Устройство для подгонки сопротивления проволочных резисторов с осевыми выводами методом электрохимического анодного травления Советский патент 1981 года по МПК H01C17/00 H01C17/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОНКИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОЛОЧНЫХ РЕЗИСТОРОВ С ОСЕВЫШ ВЫВОДАМИ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО АНОДНОГО ТРАВЛЕНИЯ

I2 Изобретение относится к электроиной технике, точнее к оборудованию для производства изделий электронной техники, и может быть использоваио в производстве прецизионных проволочных резисторов, преимущественно низкоомной группы, на операции Подгонки сопротивления, резистора к заданному номинальному значению. Известны устройства для подгонки сопротивления пленочных резисторов к к заданному номинальному значению путем циклического электрохимического анодного травления, чередукмцегося с измерением величины увеличивающегося сопротивления до обеспечения заданного значения f1. Эти устройства выполняют подгонку пленочных резисторов, преимущественно танталовых, посредством увеличения сопротивления нанесенной на диэлектри ческую подложку проводящей металлической резистивной пленки за счет уменьшения ее сечения при образовании диэлектрического слоя окисла после травления электролитом. Для исключения воздействия электролита на выводы резистора, контакты подключения и подводящие провода, электролит располагают в пористом катоде, прилегающем к плоскости пленочного резистора, при этом электролит должен быть достаточно вязким и обычно содержит лимоннуто кислоту, растворенную в смеси желатина, глицерина и этилового спирта. Таким образом, электролит расположен в небольшом объеме и прилегает только к обрабатываемой поверхности резистора и резистор полностью не погружен в электролит. Требуются специальные приспособления для наложения пористого катода таким образом, чтобы электролит воздействовал только на резистиЕный элемент резистора. Устройства обладают низкой производительнбстью и не могут быть использованы для подгонки проволочных резисторов. так как для этого проволочный резистор должен быть полностью погружен в электролит причем после подгонки электролит должен легко удаляться из межвитковых зазоров, что затруднитель но при использовании вязких электролитов. Наиболее близким по технической сущности является устройство для подгонки сопротивления резисторов методом электрохимического анодного травления, содержащее автоматически регулиpye &IЙ источник тока подгонки, ко входам которого подключены блок индикации и управления и блок циклического переключения, соединенный с изме.рительным мостом, выход которого соединен со входом блока циклического переключения, и узел подгонки, выполненный в виде корпуса с подключенными к блоку циклического переключения контактами для подключения выводов резистрров и с установленной в нем диэлектрической ванной для электролита, с закрепленным в ней катодом 2. При подгонке прецизионных проволочных резисторов низкоомной группы в дополнение к защите контактов для подключения резистора потребовалось бы защищать на время подгонки от воз действия электролита выводы резистора и точки сварки подсоединения выводов, а после подгонки удалять этот защитный слой, что технологически не приемлемо. Кроме того, упомянутая защита необходима, чтобы исключить , прямое прохождение тока от выводов в электролит, минуя резистивный элемент, снижающее точность подгонки из за несимметрии распределения тока, приводящей к несимметрии съема элект ролитом материала резистивного элемента. Следует отметить также, что для подключения резистора к устройст ву необходимо либо вынимать контакты из ванночки, либо каждый раз сливать электролит, а потом снова наполнять ванну и т.д., что снижает производительность. Кроме того, будучи погруженными в электролит, контакты для подсоединения резистора к устройству, с одной стороны, должны быть изо лированы от воздействия электролита, а с другой стороны, иметь хороший ко такт с выводами резистора, которые также в остальной своей части должны быть изолированы от соприкосновения С электролитом, причем контакты должны быть разъемными для быстрого подсоединения и съема резистора, т.е. одновременно должны выполняться противоречащие, взаимно исключающие друг друга условия. Кроме того, резистор п0сле цикла подгонки остается погруженньм в электролит и в таком состоянии производится измерение его сопротивления (цикл Измерения). При этом для прецизионных резисторов велика опасность шунтирования сопротивления резистора сопротивлением электролита, что снижает точность подгонки. Требуется перед циклом измерения быстро вынуть резистор из ванночки и удалить с его поверхности и из межвитковых зазоров щунтирующие остатки электролита. Цель изобретения - повьшение производительности и точности путем подгонки струей проточного электролита. Поставленная цель достигается тем что устройство для подгонки сопротивления проволочных резисторов с осевыми выводами методом электрохимического анодного травления, содержащее автоматически регулируемый источник тока подгонки, ко входам которого подключены блок индикации управления и блок циклического переключения, соединенный с измерительным мостом, выход которого соединен со входом блока индикации и управления, выход которого соединен со входом блока циклического переключения, и узел подгонки, выполненный в виде корпуса с подключенными к- блоку циклического переключения контактами для подключения выводов резисторов и с установленной в нем диэлектрической ванной для электролита, с закрепленным в ней катодом, снабжено механизмом циклической подачи электролита, электрически соединенным с блоком управления, кинематически соединенными механизмом качания диэлектрической ванны и механизмом раскрытия контактов, установленными в корпусе узла подгонки, соплом циклической подачи сжатого воздуха, закрепленньи в корпусе над диэлектрической ванной, .подключенным к блоку управления, при этом контакты закреплены в корпусе с наружной стороны диэлектрической ванны, на боковых стенках которой выполнены прорези для размещения выводов резисторов и подключегшя их к контактам, а 58 катод вьтолнен -полым с радиальным вы резом для размещения корпуса резисто ра и каналом для циклической подачи электролита. Кроме того, кинематическая свяаь между механизмом качания и механизмом раскрытия контактов вьтолнена в виде коромысла, а механизм раскрытия контактов выполнен в виде штока, шар нирно соединенного с коромыслом, рычага, шарнирно закрепленного на корпусе с возможностью взаимодействия одного его конца со штоком, а другого, на котором закреплен подвижный цилиндрический валик, с подвижно установленными контактами, подпружиненными пруткинами возврата относительно подвижных контактов. Причем механизм циклической подачи электролита снабжен электромагнит ным клапаном электрически соединенным с блоком индикации и управления. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - диэлектрическая ванна, общий вид с катодом и резисто ром в исходной позиции; ка фиг. 4 разрез на фиг. 3; на фиг. 5 кинематическая схема устройства; на фиг. 6 - блок-схема предлагаемого ус ройства; на фиг. 7 - пневмогидравлическая схема. В корпусе 1 устройства закреплен резистивный электродвигатель 2 с редуктором и кулачком 3 на валу редуктора. В направляющие 4 корпуса 1 помеще на планка 5, связанная с кулачком 3. Планка 5 шарниром 6 связана с коромы лом 7, ось 8 которого зафиксирована в подшипниках 9 корпуса 1. На против положном относительно оси 8 конце ко ромысла 7 укреплена диэлектрическая ванна 10 с закрепленным в ней катодом 11, содержащим цилиндрическую по лость 12 с радиальным вырезом 13 и ка нал 14 со штуцером подачи струи элект ролита. В нижней части полости 12 выполнено отверстие 15, а в нижней части ванны 10 - отверстия 16, в которых укреплены штуцеры 17 с патрубками 18 для слива электролита. Коромысло 7 шарниром 19 связано со штоком 20, направляющая 21 которо го закреплена в корпусе 1. Шток 20 ка толкатель связан с рычагом 22 управления раскрытием контактов, ось 23 16 которого зафиксирована в подшипниках корпуса . Неподвижные контакты 24 симметрично закреплены на изоляционном основании в корпусе I по обе стороны качающейся ванны 10, Подвижные контакты 25, оси которых зафиксированы в подшипниках изоляционного основания, подпружинены относительно неподвижных контактов 24 возвратными пружинами 26, опирающимисяя на изоляционные подложки. Нерабочие концы подвижных контактов 25 жестко соединены изоляционной планкой 27, на которую цилиндрическим валиком 28 опирается упомянутый рычаг 22. По обе стороны ванны 10 между ее боковь ми стенками и контактами помещены отсекателй 29 резистора по выводам. Ось 30 отсекателей 29 шарнирно связана с электромагнитом 31 сброса резистора в ловитель 32. На боковых стенках ванны 10 вьшолнены прорези 33 для прохода выводов резистора при качании ванны. Над ванной установлено сопло 34 подачи сжатого воздуха электромагнитным клапаном 35, включаемым блоком индикации и управления 36, Блок 36 индикации и управления электрически связан с блоком 37 циклического переключения резистора, подклю- , ченного к контактам 24 и 25 от источника 38 тока подгонки к измерительному мосту 3 для измерения сопротивления и обратно. Взаимная связь между блоком 36 индикации и управления, блоком 37 циклического переключения, а также пределами тока и времени подгонки источника 38 осуществляется автоматически, например, через систему фотодатчиков, установленных в определенных участках шкалы нуль-индикатора со световым отсчетом к мосту 39, Кроме того, блок 36 индикации и управления с помощью системы конечных микровыключателей 40 и 41, укрепленных на корпусе 1 и взаимодействующих с коромыслом 7 и планкой 5 управляет работой реверсивного электродвигателя 2 и всей механической частью устройства, кинематически связанной с электродвигателем 2, Гидросистема циклической подачи электролита содержит ванну 10 травления со сливными 18 и подающим 42 патрубками, отстойник 43, соединенный подающим патрубком 44 с промежуточной ванной 45, связанной выходным патрубком 46 с насосом 47, нагнетаюошх электролит, а входным патрубком 48 с электромагнитным клапаном 49, который соединен.с насосом 47 патрубком 50, а с ванной 10 травления патрубком 42, снабженным вентилем 51 Электромагнитный клапан 49 включается блоком индикации и управления 36. Устройство работает следующим образом. Предварительно подогнанный резистор, сопротивление которого меньше номинального на величину R, устанав ливают в исходную позицию: выводами на неподвижные контакты 24. Ванна 10 укрепленная на коромысле 7, при этом находится в крайнем нижнем,а подвижные контакты 25 находятся в крайнем верхнем (разомкнутом) положении. По таблице выставляют необходимые.пределы времени и тока подгонки источни ка 38 тока подгонки, а также пределы Rj(iмоста 39. После включения устройства реверсивный электродвигатель 2 опускает планку 5 и связанный с ней конец коромысла 7, а также шток 20. При этом пруж1€ны 26 отжимают вверх нерабочие концы подвижных контактов 25 вместе с соединяющей их изоля ционной планкой 27 и перекатьшающимся по ней валиком 28 рычага 22, другой конец которого, опирающийсяна шток 20, опускается вниз, а рабочие ;концы подвижных контактов 25 также опускаются, зажимая выводил резистора Другой конец коромысла 7 с укрепленной на нем ванной 10 поднимается в вверх, при этом выводы зажатого в контактах 24, 25 резистора проходят в прорези 33, а резистивный элемент резистора входит в цилиндрическую по лость 12 катода 11. После включения одновременно с подъемом ванны 10 включается насос 47 и подает электро лит в циркуляционное кольцо холостог хода: от насоса. 47 через патрубок 50 выключенный электромагнитный клапан и патрубок 48 - в промежуточную ванну 45, и от нее через патрубок 46 вновь к насосу 47. После опускания йодвижных контактов 25 на выводы резистора по команде блока 36 индикации и управления производится измере ние сопротивления резистора. В зависимости от фактического значения сопротивления автоматически устанавливаются пределы тока и времени подгон ки источника 38. Затем блок 36 индикации и управления включает электромагнитный клапан 49, подавая через патрубок 42 с вентилем 51 и канал 14 струю электролита на резистивный элемент, находящийся в цилиндрической полости I2 катода 11. Одновременно по команде блока 36 управления срабатывает блок 37 для циклического переключения подгоняемого резистора. Блок 37 подключает резистор к источнику 38 тока подгонки. Начинается цикл подгонки, заключакнцийся в электрохимическом анодном травлении растворении поверхностного слоя резистивного элемента резистора, сопротивление которого в процессе подгонки за счет уменьшения сечения провода резистивного элемента увеличивается. В соответствии с пределом времени подгонки через заданный промежуток времени электромагнитный клапан 49 по команде блока 36 индикации и управления выключается, отсекая струю электролита в циркуляционное кольцо холостого хода, причем насос 47 продолжает рабо- тать, сохраняя ранее отрегулированную скорость подачи электролита неизменной. Одновременно блок 37 переключает резистор к мосту 39 и после выдержки времени на стекание электролита блоком 36 включается электромагнитный клапан 35, подающий на резистор струю Сжатого воздуха для удаления остатков электролита, и производится очередное измерение сопротивления . После измерения либо вновь автоматически устанавливаются новые пределы времени и тока подгонки и цикл подгонки повторяется, либо если номинальное значение достигнуто (в пределах допуска), реверсивный электродвигатель 2 опускает ванну 10 в крайнее нижнее положение, размыкая контакты 24 и 25. Дапее по команде блока 36 управления срабатывает электромагнит 31 привода отсекателей 29, сбрасывающих резистор в ловитель 32. Установка готова к подгонке следующего резистора. Если первоначальное сопротивление резистора, измеренное до подгонки, оказывается в пределах допуска номинального значения, то блок 36 управления подает команду на сброс резистора в ловитель без цикла подгонки. Дпя ускорения слива электролита перед измерением катод I1 приподнят относительно дна ванны на одну треть ее высоты, а для более равномерного омывания спирали резистора струей электролита канал 14 прямоугольного сечения выполнен в теле катода под углом 60 к вертикальной задней стен ке ванны, касательно к боковой поверхности резистора, установленного в исходную позищпо, причем канала меньше длины резистивного элемента подгоняемого резистора на 2-5 мм. Гидросистема циклической подачи на резистор, помещенный в цилиндрическую полость катода струи электролита через канал прямоугольного сече ния , выполненный в катоде (ширина канала на 3-5 мм меньше длины резистивного элемента подгоняемого резистора) , а также размещение контактов для подключения резистора вне ванны и выполнение на боковых стенках ванны, перпендикулярных оси резистора, прорезей для подключения резистора вне ванны и вьтолнение иа боковых стенках ванны, перпендикулярных оси резистора прорезей для прохождения выводов позволяет локализовать объем, где содержится электролит, в -цилиндрической полости катода и тем самым исключить воздействие электролита на выводы резистора, точки сварки подсоединения выводов к резистивному элементу и кон такты для подключения резистора. Этому же способствует и выполнение упомя нутого канала под углом 60° к задней стенке ванночки, касательно к боковой поверхности резистора, установленного в исходную позицию, поскольку при этом струя электролита, падающая на резистор, как бы закручивается по внутренней поверхности катода, образукмцей упомянутую цилиндрическую полость. Размещение катода приподнятым относительно дна ванночки на одну трет ее высоты, применение гидросистемы с циклической подачей струи электролита, быстрая отсечка которой выполняется электромагнитным клапаном, а также введение в устройство сопла по дачи на резистор сжатого воздуха позволяют бытро освободить резистор от остатков электролита и исключить его шунтирующее действие при измерении сопротивления резистора, что повышае точность подгонки. 110 Введение в устройство механизма качания ванны относительно .неподвижного резистора, установленного в исходную позицию выводами в контакты, механизма раскрытия контактов,, кинематически связанного с механизмом качания, обеспечивающего автоматическое раскрытие контактов при опускании ванночки и закрытие контактов при ее |подъеме, позволяют быстро устанавливать резистор в исходную позицию и автоматически сбрасывать его в ловитель введенными отсекателями после окончания подгонки по команде блока индикации и управления. Благодаря этим усовершенствованиям предлагаемое устройство работает как полуавтомат подгонки резисторов к номинальному значению, который, за исключением установки резистора в исходную позицию, все операции вплоть до сброса резистора в ловитель, вьтолннет автоматически. Это позволяет повысить производительность по сравнению с известным. Хроме того, введение в гиКроснстему электромагнитного клапана отсечки электролита в циркуляционное кольцо холостого хода позволяет не выключать насос подачи электролита перед каждым измерением и сохранить в течение всей смены неизменной скорость подачи электролита, отрегулированную перед началом работы установки. Это также повытает производительность подгонки. Формула изобретения 1 . Устройство для подгонки сопро,тивления проволочных резисторов с осевыми выводами методом электрохимического анодного травлення, содержащее автоматнчески регулируемый источник тока подгонки, ко входам которого подключены блок индикации и управления и блок циклического переключения, соединенный с измерительным мостом, выход которого соединен со входом блока индикации и управления, выход которого соединен со входом блока циклнчесKoro переключения, и узел подгонки, выполненный в виде корпуса с подключенными к блоку циклического переключения контактами для подключения выводов резисторов и с установленной в нем диэлектрической ванной для элект ролита, с закрепленным в ней катодом о т л и чающееся тем, что. - - I С(П у НТО J с целью повышения производительности и точности, путем подгонки струей пр точного электролита, оно снабжено ме ханизмом циклической подачи электролита, электрически соединенным с бло ком управления, кинематически соединенными механизмом качания диэлектрической ванны и механизмом раскрытия контактов, установленными в корпусе узла подгонки, соплом циклической по дачи сжатого воздуха, закрепленным в корпусе над диэлектрической ванной подключенным к блоку управления,при этом контакты закреплены в корпусе. с наружной стороны диэлектрической ванны, на боковых стенках которой выполнены прорези для размещения выводов резисторов и подключения их к контактам, катод выполнен пoльпvI с радиальным вырезом для размещения корпуса резистора и каналом для циклической подачи электролита. 2. Устройство по п, 1, о т л и чающееся тем, что кинемати1ческая связь мевду механизмом качания и механизмом раскрытия контактов выполнен в виде коромысла, а механизм раскрытия контактов выполнен в виде штока, шарнирно соединенного с коромыслом, рычага, шарнирно закрепленного на корпусе с возможностью взаимодействия одного его конца со штоком, а другого, на котором закреплен подвижный цилиндрический валик, - с подвижно установленными контактами подпружиненными пружинами возврата относительно неподвижных контактов. 3. Устройство по.п. }, о т л и чающееся тем, что механизм циклической подачи электролита снабжен электромагнитньм клапаном, электрически соединенным с блоком индикации и управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . ta. Получение и свойства тоних пленок. Вып. 2, Киев, 1974 . 94-98. «британии 1322996, кл. Н 01 С 1973. ЙЛ tpvtl

«

fPui.3

PU2.4