一種用于氮化鋁燒結(jié)的高溫?zé)Y(jié)爐加熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于氮化鋁燒結(jié)的高溫?zé)Y(jié)爐加熱系統(tǒng)，包括加熱模塊，所述加熱模塊包括三組鎢板加熱器，每組鎢板加熱器包括兩個(gè)對(duì)稱分布的鎢板加熱器；每組鎢板加熱器中的兩個(gè)鎢板加熱器的電極分別與六相隔離變壓器的一個(gè)次級(jí)線圈兩端連接；所述六相隔離變壓器三個(gè)次級(jí)線圈的中點(diǎn)兩兩連接；所述加熱模塊的六個(gè)鎢板加熱器的六個(gè)電極一端兩兩連接；所述六相隔離變壓器的三個(gè)初級(jí)線圈為三角形連接，且三個(gè)初級(jí)線圈的一端分別與三相晶閘管功率控制器的三個(gè)輸出端連接。本發(fā)明能夠減小加熱器承受的安培力，延長(zhǎng)加熱器壽命、降低電磁輻射，提高設(shè)備可靠性，降低維護(hù)成本，提高生產(chǎn)效率，為大功率氮化鋁高溫?zé)Y(jié)爐研制提供了保障。
【專利說(shuō)明】一種用于氮化鋁燒結(jié)的高溫?zé)Y(jié)爐加熱系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于氮化鋁（A1N)多層陶瓷基板燒結(jié)的生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種用 于氮化鋁燒結(jié)的高溫?zé)Y(jié)爐加熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 氮化鋁（A1N)作為電子元器件的基板和封裝最理想的材料，其制造工藝非常復(fù)雜， 其中最為關(guān)鍵的一環(huán)是多層共燒陶瓷基板的燒結(jié)成形，它是將生瓷片料經(jīng)布線、疊片、層壓 后置于氧化-還原氣氛中燒結(jié)，在高溫?zé)Y(jié)中生瓷變熟、金屬粉料金屬化，故被稱為共燒。 金屬粉料為鎢（W)、鑰（Mo)等難熔金屬，制品制程以常壓燒結(jié)為主。制品在1850°C左右的溫 度下，在流動(dòng)的氧化-還原氣氛中燒成，使用的設(shè)備是低壓大電流的高溫?zé)Y(jié)爐，最高溫度 能達(dá)2050°C，在燒結(jié)過程中由于加熱電流大，加熱器所承受的安培力也大，電磁輻射也強(qiáng)， 導(dǎo)致加熱器易變形，使用壽命有限，設(shè)備可靠性低，電磁干擾大，易影響周圍設(shè)備，降低生產(chǎn) 效率，并且鎢加熱器材料、加工制作成本昂貴，提高了生成成本，甚至導(dǎo)致大功率的高溫?zé)?結(jié)爐無(wú)法研制成功。因此迫切需要發(fā)明一種用于高溫?zé)Y(jié)的加熱系統(tǒng)，延長(zhǎng)加熱器壽命，提 高設(shè)備可靠性、降低電磁干擾，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，保障用于大批量生產(chǎn)的大功 率高溫?zé)Y(jié)爐研制成功。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種用于氮化鋁燒結(jié)的 高溫?zé)Y(jié)爐加熱系統(tǒng)，減小加熱器承受的安培力，延長(zhǎng)加熱器壽命、降低電磁輻射，提高設(shè) 備可靠性，降低維護(hù)成本，提高生產(chǎn)效率，為大功率氮化鋁高溫?zé)Y(jié)爐研制提供保障。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種用于氮化鋁燒結(jié)的高溫 燒結(jié)爐加熱系統(tǒng)，包括加熱模塊，所述加熱模塊包括三組鎢板加熱器，每組鎢板加熱器包括 兩個(gè)對(duì)稱分布的鎢板加熱器；每組鎢板加熱器中的兩個(gè)鎢板加熱器的電極分別與六相隔離 變壓器的一個(gè)次級(jí)線圈兩端連接；所述六相隔離變壓器三個(gè)次級(jí)線圈的中點(diǎn)兩兩連接；所 述加熱模塊的六個(gè)鎢板加熱器的六個(gè)電極一端兩兩連接；所述六相隔離變壓器的三個(gè)初級(jí) 線圈為三角形連接，且三個(gè)初級(jí)線圈的一端分別與三相晶閘管功率控制器的三個(gè)輸出端連 接。
[0005] 所述加熱模塊的三組鎢板加熱器分別通過水冷電纜與所述六相隔離變壓器的三 個(gè)次級(jí)線圈連接。
[0006] 所述加熱模塊的六個(gè)鎢板加熱器形狀相同，電阻相等，使對(duì)稱鎢板加熱器中流過 大小相等方向相反的電流。
[0007] 所述加熱模塊的六個(gè)鎢板加熱器均設(shè)置在隔熱屏內(nèi)，隔熱屏提供磁場(chǎng)回路，既能 隔熱又起到屏蔽作用。
[0008] 本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理是，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，大小相等方向相反的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng) 能夠最大程度的相互削弱，設(shè)計(jì)六電極對(duì)稱鎢板加熱器，使對(duì)稱鎢板加熱器中流過大小相 等方向相反的電流，同時(shí)隔熱屏提供磁場(chǎng)回路，既起到隔熱又起到屏蔽作用。根據(jù)整流變壓 器原理，設(shè)計(jì)相同原理的六相隔離變壓器，次級(jí)采用雙反星輸出，提供六個(gè)相位相差60°的 電壓，與六電極對(duì)稱鎢板加熱器組成六相平衡電路，根據(jù)基爾霍夫定律，采用三相電路相量 法計(jì)算六相平衡電路的電流，將其中相位相差180°的一組電壓接入一組對(duì)稱的鎢板加熱 器，能夠達(dá)到對(duì)稱鎢板加熱器中流過大小相等方向相反的電流的目的。
[0009] 本發(fā)明將電源整流電路中常用的整流變壓器原理首創(chuàng)性的用于氮化鋁高溫?zé)Y(jié) 爐加熱電路，即六相隔離變壓器次級(jí)采用雙反星輸出結(jié)構(gòu)，通過水冷電纜與六極對(duì)稱加熱 器連接構(gòu)成六相平衡電路，初級(jí)與三相晶閘管功率控制器連接，三相晶閘管功率控制器控 制變壓器初級(jí)電壓，并且有軟啟動(dòng)和限流功能，由于鎢加熱器在冷態(tài)和熱態(tài)電阻變化大，因 此根據(jù)爐內(nèi)溫度，比例輸出三相晶閘管功率控制器的控制信號(hào)，雙重限制輸出電流，保護(hù)六 相隔離變壓器和六電極對(duì)稱鎢板加熱器，同時(shí)隔熱屏呈圓柱面包圍六電極對(duì)稱鎢板加熱 器，與普通設(shè)計(jì)只起到隔熱作用不同的是，還能為加熱電流產(chǎn)生的向外逸散的磁場(chǎng)提供磁 回路，因此能屏蔽大部分電磁輻射干擾。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為：本發(fā)明通過巧妙的電路設(shè)計(jì)，能夠 減小加熱器承受的安培力，延長(zhǎng)加熱器壽命、降低電磁輻射，提高設(shè)備可靠性，降低維護(hù)成 本，提高生產(chǎn)效率，為大功率氮化鋁高溫?zé)Y(jié)爐研制提供了保障。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例電路原理圖； 圖2為本發(fā)明一實(shí)施例加熱系統(tǒng)組成示意圖； 圖3為本發(fā)明一實(shí)施例六相平衡電路等效電路圖； 圖4是本發(fā)明一實(shí)施例六相隔離變壓器輸出電壓相量圖； 圖5是本發(fā)明一實(shí)施例鶴板加熱器電流相量圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明一實(shí)施例包括包括六電極對(duì)稱鎢板加熱器 1，2, 3, 4, 5, 6、隔熱屏15、水冷電纜9, 10, 11，12, 13, 14、六相隔離變壓器7、三相晶閘管功率 控制器8。其中鶴板加熱器1和4對(duì)稱分布，鶴板加熱器2和5對(duì)稱分布，鶴板加熱器3和 6對(duì)稱分布，并且六個(gè)鎢板加熱器1，2, 3, 4, 5, 6形狀相同，電阻相等。
[0013] 具體的連接方式為：鎢板加熱器1的電極dl、水冷電纜9、六相隔離變壓器7的C1 端子變壓器依次連接，鎢板加熱器4的電極d7、水冷電纜10、六相隔離變壓器7的C2端子變 壓器依次連接，組成一個(gè)回路；鎢板加熱器2的電極d3、水冷電纜11、六相隔離變壓器7的 C3端子依次連接，鎢板加熱器5的電極d9、水冷電纜12、六相隔離變壓器7的C4端子依次 連接，組成一個(gè)回路；鎢板加熱器3的電極d5、水冷電纜13、六相隔離變壓器7的C5端子依 次連接，鎢板加熱器6的電極dll、水冷電纜14、六相隔離變壓器7的C6端子依次連接，組 成一個(gè)回路；鎢板加熱器1，2, 3, 4, 5, 6的電極d2, d4, d6, d8, dlO, dl2相互連接在一起。六 相隔離變壓器7的A端子與三相晶閘管功率控制器8的端子U端子連接；六相隔離變壓器 7的B端子與三相晶閘管功率控制器8的端子V端子連接；六相隔離變壓器7的C端子與 三相晶閘管功率控制器8的端子W端子連接。
[0014] 該系統(tǒng)構(gòu)成了六相平衡電路，其等效電路圖如圖3所示，根據(jù)六相隔離變壓器7的 原理，采用三相電路相量法表示，可得出六相隔離變壓器7輸出電壓相量圖4。其中
【權(quán)利要求】
1. 一種用于氮化鋁燒結(jié)的高溫?zé)Y(jié)爐加熱系統(tǒng)，其特征在于，包括加熱模塊，所述加熱 模塊包括三組鎢板加熱器，每組鎢板加熱器包括兩個(gè)對(duì)稱分布的鎢板加熱器；每組鎢板加 熱器中的兩個(gè)鎢板加熱器的電極分別與六相隔離變壓器的一個(gè)次級(jí)線圈兩端連接；所述六 相隔離變壓器三個(gè)次級(jí)線圈的中點(diǎn)兩兩連接；所述加熱模塊的六個(gè)鎢板加熱器的六個(gè)電極 一端兩兩連接；所述六相隔離變壓器的三個(gè)初級(jí)線圈為三角形連接，且三個(gè)初級(jí)線圈的一 端分別與三相晶閘管功率控制器的三個(gè)輸出端連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氮化鋁燒結(jié)的高溫?zé)Y(jié)爐加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述 加熱模塊的三組鎢板加熱器分別通過水冷電纜與所述六相隔離變壓器的三個(gè)次級(jí)線圈連 接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于氮化鋁燒結(jié)的高溫?zé)Y(jié)爐加熱系統(tǒng)，其特征在于，所 述加熱模塊的六個(gè)鎢板加熱器形狀相同，電阻相等。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于氮化鋁燒結(jié)的高溫?zé)Y(jié)爐加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述 加熱模塊的六個(gè)鎢板加熱器均設(shè)置在隔熱屏內(nèi)。
【文檔編號(hào)】F27D11/06GK104236314SQ201410456989
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】萬(wàn)喜新, 鄧斌, 王學(xué)仕, 楊金 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所