Устройство для ультразвуковой сварки

 

Изобретение касается ультразвуковой сварки. Устройство обеспечивает совмещение тонких неориентированных проволочных выводов, имеющихся в состоянии поставки у навейных элементов , с направляющей канавкой на рабочем торце инструмента и удержание вывода при поиске инструментом контактной площадки платы и сварке. Это повышает производительность и качество сварки. Устройство оснащено механизмом совмещения, выполненным в виде петлеобразного захвата, размещенного с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пазах, выполненных на инструменте. Захват связан посредством гибкой тяги, проходящей через направляющую вилку, с элек-| тромагнитным приводом. На тяге выполнен и-образньй компенсатор разности хода сварочной головки и инструмента, Р который предотвращает деформацию петли и выход ее из пазов инструмента и исключает чрезмерное силовое воздействие на петлю. 8 ил. (Л со о со со ГчЭ ;о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 4 В 23 К 20/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ с, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3995034/31-27 (22) 25.12.85 (46) 15.04.87. Бюл. к- 14 (71) Московский институт электронного машиностроения (72) В.Г. Подлесных, А.Г. Смирнов, M.À. Ткачев и В.А. Зеленов (53) 621.791.037(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 825296, кл. В 23 К 31/02, !978.

Патент США Ф 3593306, кл. 228-1, 1971, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ

СВАРКИ (57) Изобретение касается ультразвуковой сварки. Устройство обеспечивает совмещение тонких неориентированных проволочных выводов, имеющихся в состоянии поставки у навесных элемен„„SU„„1303329 А 1 тов, с направляющей канавкой на рабочем торце инструмента и удержание вывода при поиске инструментом контактной площадки платы и сварке. Это повышает производительность и качество сварки. Устройство оснащено механизмом совмещения, выполненным в виде петлеобразного захвата, размещенного с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пазах, выполненных на инструменте. Захват связан посредством гибкой тяги, проходящей через направляющую вилку, с элек-, тромагнитным приводом. На тяге выполнен U-образный компенсатор разности хода сварочной головки и инструмента, который предотвращает деформацию петли и выход ее из пазов инструмента и исключает черезмерное силовое воздействие на петлю. 8 ил.

1303329

Изобретение относится к ультразвуковой сварке и может быть использовано в электронной промышленности для присоединения тонких проволочных, выводов навесных элементов к контакт- 5 ным площадкам плат гибридных интегральных микросхем (ГИС).

Целью изобретения является повышение производительности и качества сварки эа счет автоматического сов- 1О мещения вывода с направляющей канавкой на рабочем торце инструмента.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — сварочная головка; на фиг. 3 " инструмент с за- . хватом, вид сбоку; на фиг. 4 — то же, вид спереди; на фиг. 5 — сечение А-А на фиг. 3; на фиг. 6 — сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 7 - механизм подачи петлеобразного захвата, вид сбо- 20 ку; на фиг. 8 — то же, вид спереди.

Устройство для ультразвуковой сварки содержит сварочную головку 1 с источником 2 колебаний, волноводом 25

3 и иглообразным инструментом 4, рабочий столик 5. Сварочная головка снабжена электромагнитным приводом, выполненным в виде двух электромагнитов 6, между которыми проходит под- 30 вижная пластина 7, шарнирно связанная с поворотной втулкой привода 8 на сварочной головке. Источник колебаний с волноводом и пружинным приводом сварочного усилия (не показан) подвешены на шарнире 9. Для регулировки величины разности хода, возникающей между сварочной головкой и инструментом при касании последним свариваемых деталей, служит винтовая подача 10.

Ветви петлеобразного захвата 11 размещены с возможностью возвратнопоступательного перемещения в пазах

12, выполненных на боковых наклонных гранях инструмента 13. Пазы направлены к задней кромке рабочего торца инструмента 14 и выходят Hà его нера- бочий торец 15. На рабочем торце инструмента выполнена направляющая канавка 16, с которой должен быть совмещен проволочный вывод 17 навесного элемента.

Петлеобразный захват в верхней части йрисоединен к гибкой тяге 18.

Тяга проходит через направляющую вилку 19, укрепленную с возможностью регулировки угла наклона паза на одном конце кронштейна 20, который другим концом соединен с помощью винта 21 со сварочной головкой 1. Тяга в средней части снабжена компенсатором разности хода сварочной головки и инстру мента в виде П-образного (или другой формы) участка. Верхним концом тяга укреплена с помощью винта 22 в пазу бобышки 23, установленной на конце рычага 24, соединенного с фланцем 25 поворотной втулки электромагнитного привода 8.

Рабочий столик 5 перемещается в горизонтальной плоскости с помощью рукоятки 26 манипулятора и поворачи вается вокруг вертикальной оси с помощью реборды 27. Подъем и опускание инструмента при манипулировании осуществляются с помощью рукоятки 28.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении петлеобразный захват опущен ниже рабочего торца инструмента и образует с ним поле захвата вывода 17. Попадание выводом, 17 навесного элемента, укрепленного на плате ГИС, в поле захвата производится путем манипулирования рабочим столиком 5, на котором укреплена плата, с помощью рукояток 26 и реборды 27, а также подъема — опускания инструмента рукояткой 28, После попадания вывода в поле захвата (размеры поля захвата 300х200 мкм, диаметр вывода 27-40 мкм) его немного продвигают в петлю и включают с помощью кнопки на рукоятке 26 электромагнитный привод 6. При срабатывании электромагнита пластина 7 перебрасывается в нижнее положение, осуществляя через рычажно-шарнирную систему поворот

4 втулки привода 8 по часовой стрелке.

Перемещение рычага 24 на небольшой угол (см. фиг. 7, где пунктир — исходное его положение) передается посредством гибкой тяги 18 петлеобразному захвату, скользящему в пазах 12 инструмента 4. Захват перемещается в верхнее положение (фиг. 3 и 5). Поскольку петля в рабочей зоне имеет

U-образную форму, вывод 17 центрируется нижней точкой петли и совмещается при ее подъеме с направляющей канавкой 16 на рабочем торце, принимая изогнутую форму (фиг. 3). Нижняя точка петли при этом расположена выше рабочего торца инструмента в выемке, образуемой перепадом высот рабочего и нерабочего торцов инструмента.

1303329,Далее с помощью рукоятки 26 производят совмещение рабочего торца инструмента с контактной площадкой ппаты

ГИС. Место нахождения точки захвата вывода определяет длину будущей пере- мычки, поэтому целесообразно выбирать эту точку на выводе так, чтобы она соответствовала расстоянию до контактной площадки с. учетом необходимой дугообразной формы перемычки.

После совмещения торца инструмента и вывода с.контактной площадкой платы ГИС сварочная головка опускается, инструмент с выводом касается контактной площадки, создается необ- 15 ходимое сварочное усилие. При этом возникает разность хода головки и инструмента, вследствие чего петля перемещается вниз до упора в контактную площадку. Деформацию петли и вы- 20 ход ее из пазов .инструмента предотвращает компенсатор на тяге 18, который исключает черезмерное силовое воздействие на петлю и воспринимает на себя разность хода. Далее включаечся ультразвуковой импульс и осуществляется приварка вывода к контактной площадке ° При подъеме инструмента возможны два варианта работы: петлевой захват продолжает удерживать вывод и отделяет свободный его конец от сварочной точки эа счет движения инструмента с захватом кверху; петля опускается в нижнее положение перед подъемом головки, свободный конец вы-35 вода скользит в ней, его отрыва от сварной точки не происходит. Второй вариант допустим, если длина вывода соответствует (с учетом дугообразной формы перемычки) расстоянию от навес-40 ного элемента до контактной площадки, т.е. свободный конец имеет ограниченную длину. На этом заканчивается раоочий цикл и устройство возвращается в исходное положение.

Предлагаемое устройство позволяет обеспечить быстрое и точное совмещение проволочного вывода навесного элемента с направляющей канавкой на рабочем торце инструмента и надежно удерживать вывод в этом положении при манипулировании столиком с платой

ГИС, необходимом для последующего совмещения инструмента с контактной площадкой. формула изобретения

Устройство для ультразвуковой сварки, преимущественно проволочных выводов навесных элементов с платами гибридных интегральных микросхем, содержащее сварочную головку с источником колебаний и волноводом, на котором смонтирован иглообразный инструмент с рабочим торцом и боковыми наклонными гранями, в которых выполнены пазы, рабочий столик с манипулятором для крепления платы, электромагнит и механизм совмещения вывода с рабочим торцом инструмента, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и качества сварки, устройство снабжено компенса". тором разности хода сварочной головки и инструмента, размещенного на инструменте с возможностью возвратнопоступательного перемещения в пазах на боковых гранях инструмента, а механизм совмещения вывода с рабочим торцом инструмента выполнен в виде петлеобразного захвата направляющей вилки и гибкой тяги, проходящей через направляющую вилку, закрепленную на сварочной головке.

1 303329

E- 6 подернута

А — А поЮерюущо

12 ф02. 5.1303329

Составитель Н. Тютченкова

Редактор И. Рыбченко Техред A.Кравчук Корректор С. Шекмар

Заказ 1251/14 Тираж 976 Подписное

ВНИИПИ Государс венного комитета СССР по делам изобретения и открытжт

113035, Москва, М(-35, Рау.нская наб., д, 4/5

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