CN115194388B - 一种半导体用引线焊接设备及其使用方法 - Google Patents

一种半导体用引线焊接设备及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种半导体用引线焊接设备及其使用方法，涉及引线焊接技术领域，本发明包括：连接管，所述连接管的内侧壁底部通过螺纹连接的插接管，所述插接管的内侧壁开设有操作槽，所述操作槽的内侧壁转动连接有驱动机构；夹紧机构；推动机构，所述推动机构安装在所述插接管的底部；本发明在使用时，由于引线的外侧壁与驱动机构相贴合，引线的向下移动将会在摩擦力的作用下驱动驱动机构工作，使得驱动机构带动夹紧机构进行工作，直至引线伸出推动机构底部到达规定位置时，夹紧机构将会对引线进行夹紧操作，实现了对引线伸出长度的有效限定，防止引线伸出过程导致熔球过大，影响焊接质量，节约了资源，提高了资源利用率。

Description

一种半导体用引线焊接设备及其使用方法
技术领域
本发明涉及引线焊接技术领域，尤其涉及一种半导体用引线焊接设备及其使用方法。
背景技术
引线焊接是采用金属引线，把晶体管管芯上的各个电极同管座引出线(即管脚)连接起来的一道工序。引线焊接的方法和方式很多，目前采用较多的是热压焊、超声焊和倒焊(即叩焊或翻转焊)等。引线焊接方法有多种，如超声键合、球焊等。在SAW器件制造中，目前一般都采用超声键合(或称超声点焊)，因为它具有连接可靠性高、操作简单、焊接效率高、基片不用加热等优点。超声点焊的质量与引线及其退火处理以及点焊时所选用的功率、压力、时间等因素有关。高质量的焊点光亮平滑，横向形变尺寸约为引线直径的3/2-5/3，中心呈亮点，边缘显黑亮，结合强度高。设备及引线材料设备有超声点焊机、退火炉。引线一般选用硅铝丝(即掺1%硅的铝丝)，常用直径为25、50以及80μm三种。焊接金膜时则选用金丝。工艺参数硅铝丝(或金丝)的退火一般在氢或氮气气氛的退火炉内进行，硅铝丝退火温度为450℃左右，金丝的退火温度为650℃左右。恒温15-20min，然后自然冷却。压力、时间、功率一般在保证超声波发生器输出稳定的情况下，先适当选择焊接时间，然后再仔细调节超声波输出的幅度，并摸索点焊压力，反复进行试焊，直到获得满意的焊点。
目前的引线焊接设备，在进行焊接时，劈刀无法做到对底部伸出焊丝的长度做到有效的限定，使得底部伸出的焊丝过长，导致熔球过大，影响焊接的质量，并且由于半导体用焊丝为铜丝、银丝或金丝，将会造成不必要的浪费，为此我们提出一种半导体用引线焊接设备及其使用方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在劈刀无法做到对底部伸出焊丝的长度做到有效的限定，使得底部伸出的焊丝过长，导致熔球过大，影响焊接的质量，并且由于半导体用焊丝为铜丝、银丝或金丝，将会造成不必要的浪费的问题，而提出的一种半导体用引线焊接设备及其使用方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种半导体用引线焊接设备，包括：
连接管，所述连接管的内侧壁底部通过螺纹连接的插接管，所述插接管的内侧壁开设有操作槽，所述操作槽的内侧壁转动连接有驱动机构，所述驱动机构用于驱动该设备进行工作，所述驱动机构包括转动轮、转轴、传动件、传动齿轮和转杆；所述转动轮的内侧壁与所述转轴的外侧壁固定连接，所述转轴的外侧壁靠近所述转动轮的两侧与所述传动件的一端内侧壁固定连接，所述传动件的远离所述转轴的另一端内侧壁与所述转杆的外侧壁固定连接，所述转杆的外侧壁与所述传动齿轮的内侧壁固定连接；
夹紧机构，所述夹紧机构安装在所述操作槽的内部，所述夹紧机构的底部与所述驱动机构的外侧壁相啮合，所述夹紧机构用于引线进行夹紧操作，并能规定所述引线伸出的长度，所述夹紧机构包括齿牙杆、夹紧架、复位弹簧、连接块和滑块；所述齿牙杆的顶部与所述夹紧架的底部固定连接，所述夹紧架的相向端设置为弧形，所述夹紧架的另一端与所述复位弹簧的一端固定连接，所述夹紧架的顶部与所述连接块的底部固定连接，所述连接块的外侧壁与所述滑块的内侧壁滑动连接；
推动机构，所述推动机构安装在所述插接管的底部，所述推动机构用于推动所述夹紧机构脱离与所述驱动机构的啮合状态，所述推动机构包括劈刀、连接弹簧、推杆和滚轮；所述劈刀的顶部与所述连接弹簧的底部固定连接，所述推杆设置在所述连接弹簧的两侧，所述推杆的底部与所述劈刀的顶部固定连接，所述滚轮安装在所述推杆的顶部，所述滚轮与所述推杆转动连接。
优选地，所述转轴的端部与所述操作槽的内侧壁转动连接，所述转杆的端部与所述操作槽的内侧壁转动连接。
优选地，所述复位弹簧远离所述夹紧架的另一端与所述操作槽的内侧壁固定连接，所述滑块的外侧壁与所述操作槽的内侧壁顶部滑动连接。
优选地，所述劈刀的外侧壁与所述插接管的内侧壁底部滑动连接，所述连接弹簧的顶部与所述插接管的底部固定连接，所述推杆的外侧壁贯穿所述插接管的底部并延伸至所述操作槽的内部，所述推杆的外侧壁与所述插接管滑动连接。
优选地，所述齿牙杆的底部与所述传动齿轮的外侧壁相啮合，所述齿牙杆沿所述夹紧架的中轴线呈对称设置。
优选地，所述滚轮的顶部与所述夹紧架的底部相贴合，所述连接弹簧沿所述插接管的中轴线呈环形阵列设置，所述推杆沿所述插接管的中轴线呈对称设置。
一种半导体用引线焊接设备的使用方法，包括如下步骤：
在进行焊接时，首先将引线插入连接管和插接管内，在引线经过插接管接触到驱动机构时；
驱动机构的外表面将与引线的外侧壁相贴合，在引线逐步向下移动时，将会带动驱动机构工作；
驱动机构的工作将会带动夹紧机构相向移动，当引线延伸的量达到规定长度时，夹紧机构将会对引线进行夹紧操作，此时无法移动引线；
然后通过电加热系统对伸出的引线进行加热，使得伸出的引线熔化形成熔球；
然后便可向下移动该设备，使得熔球接触至引线焊盘，形成圆饼状；
此时，由于该设备的下移，将会推动推动机构工作，使得夹紧机构复位，然后便可将该设备移动至第二焊点；
第二焊点焊接完成后，向上移动该设备使得夹紧机构再次对引线进行夹紧操作，拉断后重复上述操作进行再次焊接。
相比现有技术，本发明的有益效果为：
1、本发明在使用时，由于引线的外侧壁与驱动机构相贴合，引线的向下移动将会在摩擦力的作用下驱动驱动机构工作，使得驱动机构带动夹紧机构进行工作，直至引线伸出推动机构底部到达规定位置时，夹紧机构将会对引线进行夹紧操作，实现了对引线伸出长度的有效限定，防止引线伸出过程导致熔球过大，影响焊接质量，节约了资源，提高了资源利用率。
2、本发明在进行一次焊接时，由于整个设备的向下移动，以及对熔球的挤压，将会推动推动机构工作，使得推动机构推动夹紧机构向上移动，进而使得夹紧机构脱离与驱动机构的啮合状态，使得驱动机构自动复位，便可移动该设备到达第二焊点，并且在移动的过程中，通过引线的弯曲挤压作用，将会使得推动机构持续向上推动夹紧机构，直至到达第二焊点完成焊接，然后通过整个设备的向上移动，使得夹紧机构再次对引线进行夹紧操作，便可将引线在第二焊点部位进行拉断，保证了拉断的速度和质量，并且保证了再次焊接时伸出推动机构底部的引线到达规定位置，保证了第一焊点的均匀性，从而保证了对半导体焊接的美观，便于人员使用。
附图说明
图1为本发明提出的一种半导体用引线焊接设备及其使用方法的三维立体结构示意图；
图2为本发明提出的一种半导体用引线焊接设备及其使用方法的三维立体中部剖开结构示意图；
图3为本发明提出的一种半导体用引线焊接设备及其使用方法的三维立体侧部剖开第一视角结构示意图；
图4为本发明提出的一种半导体用引线焊接设备及其使用方法的三维立体侧部剖开第二视角结构示意图；
图5为本发明提出的一种半导体用引线焊接设备及其使用方法的推动机构、驱动机构和夹紧机构三维立体结构示意图；
图6为本发明提出的一种半导体用引线焊接设备及其使用方法的图3中A处放大结构示意图；
图7为本发明提出的一种半导体用引线焊接设备及其使用方法的图4中B处放大结构示意图；
图8为本发明提出的一种半导体用引线焊接设备及其使用方法的焊接状态结构示意图。
图中：1、连接管；2、插接管；3、驱动机构；31、转动轮；32、转轴；33、传动件；34、传动齿轮；35、转杆；4、夹紧机构；41、齿牙杆；42、夹紧架；43、复位弹簧；44、连接块；45、滑块；5、推动机构；51、劈刀；52、连接弹簧；53、推杆；54、滚轮；6、操作槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-8，一种半导体用引线焊接设备，包括：
连接管1，连接管1的内侧壁底部通过螺纹连接的插接管2，插接管2的内侧壁开设有操作槽6，操作槽6的内侧壁转动连接有驱动机构3，驱动机构3用于驱动该设备进行工作；
夹紧机构4，夹紧机构4安装在操作槽6的内部，夹紧机构4的底部与驱动机构3的外侧壁相啮合，夹紧机构4用于对引线进行夹紧操作，并能规定引线伸出的长度；
推动机构5，推动机构5安装在插接管2的底部，推动机构5用于推动夹紧机构4脱离与驱动机构3的啮合状态；
通过上述结构的设置，实现了对引线伸出长度的有效限定，防止引线伸出过程导致熔球过大，影响焊接质量，节约了资源，提高了资源利用率，并且在第二焊点处保证了引线拉断的速度和质量，并且保证了再次焊接时伸出推动机构5底部的引线到达规定位置，保证了第一焊点的均匀性，从而保证了对半导体焊接的美观，便于人员使用。
其中，驱动机构3包括转动轮31、转轴32、传动件33、传动齿轮34和转杆35；转动轮31的内侧壁与转轴32的外侧壁固定连接，转轴32的外侧壁靠近转动轮31的两侧与传动件33的一端内侧壁固定连接，传动件33的远离转轴32的另一端内侧壁与转杆35的外侧壁固定连接，转杆35的外侧壁与传动齿轮34的内侧壁固定连接；
通过上述结构的设置，使得在引线插入时，利用引线与转动轮31之间的摩擦力带动转动轮31转动，进而使得驱动机构3进行工作，从而保证夹紧机构4能够对引线进行夹紧操作。
其中，夹紧机构4包括齿牙杆41、夹紧架42、复位弹簧43、连接块44和滑块45；齿牙杆41的顶部与夹紧架42的底部固定连接，夹紧架42的相向端设置为弧形，夹紧架42的另一端与复位弹簧43的一端固定连接，夹紧架42的顶部与连接块44的底部固定连接，连接块44的外侧壁与滑块45的内侧壁滑动连接；
通过上述结构的设置，实现了对引线的夹紧操作，保证了引线伸出推动机构5底部的长度为规定长度，从而保证在每次对第一焊点进行焊接时，熔球的大小一致，从而保证了焊接的均匀性与美观性，并且在第二焊点焊接完成后，通过对引线的夹紧操作，保证了对引线拉断的速度和质量，防止引线未夹紧导致出现毛刺，增加人员的劳动负担。
其中，推动机构5包括劈刀51、连接弹簧52、推杆53和滚轮54；劈刀51的顶部与连接弹簧52的底部固定连接，推杆53设置在连接弹簧52的两侧，推杆53的底部与劈刀51的顶部固定连接，滚轮54安装在推杆53的顶部，滚轮54与推杆53转动连接；
通过上述结构的设置，实现了在利用熔球对第一焊点进行焊接时，对夹紧机构4与驱动机构3的啮合状态的脱离，使得夹紧机构4能够恢复最初状态，并且在整个设备进行移动走线时，能够使得夹紧机构4始终处于与驱动机构3的脱离状态，在第二焊点焊接完成后，能够使得驱动机构3再次驱动夹紧机构4对引线进行夹紧操作，便于后续的操作。
其中，转轴32的端部与操作槽6的内侧壁转动连接，转杆35的端部与操作槽6的内侧壁转动连接。
其中，复位弹簧43远离夹紧架42的另一端与操作槽6的内侧壁固定连接，滑块45的外侧壁与操作槽6的内侧壁顶部滑动连接。
其中，劈刀51的外侧壁与插接管2的内侧壁底部滑动连接，连接弹簧52的顶部与插接管2的底部固定连接，推杆53的外侧壁贯穿插接管2的底部并延伸至操作槽6的内部，推杆53的外侧壁与插接管2滑动连接。
其中，齿牙杆41的底部与传动齿轮34的外侧壁相啮合，齿牙杆41沿夹紧架42的中轴线呈对称设置。
其中，滚轮54的顶部与夹紧架42的底部相贴合，连接弹簧52沿插接管2的中轴线呈环形阵列设置，推杆53沿插接管2的中轴线呈对称设置。
一种半导体用引线焊接设备的使用方法，包括如下步骤：
在进行焊接时，首先将引线插入连接管1和插接管2内，在引线经过插接管2接触到驱动机构3时；
驱动机构3的外表面将与引线的外侧壁相贴合，在引线逐步向下移动时，将会带动驱动机构3工作；
驱动机构3的工作将会带动夹紧机构4相向移动，当引线延伸的量达到规定长度时，夹紧机构4将会对引线进行夹紧操作，此时无法移动引线；
然后通过电加热系统对伸出的引线进行加热，使得伸出的引线熔化形成熔球；
然后便可向下移动该设备，使得熔球接触至引线焊盘，形成圆饼状；
此时，由于该设备的下移，将会推动推动机构5工作，使得夹紧机构4复位，然后便可将该设备移动至第二焊点；
第二焊点焊接完成后，向上移动该设备使得夹紧机构4再次对引线进行夹紧操作，拉断后重复上述操作进行再次焊接。
本发明中，在使用时，将改设备移动至引线焊板第一焊点的顶部，使得连接管1的中心位置与第一焊点的中心位置重合，首先将引线插入连接管1内，然后经过插接管2延伸出劈刀51的底部，在引线经过转动轮31处时，通过引线与转动轮31相互之间的摩擦力带动转动轮31转动，进而带动转轴32转动，使得传动件33工作，带动传动齿轮34转动，由于传动齿轮34的外侧壁与齿牙杆41的底部相啮合，将会推动齿牙杆41相向移动，使得夹紧架42相向移动，直至对引线进行夹紧，引线无法再次下移，此时伸出劈刀51底部的引线将达到规定长度；
此时启动电加热启动对伸出劈刀51底部的引线进行加热熔化，使得伸出劈刀51底部的引线形成熔球，然后便可移动整个设备向下移动，使得熔球在引线焊板和劈刀51的挤压作用下形成一个焊点，在此过程中，由于整个设备的向下移动，形成第一焊点时产生的推动力，将会使得劈刀51向上移动压缩连接弹簧52，此时推杆53将会推动夹紧架42向上移动，使得齿牙杆41的底部与传动齿轮34的外侧壁脱离啮合状态，从而使得夹紧架42在复位弹簧43以及滚轮54的作用下恢复至最初状态；
然后便可进行走线，使得引线呈弧状（如图8所示），在走线的过程中，由于引线对劈刀51的推动挤压作用，使得夹紧机构4始终处于与驱动机构3的脱离啮合状态，然后对第二焊点进行焊接；
焊接完成后，向上移动整个设备，在劈刀51未完全脱离第二焊点的顶部时，夹紧机构4与驱动机构3任然处于未啮合状态，劈刀51完全脱离第二焊点的顶部时，劈刀51将会在连接弹簧52的作用下复位，使得推杆53无法推动夹紧机构4，此时齿牙杆41重新与传动齿轮34进行啮合，整个设备再次上移，此时通过引线与转动轮31相互之间的摩擦力带动转动轮31转动，进而带动转轴32转动，使得传动件33工作，带动传动齿轮34转动，由于传动齿轮34的外侧壁与齿牙杆41的底部相啮合，将会推动齿牙杆41相向移动，使得夹紧架42相向移动，直至对引线进行夹紧，然后再次向上移动整个设备时，将会对第二焊点与引线之间进行拉断，此时伸出劈刀51底部的引线将处于规定位置，便于再次焊接。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种半导体用引线焊接设备，其特征在于，包括：
连接管（1），所述连接管（1）的内侧壁底部通过螺纹连接的插接管（2），所述插接管（2）的内侧壁开设有操作槽（6），所述操作槽（6）的内侧壁转动连接有驱动机构（3），所述驱动机构（3）用于驱动该设备进行工作，所述驱动机构（3）包括转动轮（31）、转轴（32）、传动件（33）、传动齿轮（34）和转杆（35）；所述转动轮（31）的内侧壁与所述转轴（32）的外侧壁固定连接，所述转轴（32）的外侧壁靠近所述转动轮（31）的两侧与所述传动件（33）的一端内侧壁固定连接，所述传动件（33）的远离所述转轴（32）的另一端内侧壁与所述转杆（35）的外侧壁固定连接，所述转杆（35）的外侧壁与所述传动齿轮（34）的内侧壁固定连接；
夹紧机构（4），所述夹紧机构（4）安装在所述操作槽（6）的内部，所述夹紧机构（4）的底部与所述驱动机构（3）的外侧壁相啮合，所述夹紧机构（4）用于对引线进行夹紧操作，并能规定所述引线伸出的长度，所述夹紧机构（4）包括齿牙杆（41）、夹紧架（42）、复位弹簧（43）、连接块（44）和滑块（45）；所述齿牙杆（41）的顶部与所述夹紧架（42）的底部固定连接，所述夹紧架（42）的相向端设置为弧形，所述夹紧架（42）的另一端与所述复位弹簧（43）的一端固定连接，所述夹紧架（42）的顶部与所述连接块（44）的底部固定连接，所述连接块（44）的外侧壁与所述滑块（45）的内侧壁滑动连接；
推动机构（5），所述推动机构（5）安装在所述插接管（2）的底部，所述推动机构（5）用于推动所述夹紧机构（4）脱离与所述驱动机构（3）的啮合状态，所述推动机构（5）包括劈刀（51）、连接弹簧（52）、推杆（53）和滚轮（54）；所述劈刀（51）的顶部与所述连接弹簧（52）的底部固定连接，所述推杆（53）设置在所述连接弹簧（52）的两侧，所述推杆（53）的底部与所述劈刀（51）的顶部固定连接，所述滚轮（54）安装在所述推杆（53）的顶部，所述滚轮（54）与所述推杆（53）转动连接。
2.根据权利要求1所述的一种半导体用引线焊接设备，其特征在于，所述转轴（32）的端部与所述操作槽（6）的内侧壁转动连接，所述转杆（35）的端部与所述操作槽（6）的内侧壁转动连接。
3.根据权利要求1所述的一种半导体用引线焊接设备，其特征在于，所述复位弹簧（43）远离所述夹紧架（42）的另一端与所述操作槽（6）的内侧壁固定连接，所述滑块（45）的外侧壁与所述操作槽（6）的内侧壁顶部滑动连接。
4.根据权利要求1所述的一种半导体用引线焊接设备，其特征在于，所述劈刀（51）的外侧壁与所述插接管（2）的内侧壁底部滑动连接，所述连接弹簧（52）的顶部与所述插接管（2）的底部固定连接，所述推杆（53）的外侧壁贯穿所述插接管（2）的底部并延伸至所述操作槽（6）的内部，所述推杆（53）的外侧壁与所述插接管（2）滑动连接。
5.根据权利要求1所述的一种半导体用引线焊接设备，其特征在于，所述齿牙杆（41）的底部与所述传动齿轮（34）的外侧壁相啮合，所述齿牙杆（41）沿所述夹紧架（42）的中轴线呈对称设置。
6.根据权利要求1所述的一种半导体用引线焊接设备，其特征在于，所述滚轮（54）的顶部与所述夹紧架（42）的底部相贴合，所述连接弹簧（52）沿所述插接管（2）的中轴线呈环形阵列设置，所述推杆（53）沿所述插接管（2）的中轴线呈对称设置。
7.一种采用权利要求1-6任意一项所述的半导体用引线焊接设备的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
在进行焊接时，首先将引线插入连接管（1）和插接管（2）内，在引线经过插接管（2）接触到驱动机构（3）时；
驱动机构（3）的外表面将与引线的外侧壁相贴合，在引线逐步向下移动时，将会带动驱动机构（3）工作；
驱动机构（3）的工作将会带动夹紧机构（4）相向移动，当引线延伸的量达到规定长度时，夹紧机构（4）将会对引线进行夹紧操作，此时无法移动引线；
然后通过电加热系统对伸出的引线进行加热，使得伸出的引线熔化形成熔球；
然后便可向下移动该设备，使得熔球接触至引线焊盘，形成圆饼状；
此时，由于该设备的下移，将会推动推动机构（5）工作，使得夹紧机构（4）复位，然后便可将该设备移动至第二焊点；
第二焊点焊接完成后，向上移动该设备使得夹紧机构（4）再次对引线进行夹紧操作，拉断后重复上述操作进行再次焊接。
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