Устройство для сварки микропроволоки Советский патент 1990 года по МПК B23K31/02 

Изобретение относится к микросварке, в. частности к устройствам для получения микросварных соединений.

Целью изобретения является повышение качества сварки, расширение технологических возможностей и повышение надежности работы.

На чертеже изображено устройство для сварки микропроволоки.

Устройство содержит инструмент 1, нанесенный на его боковую поверхность пленочный.разрядник 2, губки 3 механизма подачи микропроволоки 4 и источник 5 высокого напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Губки 3 механизма подачи микропроволоки, соединенны с нулем импульсного источника 5 высокого напряжения, подают микропроволоку 4 на заданную величину так, что конец микропроволоки 4 выступает из капилляра инструмента 1. Импульс высокого напряжения подается на пленочный разрядник 2. При этом происходит дуговой разряд между рабочей кромкой разрядника и выступающим из капилляра концом микропроволоки, что приводит к образованию в/арика на конце микропроволоки. Опуская инструмент 1, с усилием прижимают шарик к первой контактной площадке платы (не показана). Затем губки 3 разжимают, инструмент 1 поднимают и, перемещая его, совмещают с второй контактной площадкой платы. При этом микропроволока сматывается с катушки (не показана), проходит через капилляр инструмента и формирует микропроволочную перемычку. Инструмент 1 с усилием прижимает микропроволоку 4 к второй контактной площадке платы, завершая образование перемычки. Затем зажимают губки 3 и поднимают инструмент 1 в исходное положение. При этом микропроволока обрывается несколько вьш1е точки вто(Л

ел

со со

00 СП

05

3

рой сварки. Затем цикл повторяют, формируя следующую перемычку.

При подаче импульса высокого напряжения на пленочный разрядник дугвой разряд на микропроволоку может происходить по двум направлениям: непосредственно через диэлектрик инструмента либо через зазор между рабочей кромкой разрядника и высту- пающим из капилляра концом микропроволоки (соответственно разрядные промежутки АВ и АС).

Величина критического значения разрядного промежутка через диэлек- трик, ниже которой диэлектрик пробивается, определяется как

Uw

Ё

АВ

пр

/N/ Z.;ii

« --,

где и - напряжение разряда;

Е - электрическая прочность диэлектрика инструмента. Величина критического значения разрядного промежутка через газ, ниже которого газ пробивается, опреде- ляется как

АГ - 1

I где Е i - электрическая прочность газа, в котором находится рабочая част инстрз мента.

п АВ АВ ар

Ри 7р 7F разряд будет происАО АЬ„р

ходить через газ, а не через диэлек- трик. Так как т- sin ,

АС

АС

пр

Е

I то условием прохождения разря

да через газ, а не через диэлектрик

будет

V

о 2 arcs in

А

Данное условие является необходи- мым и обеспечивает надежный разряд на микропроволоку через газ при распложении рабочей кромки разрядника в любом месте сужающейся рабочей части инструмента и наличии выступающего из капилляра конца микропроволоки.

В случае отказа механизма подачи микропроволоки, засорении капилляра и т.д. конец микропроволоки не выступает из капилляра, при величине разрядного промежутка

Uu,

АВ 4 АВ

пр

происходит пробой через диэлектрик и -устройство выходит из строя; По- скольку микропроволока может касаться внутренней поверхности .капилляра, условием отсутствий повреждения заявляемого устройства :является

P -i--

где dp - диаметр рабочей кромки разрядника;d - диаметр капилляра инстру,

0

5

5

0

45 0

5

мента.

Приме р.,В качестве заготовки использовался инструмент КУ 32-40- 230-1,6, состоящий из алюмооксидной керамики. Полагая электрическую прочность керамики 30 кВ/мм, а электрическую прочность воздуха, в котором происходит разряд, 1,2 кВ/мм, получим значение критического угла о( 16,4, Так как угол при вершине сужающейся части инструмента КУ 32-40-230-1,6 составляет ЗО, то данный инструмент пригоден для реализации заявляемого устройства. Электропроводящую пленку разрядника получали химическим осаждением меди на часть боковой поверхности инструмента (предварительно сзбработав ее растворами двухлористого олова и хлористого палладия), защищая от осаждения меди хвостовик и часть поверхности сужающейся рабочей части инструмента, непосредственно прилегающей к рабочему торцу инструмента. Так как при образовании шарика использовался импульсный источник высокого напряжения от установки микросварки СТ-601 с рабочим напряжением 14 кБ, а диаметр капилляра инструмента О,.055 мм, то диаметр рабочей кром2

ки разрядника выбирали большим +

+ 0,055 Ki 1 мм и он составил 1,2 мм.

Формирование перемычек длиной 1 мм осуществляли золотой микропроволокой 3 л. 999,9 толщиной 40 мкм с использованием известных стандартных инструментов КУ 32-40-230-1,6.из алюмооксидной к ерамики и твердого сплава ВКЗ-TMj а также заявляемого устройства. Не изменяя режимов сварки, инструментом.каадого типа формировали по 10 перемычек, а затем оценивали их качество, проверяя прочность на разрыв.. Результаты измерений показали высокое качество сварки.

51593856

Формула изобретения

Устройство для сварки микропроволоки, содержащее разрядник и диэлектрический инструмент с центральным капилляром и сужающейся рабочей частью, отличающее- с я тем, что, с целью повьшения качества сварки, расширения технологических возможностей и повьппейия надежности работы, разрядник выполнен в виде токопроводящей пленки, нанесенной на часть боковой поверхности инструмента, причем рабочая кромка пленочного разрядника расположена на сужающейся рабочей части инструмента и концентрично оси инструмента.

Изобретение относится к микросварке и может быть использовано для производства изделий электронной техники. Цель изобретения - повышение качества сварки, расширение технологических возможностей и повышение надежности устройства. Устройство содержит разрядник и диэлектрический инструмент с центральным капилляром. Разрядник выполнен в виде токопроводящей пленки, нанесенной на часть боковой поверхности инструмента, а его рабочая часть расположена на сужающейся рабочей части инструмента, концентрично его оси. Это позволяет повысить прочность сварного соединения и уменьшить износ рабочего инструмента. 1 ил.