Устройство для пайки изделий погружением в ванну с расплавленным припоем

 

Изобретение относится к пайке, в частности к устройствам для пайки блоков радиоэлектронной аппаратуры, собранных на печатных платках с высокой плотностью проводящего рисунка, и может быть использовано в радиотехнической, электронной и других отраслях промышленности. Целью изобретения является расширение технологических возможностей устройства. Устройство содержит резервуар с расплавленным припоем, механизм подачи припоя, рабочую ванну со слоем капиллярно-пористого материала, электромагнит, установленный под дном рабочей ванны. Дно рабочей ванны выполнено составным с участками из разных материалов над стержнями магнитопровода электромагнита и между ними. Участок дна ванны над стержнями может быть выполнен из ферромагнитной стали, а участок между стержнями - из аустенитной стали или ферромагнитной стали с точкой Кюри ниже рабочей температуры припоя. При таком выполнении дна ванны обеспечивается необходимая концентрация магнитного потока для притяжения гранул в верхней части слоя капиллярно-пористого материала над стержнями. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к пайке, в частности к устройствам для пайки блоков радиоэлектронной аппаратуры, собранных на печатных платах с высокой плотностью проводящего рисунка, и может быть использовано в радиотехнической, электронной и других отраслях промышленности. Известно устройство для пайки радиоэлементов на печатных платах в ванне с припоем и со слоем капиллярно-пористого материала, управляемым магнитным полем, в котором электромагнит расположен под дном той части ванны, где размещен капиллярно-пористый материал. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для пайки радиоэлементов на печатных платах в ванне с припоем и со слоем капиллярно-пористого материала, управляемым магнитным полем, содержащее общую ванну, в которой размещены припой, вытеснитель, гранулы капиллярно-пористого материала, рабочая ванна, а также размещенный под ее дном электромагнит, состоящий из обмоток и сердечника с полюсами. Недостатком этого устройства является невозможность пайки радиоэлементов на печатных платах всех классов точности из-за невысокого качества очистки изделий от гранул малого диаметра при больших значениях толщины слоя капиллярно-пористого материала. Целью изобретения является расширение технологических возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для пайки изделий погружением в ванну с расплавленным припоем, содержащем резервуар с расплавленным припоем, расположенный в ней механизм подачи припоя, рабочую ванну со слоем капиллярно-пористого материала, электромагнит, расположенный под дном рабочей ванны, дно рабочей ванны выполнено составным с участками из разных материалов над стержнями магнитопровода электромагнита и между ними, физические и геометрические параметры материалов отвечают условию ≥ 10 где L - расстояние между стержнями электромагнита; А - ширина участка дна рабочей ванны, расположенного над стержнем электромагнита; μ₁ - магнитная проницаемость материала участка дна рабочей ванны над стержнем электромагнита; μ₂- магнитная проницаемость материала участка дна рабочей ванны между стержнями электромагнита; Н - толщина дна ванны; К - коэффициент, показывающий, на сколько уменьшилась ширина стержня электромагнита за счет участка дна ванны над ним, обращенного к капиллярно-пористому материалу (0 < К < 1). Участок дна ванны над стержнями магнитопровода выполнен из ферромагнитной стали, а между ними - из аустенитной. Участок дна ванны между стержнями выполнен из ферромагнитной стали с точкой Кюри ниже рабочей температуры припоя. На фиг. 1 показан вариант устройства для реализации предлагаемого технического решения (нагреватель, механизм для перемещения вытеснителя, захвата условно не показаны); на фиг. 2 - узел I на фиг. 1. Устройство содержит общую ванну 1, в которой размещены припой 2, вытеснитель 3, гранулы капиллярно-пористого материала 4, рабочая ванна 5, а также электромагнит, состоящий из обмотки 6 и сердечника 7 со стержнями 8 под ее дном из чередующихся участков: участок 9 расположен над стержнями 8, а участок 10 между ними. Устройство работает следующим образом. Опускают с помощью захвата 11 изделие 12, размещенное в технологической емкости 13, до контакта с припоем 2, после этого отключают магнитное поле путем отключения тока от обмотки 6 электромагнита. Плавающие в припое 2 капиллярно-пористый материал 4 и изделие 12 опускают путем подъема вытеснителя 3 из общей ванны 1 до усадки капиллярно-пористого материала 4 на дно рабочей ванны 5 и упора изделия 12 в жесткий каркас капиллярно-пористого материала 4 (припой стекает через зазоры с четырех сторон из рабочей ванны 5), задают требуемую насыщенность пор капиллярно-пористого материала 4 припоем 2. Выдерживают изделие 12 в крайнем нижнем положении и при подъеме с помощью захвата 11 изделия 12 в технологической емкости 13 очищают его от гранул капиллярно-пористого материала 4 с помощью магнитного поля. После кристаллизации припоя 2 изделие 12, находящееся в технологической емкости 13, извлекают из находящегося в крайнем верхнем положении захвата 11 и передают на следующую операцию. Работа устройства во время очистки изделия 12 от гранул капиллярно-пористого материала 4 происходит следующим образом. Подают ток в обмотку 6 электромагнита, возникший магнитный поток (на фиг. 2 обозначен Ф_о) проходит по сердечнику 7, выходя из стержня 8, разветвляется на 4 потока, которые замыкаются на соседние стержни 8, проходя через участок 9 из материала с малым сопротивлением над ним, слой капиллярно-пористого материала 4 и снова через участки 9 из материала с малым сопротивлением (на фиг. 2 обозначены Ф₁' и Ф₁''), а также проходя через участки 10 из материала с большим сопротивлением между стержнями 8 (на фиг. 2 обозначены Ф₂' и Ф₂''). При этом Ф_о = 2Ф₁' + 2Ф₂' ≈ 2Ф₁', если Ф₁' = Ф₁'', Ф₂' = Ф₂'' и Ф₁' = 10Ф₂'. Это выполняется при условии, что сопротивление участка 9 по крайней мере на порядок меньше сопротивления участка 10. Другими словами, имеет место увеличение на порядок как величины магнитного потока в слое капиллярно-пористого материала 4, так и силы притяжения гранул. Этому же способствует и то, что каждый участок 9 дна рабочей ванны является продолжением стержня 8, но с уменьшенной на 40% (при К = 0,6) площадью для концентрации магнитного потока на большей высоте над стержнями 8 в слое капиллярно-пористого материала 4. Все вместе взятое позволяет увеличить силу притяжения гранулы на поверхности слоя капиллярно-пористого материала 4 не менее чем в 25-30 раз и тем самым повысить качество очистки после пайки изделия 12, собранного на печатной плате с высокой плотностью проводящего рисунка, от гранул малого диаметра при толщине слоя капиллярно-пористого материала 4 более 40 мм. В качестве участков дна рабочей ванны 5 могут быть использованы с учетом математической зависимости следующие материалы: участки 9 - из ферромагнитной стали, например, типа Х25Т, а участки 10 - из аустенитной, например, типа Х23Н18 для выполнения сборного дна рабочей ванны 5; участки 9 - из ферромагнитной стали, например, типа Х25Т, а участки 10 - из любой ферромагнитной стали, например, с точкой Кюри ниже 260^оС для выполнения сборного дна рабочей ванны 5. К особенности изготовления сборного дна рабочей ванны 5 относится сварка швов со стороны стержней 8 электродом из ферромагнитной стали, а со стороны слоя капиллярно-пористого материала 4 электродом из аустенитной стали. Таким образом, можно сформировать на участке дна над стержнем 8 полюсный наконечник, который в сечении имеет форму трапеции (см. фиг. 2). Например, если размер большого основания А = 10 мм, то размер меньшего основания А₁ = 0,6, А = 6 мм (К = 0,6). При таком соотношении обеспечивается необходимая концентрация магнитного потока для обеспечения притяжения гранул в верхней части слоя капиллярно-пористого материала 4 над стержнями 8.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАЙКИ ИЗДЕЛИЙ ПОГРУЖЕНИЕМ В ВАННУ С РАСПЛАВЛЕННЫМ ПРИПОЕМ, содержащее резервуар с расплавленным припоем, расположенный в ней механизм подачи припоя, рабочую ванну со слоем капиллярно-пористого материала, электромагнит, установленный под дном рабочей ванны, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства, дно рабочей ванны выполнено составным с участками из разных материалов над стержнями магнитопровода электромагнита и между ними, физические и геометрические параметры материалов отвечают условию где L - расстояние между стержнями электромагнита;
A - ширина участка дна рабочей ванны, расположенного над стержнем электромагнита;
μ₁ - магнитная проницаемость материала участка дна рабочей ванны над стержнем электромагнита;
μ₂ - магнитная проницаемость материала участка дна рабочей ванны между стержнями электромагнита;
H - толщина дна ванны;
K - коэффициент, показывающий на сколько уменьшилась ширина стержня электромагнита за счет участка дна ванны над ним, обращенного к капиллярно-пористому материалу (0 < К < 1). 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что участок дна ванны над стержнями магнитопровода выполнен из ферромагнитной стали, а между ними - из аустенитной. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что участок дна ванны между стержнями выполнен из ферромагнитной стали с точкой Кюри ниже рабочей температуры припоя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000

Извещение опубликовано: 10.11.2000        

---