Устройство для пайки микросхем с планарными выводами на печатные платы Советский патент 1993 года по МПК B23K1/05 B23K3/00 

Изобретение относится к пайке и может быть использовано для групповой пайки инфракрасным излучением микросхем с планарными выводами к контактным площадкам печатных плат.;.

Целью изобретения является повышение качества пайки за счет предотвращения перегрева микросхем и печатной платы.

На фиг. 1 изображено устройство для пайки микросхем с планарными выводами, на печатные платы: на фиг. 2 - конструкция защитного экрана и установка его на печатную плату.

Устройство содержит стол 1, на котором расположен механизм 2 подачи платы. Механизм подачи представляет собой дискретный шаговый привод с цепной передачей, обеспечивающий плавность подачи платы с необходимым шагом. Привод включает в себя шаговый двигатель 3, редуктор 4, ведущий 5 и ведомый 6 валы, соединенные между собой цепной передачей 7, на которой расположена транспортная пластинчатая ле.нта 8 На транспортной ленте 8 имеются отверстиятповители для начальной установки печатной платы.

На стрйе 1 расположены также камеры 9 предварительного нагрева с внутренней теплоизоляцией и примыкающая к ней камера 10 пайки. Камера 9 предварительного нагрева с внутренней теплоизоляцией содержит четыре нагревательных элемента 11

V|

NO

ю со

ел

и логометр 12 для задавания температуры предварительного нагрева. Камера пайки состоит из эллиптического рефлектора 13, по оси верхней фокальной линии которого расположен инфракрасный излучатель 14, а нижняя фокальная линия (где образуется полоса нагрева) совпадает с плоскостью платы, установленной на транспортной ленте 8. Рефлектор 13 выполнен из полированного алюминия и укреплен в держателе 15, который одновременно предназначен для охлаждения рефлектора. Держатель 15 представляет собой паяную конструкцию из листовой.латуни коробчатого типа с внутренними перфорированными переборками, заполняемыми циркулирующей жидкостью, поступающей из бака 16, расположенного выше держателя 15. v:/ : : . .

Устройство пайки включает в себя пульт управления 17, осуществляющий электронное управление устройством, позволяющий изменять дискретно расстояние между линиями пайки количество линий пайки, скорость подачи транспортной ленты, время пайки, Устройство управления шаговым двигателем 18 (УУШД) расположено внутри стола и предназначенЬ для преобразования, формирования и усиления сигналов унитарного кода с Пульта 17 управления в сигналы управления током фазовых обмоток шагового двигателя 3, установленное под платой устройство охлаждения 19, осуществляющее пОдачу сжат ого воздуха через щелевое сопло в зону пайки.

Печатная плата 20, подлежащая пайке,, установлена на транспортной ленте 8 с помощью кассеты 21. На фиг. 2 изображена печатная плата 20 в сборке с защитным экраном 22 и установочной кассетой 21. Защитный экран 22 имеет прямоугольные прорези 23 в местах расположения контактных площадок, крепится над печатной платой с помощью штырей 24, входящих в Крепежные отверстия 25 платы. Между поверхностью платы 20 и защитным экраном 22 выдержан зазор 4-5 мм за счет втулок 26, одетых на крепежные штыри. Установочная кассета 21 с целью надежной фиксации на отверстиях-ловителях транспортной ленты 8 снабжена штырями 27. Механизм подачи 2 заключен в кожух 28.

Устройство работает следующим образом.

. На контактные площадки печатной платы 20 наносят припойную пасту через сетчатый трафарет, устанавливают отформованные микросхемы с пленарными вы водами (допускается в течение трех часов после нанесения пасты), при этом микросхемы фиксируются за счет клеящих свойств

припойной пасты, крепят защитный экран 22 над платой 20, вставляют плату с экраном в кассету 21, которую затем фиксируют в отверстиях транспортной ленты 8. Органами управления пульта 17 задают программу работы установки, а именно скорость продвижения пл аты, первое расстояние - от начала отсчета до первой линии пайки (момент включения излучателя), расстояния

между линиями пайки, время пайки, количество линий пайки. Включают установку и транспортируют плату в зону предварительного нагрева, а затем в зону пайки, при этом производят охлаждение рефлектора излучателя, пропуская охлаждающую жидкость че-; рез полые переборки держателя 15 и охлаждение платы, путем воздушного обдува снизу. . :.

При нажатии кнопки Пуск, распрложенной на пульте упрабденйя 17, на устройство управления шаговым двигателем 18 начинают поступать импульсы унитарного кода с частотой F. Управление щагрвым двигателем 3 осуществляется по 12-тактной

схеме с алгоритмом 2-3. При выбранных параметрах механизма подачи 2 (ШД- 5Д1МУЗ, редуктор 4-1:34, диаметр шестерни - 180 мм) импульс на входе УУШД 18 соответствует шагу ШД 3 (1,5°) и перемёщению транспортной ленты 8 на 0,069 мм. Зависимость скорости подачи ленты 8 от частоты F приведена в таблице. .

Необходимая частота, а следовательно,

скорость подачи транспортной ленты 8, устанавливается переключателем, расположенным на ПУ 177. За начало отсчета принимается момент прохождения платы над герконовым включателем (в конце камеры 9 предварительного нагрева), при этом формируется сигнал Начало, по.которому в УУШД 18 на схему сравнения считывается из памяти код4 соответствующий первому, заданному расстоянию до линии пайки. Одповременно сигнал Начало разрешает прохождение унитарного кода на счетчик отработки. Код со счетчика отработки сравнивается на схеме сравнения с кодом первого расстояния. При равенстве кодов

формируется сигнал останова транспортера и включения излучателя. Происходит пайка первой линейки контактов микросхем. Таймер нагрева отсчитывает заданное время пайки (включенное состояние излучателя).

при срабатывании таймера отключается излучатель 14, включается транспортер 8, счи- тывается код второго заданного расстояния между первой и второй линиями пайки, и начинается сравнение его с кодом отработки. При равенстве кодов аналогично изложенному происходит пайка второй линейки контактов микросхем, и т.д.

Пульт управления позволяет изменить дискретно расстояние между линиями пайки до 282 мм (12 разрядов двоичного хода) при точности шага 0,069 мм (цена младшего разряда кода), количество линий пайки до 31, скорость подачи платы от 1,1 до 23,2 мм/с, время пайки от 1. до 10с.:

В камере 9 предварительного агрёва задается и поддерживается температура в пределах ЗО-Эр С, что спо рбствует усадке пасты за счет испарения летучих веществ и отсутствию эффекта разбрызгивания при воздействиисфокусированноголуча на пасту. В расплавлейном состоянии паста стягивается к металлическим контактам микросхем за счет поверхностного натяжения, таким образом стеклотекстолит остается очищенным от паяльной пасты;;:

Одновременно с пуском установки включается устройство 19 охлаждения платы и устройство охлаждения рефлектора (поз. 15,16). После того, как плата вышла из камеры пайки 10, ее снимают с конвейера и демонтируют. ; . - .В качестве инфракрасного излучателя может быть использована, например, йодная лампа накаливания кГГ220-1000-1. Трафарет для нанесения пасты на контактные площадки изготавливается фотохимическим способом из материала Яс 63 или бериллиевой бронзы. Дозированное нанесение пасты через трафарет позволяет добиться стабильности в оплавлении припоя, т.е. улучшить качество пайки.

Защитный экран 22 выполнен из полированного алюминия Д1.6Т с коэффициентом отражения 0,9 толщиной 1,5-2 мм. На экране вскрыты прямоугольные прорези, размеры которых и расположение соответствует контактным площадкам на печатной плате. При пайке защитный экран 22 через прорези пропускает ИК-лучи, которые воздействуют только на места пайки, остальной же поток отражается экраном.

Форму л а изо бретен и я

1. Устройство для пайки микросхем с планарными выводами на печатные платы, содержащее основание, на котором уста- новлейы транспортер с держателем печатной платы, камера пайки, внутри которой

расположен эллиптический рефлектор с лампой инфракрасного излучения.,пульт программного управления, от л и ч a tout ее с я тем. что, с целью повышения качества пайки за счет предотвращения перегрева микросхем и печатной платы, оно снабжено камерой предварительного нагревания, соединенной с камерой пайки,камерой охлаждения рефлектора, дно которой выполнено по форме рефлектора.

узлом охлаждения для подачи сжатого воздуха, смонтированным в камере пайки под транспбртёром, и защитным экраном, выполненным из перфорированного материала толщиной 1,5-2,0 мм с коэффициентом

отражения ие менее 0,9 и установленным над держателем печатной платы через штырина расстоянии 4-5 мм.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что оно снабжено перфорированной пластиной, расположенной в камере охлаждения рефлектора.

OOP

9 a

i Л1/

a

Использование: групповая пайка микросхем ; с планарными выводами к контактным площадкам печатных плат. Сущность изобретения: устройство содержит транспортер С держателем печатнбй платы, камеру пайки, внутри которой расположены эл-. липтйческие рефлекторы с лампой инфракрасного излучения, пультом программного управления, расположенными на основании. Устройство содержит камеру предварительного нагревания, соединенную с камерой пайки, камеру охлаждения рефлектора, дно которой выполнено по форме рефлектора, узел охлаждения для подачи сжатого воздуха, размещенный в камере пайки под транспортером, защитный экран, выполненный из перфорированного материала толщиной 1,5-2,0 мм с коэффициентом отражения не менее 0,9. причем экран установлен над держателем печатной платы через штыри на расстоянии 4-5 мм и перфорированная пластина расположена в камере охлаждения рефлектора. 1 з.п.ф-лы, ,1 табл. 2 ил. ЧА

.