Устройство для пайки электросопротивлением с односторонним токоподводом

Устройство для пайки электросопротивлением с односторонним токоподводом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

союз СОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И1

1504 В 23 К

Р Ф ЬФУ0364Ф

Т2 нов.„, Ц юавд р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А STOPCKOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3759611/25-27 (22) 05.07.84 (46) 07.06.86. Бюл. Р 21

{72) В.С. Клыкова, Л.В, Иванов, Н.М. Мясникова и А.Е.Шапиро (53) 621.791.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 258015, кл. В 23 К 35/02, 07.10.68.

Авторское свидетельство СССР

У 247029, кл. В 23 К 35/02, 23.12.67. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАЙКИ

ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЕМ С ОДНОСТОРОННИМ ТОКОПОДВОДОМ, содержащее электрододержатель, установленный с возможностью вертикального перемещения, и два электроизолированных один от другого электрода с наконечниками, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества паяных соединений и расширений технологических возможностей устройства, оно снабжено механизмом компенсации относительного смещения электродов с наконечниками, выполненным в виде двух плоских Г-образных, двояковыпуклых: пружин, установленных между электродами и электрододержателем соосно и симметрично относительно его центральной вертикальной оси, и фотодатчиком, установленным по центральной оси устройства.

2. Устройство по п.l, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждая иэ пружин установлена с опорой на вертикальную стенку и нижний торец электрододержателя с возможностью регулирования натяжения пружин винтами.

1235679

Изобретение относится к пайке, в частности к устройствам для пайки электросонротивлением с односторонним токоподводом, и может быть использовано для получения нахлесточных паяных соединений металлов малых толщин и сечений в приборостроительной, радиоэлектронной и других отраслях промьппленности, например, при пайке планарных выводов микросхем или тонких проволочных проводников к контактным площадкам печатных плат, в том числе и многослойных, изготовленных любым методом.

Цель изобретения — улучшение качества паяных соединениИ и расширение технологических возможностей устройства.

На фиг.l изображено устройство, общий вид, на фиг.2 — разрез А-А на фиг.l; на фиг.3 — электрододержатель; на фиг ° 4 — то же, вид сверху; на фиг.5 — разрез Б-Б на фиг.3.

Устройство содержит выполненный целиком из электроизоляционного материала, например капролона марки В или органического стекла, электрододержатель 1, на боковых поверхностях которого жестко закреплены два Г-образных электрода 2 и 3 с наконечниками 4 и 5, а внутри электрододержателя закреплен фотодатчик 6. Для повышения соосности электродов 2 и 3 с наконечниками 4 и 5 и фотодатчика 6 установлен механизм компенсации относительного смещения электродов 2 и 3 с наконечниками 4 и 5, выполненный в виде двух плоских двояковыпуклых пружин 7 и 8 из бериллиевой бронзы, Каждая иэ этих пружин 7 и 8 установлена между Г-образными электродами 2 и 3 и электрододержателем 1 соосно и симметрично относительно его центральной вертикальной оси. Пружины 7 и 8 установлены с опорой на вертикальную стенку и нижний торец электрододержателя !. Пружины выпуклыми поверхностями упираются в стороны внутренних углов Г-образных электродов 2 и 3 в трех основных точках: в угол и по концам сторон.

Для плавной регулировки микрозазора от 0 до 1,0 мм между рабочими торцами наконечников 4 и 5 электродов 2 и 3 и пропорционального этой регулировке поджатия пружин 7 и 8 в электродах установлены регулировочные винты 9 и 10.

Z0

ЗО

З5

Для повышения качества получаемых соединений за счет более эффективного использования лучистого потока из эоны нагрева соединяемых материалов путем его выделения и концентрации фотодатчик 6 снабжен фокусирующей линзой 11 и инфракрасным светофильтром 12, по диаметрам которых выполнены ступени (В и Г на фиг.5) центрального вертикального отверстия электрододержателя 1.

Точная установка и жесткая фиксация фотодатчика 6 с линзой 11 и фильтром 12 в этом центральном вертикальном отверстии позволяет совместить оптическую ось приемной системы с лучистым потоком из зоны максимального нагрева, находящейся и центре микрозазора между рабочими торцами наконечников 4 и 6 электродов 2 и 3.

С этой целью плоские заостренные в рабочей части наконечники 4 и 5 вьп|олнены и установлены с микрозазором таким образом, что внутренняя боковая поверхность наконечников 4 и 5 образует с центральной вертикальной осью установленного фотодатчика 6 с фокусирующей линзой I! равные углы, тангенс которых пропорционален отношению радиуса линзы 11 фотодатчика

6 к высоте наконечников 4 и 5.

Для быстрой замены, облегчения точной установки и закрепления с помощью винтов наконечников 4 и 5 в последних вырезаны симметричные продольные выемки, а в Г-образных электродах 2 и 3 выполнены фиксирующие выступы с отверстиями. Наконечники 4 и 5 изготовлены из износостойкого материала,, не смачиваемого припоем, например из молибдена.

Для повьппения соосности установленных электродов 2 и 3 с наконечниками 4 и 5 фотодатчика 6, обеспечения параллельности электродов 2 и 3 и предотвращения поворота их вокруг оси, а также для упрощения и ускорения установки электродов 2 и 3 на одной высоте и заодно с гибкими токоподводами 13 и 14 от сварочного транс. форма. тора (не показан) электроды 2 и 3 установлены в вертикальные боковые пазы (Д на фиг.4) по центру горизонтального сквозного отверстия (Е на фиг.5) электрододержателя 1, разделенного на две равные части центральным вертикальным отверстием, имеющим ступени (В и Г на фиг.5), 1235679 диаметры которых равны диаметрам устанавливаемого в отверстии между электродами 2 и 3 фотодатчика 6 с фо кусирующей линзой 11. Боковые поверхности электрододержателя 1 и электродов 2 и 3 выполнены плоскими, а пазы (l1 на фиг.4) — прямоугольными, однако возможно и другое выполнение, например, поверхности могут быть цилиндрическими, а пазы — призматическими. Для установки плоских двояковыпуклых пружин 7 и 8 в устройстве образованы симметричные относительно его центральной вертикальной оси зазоры между электродами 2 и 3 и нижней частью электрододержателя 1, для чего в последнем выполнены симметричные выемки (Ж на фиг.5).

Высота крепления электрододержате- ля 1 на оси 15 винтом 16 выбрана с учетом свободного прохода под электрододержателем 1 и механизмом 17 давления паяемых деталей, в данном случае предварительно закрепленной печатной платы 18 с установленными на ней электрорадиоизделиями на механизме шагового перемещения платы (не показан).

Ось )5 входит в механизм 19 вертикального перемещения электрододержателя l, жестко связанного с подпружиненным относительно корпуса сварочной установки рычажно-пружинным механизмом. 17 давления (показана часть корпуса механизма давления), работающим от педали (не показана).

Устройство работает следующим образом.

При нажатии на педаль (не показа— на) заданное усилие с помощью гибкого тросика (не показана) передается через систему пружин механизма 17 давления на жестко связанный с ним механизм )9 вертикального перемещения, на оси 15 которого жестко закреплен электрододержатель 1 электродов 2 и 3 с наконечниками 4 и 5, прижимающими паяемый выход микросхемы к контактной площадке платы 18. Давление электродов регулируется от 0,2 до 4 кг в зависимости от первоначального зазора между рабочими торцами наконечников 4 и 5 и паяемым выводом, усилием сжатия пружины и положением упоров механизма 17 давления.

Расстояние между паяемым выводом микросхемы и рабочими торцами наконечников 4 и 5 регулируется с по5

55 мощью микрометрического винта 20 механизма 19 вертикального перемещения от 0 до 18 мм. Величина рабочего зазора между паяемым выводом и торцами наконечников 4 и 5 равна 2-3 мм.

Фиксация выбранного рабочего зазора, а .также предотвращение возможного поворота оси 15 с электрододержателем 1 осуществлена стопорным винтом.

Величина рабочего микрозазора между рабочими торцами наконечников 4 и 5 электродов 2 и 3 устанавливается равной 0,2-0,4 мм винтами 9 и 10 поджимающими пружины 7 и 8.

Установленные в симметричные зазоры, образованные между электродами

2 и 3 и нижней частью электрододержателя 1, две Г-образные плоские двояковыпуклые пружины 7 и 8, упираясь своими выпуклыми поверхностями в электрододержатель 1 и опираясь в трех точках на электроды 2 и 3, QF раничивают относительное смещение рабочих торцов наконечников 4 и 5 электродов 2 и 3 при давлении на паяемый вывод к контактной площадке печатной платы 18.

От конденсаторного источника питания с регулируемыми в процессе сварки или пайки параметрами (не показан) подведены провода 21 и 22 обратной связи по напряжению на электродах 2 и 3 закреплены с помощью винтов 9 и 10.

Провода 23 обратной связи по нап1ряжению, пропорциональному потоку излучения в процессе пайки или сварки, подведены к жестко закрепленному в электрододержателе 1 фотодатчику

6 с фокусирующей линзой ll, оптическая ось которых совпадает с централь.ной осью микрозазора между рабочими торцами наконечников 4 и 5 и эоны пайки или сварки.

После прижатия с заданным усилием паяемого вывода микросхемы к контактной площадке платы 18 включаются контакты микровыключателя сварочной цепи (не показаны). Регулируемый по величине и длительности импульс сварочного тока, проходящего от сварочного трансформатора (не показан) по гибким токоведущим шинам 13 и 14, электродам 2 и 3, наконечникам 4 и 5 через соединяемые детали нагревает их, в результате чего расплавляются покрытия паяемых вывода и контактной

1235679 площадки, и образуется соединение, затвердевающее после окончания нагрева.

После прохождения импульса сварочного тока сварочная цепь отключается.

При отпускании педали электроды 2 и

Э с наконечниками 4 и 5 поднимаются вверх, а плата 18 автоматически перемещается на шаг 1,25 мм для получения следующего соединения вывода микросхемы с контактной площадкой платы 18.

Для наблюдения за процессом сварки или пайки и оперативного контроля к верхней плите сварочной установки прикреплен микроскоп ИБС-2 (не показан).

Использование предлагаемого изобретения позволяет улучшить качество получаемых паяных и сварных соединений путем повышения соосности электродов с наконечниками и фотодатчика, благодаря механизму компенсации относительного смещения электродов с наконечниками, обеспечивающему стабильность микрозазора между рабочими торцами наконечников электродов, способствуя тем самым стабилизации соответствукнцих параметров в процессе пайки или микросварки, повысить качество получаемых соединений эа счет совмещения оптической оси приемной системы (фотодатчика с фокусирующей линзой и инфракрасным светофильтром) с центральной осью лучистого потока из

lg зоны максимального нагрева, находящейся в центре микрозазора между рабочими торцами наконечников электродов, благодаря более эффективному использованию приемной системой лучистого потока вследствие его выделения и концентрации. Устройство также позволяет расширить технологические возможности устройства путем обеспечения доступа рабочих торцов наконечников электродов для пайки в труднодоступных местах (например, к планарным выводам микросхем при наличии на печатной плате установленных электрорадиоизделий) в связи с изменением конструкции электрододержателя в сторону значительного уменьшения его горизонатальных размеров (в первую очередь длины) за счет установки механизма компенсации относительного смещения наконечников электродов, упростить конструкцию, изготовление, сборку устройства, уменьшить массу движущихся частей и повысить КПД всей установки, так как при минимально возможных размерах вторичного контура сварочные электроды максимально сближены со сварочным трансформатором.!

235679

1235679

Составитель Г.. еслин

Редактор Н.Рогулич Техред И.Лопович

Корректор И.Иаксю ишинец

Заказ 3046!12 Тираж 100 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскан наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4