SU1227385A1

SU1227385A1 - Automatic ultrasonic tinning and soldering of articles

Info

Publication number: SU1227385A1
Application number: SU843697183A
Authority: SU
Inventors: Ефим Моисеевич Иврин; Леонид Шлемович Вассерман; Абрам Самуилович Лейбин; Аркадий Иванович Ильин
Original assignee: Предприятие П/Я Х-5618
Priority date: 1984-02-08
Filing date: 1984-02-08
Publication date: 1986-04-30

Description

Изобретение относитс к пайке, в частности к конструкции устройств дл лужени и пайки, которые могут быть использованы в электронной, приборостроительной, электротехнической и других отрасл х промышленности , в частности устройств дл ультразвукового лужени и пайки конденсаторов с алюминиевыми электродами.The invention relates to soldering, in particular, to the design of devices for tinning and soldering, which can be used in electronic, instrument-making, electrical and other industries, in particular devices for ultrasonic tinning and soldering of aluminum-electrode capacitors.

Цель изобретени - повышение качества лужени и па ных соединений за счет уменьшени потерь ультразвуковой энергии и расширение технологических возможностей .The purpose of the invention is to improve the quality of tinning and solder joints by reducing the loss of ultrasonic energy and expanding technological capabilities.

На фиг. 1 изображено устройство с горизонтальным расположением волновода; на фиг. 2 - устройство с вертикальным расположением волновода рабочим торцом вниз при размещении ванны дл припо на рассто нии , равном 5xj(l4: от торца.FIG. 1 shows a device with a horizontal waveguide; in fig. 2 - device with a vertical arrangement of the waveguide with the working end down when the soldering bath is placed at a distance equal to 5xj (l4: from the end.

Устройство содержит магнитострикцион- ный преобразователь 1 с припа нным согласующим волноводом 2, ступенчатый волновод-концентратор 3 упругих колебаний со съемным наконечником 4. В наконечнике 4 выполнен выходной канал 5, имеющий длину не более Я /4 (Л - длина ультразвуковой волны). Приточный канал образован отверсти ми 6 и 7 и служит дл свободного поступлени припо из ванны 8 до капилл рного канала. Каналы 5-7 образуют питающий канал. Волновод-концентратор 3 жестко св зан с ванной дл припо . Ванна 8 выполнена в виде стандартного узла креплени вOv нoвoдoв (с опорой Е по плоскости, соответствующей пучности ультразвуковой волны), например четвертьволнового опорного стакана, и представл ет собой замкнутую кольцевую емкость шириной yi/4, внутри которой по оси емкости размещен концентратор 3. Концентратор закреплен в торцовой стенке Д, обращенной к рабочему торцу концентратора 3, на рассто нии от торца, равном Л14 (2п-1), где п - р д натуральных чисел). Устройство содержит крыщку 9 ванны со встроенным нагревателем 10 и крышку 11 люка дл заполнени ванны припоем .The device contains a magnetostriction transducer 1 with a soldered matching waveguide 2, a stepped waveguide-hub 3 of elastic oscillations with a removable tip 4. At the tip 4 there is an output channel 5 having a length of not more than I / 4 (L is the length of the ultrasonic wave). The inflow channel is formed by holes 6 and 7 and serves to free flow solder from bath 8 to the capillary channel. Channels 5-7 form a feed channel. Waveguide 3 is rigidly connected to the solder bath. Bath 8 is made in the form of a standard mount for mounting VO lines (with support E along the plane corresponding to the ultrasonic wave antinode), for example, a quarter-wave support cup, and is a closed ring capacitance yi / 4 wide, inside which a concentrator 3 is placed along the axis of the capacitor 3. Concentrator fixed in the end wall D, facing the working end face of the concentrator 3, at a distance from the end face equal to L14 (2n-1), where n is the p number of natural numbers). The device comprises a bath lid 9 with a built-in heater 10 and a hatch cover 11 for filling the bath with solder.

На чертеже обозначены кавитационный слой припо А, образующийс на поверхности наконечника 4, отверстие Б дл заполнени ванны припоем, которое может быть выполнено в одной из стенок ванны В, Д и Г.The drawing shows a cavitation layer of solder A formed on the surface of the tip 4, an opening B for filling the bath with solder, which can be made in one of the walls of the bath B, D and G.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Через отверстие Б, выполненное в зависимости от положени устройства в стенкахThrough the hole B, made depending on the position of the device in the walls

В, Д или Г, припой загружаетс в ванну 8. Отверстие Б герметично закрываетс крышкой 11. С помощью электронагревател 10 припой расплавл етс и по приточному каналу , образованному отверсти ми 6 и 7, имеющими диаметр, обеспечивающий свободное протекание припо под действием силы т жести , поступает к капилл рному каналу 5, длиной не более /1/4.C, D or D, the solder is loaded into the bath 8. The opening B is sealed with the lid 11. The electric heater 10 solders the molten material through the inlet channel formed by the openings 6 and 7, having a diameter that allows free flow of solder under the force of gravity It goes to the capillary channel 5, no longer than / 1/4.

Канал 5 выполнен в сменном наконечникеChannel 5 is made in a replaceable tip

4, набор которых дает возможность устанавливать капилл рные каналы нужного диаметра и длины в зависимости от технологического режима и состава.4, a set of which makes it possible to install capillary channels of the desired diameter and length, depending on the process conditions and composition.

Диаметр капилл ра канала 5 выбран та5 КИМ, чтобы припой без воздействи колебаний по нему не протекал. При подаче питани на преобразователь 1 в системе возбуждаютс продольные колебани и через согласующий волновод 2 подаютс на ступенчатый концентратор 3, где усиливаютс и по0 ступают на рабочий торец устройства.The diameter of the capillary channel 5 is chosen 5 KIM so that the solder does not flow through it without oscillations. When power is applied to converter 1, longitudinal oscillations are excited in the system and through matching waveguide 2 are fed to a step concentrator 3, where they are amplified and applied to the working end of the device.

При этом припой под действием звуко- капилл рного давлени , где с - посто нна , завис ща от диаметра капилл ра; РТП - звуковое давление у среза ка5 пилл ра, подаетс по каналу 5 и образует на поверхности наконечника 4 кавитирую- щий слой припо А стабильной толщины, определ емой параметрами капилл ра, припо и мощностью ультразвуковых колебаний. При прохождении обрабатываемой де0 тали вдоль рабочего торца наконечника припой облуживает поверхность детали, а на рабочую поверхность наконечника 4 из ванны 8 через отверсти 6 и 7 и канал 5 поступает нова порци припо .In this case, the solder under the action of acoustic capillary pressure, where c is constant, depends on the diameter of the capillary; RTP is the sound pressure at the cut of the capillary, is fed through channel 5 and forms on the surface of the tip 4 a cavitating solder layer A of a stable thickness determined by the parameters of the capillary, the solder and the power of ultrasonic vibrations. With the passage of the machined part along the working end of the tip, the solder serves the surface of the part, and a new portion of the solder flows to the working surface of the tip 4 from the bath 8 through the holes 6 and 7 and the channel 5.

При использовании изобретени улучша5 етс качество пайки и лужени за счет уменьшени потерь УЗ энергии при увеличении емкости дл припо , а также благодар исключению вли ни кислорода воздуха на припой вследствие герметизации этой ем0 кости. Расшир ютс технологические возможности предлагаемого устройства за счет установки его в рабочее положение не только с горизонтальным, но и вертикальным расположением рабочего наконечника.When using the invention, the quality of soldering and tinning is improved by reducing the loss of ultrasonic energy while increasing the capacity for solder, as well as by eliminating the influence of atmospheric oxygen on the solder due to sealing this die. The technological capabilities of the proposed device are expanded by placing it in a working position not only with a horizontal, but also with a vertical position of the working tip.

Кроме того, устройство позвол ет уста5 навливать ванну на волноводе на более отдаленном рассто нии от рабочего торца, за счет чего расшир етс рабоча зона устройства и создаютс услови дл групповой обработки деталей и одновременного лужени или пайки изделий с двух торцов.In addition, the device allows you to set the bath on the waveguide at a more distant distance from the working end, thereby expanding the working area of the device and creating conditions for group processing of parts and simultaneous tinning or soldering of products from two ends.

Claims

DEVICE FOR ULTRASONIC TINING AND SOLDING OF PRODUCTS, mainly ends of glass-ceramic concentrators, containing a magnetostrictive transducer, matching a waveguide and a waveguide-hub of elastic vibrations, rigidly connected to the solder bath, connected to the feed channel with the working end of the concentrator, characterized in that, in order to improve the quality tinning and solder joints by reducing the loss of ultrasonic energy and expanding technological capabilities, the bathtub is made in the form of a closed ring of a capacitance with a width of L / 4, inside of which a waveguide concentrator of elastic vibrations is located along the axis of the capacitance and is fixed in the end wall facing the working end of the concentrator at a distance equal to R / 4 (2n-1) from the working end, and the feed channel consists of an output a capillary channel having a length of no more than Λ / 4, and a supply channel, where Λ is the length of the ultrasonic wave, ap is a series of natural numbers.

FIG. 1

1227385 A1