Установка для пайки плат Советский патент 1992 года по МПК B23K3/04 

2

со -ч

4

Изобретение предназначено для сборки плат по технологии монтажа на поверхность с применением припойных паст и может быть использовано для пайки узлов и блоков на печатных платах в электронной, радиоэлектронной и других отраслях промышленности.

Известны установки пайки, состоящие из транспортера, нагревателей, системы охлаждения и управления.

Недостатком таких установок является то, что дефекты установки компонентов на плату в процессе пайки не устраняются, и тем самым снижается качество пайки,

Наиболее близкой к предлагаемой установке для пайки плат по конструктивным признакам и достигаемому результату является установка, состоящая из транспортера, нагревателя и холодильника. Лента транспортера движется по поверхности нагревателей и холодильника. При этом вначале тепло от нагревателей через ленту передается на установленную на нее плату и нагре- вает ее. Затем по мере движения транспортера тепло от платы через ленту передается на холодильник, и плата охлаждается.

Недостатком этой установки является низкое качество пайки. Платы с нанесенной припойной пастой и установленными компонентами помещаются на транспортер и двигаются по нагревателям. При этом плата нагревается и происходит оплавление пасты. Однако, если компоненты при монтаже были установлены неточно или в процессе манипулирования платы произошло их незначительное смещение, то при оплавлении пасты между выводами компонентов образуются перемычки или выводы не припаиваются к контактным площадкам на плате, т.е. качество получаемых паяных соединений низкое.

Целью изобретения является повышение качества пайки за счет точной ориентации выводов компонентов на контактных площадках платы.

Это достигается тем, что установка снабжена газовой камерой с нагревателем, расположенной над транспортером перед холодильником, в дне камеры имеются наклонные отверстия, направление наклона которых поочередно составляет 0°, 270°, 90°, 180°, а угол наклона к вертикали равен 20-40°.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в предлагаемом устройстве плата с установленными компонентами движется по нагревателям и попадает под камеру в тот момент, когда паста начинает оплавляться. Подаваемый в

камеру газ нагревается, чтобы он не охлаждал плату. Этот газ под давлением выходит из дна камеры отдельными струями. Эти струи газа воздействуют на компоненты, установленные на плате. Так как струи имеют наклон, то.воздействуя на компонент, они стремятся сдвинуть его в направлении наклона. Но это направление все время меняется от отверстия к отверстию, т.е. каждая следующая струя газа стремится сдвинуть компонент в другую сторону. В момент расплавления припоя и формирования паяного соединения силы поверхностного натяжения припоя стремятся, чтобы поверхность припоя была минимальной площади, и если вывод компонента смещен относительно контактной площадки, то припой за счет сил поверхностного натяжения стремится подтянуть ею на контактную площадку. Поэтому в момент, когда компонент попадает под струю, воздействие которой совпадает с действием припоя, компонент смещается, и вывод компонента становится на контактцую площадку, устраняется дефект сборки платы и повышается качество пайки. Чтобы воздействие на компонент с различных направлений производилось в одну и ту же

точку, необходимо, чтобы струи с разных направлений попадали на однулинию вдоль движения платы. Это условие выполняется, если струя из одного отверстия попадает в проекцию соседнего отверстия на плате.

Для этого направление наклона отверстий в дне камеры поочередно составляет 0°, 270°, 90°, 180°. Угол наклона отверстий а к вертикали равен 20-40°, при этом обеспечивается наилучшее воздействие на плату подаваемых струй газа. При меньшем угле снижается смещающее действие струи, а при большем угле начинает сказываться экранирующее действие корпусов элементов и уве- личивается размер камеры, чтобы

обеспечить попадание струи в проекцию следующего отверстия, необходимо увеличивать расстояние между отверстиями. На фиг. 1-3 приведена схема конструкции установки для пайки плат. Установка состоит из ведущего 1 и ведомого 2 барабанов, связанных между собой бесконечной лентой 3. Под лентой 3 находятся два нагревателя 4 и 5 и холодильник 6. Над лентой 3

находится камера 7 с нагревателем 8. В дне 9 камеры 7 имеются наклонные отверстия 10, причем направление наклона от отверстия к отверстию меняется (направление наклона показано стрелкой, фиг.2) и поочередно составляет 0°, 270°, 90°, 180°, а угол наклона а к вертикали равен 30°. Расстояние между отверстиями равно 5 мм.

Плата с нанесенной пастой и установленными компонентами помещается на ленту 3 транспортера в районе ведомого барабана 2. Лента 3 движется по поверхности нагревателей 4,5 и холодильника 6. Дви- гаясь по нагревателям 4, 5. плата нагревается до температуры плавления припоя, и на второй половике нагревателя 5 происходит оплавление пасты и начинают формироваться паяные соединения. Как раз в этом месте в конце нагревателя 5 в месте стыка его с холодильником б над лентой 3 расположена камера 7, к которой подводится газ. Нагреватель 8 нагревает подаваемый газ до температуры плавления припоя, чтобы не происходило охлаждения платы. Газ выходит из отверстий в дне 9 камеры 7 в виде отдельных струй. Расстояние между дном 9 камеры 7 и лентой 3 равно 9 мм. При этом обеспечивается то, что струя из отверстия попадает на плату в месте проекции соседнего отверстия. При этом в одну и ту же точку платы при ее движении последовательно попадают струи, направленные под разными углами. Если в процессе установки компонентов выводы смещены относительно контактных площадок, то в результате последовательного воздействия струй газа под разными углами одна из струй совпадает с направлением отклонения компонента. Воздействие струи газа совпадает с действием сил поверхностного натяжения припоя, эти силы суммируются и смещают компонент к центру контактной площадки.

0

5

0

5

0

5

Проведенные испытания показали, что применение камеры обеспечивает повышение качества пайки и исключение 80-90% образующихся перемычек и непропаев.

Применение предлагаемой установки позволяет осуществить корректировку положения компонентов в процессе пайки и за счет этого практически исключить наличие перемычек и непропаев на паяных соединениях.

Формула изобретения

Установка для пайки плат, преимущественно керамических, состоящая из транспортера, нагревателей и холодильника, расположенных под транспортером, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества пайки за счет точной ориентации выводов компонентов на контактных площадках платы, она снабжена газовой камерой с нагревателем, расположенной над транспортером перед холодильником, в дне камеры выполнены наклонные отверстия, расположенные с одинаковым шагом вдоль и поперек оси камеры, угол наклона которых к вертикали выполнен равным 20-40°, указанные отверстия сгруппированы парами, проекция наклонных отверстий на плоскость дна камеры одной пары перпендикулярна продольной оси камеры, а следующей - параллельна, причем направление проекции отверстий в каждой паре взаимно противоположно.

Использование: сборка плат по технологии монтажа на поверхность с применением припойных паст, для пайки узлов на печатных платах в электронной, радиоэлектронной и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: установка содержит транспортер, нагреватели и холодильник, расположенные под транспортером, и газовую камеру, расположенную над транспортером перед холодильником. В дне камеры выполнены отверстия 10, которые имеют угол наклона а к вертикали, равный 20-40°, и расположены с одинаковым шагом вдоль и поперек оси камеры, указанные отверстия сгруппированы парами, проекция наклонных отверстий на плоскость дна камеры одной пары перпендикулярна продольной оси камеры, а следующей - параллельна, причем направление проекции отверстий в каждой паре взаимно противоположно. 3 ил. СО с

Фиг