Вакуумные электропечи для высокотемпературной пайки изделий электронного машиностроения

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «ТЕРМООБРАБОТКА: ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ»

Вы можете скачать(открыть) полный текст статьи в PDF-версии

Антонович П. В.
ООО «НПП «НИТТИН»,
г. Белгород, Россия

Инновационные вакуумные электропечи торговой марки «НИТТИН» периодического действия с безмасляными системами откачки предназначены для высокотемпературной пайки электронных компонентов

Одним из самых известных видов нагревательного оборудования для обеспечения эффективной высокотемпературной пайки в электронной промышленности являются вакуумные электропечи. К важнейшим преимуществам высокотемпературной пайки в вакууме относятся возможность изготовления изделий окончательного размера, получения высококачественных вакуумно-плотных и герметичных соединений, проведения ступенчатой пайки, практически нулевого окисления металлических поверхностей, отсутствие флюсов и т. д. Вакуумные электропечи обеспечивают в режиме общего нагрева групповую пайку изделий с непревзойденной производительностью, высокую гибкость и встраиваемость в технологические цепочки как единичного, так и серийного производства, дают заметное снижение энергетических затрат, в сравнении с другими типами электропечей. Все преимущества высокотемпературной вакуумной пайки проявляются при использовании современных вакуумных электропечей, которые удовлетворяют широкому набору требований.

Так как подбор оптимальных режимов высокотемпературной пайки для условий конкретного производства ведется чисто эмпирически, то оказалось, что существенным фактором, обеспечивающим высокое качество пайки электронных вакуумных приборов (ЭВП), является технологическое оборудование. Высокая воспроизводимость технологических режимов возможна только в автоматической вакуумной электропечи, без вмешательства оператора, в первую очередь это относится к длительности процесса пайки.

В связи с тем, что в ЭВП используются тугоплавкие металлы, которые обладают геттерными свойствами, необходимо обеспечить низкое давление остаточных газов, желательно не выше 1·10–5 Па. Сильное влияние температуры на формирование паяного шва определяет величину однородности температурного поля в рабочем пространстве электропечи на уровне ±2 оС, а точность поддержания температуры — не ниже ±0,1 оС. Должна быть сведена к минимуму тепловая инерция горячей зоны, чтобы обеспечить необходимое охлаждение после завершения процесса пайки.

Основные технические характеристики инновационных высоковакуумных
электропечей для высокотемпературной пайки

Наименование параметра	СНВЭ-2.4.2/13- ИОП-НИТТИН	СГВЭ-3.4/13- ИОП-НИТТИН	СШВЭ-5.5/13- ИОП-НИТТИН	СЭВЭ-3.3/13- ИОП-НИТТИН
Номинальная температура, 0 С	1300
Предельное значение вакуума в Электропечи после предварительного обезгаживания нагревательного модуля в холодном состоянии, Па (мм рт. ст.), не более	1,33·10–5 Па (1·10–7 мм рт. ст.)
Габариты рабочего пространства, мм
ширина	200	–	–	–
глубина	400	–	–	–
диаметр	–	300	500	300
высота	200	400	500	300
Масса садки с технологической оснасткой, кг	30	30	200	50
Внешние габаритные размеры Электропечи, мм, не более
ширина	1500	1100	1700	2500
длина	1500	1800	3800	3000
высота	1900	2400	2700	2960
Среда в рабочем пространстве: — при нагреве и выдержке; — при охлаждении	вакуум вакуум/инертный газ
Установленная мощность, кВт, не более	49	56	125	50
в т. ч. нагревательного модуля камеры, не более	35	30	80	45
Равномерность температуры в рабочем пространстве в установившемся режиме в пределах температур 600–1300° С, не более	±5
Количество независимых зон нагрева	1
Время откачки, мин., не более	50
Масса Электропечи, кг, не более	1200	1500	3500	4300

Конструктивное исполнение вакуумных электропечей периодического действия особой роли не играет. Они могут быть камерными, шахтными, колпаковыми, элеваторными. Технические характеристики таких печей приведены в Таблице. Однако в зависимости от конкретных условий активной пайки могут иметь место определенные предпочтения. Поэтому ООО «НПП «НИТТИН» предлагает целую линейку вакуумных электропечей периодического действия для высокотемпературной пайки. Несмотря на конструктивные различия все они имеют в составе электропечи схожие системы и узлы.

В состав электропечей входят:

моноблочный несущий каркас с площадкой обслуживания (при необходимости);
вакуумная система, включающая вертикальную или горизонтальную вакуумную камеру и откачной высоковакуумный пост на основе турбомолекулярного и безмасляного форвакуумного насоса;
цельнометаллический нагревательный модуль;
подовый стол-пробка (в элеваторных электропечах);
система газового охлаждения;
телескопический механизм перемещения садки (в элеваторных электропечах);
механизм подъема и опускания колпака (в колпаковых электропечах);
вилочный погрузчик (в случае массивной садки);
замкнутая система водяного охлаждения (с чиллером);
автономная пневмосистема;
система автоматического управления (в комплекте с компьютером и цветным принтером);
система электропитания, включая печной трансформатор;
система безопасности.

Общий вид электропечей представлен на рис. 1–4.

В буквенно-цифровой маркировке первая буква — С — обозначает нагрев сопротивлением, вторая буква указывает на конструктивное исполнение: Н — камерная, Г — колпаковая, Ш — шахтная, Э — элеваторная; третья буква — В — характеризует среду в рабочем пространстве — вакуум; четвертая буква — Э — означает, что теплоизоляция — экранно-вакуумная.

Таким образом, ООО «НПП «НИТТИН» предлагает на рынок весь набор инновационных вакуумных электропечей периодического действия, в которых загрузка очередной партии деталей производится после выгрузки предыдущей по окончании рабочего цикла. Технический уровень электропечей позволяет проводить квалифицированные процессы высокотемпературной пайки для изделий электронного машиностроения на самом современном уровне.