Дозирующая игла Советский патент 1992 года по МПК H05K13/04 G01F11/04 

Изобретение относится к дозирующим устройствам, в частности к технологическому оборудованию для монтажа и герметизации микроэлектронных компонентов с помощью клеев, контакторов, компаундов и флюсов.

Известен пневматический дозатор жидкости, содержащий герметичный сосуд, в верхней части которого установлен входной патрубок, подсоединенный к блоку формирования пневматических импульсов, а в нижней части - дозирующая игла.

В известном устройстве образование дозы клеящего вещества происходит на конце вертикально расположенной дозирующей иглы. После образования на конце дозирующей иглы дозы клеящего вещества дозирующая головка опускается до контакта капли клея с поверхностью, на которую необходимо нанести клей. При контакте дозирующей имы с поверхностью ПП происходит размазывание капли клея дозирую- щей иглой. При этом часть клея уносится0 иглой, а полученная капля на плате имеет большую площадь при малой высоте, что может привести к попаданию клея на контактные площадки, что, в свою очередь, ведет к браку готового печатного узла. Малая высота капли может привести к тому, что элемент не приклеится к плате и на последующих операциях будет потерян. Это возможно, если высота капли клея на ПП меньшей суммарной высоты контактных площадок печатной платы и ЭРЭ. Малая доза клея может получиться и при недостаточном опускании дозирующей иглы к печатной плате.

Поэтому для получения качественного каплеобразования необходимым условием является поддержание с большой точностью постоянного расстояния от конца дозирующей иглы до поверхности печатной

VJ

О

о о о

платы, а выполнение этого требования связано с большими трудностями также из-за больших допусков на прогиб печатных плат (до 1 на 100 мм длины).

Из известных наиболее близким по технической сущности является дозатор для нанесения адгезива и паяльной пасты на печатную плату, состоящий из сосуда для размещения дозируемого материала и дозирующей иглы.

Дозирующая игла располагается под острым углом к печатной плате, что позволяет наносить дозируемое вещество на любую контактную площадку печатной платы. Недостаток известного устройства заключается в низком качестве каплеоб- разования, так как образование дозы наносимого вещества происходит на конце иглы, после чего дозирующий узел опускается вниз до касания капли поверхности печатной платы. Для получения одинаковых доз вещества необходимо поддержание равного расстояния от дозирующей иглы до поверхности печатной платы, а это связано с большими трудностями из-за допуска на прогиб ПП, кроме того, очень трудно получить каплю определенной конфигурации, так как при подъеме иглы часть дозируемого вещества уносится вместе с ней,

Целью изобретения является повышение точности дозирования за счет улучшения качества каплеобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в дозирующей игле, выполненной с наклоном к горизонтали, на конце выходного отверстия иглы выполнены два среза, один из которых горизонтальный, а другой выполнен под углом /3 относительно горизонтального среза и определяется соотношением 85° ,

Выполнение срезов на конце выходного отверстия иглы позволило устанавливать иглу непосредственно на поверхности ПП и производить образование капли также непосредственно на ПП между двумя боковыми поверхностями профильного отверстия, исключая возможность ее растекания, что обеспечивает высокое качество каплеобразования.

На фиг. 1 показано дозирующее устройство с дозирующей иглой; на фиг. 2 - дозирующая игла (в увеличенном масштабе); на фиг. 3 представлен момент установки дозирующей иглы на печатную плату и каплеобразование; на фиг. 4 схематично представлено распределение углов при установке иглы на ПП.

Дозирующая игла 1, выполненная с наклоном к горизонтали, имеет на конце 2

выходного отверстия два среза, один 3 из которых выполнен горизонтальным, а другой 4 - под углом/3 относительно горизонтального среза (см. фиг. 2 и 4). Угол наклона

( а) к горизонтальной оси выбирается равным 45 ± 5°, исходя из требований, предъявляемых к конструкции печатных узлов, расстояние между соседними элементами должно быть не меньше высоты соседних

элементов. Горизонтальный срез 3 иглы 1 обеспечивает прижатие иглы непосредственно к поверхности печатной платы 5, а срез 4, выполненный под острым углом/ относительно горизонтального среза 3, определяет основной параметр, влияющий на формирование конфигурации капли 6 дозируемого вещества.

Дозирующая игла 1 применяется в дозирующем устройстве, содержащем герметичный сосуд 7, состоящий из корпуса 8, в верхней части которого установлен входной патрубок 9.

Дозирующее устройство с дозирующей иглой работает следующим образом.

Дозирующее устройство устанавливается над платой 5 в необходимом месте, затем оно опускается вниз до контакта горизонтальным срезом 3 дозирующей иглы 1 с поверхностью печатной платы 5, после чего

подается импульс сжатого воздуха, который выдавливает дозу клея непосредственно на поверхность печатной платы.

Образование дозы клея происходит между двумя поверхностями профильного

отверстия 2 иглы 1, образованного срезом, выполненным под углом / относительно горизонтального среза, что позволило получать дозы клея сферической формы, т.е. полностью исключается возможность растекания клея в направлении, перпендикулярном к положению боковых поверхностей отверстия. При увеличении времени дозирования можно получить форму капли, более вытянутую в продольном направлении при

неизменной ширине.

При подъеме дозирующего устройства, т.е. отрыве иглы от поверхности ПП за счет наличия горизонтального среза, не происходит захватывания капли нижней частью иглы, т.е. исключается деформация капли дозируемого вещества.

Основным параметром, определяющим конфигурацию капли, является угол Д Экспериментальным путем выявили соотношение, по которому определяют значение угла р. Использовали в эксперименте пасты и клеи, обладающие малой вязкостью и большим коэффициентом поверхностного натяжения. Условная вязкость определяется по диаметру пятна.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Из таблицы следует, что при значении угла ft меньше, чем 65°, и больше, чем 85°. происходит искажение конфигурации капли, поэтому соотношение 85° обеспечивает получение капли дозирующего вещества наилучшего качества.

Таким образом, заявляемое устройство за счет выполнения двух срезов на конце выходного отверстия дозирующей иглы обеспечивает высокое качество каплеоб0

5

раэования дозируемых веществ на поверхности ПП с целью последующего приклеивания к ним ЭРЭ.

Формула изобретения Дозирующая игла, выполненная с наклоном к горизонтали, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности дозирования за счет улучшения качества капле- образования, на конце выходного отверстия иглы выполнены два среза, один из которых горизонтальный, а другой выполнен под углом ft относительно горизонтального среза и определяется соотношением 85° Ј 65°.

Использование: для монтажа и герметизации микроэлектронных компонентов с помощью клеев, контакторов, компаундов и флюсов. Сущность изобретения: дозирующая игла, выполненная с наклоном к горизонтали, имеет на конце выходного отверстия два среза, один из которых выполнен горизонтальным, а другой под углом относительно горизонтального среза. Угол наклона к горизонтальной оси выбирается равным 45 ±5°, исходя из требований, пргдьязляемых к конструкции печатных углов, расстояние между соседними элементами должно быть не меньше высоты соседних элементов. 4 ил., 1 табл.

в

1

/ Фиг.1

4S

Фиг. г

ч

у

ti

к 2L-i

5

PtfeJ

(риг. У