Устройство для сварки давлением

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к устройствам для сварки давлением, и может быть использовано в микроэлектронике при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Целью изобретения является повышение выхода годных изделий Сварочная головка 1 состоит из корпуса 2 и подпружиненного рычага 3 с электродом 4. Устройство определения зоны касания электрода 4 со свариваемыми деталями позволяет уменьшить скорость перемещения электрода 4. Оно содержит датчик 11 давления и эжекторное сопло 10 В момент приближения электрода 4 к свариваемым деталям эжекторное сопло 10 воспринимает избыточное давление, которое датчиком 11 преобразуется в электрический сигнал Сигнал переводит шаговый привод 6 на медленную скорость Изобретение обеспечивает автоматическое определение зоны касания независимо от разновысотности элементов интегральных схем. 1 з.п ф-лы, 3 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„ЯО„„1620244 (5I)5 В 23 К 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C7:

М

М

Д

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4283947/27 (22) 19.05.87 (46) 15.01.91. Бюл. № 2 (72) В. Н. Акимов, А. П. Рыдзевский, В. В. Жуков и В. А. Щеткин (53) 621.791.762 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1397222, кл. В 23 К ll/04, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для сварки давлением, и может быть использовано в микроэлектронике при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Целью изобретения яв2 ляется повышение выхода годных изделий.

Сварочная головка 1 состоит из корпуса

2 и подпружиненного рычага 3 с электродом 4. Устройство определения зоны касания электрода 4 со свариваемыми деталями позволяет уменьшить скорость перемещения электрода 4. Оно содержит датчик

ll давления и эжекторное сопло 10. В момент приближения электрода 4 к свариваемым деталям эжекторное сопло 0 воспринимает избыточное давление, которое датчиком 11 преобразуется в электрический сигнал. Сигнал переводит шаговый привод 6 на медленную скорость. Изобретение обеспечивает автоматическое определение зоны касания независимо от разновысотности элементов интегральных схем. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1620244

Изобретение относится к машиностроению, в частности к созданию устройств для сварки давлением, и может быть использовано в микроэлектронике при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Целью изобретения является повышение выхода годных чзделий.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — схема расположения эжекторного сопла и сварочного инструмента относительно поверхности касания; на фиг. 3 — структурная схема управления.

Устройство для сварки давлением содержит сварочную головку 1, состоящую из корпуса 2 и подпружиненного рычага 3 со сварочным инструментом 4, механизм 5 вертикальных перемещений сварочной головки с шаговым приводом 6, датчик касания сварочного инструмента со свариваемыми деталями, состоящий из элемента Холла 7, расположенного на корпусе 2 сварочной головки 1, и постоянного магнита 8, закрепленного на подпружиненном рычаге 3, и схему 9 управления с пусковым сигналом на первом входе, выходом подключенную к шаговому приводу 6, а вторым входом — к элементу Холла 7, устройство определения зоны касания сварочного инструмента 4 со свариваемыми деталями выполнено в виде эжекторного сопла 10 и датчика 11 давления, содержащего в качестве чувствительного элемента кремниевую мембрану с тонкопленочными тензорезисторами, соединенными в двуплечий мост, эжектор и датчик подключены к пневмосети 12, причем эжекторное сопло 10 закреплено на подпружиненном рычаге 3 сварочной головки 1 так, что его измерительное сопло

13 расположено на уровне, превышающем уровень расположения рабочего торца 14 сварочного инструмента 4 на 0,1 — 1d, где

d — диаметр присоединяемого проводника, а датчик 11 давления подключен к третьему входу схемы 9 управления.

Устройство работает следующим образом.

После подачи пускового сигнала на первый вход схемы 9 управления последняя запускает шаговый привод 6 на опускание сварочной головки 1, при этом при приближении рабочего торца 14 сварочного инструмента 4 к свариваемым деталям эжекторное сопло 10, из измерительного сопла 13 которого истекает постоянное давление, воспринимает избыточное давление, образовавшееся под измерительнь.:м соплом 13 при приближении его к сва1 иваемым деталям, и через пневмосеть 1 передает это давление на датчики давления. Датчик Il давления преобразует избыточное давление в электрический сигнал, который подается на третий вход схемы 9 управления. При приближении рабочего торца 14 сварочного инструмента 4 на расстоянии 10 — 50 мкм к свариваемым деталям схема 9 управления обрабатывает сигнал датчика 11 давления и переводит шаговый привод 6 на режим с уменьшением скорости перемещения сва5 рочной головки в 5 — 10 раз. После этого происходит касание сварочного инструмента

4 со свариваемыми деталями, lIpH этом подпружиненный рычаг 3, на котором размещен постоянный магнит 8, перемещается вверх относительно элемента Холла 7, 10 размещенного на корпусе 2 сварочной головки 1, что приводит к уменьшению сигнала от элемента Холла 7, который поступает на второй вход схемь. 9 управления.

При перемещении подг ружиненного рычага 3

15 относительно корпуса 2, когда шаговый двигатель 6 перемещается на один шаг, схема 9 управления останавливает шаговый привод 6. После этого схема 9 управления отрабатывает на шаговый привод 6 от одного до десяти импульсов, под действием которых

20 шаговый привод 6, перемещаясь вниз, создает сварочное усилие нг свариваемые детали. Под действием сварочного усилия и разогрева зоны сварки до 280 — 380 С, свариваемые детали деформируются в течение

25 времени 5 — 80 мс, которое задается с помощью схемы 9,управления и после окончания Образования сварного соединения сигналом со схемы 9 управления шаговый привод 6 возвращает сварочную головку

1 в исходное состояние.

Схема 9 управления содержит усилитель

15, компаратор 16, делитель 17 с опорным напряжением на входе, усилитель 18, дифференциатор 19, два формирователя 20 и 21 импульса, два регулируемых элемента 22 и 23 задержки, два RS-триггера 24 и 25, управЗ5 ляемый генератор 26, реверсивный счетчик

27 импульсов, коммутатор фаз 28 и два элемента ИЛИ 29 и 30. Входами схемы 9 управления соответственно являются: первым — первый вход формирователя 20, вторым — вход усилителя 18, третьим

40 вход усилителя 15. Выход усилителя 15 подключен к компаратору 16, выход которого соединен с управляющим входом управляемого генератора 26, а на второй вход компаратора 16 через делитель 17 напряжения

45 подано опорное напряжение. Выход усилителя 18 через последовательно соединенные дифференциатор 19, формирователь 21 и регулируемый элемент 29 задержки подключен к R -входу Я5-триггера 25, входу регулируемого элемента 23 задержки и одному

5п из входов схемы ИЛИ 30, выход которой соединен с R-входом RS-триггера 24, а второй вход схемы ИЛИ 30 — с выходом

«Заем» реверсивного счетчика 27. Выход формирователя 20 через последовательно соединенные элемент ИЛИ 29, триггер 24 и уп55 рав; яющий генератор 26 подключен к первым входам реверсивного счетчика 27 и коммутатора 28 фаз, выход которого является выходом схемы 9 управления, а вто1620244 рой вход коммутатора фаз 28 соединен с вторым входом реверсивного счетчика 27 и выходом триггера 25, при этом S-вход RSтриггера 25 соединен с выходом формирователя 20 и первым входом схемы ИЛИ, а выход регулируемого элемента 23 задержки — со вторым входом схемы ИЛИ 29.

Схема 9 управления работает следующим образом.

На первый вход схемы 9 управления поступает сигнал внешнего пуска, который через формирователь 20 устанавливает на вы- ходе триггера 25, а через элемент ИЛИ 29 на выходе триггера 25 состояние сигнала

«1». Сигнал «1» с выхода триггера 25 поступает на вход генератора 26, который начинает генерировать импульсы для работы коммутатора 28 фаз и счетчика 27 импульсов.

Коммутатор 28 фаз может коммутировать свои выходы в последовательности: 1 — 2— — 3 4 l... либо в последовательности:

4 †3 †1 — 4..., в зависимости от состояния на первом входе коммутатора 28 фаз. В данном случае на первом входе коммутатора 28 фаз будет состояние сигнала «1», поступающего с выхода триггера 25, который установлен в состояние сигнала «1» сигналом внешнего пуска, и коммутатор 28 фаз будет коммутировать свои выходы в последовательности 1 — 2 — 3 — 4 — 1..., поэтому механизм 5 вертикальных перемещений перемеьцается в позицию «Сварка» (вниз) .

Этот же сигнал «1» поступает на первый вход счетчика 27 и устанавливает его в режим суммирования, и с приходом каждого импульса с генератора 26 на счетный вход счетчика 27 код состояния счетчика 27 будет увеличиваться на единицу.

При поступлении сигнала на третий вход схемы 9 управления (сигнал от датчика 10 давления) он сравнивается на компараторе 16 с сигналом с делителя !7 напряжения, и при приближении рабочего торца 14 сварочного инструмента 4 на расстояние 10 — 50 мкм к свариваемым деталям компаратор 16 опрокидывается и через управляющий вход управляемого генератора 26 переключает последний в режим генерации импульсов с уменьшением частоты, поэтому коммутатор 28 фаз коммутирует свои выходы на пониженной частоте, а сварочная головка 1 перемещается на медленной скорости.

При поступлении сигнала на второй вход схемы 9 управления (сигнал от элемента

Холла 7) он усиливается усилителем 18, дифференцируется диффгренциатором 19 и, пройдя через элемент 22 задержки, задерживается на время, необходимое для отработки шаговым приводом 6 от 1 до 10 шагов для создания сварочной нагрузки на подпружиненном рычаге 3, запускает формирователь 21 импульса, вырабатывающий импульс, который, поступив íà R-вход триггера 25, устанавливает сигнал «О» на его выходе, который поступает на первые входы счетчика 27 и коммутатора 28 фаз. Этот же импульс поступает на второй вход элемента ИЛИ 30, а через элемент ИЛИ 30 на R-вход триггера 24 и устанавливает на выходе триггера 24 сигнал «О», который останавливает работу управляемого генератора 26 и, соответственно, счетчика 27 и коммутатора 28 фаз. Этот же импульс, задержавшись на время сварки 5 — 80 мс, "О определяемое элементом 23 задержки, через второй вход элемента ИЛИ 29 поступает на S-вход триггера 24 и устанавливает на выходе триггера 24 сигнал «1». Сигнал

«1» с выхода триггера 24 поступает на

1- вход генератора 26, который возобновляет свою работу и, соответственно, возобновляют работу счетчик 27 и коммутатор

28 фаз, причем теперь коммутатор 28 фаз будет коммутировать свои выходы в последовательности 4 — 3 — 2 — 1... (сварочная голов2О ка идет вверх), а счетчик 27 будет работать в режиме вычитания, и с приходом каждого импульса на счетный вход счетчика 27 код состояния счетчика 27 будет уменьшаться до нуля, после чего на выхо 5 де «Заем» счетчика 27 вырабатывается импульс, который через первый вход элемента ИЛИ 30 поступит на R вход триггера

26 и установит на выходе триггера 26 сигнал «О», тем самым остановит работу генератора 26 и, соответственно, счетчика 27 дд и коммутатора 28 фаз (сварочная головка

1 в исходном состоянии).

Использование изобретения позволяет автоматически определять зону касания сварочного инструмента со свариваемыми деталями независимо от разновысотности элемен35 тов интегральных схем, что приводит к повышению выхода годных изделий.

Формула изобретения

l. Устройство для сварки давлением, содержащее сварочную головку., выполненную в виде корпуса и подпружиненного

4О рычага со сварочным инструментом, механизм вертикальных перемещений сварочной головки с шаговым приводом, датчик касания сварочного инструмента со свариваемыми деталями, состоящий из элемента Холла и постоянного магнита, и схему управления, соединенную с элементом Холла и шаговым приводом, отличающееся тем, что, с целью увеличения выхода годных изделий, оно снабжено устройством определения зоны касания сварочного ин5О струмента со свариваемыми деталями, связанным со схемой управления.

2. Устройство по п. 1, отличающеегя тем, что устройство определения зоны касания сварочного инструмента со свариваемыми деталями выполнено в виде подклю55 ченных к пневмосети эжекторного сопла и датчика давления, причем последний соединен со схемой управления, а эжекторное сопло закреплено на подпружиненном рычаге сварочной головки.

1620244

)Be.

Составитель Е. Гузиков

Редактор Т. Парфенова ТехредА. Кравчук Корректор Т. Малец

Заказ 4208 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101