Устройство для ультразвукового контроля Советский патент 1989 года по МПК G01N29/04 

ны две плоские пружины 10, 18 и узел захвата, состоящий из кронштейна 15 и пластины 16 со скошенными кромками. Устройство также содержит блок 3 пере мещения и создания усилия, который состоит из постоянного магнита 6, катушки 7, расположенной на стержне 8, к которому прикреплены мембраны 9, Через плоскую пружину 10 к блоку 3 прикреплен экранирующий корпус 11,

в котором расположен предварительный усилитель 12, электрически связаиньш с пьезопреобразователем 21. Кроме того, устройство содержит канал 22 обработки и регистрации сигналов акутической эмиссии, источник 23 питания, интегрирующую цепочку 24, блок 25 электронной задержки коммутации и генератор 26 синусоидальных колебаний. 3 ил.

Изобретение касается неразрушающего контроля и может быть использовано в радиотехнической промышленности для оценки качества паяного соединения планарного вывода микросхемы с контактной площадкой печатной платы. Целью изобретения является повышение чувствительности и достоверности контроля качества соединения. Для этого в устройство введены две плоские пружины 10,18 и узел захвата, состоящий из кронштейна 15 и пластины 16 со скошенными кромками. Устройство также содержит блок 3 перемещения и создания усилия, который состоит из постоянного магнита 6, катушки 7, расположенной на стержне 8, к которому прикреплены мембраны 9. Через плоскую пружину 10 к блоку 3 прикреплен экранирующий корпус 11, в котором расположен предварительный усилитель 12, электрически связанный с пьезопреобразователем 21. Кроме того, устройство содержит канал 22 обработки и регистрации сигналов акустической эмиссии, источник 23 питания, интегрирующую цепочку 24, блок 25 электронной задержки коммутации и генератор 26 синусоидальных колебаний. 3 ил.

Изобретение относится к неразрушающему контролю, может быть использовано в радиотехнической промышленности для оценки качества паяного соединения пленарного вьшода микросхемы с контактной площадкой печатной пла- ты и является усовершенствованием изобретения по основному авт. сво № 97А256.

Цель изобретения - повьшение чувствительности и достоверности контроля качества соединения.

На фиг.1 схематически показано устройство для ультразвукового контроля качества соединения микросхемы на печатной плате; на фиг.2 - соприкос- новение наклонных плоскостей узла ловителя с выводом микросхемы; на фиг.З соединение узла захвата с выводом микросхемы.

Устройство содержит основание 1 со стойкой 2, блок 3 перемещения и создания усилия, связанный со стойкой 2 с помощью кронштейна 4 и стопорного винта 5. Блок 3 состоит из постоянного магнита 6, катушки 7, расположенной на стержне 8,к которому прикреплены мембраны 9, через плоскую пружину 10 прикреплен экранирующий корпус 11. Последний с находящимся внутри него предварительным усилите- лем 12 соединен с магнитопроводом 13. Внутри магнитопровода расположена катушка 14. К магнитопроводу прикреплен кронштейн 15о Пластина 16 соединена с магнитопроводящим сердечником 17, который через плоскую пружину 18 соединен с корпусом 11„ Плоскости А кронштейна 15 и пластины 16 образуют узел захвата (фиг.2). Две наклонные плоскости кронштейна 15 и пластины 16, предпочтительно выполненные под углом 45 к оси перемещения, образуют узел ловителя. На корпусе 11 крепится кронштейн 19 и с помощью винта 20 регулируется усилие плоской пружины 1Во На торцовой части пластины 16 расположен пьезопреобразователь 21, электрически связанный с предварительным усилителем 12. Кроме того, устройство содержит, канал 22 обработки и регистрации сигналов акустической эмиссии. Блок управления содержит источник 23 питания, интегрирующую цепочку 24, блок 25 электронной задержки коммутации и генератор 26 синусоидальных колебаний о Устройство содержит также микросхему, устанавли- ваемую на столе 27, с проверяемыми выводами 28.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемое изделие 29 устанавливают на столе 27. Кронштейн 4 перемещают по стойке 2 так, что узел ловителя находится на расстоянии 2- 3 мм от проверяемого вывода 28 (фиг.З) микросхемы, и фиксируют стопорным винтом 5о Поверхности А узла захвата прижаты одна к другой усилием плоской пружины 18. При подаче с источника питания напряжения постоянного тока (Пуск) через интегрирую- шую цепочку 24 на катушку 7 блока 3 две наклонные плоскости узла ловителя перемещаются вниз и, преодолевая усилие плоской пружины 18, входят в соприкосновение с участком вьтода микросхемы. В пределах размера В проекции наклонной плоскости ловителя (фиг.2) допускается смещение выводов микросхемы. Смещение обусловлено допусками на установку вцводов в микросхеме при ее изготовлении и допусками на размеры, определяющие положение микросхемы на печатной плате. По мере перемещения узла ловителя вниз происходит его поворот

относительно места заделки плоской пружины 10, что необходимо для предохранения вывода 28 микросхемы от деформации. Когда вывод микросхемы попадает на поверхность А узла захвата, напряжение постоянного тока через блок 25 электронной задержки поступает в катушку 14. При этом сердечник 17 притягивается к магнито- проводу 13, и поверхности А узла сжимают вертикальный и горизонтальный участок вывода микросхемы с усилием, обеспечивающим неподвижность соединения между захватом и выводом микросхемы. Через 0,05 с после срабатьшани механизма захвата в катушку 7 блока 3 подается синусоидальный ток с генератора 26, время работы которого фиксируется блоком 25 электронной задержки 20 печатной платы. При этом кромки вывода коммутации. Величина тока при этом 28 микросхемы устанавливаются между берется из требований усилия F поверхностями А узла захвата (фиг.2). (фиг.З), выбранного для проверки проч- Создается такое искусственное смещение ности соединения. При этом частоту то-- вывода микросхемы относительно узла

25 ловителя на ±0,4 мм. Захват вьшода при этом осуществляется надежно. Зака устанавливают такой, чтобы амплитуда перемещения захвата в случае недостаточной прочности соединения была 0,1-0,2 мм. Нижний предел, устанавливаемый экспериментально, создает

тем через блок 25 электронной задержки осуществляется коммутация тока 0,5 А в катушку 14. При этом сила

возможность обнаружения по акустичес- 30 прижатия плоскостей А захвата к кромким сигналам соединения при полном отсутствии в них спая. Верхний предел 0,2 мм устанавливают, исходя из требований к возможным угловым перемещениям горизонтального участка вывода, оговоренных в нормативных документах.

В случае дефектного соединения образуется трещина. Ее образование сопровождается сигналами акустической

эмиссии, которые воспринимаются пьезо- до создание знакопеременного усилия с

амплитудой F 3 Н и перемещение-уз захвата на 0,1 мм при массе подвиж ной части устройства 0,5 кг. При -) недостаточной прочности соединения

преобразователем 21, преобразуются в электрические сигналы и поступают в предварительный усилитель 12 и далее в тракт обработки и регистрации сигналов акустической эмиссии, конечным элементом которого является суммирующий счетчик, фиксирующий в цифровом виде недостаточную прочность соединения. По окончании работы генератора 26 прекращается подача напряжения с источника питания (Стоп). При этом захваченный вьшод освобождается, и узел захвата под действием упругих сил мембран 9 возвращается в исходное

положение. Далее проверяется следующий 55 гового уровня сигналов акустической

эмиссии для всех десяти соединений. Проверка этих же соединений на известной установке показьшает наличие дефектов лишь в четырех соединениях.

вывод микросхемы.

Пример. Используют пьезопре- образователь 21 с резонансной частотой 300 кГц. В качестве суммирующего

. 9099

счетчика в тракте обработки и регистрации сигналов используют прибор 43-38, регистрацию сигналов акустической эмиссии осуществляют лишь за период времени работы генератора 26 (13-7А). В качестве времязадающих устройств в блоке 25 электронной задержки коммутации используют электронные реле времени РВЭ-3. При подаче нарастающего до величины 0,05 А тока в течение времени 0,5 с с выхода PC цепочки 24 в катушку 7 узел ловителя, перемещаясь вниз, своими наклонными плоскостями )5 попадает на проверяемый вывод микросхемы, разворачивается относительно места крепления пружины 10 и продолжает движение до соприкосновения острых кромок узла ловителя с поверхностью

10

тем через блок 25 электронной задержки осуществляется коммутация тока 0,5 А в катушку 14. При этом сила

5

кам вывода микросхемы 15 Н, что обеспечивает за счет сил трения неподвижность соединения поверхностей захвата с выводом микросхемы при создании знакопеременного усилия с амплитудой F 3 Н. После осуществления захвата с течение 0,5 ее генератора подается синусоидальный ток с амплитудой О,1 А и частотой 20 Гц, обеспечивающий

оздание знакопеременного усилия с

амплитудой F 3 Н и перемещение-узла захвата на 0,1 мм при массе подвиж- ной части устройства 0,5 кг. При -) недостаточной прочности соединения

в месте naiiKH образуются микротрещины возникает акустическая эмиссия,которая в количестве 20-70 импульсов реги- стрируется в оконечном устройстве канала 22 обработки и регистрации. При

оценке качества десяти контрольных соединений, выполненных заведомо с дефектами и характеризукщихся пониженной прочностью, на данном устройстве зарегистрировано повьш1ение порогового уровня сигналов акустической

эмиссии для всех десяти соединений. Проверка этих же соединений на известной установке показьшает наличие дефектов лишь в четырех соединениях.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое устройство действительно обеспечивает большую достоверность оценки качества соеди- нений выводов микросхем. Повышение достоверности оценки соединений выводов микросхем с контактными площадками печатных плат позволяет повысить качество и надежность изделий на печатных платах.

Формула изобретения

, Устройство для ультразвукового контроля по авт. св. № 974256, о т л и - чающееся тем, что, с цельм

16

Фиг. 2

Редактор С Лисина

Составитель А.Зазыкина Техред Л.Сердюкова

Заказ 7633/38

Тираж 789

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

повьшения чувствительности и достоверности контроля, в устройство введены дополнительный злектромагнит, две плоские пружины и узел захвата, состоящий из двух пластин со скошенными кромками, одна из которых закреплена на магнитопроводе, а другая - на сердечнике дополнительного электромагнита, при этом сердечник дополнительного электромагнита выполнен с возможностью горизонтального перемещния и прикреплен через первую плоскую пружину к корпусу, который через вторую плоскую пружину соединен с сердечником первого электромагнита.

гв

Корректор С.Черни

Подписное