RU15970U1

RU15970U1 - MICROWELDING UNIT

Info

Publication number: RU15970U1
Application number: RU2000114073/20U
Authority: RU
Inventors: В.Г. Сизов; А.В. Подувальцев
Original assignee: Сизов Вячеслав Геннадьевич; Подувальцев Александр Владимирович
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2000-11-27

Abstract

Установка для микросварки, содержащая корпус, установленный на опорной плите, сварочную головку, включающую инструмент, держатель и двуплечий рычаг, установленные в центрах, механизм вертикального перемещения, узел зажима проволоки с губками, оптическую головку, манипулятор перемещения свариваемого прибора, монтажный столик, блок управления, отличающаяся тем, что корпус снабжен п-образным несущим основанием, на котором смонтированы сварочная головка, каретка ее горизонтального перемещения, совпадающего с направлением формирования проволочной перемычки, манипулятор, монтажный столик, а в нише п-образного основания установлен блок управления, двуплечий рычаг и держатель инструмента установлены в трех центрах, средний из которых - общий, смонтированных на кронштейне соосно друг другу и находящихся в одной горизонтальной плоскости с рабочим торцем сварочного инструмента, манипулятор выполнен в виде двух полых валов, взаимно перемещающихся по направляющим в вертикальной плоскости, причем нижний вал с одного конца соединен шарнирно с нижней ручкой манипулятора, при этом шарнир с помощью маховика имеет возможность вращения вокруг вертикальной оси вала, а верхний вал соединен также через шарнир с монтажным столиком, который вместе с шарниром имеет возможность вращения вокруг вертикальной оси вала, причем верхний вал через дополнительный шарнир соединен с п-образным несущим основанием.A microwelding installation comprising a body mounted on a base plate, a welding head including a tool, a holder and a two-arm lever mounted in the centers, a vertical movement mechanism, a wire clamping unit with jaws, an optical head, a weld movement manipulator, a mounting table, a control unit characterized in that the housing is equipped with a p-shaped bearing base on which the welding head is mounted, the carriage of its horizontal movement, coinciding with the direction of formation of a jumper wire, a manipulator, an assembly table, and a control unit is installed in the niche of the u-shaped base, the two-arm lever and the tool holder are installed in three centers, the middle of which is the common, mounted on the bracket aligned with each other and located in the same horizontal plane with the working end welding tool, the manipulator is made in the form of two hollow shafts mutually moving along the guides in a vertical plane, and the lower shaft at one end is pivotally connected to the lower handle of the manipulator, the hinge with the help of a flywheel has the ability to rotate around the vertical axis of the shaft, and the upper shaft is also connected via a hinge to the mounting table, which together with the hinge has the ability to rotate around the vertical axis of the shaft, and the upper shaft is connected through an additional hinge to the u-shaped bearing base.

Description

Установка для микросваркиInstallation for microwelding

Решение относится к оборудованию для сборки полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, а именно, к установкам для микросварки.The solution relates to equipment for the assembly of semiconductor devices and integrated circuits, namely, to installations for microwelding.

Известна автоматизированная установка для присоединения объемных выводов полупроводниковых приборов и микросхем (авт. свид. СССР № 1637984, В23К, 31/02, 1991 г.), включающая шарнирно установленную.на корпусе сварочную головку с инструментом и губками для зажима проволоки, механизм образования шарика, координатный стол, оптическое устройство, коммутатор, механизм обрезки проволоки в виде ножа с горизонтальной режущей кромкой, размещенный на коромысле, кронштейн для регулирования установки по высоте ножа, электромагнит с якорем; повышение качества соединения достигается за счет улучшения качества обрезки проволоки, для этого установка снабжена демпфирующим устройством, установленным между губками зажима и катушкой для проволоки, а упор и прижим установлены с возможностью поджатия друг к другу посредством упругого звена, а нож закреплен на коромысле под уг.лом 25-35° к оси инструмента.A well-known automated installation for connecting volumetric outputs of semiconductor devices and microcircuits (ed. Certificate of the USSR No. 1637984, V23K, 31/02, 1991), including a pivotally mounted welding head with a tool and jaws for clamping the wire, a ball forming mechanism , a coordinate table, an optical device, a switch, a wire-cutting mechanism in the form of a knife with a horizontal cutting edge, located on the beam, an arm for adjusting the installation along the height of the knife, an electromagnet with an anchor; Improving the quality of the connection is achieved by improving the quality of wire trimming, for this the installation is equipped with a damping device installed between the clamp jaws and the wire spool, and the stop and clamp are installed with the possibility of pressing them to each other by means of an elastic link, and the knife is fixed to the beam at an angle. scrap 25-35 ° to the axis of the tool.

ОрОотЬузOrOuz

оу jffl Iflfoh jffl iflf

S S

МКИ7В23К31/о2 MKI7V23K31 / o2

на опорной плите, что усложняет конструкцию и ограничивает возможность манипуляций.on the base plate, which complicates the design and limits the possibility of manipulation.

В качестве прототипа рассмотрена автоматическая установка для присоединения проволочных выводов (авт. свид. № 1625630, В25К, 31/02, 1991 г.), содержащая корпус, установленный на опорной плите, координатный стол (манипулятор) с приводами, сварочную головку, включающую инструмент, держатель и двуплечий рычаг, установленные в центрах, контакт запуска сварки, механизм перемещения сварочной головки, механизм подъема инструмента, узел зажима проволоки губками, блок управления, оптичес1оад головку, для расширения технологических возможностей установка снабжена приводным механизмом поворота проволоки, который расположен на одном плече двуплечего рычага с возможностью взаимодействия с узлом зажима проволоки, на другом плече двуплечего рычага размещен механизм подъема инструмента с возможностью взаимодействия с контактом запуска сварки, а губки узла зажима проволоки установлены над инструментом, при этом ось их вращения совмещена с осью инструмента.As a prototype, an automatic installation for attaching wire leads (author certificate No. 1625630, V25K, 31/02, 1991) is considered, comprising a housing mounted on a base plate, a coordinate table (manipulator) with drives, a welding head including a tool , a holder and a two-arm lever mounted in the centers, a welding start contact, a welding head moving mechanism, a tool lifting mechanism, a wire clamping unit with jaws, a control unit, an optical head, to expand technological capabilities, installation with abzhena by the drive mechanism of rotation of the wire, which is located on one shoulder of the two shoulders of the lever with the possibility of interaction with the node of the clamp wire, on the other shoulder of the two shoulders of the lever is the mechanism for lifting the tool with the ability to interact with the contact start welding, and the lips of the node of the clamp of wire are mounted on the tool their rotation is aligned with the axis of the tool.

Корпус установки выполнен в виде стойки, и все рабочие узлы закреплены с помощью отдельньгч: кронштейнов, что усложняет конструкцию, повышает ее металлоемкость, увеличивая массу, которая, в свою очередь, снижает скорость срабатывания исполнительных механизмов, а это вльшет на качество сварки.The installation case is made in the form of a rack, and all working units are fixed using separate brackets, which complicates the design, increases its metal consumption, increasing mass, which, in turn, reduces the speed of actuators, and this affects the quality of welding.

Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.These shortcomings are eliminated by the proposed solution.

Решаемая задача - совершенствование конструкции установки, повышение качества сварки.The problem to be solved is improving the design of the installation, improving the quality of welding.

Технический результат - создание более компактной, менее металлоемкой конструкции за счет более рациональной компоновки и установки узлов, обеспечиваюш;ей высокое качество сварки и обладающей более широкими технологическими возможностями.The technical result is the creation of a more compact, less metal-intensive design due to a more rational layout and installation of nodes, providing it with high quality welding and possessing wider technological capabilities.

Этот технический результат достигается тем, что в установке для микросварки, содержащей корпус, установленный на опорной плите, сварочную головку, включающую инструмент, держатель и двуплечий рычаг, установленные в центрах, механизм вертикального перемещения, узел зажима проволоки с губками, огггическую головку, манипулятор перемещения свариваемого прибора, монтажный столик, блок управления, корпус снабжен п-образным несущим основанием, на котором смонтированы сварочная головка, каретка для ее горизонтального перемещения, совпадающего с направлением формирования проволочной перемычки, манипулятор, а в нише п-образного несущего основания расположен блок управления, двуплечий рьиаг и держатель инструмента установлены в трех центрах, средний из которых - общий, укрепленных на кронщтейне соосно друг Другу и находящихся в одной горизонтальной плоскости с рабочим торцем сварочного инструмента, манипулятор выполнен в виде двух полых валов, взаимно пере.This technical result is achieved by the fact that in the installation for microwelding, comprising a housing mounted on a base plate, a welding head including a tool, a holder and a two-arm lever mounted in the centers, a vertical movement mechanism, a wire clamping unit with jaws, an oggical head, a movement manipulator of the device to be welded, mounting table, control unit, the housing is equipped with a U-shaped bearing base on which the welding head is mounted, the carriage for its horizontal movement, matching o with the direction of the formation of the wire bridge, the manipulator, and in the niche of the u-shaped bearing base there is a control unit, the two-shouldered ryag and the tool holder are installed in three centers, the middle of which is the common one, mounted on the arm coaxially with each other and located in the same horizontal plane with working end of the welding tool, the manipulator is made in the form of two hollow shafts, mutually trans.

мещающихся по направляющим в вертикальной плоскости, причем нижний вал с одного конца соединен с помощью шарнира с нижней ручкой манипулятора, при этом шарнир с помощью маховика имеет возможность вращения вокруг вертикальной оси вала, а верхний вал соединен так же через шарнир с монтажным столиком, который вместе с шарниром имеет возможность вращения вокруг вертикальной оси вала, причем верхний вал через дополнительный шарнир соединен с п-образным несущим основанием.moving along the guides in a vertical plane, the lower shaft being connected at one end with a hinge to the lower handle of the manipulator, while the hinge can rotate around the vertical axis of the shaft using the flywheel, and the upper shaft is also connected through a hinge to the mounting table, which together with a hinge has the ability to rotate around the vertical axis of the shaft, and the upper shaft through an additional hinge is connected to a U-shaped bearing base.

В предлагаемой конструкции усгановки для микросварки центры масс более сосредоточены, чем в прототипе, и вибрация от работы исполнительных механизмов практически не влияет на технологический процесс, что позволяет сваривать сверхтонкую проволоку (до 15 мкм), улучшается качество сварки за счет исключения подрезов сварочной проволоки в зоне перехода в сварочное соединение, больше возможность манипулирования, манипулятором можно управлять одной рукой.In the proposed design of the installation for microwelding, the centers of mass are more concentrated than in the prototype, and vibration from the operation of actuators practically does not affect the technological process, which allows welding of an ultra-thin wire (up to 15 microns), improves welding quality by eliminating undercuts of the welding wire in the zone transition to the welding joint, the possibility of manipulation is greater, the manipulator can be controlled with one hand.

Предлагаемая установка для микросварки приведена на чертежах, фиг. 1 - общий вид, фиг. 2 - вид А на фиг. 1, фиг. 3 - манипулятор.The proposed installation for microwelding is shown in the drawings, FIG. 1 is a general view, FIG. 2 is a view A in FIG. 1, FIG. 3 - manipulator.

Установка содержит корпус 1, установленный на опорной плите 2, сварочную головку,3. Сварочный инструмент 4 закреплен на держателе 5. Держатель 5 и двуплечий рычаг 6 закреплены в трех центрах 7, 8, 9. Причем, средний центр 9 - общий для держателя 5 и двуплечего рычага 6. Все ониThe installation comprises a housing 1 mounted on a base plate 2, a welding head, 3. The welding tool 4 is fixed on the holder 5. The holder 5 and the two-arm lever 6 are fixed in three centers 7, 8, 9. Moreover, the middle center 9 is common for the holder 5 and the two-arm lever 6. All of them

смонтированы на общем кронштейне 10, соосны друг с другом и находятся в одной горизонтальной плоскости с рабочим торцем сварочного инструмента 4. Плечо двуплечего рычага 6 соединено с механизмом вертикального перемещения 11. На другом плече рычага 6 укреплен узел 12 зажима проволоки с губками. Установка снабжена оптической головкой 13, манипулятором 14, монтажным столиком 15. Проволока подается с катущки 16. Сварочная головка 3 установлена на каретке 17 ее горизонтального перемещения, совпадающего с направлением формирования проволочной перемычки. Каретка 17с приводом ее перемещения 18, несущая сварочную головку 3 и все относящиеся к ней детали, манипулятор 14, монтажный столик 15 установлены на несущем п-образном основании 19, в нище которого расположен блок управления 20.mounted on a common bracket 10, are coaxial with each other and are in the same horizontal plane with the working end of the welding tool 4. The shoulder of the two shoulders of the lever 6 is connected to the vertical movement mechanism 11. On the other shoulder of the lever 6 is mounted node 12 of the wire clamp with jaws. The installation is equipped with an optical head 13, manipulator 14, mounting table 15. The wire is supplied from the coil 16. The welding head 3 is mounted on the carriage 17 of its horizontal movement, which coincides with the direction of formation of the wire jumper. The carriage 17 with the drive of its movement 18, carrying the welding head 3 and all related parts, the manipulator 14, the mounting table 15 are installed on the supporting U-shaped base 19, in which the control unit 20 is located.

Манипулятор 14 выполнен в виде двух полых валов: верхнего 21 и нижнего 22, перемещающихся по направляющим 23 и 24 в вертикальной плоскости. Нижний вал 22 с одного конца соединен с помощью щарнира 25 с нижней ручкой 26 манипулятора 14, а щарнир 25 с помощью маховика 27 может вращаться вокруг вертикальной оси вала 22. Верхний вал 21 соединен также через щарнир 28 с монтажным столиком 15, который вместе с щарниром 28 может вращаться вокруг вертикальной оси вала 21. Кроме того, вал 21 через дополнительный щарнир 29 соединен с п-образным несущим основанием 19.The manipulator 14 is made in the form of two hollow shafts: the upper 21 and lower 22, moving along the rails 23 and 24 in a vertical plane. The lower shaft 22 is connected at one end by a hinge 25 to the lower handle 26 of the manipulator 14, and the hinge 25 can be rotated around the vertical axis of the shaft 22 using the flywheel 27. The upper shaft 21 is also connected via a hinge 28 to the mounting table 15, which together with the hinge 28 can rotate around the vertical axis of the shaft 21. In addition, the shaft 21 through an additional hinge 29 is connected to the U-shaped bearing base 19.

Установка работает следующим образом. Оператор, наблюдая в оптическую голов 13 монтажный столик 15 с прибором, нажимает кнопку «ПУСЮ (на рисунке не показана), при это блок управления 20 по заданной циклограмме включает исполнительные механизмы в следующем порядке.Installation works as follows. The operator, observing the mounting table 15 with the device through the optical head 13, presses the “PUSYU” button (not shown in the figure), while the control unit 20 activates actuators in the following order according to the given sequence diagram.

Механизм вертикального перемещения 11 перемещает двуплечий рычаг 6 и держатель 5 инструмента 4 в направлении монтажного столика 15 путем поворота их в центрах 7, 8, 9. По команде с блока управления 20 перемещение прерывается, и инструмент 4 зависает на небольшом расстоянии от поверхности монтажного столика 15 со свариваемым прибором, при этом оператор с помощью манипулятора 14 точно совмещает рабочий торец инструмента 4 с местом образования первого сварного соединения.The vertical movement mechanism 11 moves the two-arm lever 6 and the holder 5 of the tool 4 in the direction of the mounting table 15 by turning them at the centers 7, 8, 9. Upon command from the control unit 20, the movement is interrupted, and the tool 4 hangs at a small distance from the surface of the mounting table 15 with the welded device, while the operator using the manipulator 14 precisely aligns the working end face of the tool 4 with the place of formation of the first welded joint.

Совмещение происходит следующим образом. Оператор рукой перемещает нижнюю ручку манипулятора по координатам X, Y и одновременно поворачивает маховик 27 вокруг своей оси. При этом плоскопараллельное и вращательное движения через нижний шарнир 25 передаеа ся на нижний вал 22, который, в свою очередь, через направляющие 23, 24 передает его далее верхнему валу 21, а тот через верхний щарнир 28 на монтажный столик 15с обрабатываемым прибором.The combination is as follows. The operator hand moves the lower handle of the manipulator in X, Y coordinates and at the same time rotates the flywheel 27 around its axis. In this case, plane-parallel and rotational movements through the lower hinge 25 are transmitted to the lower shaft 22, which, in turn, passes it through the guides 23, 24 to the upper shaft 21, and the latter through the upper hinge 28 to the mounting table 15c with the processed device.

Далее по очередной команде с блока управления 20 продолжается перемещение инструмента 4 в направлении монтажного столика 15. В момент касания рабочим торцем сварочного инструмента 4 механизм вертикального перемещения 11 автоматически выключается. К инструменту 4 через держатель 5 подводятся ультразвуковые колебания, и образуется первое сварное соединение. Далее подается сигнал на узел 12 зажима проволоки для раскрытия губок и согласно циклограмме работы установки происходит подъем инструмента 4 с места первой сварки. Включается привод горизонтального перемещения 18, и сварочная головка 3 с инструментом 4 на каретке 17 горизонтально перемещается вдоль направления формирования проволочной перемычки. Инструмент зависает над местом второй сварки, и оператор с помощью манипулятора 14 аналогично, как и перед образованием первого сварного соединения, точно совмещает рабочий торец инструмента 4 с местом образования второго сварного соединения. Образуется второе сварное соединение, губки зажимают проволоку и отделяют ее от сварного соединения, и далее цикл работы исполнительных устройств повторяется.Then, by the next command from the control unit 20, the movement of the tool 4 continues in the direction of the mounting table 15. At the moment the working end touches the welding tool 4, the vertical movement mechanism 11 automatically turns off. Ultrasonic vibrations are applied to the tool 4 through the holder 5, and the first welded joint is formed. Next, a signal is sent to the wire clamping unit 12 for opening the jaws and, according to the installation operation diagram, the tool 4 rises from the place of the first welding. The horizontal displacement drive 18 is turned on, and the welding head 3 with the tool 4 on the carriage 17 is horizontally moved along the direction of formation of the wire jumper. The tool hangs over the second welding site, and the operator using the manipulator 14 similarly, as before the formation of the first welded joint, precisely combines the working end of the tool 4 with the place of formation of the second welded joint. A second welded joint is formed, the jaws clamp the wire and separate it from the welded joint, and then the operation cycle of the actuators is repeated.

Claims

A microwelding installation, comprising a housing mounted on a base plate, a welding head including a tool, a holder and a two-arm lever mounted in the centers, a vertical movement mechanism, a wire clamping unit with jaws, an optical head, a weld movement manipulator, a mounting table, a control unit characterized in that the housing is equipped with a p-shaped bearing base on which the welding head is mounted, the carriage of its horizontal movement, coinciding with the direction of formation of a jumper wire, a manipulator, an assembly table, and a control unit is installed in the niche of the u-shaped base, the two-arm lever and the tool holder are installed in three centers, the middle of which is the common, mounted on the bracket aligned with each other and located in the same horizontal plane with the working end welding tool, the manipulator is made in the form of two hollow shafts, mutually moving along the guides in a vertical plane, the lower shaft at one end pivotally connected to the lower handle of the manipulator, the hinge with the help of a flywheel has the ability to rotate around the vertical axis of the shaft, and the upper shaft is also connected via a hinge to the mounting table, which together with the hinge has the ability to rotate around the vertical axis of the shaft, and the upper shaft is connected through an additional hinge to the u-shaped bearing base.