bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2025-23-4-14-20bsuir-4177Research ArticleСтатьиМоделирование тепловых полей индукционного нагрева с концентраторами вихревых токовModeling of Thermal Fields in Induction Heating with Eddy Current ConcentratorsХацкевичА. Д.KhatskevichA. D.

Хацкевич Александр Дмитриевич, исследователь, магистр техн. наук, ассист. каф. электронной техники и технологии 

220013, Минск, ул. П. Бровки, 6 

Тел.: +375 29 652-50-30 

Khatskevich Aleksandr Dmitrievich, Researcher, M. of Sci. (Tech.), Assistant at the Department of Electronic Engineering and Technology

220013, Minsk, P. Brovki St., 6 

Tel.: +375 29 652-50-30 

dvpodt94@mail.ruЛанинВ. Л.LaninV. L.

д-р техн. наук, проф. каф. элект­ронной техники и технологии 

Минск 

Dr. Sci. (Tech.), Professor at the Department of Electronic Engineering and Technology 

Minsk

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and Radioelectronics2025030920252341420Copyright © Хацкевич А.Д., Ланин В.Л., 20252025Хацкевич А.Д., Ланин В.Л.Khatskevich A.D., Lanin V.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/4177

Получена трехмерная нелинейная математическая модель индукционного нагрева для формирования шариковых выводов по технологии Flip-Chip. Исследование проведено на частотах 300, 732 и 900 кГц при мощности нагрева 20–100 Вт. Применение ферритового сердечника, фокусирующего магнитное поле, и концентратора вихревых токов позволило установить оптимальные термопрофили формирования шариковых выводов для монтажа интегральных схем со скоростью нагрева от 2,0 до 5,5 °С/c. При анализе полученных результатов по итогам экспериментов оптимальным оказался вариант расположения концентратора снизу платы. В этом случае нагрев шариков припоя на выбранных частотах достиг температуры плавления шариковых выводов 230–250 °С, что достаточно для их оплавления.

A three-dimensional nonlinear mathematical model of induction heating for forming ball terminals using the Flip-Chip technology has been developed. The study was conducted at frequencies of 300, 732, and 900 kHz with a heating power of 20–100 W. The use of a ferrite core focusing the magnetic field and an eddy current concentrator allowed us to establish optimal thermal profiles for forming ball terminals for mounting integrated circuits with a heating rate of 2.0 to 5.5 °C/s. When analyzing the results obtained from the experiments, the option of locating the concentrator at the bottom of the board turned out to be optimal. In this case, heating the solder balls at the selected frequencies reached the melting temperature of the ball terminals of 230–250 °C, which is sufficient for their reflow.

моделированиеиндукционный нагревFlip-Chipmodelinginduction heatingFlip-ChipReferencesBaker J., Smith R., Johnson P. (2021) Advances in Induction Heating for Electronics Assembly. Journal of Microelectronics Manufacturing. 34 (3), 123–134.Baker J., Smith R., Johnson P. (2021) Advances in Induction Heating for Electronics Assembly. Journal of Microelectronics Manufacturing. 34 (3), 123–134.Kim Y., Lee H., Park S. (2020) Thermal Management in Flip Chip Bonding: Challenges and Solutions. IEEE Transactions on Advanced Packaging. 43 (5), 789–798.Kim Y., Lee H., Park S. (2020) Thermal Management in Flip Chip Bonding: Challenges and Solutions. IEEE Transactions on Advanced Packaging. 43 (5), 789–798.Xu L., Zhang W., Chen Q. (2019) Innovations in Flip Chip Soldering Technologies. Microelectronics International. 36 (4), 245–257.Xu L., Zhang W., Chen Q. (2019) Innovations in Flip Chip Soldering Technologies. Microelectronics International. 36 (4), 245–257.Hongbo Xu, Mingyu Li, Yonggao Fu, Ling Wang, Jongmyung Kim (2009) Local Melt Process of Solder Bamping by Induction Heating Reflow. Soldering and Surface Mount Technology. 25 (4), 45–54.Hongbo Xu, Mingyu Li, Yonggao Fu, Ling Wang, Jongmyung Kim (2009) Local Melt Process of Solder Bamping by Induction Heating Reflow. Soldering and Surface Mount Technology. 25 (4), 45–54.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.