Способ соединения изолированного проводника с выводной деталью

Способ соединения изолированного проводника с выводной деталью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И E 856716

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.10.79 (21) 2830461/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

В 23 К 20/10

В 23 К 1 1,/12

Гесударстееииый комитет (53) УДК 621.791..16 (088.8) Опубликовано 23.08.81. Бюллетень №31

Дата опубликования описания 28.08.81 по делам иэооретеиий и открытий

В. М. Колешко, В. P. Трунцевский, Г Я. т унка- ... и С. С. Кривоносов 1,, 1

/ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт электроники АН Белорусской ССР (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ИЗОЛИРОВАННОГО

ПРОВОДНИКА С ВЫВОДНОЙ ДЕТАЛЬЮ

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к ультразвуковой приварке изолированного проводника к схемным платам.

Известен способ присоединения изолированного проводника к печатной плате, включающий разводку изолированного провода на монтажной плате по топологии рисунка электронной схемы, пропускание изолированного провода через монтажные отверстия в виде петель, выступающих над отверстием, зачистку с них изоляции и присоединение проводника к контактным печатным площадкам гальваническим наращиванием, присоединяя изолированный провод к катодной штанге гальванической ванны (1) Основными недостатками этого способа являются низкая производительность и высокая себестоимость изготовления печатнсй платы.

Известен также способ соединения изолированного проводника с выводной деталью, при котором осуществляют сдавливание деталей ультразвуковым инструментом и нагрев импульсами сварочного тока с одновременной подачей в зону соединения ультразвуковых колебаний (2).

Основными недостатками известного способа являются низкий КПД, так как нагрев производится большими токами (1Ф2000А), недостаточное качество соединений из-за наличия в зоне остатков изоляционной планки и соответственно низкая производительность.

Цель изобретения — повышение качества соединения и производительности.

Эта цель достигается тем, что согласно способу соединения изолированного проводника с выводной деталью изолированный проводник укладывают на поверхность выводной детали, выполняют на торце изолированного проводника срез под углом

5 <((<45", обращенный в сторону выводной детали, ультразвуковым инструментом прижимают консольный конец изолированного проводника к детали и воздействуют на соединение ультразвуковыми колебаниями широкого спектра частот, при . этом сварочный ток подводят к изолированному проводнику и выводной детали, создавая начальный очаг

8567!б

5 о

Формула изобретения схватывания, после чего величину сварочного тока уменьшают.

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа.

Сначала производят укладку изолированного проводника 1 в полиамидную термопластичную пленку 2, нанесенную на одной стороне печатной платы 3. При этом движение печатной платы по командам от числового программного устройства станка (на чертеже не показано) прекращается, если ультразвуковой инструмент 4, при помощи которого производят укладку, подходит к краю плоскости выводной детали (пистона) 5, запрессованной в печатную плату 3. Подача электрического напряжения на ультразвуковой инструмент прекращается. С помощью ножевого устройства (на чертеже не показано) проводник 1 отрезается на горизонтальной плоскости выводной детали 5, при этом плоскость среза составляет с плоскостью поверхности печатной платы угол 5 (o(<45 (срез с углом меньше 5 технически сложен и поэтому нецелесообразен, срез с углом больше 45 приводит к ухудшению качества сварки).

Следующим этапом является перемещение ультразвукового инструмента 4 вдоль проводника 1 до тех пор, пока он не окажется расположенным на консоли отрезанного проводника l. Затем вдоль инструмента 4 прикладывается статическое усилие Р, и с помощью инструмента параллельно плоскости свариваемых деталей вводятся ультразвуковые колебания широкого спектра частот. Одновременно от источника б напряжения подают импульсы сварочного тока между проводником 1 и выводной деталью 5, при этом возникает микроплазменная струя на участке минимального расстояния между свариваемыми деталями. При этом происходит также размягчение металлов, вследствие чего наблюдается значительная деформация проводника, на который действует статическое давление и динами- 40 ческое давление, обусловленное ультразвуковыми колебаниями.

С целью исключения нагрева соединяемых деталей, величину тока в последующем ограничивают до такой величины, чтобы температура нагрева от его действия не превышала 100 — 120 . Сварка проводника с выводной деталью в дальнейшем обеспечивается за счет ультразвуковых колебаний, а небольшой нагрев импульсами тока является стимулирующим фактором. 3а счет того, 5о что в соприкосновение с поверхностью выводной детали приводится чистая поверхность проводника (без изоляции) образуется прочное сварное соединение. В зоне микросварки отсутствуют остатки поверхности плеC нок изоляции, адсорбированных и окисных пленок. Повышение производительности процесса изготовления схемных плат происходит за счет исключения времени на удаление изоляции и другие технологические операции.

С другой стороны, действие импульсов переменного тока на начальный процесс образования соединений при ультразвуковых колебаниях существенно уменьшает время сварки. Важным фактором улучшения качества укладки провода в термопластичную пленку, повышения механической прочности и уменьшения переходного электрического со противления соединения провода с выводной деталью является то, что в зону соединения вводятся механические колебания не одной фиксированной частоты, а широкого спектра частот. При этом в зоне микросварки поглощается механическая энергия значительно большей величины, чем при фиксированной частоте, потому что многообразие явлений физико-химических процессов сварки имеет весьма широкий спектр энергии активации.

Пример. При сварке медной изолированной проволоки ПНЭТ вЂ” имид ТУ16 — 505.48973 диаметром 0,18 мм с медными посеребренными пистонами на печатной плате проволока отрезалась на плате, при этом угол среза был в пределах Ы40 . Режимы ультразвуковой сварки: давление P = 0,05 — 0,1 Н; амплитуда механических колебаний = 3—

5 мкм; время сварки 0,1 — 0,3 с.

Импульсы электрического напряжения

27 В подаются между проводником и выводной деталью. При образовании электрического контакта величина тока достигает

2 — 2,5 А, в дальнейшем при помощи схемы ограничения подача напряжения отключается.

Таким образом, образуется качественное соединение с механической прочностью, составляющей 85 — 900/О механической прочности проволоки.

Способ соединения изолированного проводника с выводной деталью, при котором осуществляют сдавливание деталей ультразвуковым инструментом и нагрев импульсами сварочного тока с одновременной подачей в зону соединения ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения качества соединения и производительности, изолированный проводник укладывают на поверхность выводной детали, выполняют на торце изолированного проводника срез под углом 5 (а (45, обращенный в сторону выводной детали, ультразвуковым инструментом прижимают консольный конец изолированного проводника к детали и воздействуют на соединение ультразвуковыми колебаниями широкого спектра частот, при этом сварочный ток подводят к изолированному проводнику и

856716 выводной детали, совдавая начальный очаг схватывания, после чего величину сварочного тока уменьшают.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Мв 661866, кл. Н 05 К 3/32, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР .% 343527, кл. В 23 К 19/04, 24.12.79 (прототип) .

Редактор С: Родикова

Заказ 7082/16

Составитель Н. Тютченкова

Техред А. Бойкас Корректор Г. Решетник

Тираж 1148 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4