, обеспечивали увеличение глубины проникновения припоя в капиллярный зазор, а вращение изделия вокруг оси создавало условия для равномерного заполнения припоем соединительного зазора. Недостатком способа является необходимость использования дополнительного источника тока для создания пондеромоторных сил и вращения изделия вокруг оси, а также сложность контактного ввода электрического тока в паяемые детали. По своей технической сущности и достигаемому техническому результату к предложению заявителя наиболее близким является патент США Электромагнитное индукционное устройство для нагрева металлических элементов 3. Индукционное устройство содержит генератор, незамкнутый магнитопровод, образующий магнитную цепь. Вблизи каждого конца магнитопровода, обращенных друг другу, размещены две обмотки, создающие синфазные вихревые токи в металлических элементах, помещенных в зазор магнитопровода. Недостатком данного устройства является то, что оно может быть использовано для определенного типоразмера металлических деталей, полностью перекрывающих воздушный зазор. Нагрев малогабаритных деталей в зазоре индуктора неэффективен ввиду рассеивания магнитного потока. Задача предлагаемой разработки состоит в повышении эффективности индукционного нагрева деталей и компонентов в воздушном зазоре магнитопровода индуктора, сокращении времени пайки и снижении нагрева электронных компонентов. Поставленная задача решается тем, что устройство индукционного нагрева при пайке содержит электрический замыкатель паяемых деталей, выполненный в форме пластины из проводящего материала, которая с помощью прибора-регулятора образует вторичный контур с низким электрическим сопротивлением и высокой плотностью вихревых токов. Сущность предлагаемой полезной модели заключается в образовании электрической цепи в виде вторичного контура с помощью электрического замыкателя паяемых деталей и прибора-регулятора, что позволяет регулировать величину плотности вихревых токов,протекающих через детали, устраняет потери магнитного потока в окружающем пространстве и повышает эффективность индукционного нагрева. Для достижения указанного выше технического эффекта устройство индукционного нагрева при пайке, содержащеегенератор, магнитопровод с разомкнутой магнитной цепью, индукционной обмоткой и обмоткой подмагничивания, дополнительно снабжено 2 91562013.04.30 электрическим замыкателем паяемых деталей, выполненным в форме пластины из проводящего материала, которая с помощью прибора-регулятора образует вторичный контур с низким электрическим сопротивлением и высокой плотностью вихревых токов, что обеспечивает высокоэффективный и равномерный индукционный нагрев паяемых деталей. Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического эффекта, поясняются фигурами. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства индукционного нагрева при пайке. Устройство состоит из генератора 1, магнитопровода с разомкнутой магнитной цепью 2 с индукционной обмоткой, разделенной на две равные части, подключенные к генератору 1, обмотки подмагничивания, подключенной к источнику тока подмагничивания 3,паяемых деталей 4, электрического замыкателя 5, выполненного в форме пластин из проводящего материала, например латуни, и прибора-регулятора 6. На фиг. 2 показана схема устройства индукционного нагрева при виде сверху. Устройство используют следующим образом. С помощью электрического замыкателя 5 и прибора-регулятора 6 электрически соединяют паяемые детали 4, образуя в магнитном поле магнитопровода вторичный контур с низким электрическим сопротивлением. Прибором-регулятором 6 изменяют величину вихревых токов во вторичном контуре и тем самым скорость нагрева деталей. Повышение эффективности индукционного нагрева достигается за счет образования с помощью электрического замыкателя паяемых деталей и прибора-регулятора вторичного контура с низким электрическим сопротивлением, в котором создается повышенная плотность вихревых токов, что позволяет увеличить скорость и равномерность нагрева паяемых деталей и обеспечить тем самым высокое качество паяных соединений. Пример. Индукционное устройство на магнитопроводе из феррита марки 600 НН, питаемое от генератора с частотой 66 кГц и мощностью 1,5 кВт, применено при пайке силовых контактов электронного модуля с помощью припойной пасты ПП-250. В образованном замкнутом вторичном контуре из паяемых контактов и электрического замыкателя величина вихревых токов регулировалась прибором в пределах 6-10 А. Скорость индукционного нагрева возросла в 2 раза и составила 50 С/с. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3