Устройство для ультразвукового контроля

Устройство для ультразвукового контроля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается неразрушающего контроля и может быть использовано в радиотехнической промышленности для оценки качества паяного соединения планарного вывода микросхемы с контактной площадкой печатной платы. Целью изобретения является повышение чувствительности и достоверности контроля качества соединения. Для этого в устройство введены две плоские пружины 10,18 и узел захвата, состоящий из кронштейна 15 и пластины 16 со скошенными кромками. Устройство также содержит блок 3 перемещения и создания усилия, который состоит из постоянного магнита 6, катушки 7, расположенной на стержне 8, к которому прикреплены мембраны 9. Через плоскую пружину 10 к блоку 3 прикреплен экранирующий корпус 11, в котором расположен предварительный усилитель 12, электрически связанный с пьезопреобразователем 21. Кроме того, устройство содержит канал 22 обработки и регистрации сигналов акустической эмиссии, источник 23 питания, интегрирующую цепочку 24, блок 25 электронной задержки коммутации и генератор 26 синусоидальных колебаний. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (11) А2 511 4 G 01 N 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (61) 974256 (21) 4188868/24-63 (22) 03.02.87 (46) 15.12.89. Бюл.11 46 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) В.Б.Несвижский, В.А.Тюлин, А.И.Фефер, А.Ф. Мевис и А.А.Михайлов (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

O 974256, кл. G 01 N 29/04, 1981.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО

КОНТРОЛЯ (57) Изобретение касается нераэрушающего контроля и моиет быть использовано в радиотехнической промышленности для оценки качества паяного соединения планарного вывода микросхемы с контактной площадкой печатной платы. Целью изобретения являетсяповышение чувствительности и достоверности контроля качества соединения. Для этого в устройство введе1529099 ны две плс ские пружины 10, 18 и узел захвата, состоящий из кронштейна 15 и пластины 16 со скошенными кромками.

Устройство также содержит блок 3 пере5 мещения и создания усилия, который состоит из постоянного магнита 6, катушки 7, расположенной на стержне 8, к которому прикреплены мембраны 9.

Через плсскую пружину 10 к блоку 3 10

|прикреплен экранирующий корпус 11, 1

Изобретение относится к неразрушающему контролю, может быть использовано в радиотехнической промышленности для оценки качества паяного соединения планарного вывода микросхемы с контактной площадкой печатной пла- 20 ты и является усовершенствованием изобретения по основному авт. св. Ф 974256.

Цель изобретения — повышение чувст вительности и достоверности контроля 25 качества соединения.

На фиг.l схематически показано устройство для ультразвукового контроля качества соединения микросхемы на печатной плате; на фиг ° 2 — соприкосновение наклонных плоскостей узла ловителя с выводом микросхемы; на фиг.3, соединение узла захвата с выводом микросхемы.

Устройство содержит основание 1 со стойкой 2, блок 3 перемещения и создания усилия, связанный со стойкой 2 с помощью кронштейна 4 и стопорного винта 5. Блок 3 состоит из постоянного магнита 6 катушки 7 40 расположенной на стержне 8,к которому прикреплены мембраны 9, через плоскую пружину 10 прикреплен экранирующий корпус 11. Последний с находящимся внутри него предварительным усилите- 45 лем 12 соединен с магнитопроводом 13.

Внутри магнитопровода расположена катушка 14, К магнитопроводу прикреплен кронштейн 15. Пластина 16 соединена с магнитопроводящим сердечником

17, который через плоскую пружину 18 соединен с корпусом 11. Плоскости А кронштейна 15 и пластины 16 образуют узел захвата (фиг.2). Две наклонные плоскости кронштейна 15 и пластины

l6, предпочтительно выполненные под

0 углом 45" к оси перемещения, образуют узел ловителя, На корпусе 11 крепится кронштейн 19 и с помощью винв котором расположен предварительный усилитель 12, электрически связанный с пьезопреобразователем 21. Кроме того, устройство содержит канал 22 обработки и регистрации сигналов акустической эмиссии, источник 23 питания, интегрирующую цепочку 24, блок

25 электронной задержки коммутации и генератор 26 синусоидальных колебаний. 3 ил. та 20 регулируется усилие плоской пружины 18. На торцовой части пластины 16 расположен пьезопреобразователь

21, электрически связанный с предварительным усилителем 12. Кроме того, устройство содержит канал 22 обработки и регистрации сигналов акустической эмиссии. Блок управления содержит источник 23 питания, интегрирующую цепочку 24, блок 25 электронной задержки коммутации и генератор 26 сину. соидальных колебаний. Устройство содержит также микросхему, устанавливаемую на столе 27, с проверяемыми выводами 28.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемое изделие 29 устанавливают на столе 27. Кронштейн 4 перемещают по стойке 2 так, что узел ловителя находится на расстоянии 23 мм от проверяемого вывода 28 (фиг.3) микросхемы, и фиксируют стопорным винтом 5. Поверхности А узла захвата прижаты одна к другой усилием плоской пружины 18. При подаче с источника питания напряжения постоянного тока (" Пуск" ) через интегрирующую цепочку 24 на катушку 7 блока 3 две наклонные плоскости узла ловителя перемещаются вниз и, преодолевая усилие плоской пружины 18, входят в соприкосновение с участком вывода микросхемы. В пределах размера В проекции наклонной плоскости ловителя (фиг.2) допускается смещение выводов микросхемы, Смещение обусловлено допусками на установку вь1водов в микросхеме при ее изготовлении и допусками на размеры, определяющие положение микросхемы на печатной плате. По мере перемещения узла ловителя вниз происходит его поворот

152909 относительно места заделки плоской пружины 10, что необходимо для предохранения вывода 28 микросхемы от деформации. Когда вывод микросхемы

5 попадает на поверхность А узла захвата, напряжение постоянного тока через блок 25 электронной задержки поступает в катушку 14. При этом сердечник 17 притягивается к магнитопроводу 13, и поверхности А узла сжимают вертикальный и горизонтальный участок вывода микросхемы с усилием, обеспечивающим неподвижность соединения между захватом и выводом микро- 15 схемы. Через 0,05 с после срабатывания механизма захвата в катушку 7 блока 3 подается синусоидальный ток с генератора 26, время работы которого фиксируется блоком 25 электронной задержки 20 коммутации. Величина тока при этом берется из требований усилия F (фиг.3), выбранного для проверки прочности соединения. При этом частоту тока устанавливают такой, чтобы амплитуда перемещения захвата в случае недостаточной прочности соединения была 0,1-0,2 мм. Нижний предел, устанавливаемый экспериментально, создает возможность обнаружения по акустичес- 30 ким сигналам соединения при полном отсутствии в них спая. Верхний предел

0,2 мм устанавливают, исходя из требований к возможным угловым перемещениям горизонтального участка вывода, оговоренных в нормативных документах.

В случае дефектного соединения образуется трещина. Ее образование сопровождается сигналами акустической эмиссии, которые воспринимаются пьезо- 40 преобразователем 21, преобразуются в электрические сигналы и поступают в предварительный усилитель 12 и далее в тракт обработки и регистрации сигналов акустической эмиссии, конечным 45 элементом которого является суммирукиций счетчик, фиксирующий в цифровом виде недостаточную прочность соединения. По окончании работы генератора

26 прекращается подача напряжения с 50 источника питания (" Стоп" ). .При этом захваченный вывод освобождается, и узел захвата под действием упругих сил мембран 9 возвращается в исходное положение. Далее проверяется следующий 55 вывод микросхемы.

Пример. Используют пьезопреобразователь 21 с резонансной частотой 300 кГц. В качестве суммирующего

6 счетчика в тракте обработки и регистрации сигналов используют прибор Ч3-38, регистрацию сигналов акустической эмиссии осуществляют лишь за период времени работы генератора 26 (13-7А). В качестве времязадающих устройств в блоке

25 электронной задержки коммутации используют электронные реле времени

РВЭ-3. При подаче нарастающего до величины 0 05 А тока в течение времени 0,5 с с выхода PC цепочки 24 в катушку 7 узел ловителя, перемещаясь вниз, своими наклонными плоскостями попадает на проверяемый вывод микросхемы, разворачивается относительно места крепления пружины 10 и продолжает движение до соприкосновения острых кромок узла ловителя с поверхностью печатной платы. При этом кромки вывода

28 микросхемы устанавливаются между поверхностями А узла захвата (фиг.2).

Создается такое искусственное смещение вывода микросхемы относительно узла ловителя на + 0,4 мм. Захват вывода при этом осуществляется надежно. 3атем через блок 25 электронной задержки осуществляется коммутация тока

0,5 А в катушку 14. При этом сила прижатия плоскостей А захвата к кромкам вывода микросхемы 15 Н, что обеспечивает за счет сил трения неподвижность соединения поверхностей захвата с выводом микросхемы при создании знакопеременного усилия с амплитудой

F = 3 Н. После осуществления захвата с течение 0,5 с с генератора подается синусоидальный ток с амплитудой

0,1 А и частотой 20 Гц, обеспечивающий создание знакопеременного усилия с амплитудой F = 3 Н и перемещение узла захвата на 0,1 мм при массе подвижной части устройства 0,5 кг. При .> недостаточной прочности соединения в месте пайки образуются микротрещины, возникает акустическая эмиссия, которая в количестве 20-70 импульсов реги- стрируется в оконечном устройстве канала 22 обработки и регистрации. При оценке качества десяти контрольных соединений, выполненных заведомо с дефектами и характеризующихся пониженной прочностью, на данном устройстве зарегистрировано повышение порогового уровня сигналов акустической эмиссии для всех десяти соединений.

Проверка этих же соединений на известной установке показывает наличие дефектов лишь в четырех соединениях.

1529099

Формула изобретения

Составитель А. Зазыкина

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Редактор С.Лисина

Заказ 7633/38

Тираж 789

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина,101

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое устройство действительно обеспечивает большую достоверность оценки качества соеди5 нений выводов микросхем. Повышение достоверности оценки соединений выводов микросхем с контактными площадками печатных плат позволяет повысить качество и надежность изделий на печатных платах., Устройство для ультразвукового контроля по авт. св. М 974256, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и достоверности контроля, в устройство введены дополнительный электромагнит, две плоские пружины и узел захвата, состоящий из двух пластин со скошенными кромками, одна иэ которых закреплена на магнитопроводе, а другая — на сердечнике дополнительного электромагнита, при этом сердечник дополнительного электромагнита выполнен с возможностью горизонтального перемещения и прикреплен через первую плоскую пружину к корпусу, который через вторую плоскую пружину соединен с сердечником первого электромагнита.