Устройство для ультразвукового контроля

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 2 01 Н 29/04 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСКОМ радиотехн юлин,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГОКОНТРОЛЯ(57) Изобретение касается неразрушающего контроля и моиет быть использовано в радиотехнической промышленностидля оценки качества паяного соединенияпланарного вывода микросхемы с контактной площадкой печатной платы. Целью изобретения являетсяповышение чувствительности и достоверности контроля качествасоединения. Для этого в устройство введе1529099 ны две плоские пружины 10, 18 и узел захвата, состоящий из кронштейна 15 и пластины 16 со скошенными кромками, Устройство также содержит блок 3 пере 5 мещения и создания усилия, который состоит из постоянного магнита 6, катушки 7, расположенной на стержне 8, к которому прикреплены мембраны 9, Через плсскую пружину 10 к блоку 3 10 прикреплен экранирующий корпус 11,Изобретение относится к неразрушающему контролю, может быть использовано в радиотехнической промышленно"сти для оценки качества паяного соединения планарного вывода микросхемыс контактной площадкой печатной платы и является усовершенствованиемизобретения по основному авт.св. 119 974256Цель изобретения - повышение чувствительности и достоверности контроля 25качества соединения.На фиг.1 схематически показаноустройство для ультразвукового контроля качества соединения микросхемы напечатной плате; на фиг2 - соприкосновение наклонных плоскостей узла ловителя с выводом микросхемы; на фиг.З,соединение узла захвата с выводоммикросхемы,Устройство содержит основание 1 со 35стойкой 2, блок 3 перемещения и создания усилия, связанный со стойкой 2с помощью кронштейна 4 и стопорного винта 5. Блок 3 состоит изпостоянного магнита 6, катушки 7, 40расположенной на стержне 8,к которомуприкреплены мембраны 9, через плоскуюпружину 10 прикреплен экранирующийкорпус 11, Последний с находящимсявнутри него предварительным усилителем 12 соединен с магнитопроводом 13.Внутри магнитопровода расположенакатушка 14, К магнитопроводу прикреплен кронштейн 15. Пластина 16 соединена с магнитопроводящим сердечником17, который через плоскую пружину 18соединен с корпусом 11, Плоскости Акронштейна 15 и пластины 16 образуютузел захвата (фиг.2). Две наклонныеплоскости кронштейна 15 и пластины16, предпочтительно выполненные под7углом 45" к оси перемещения, образуют узел ловителя, На корпусе 11крепится кронштейн 19 и с помощью винв котором расположен предварительныйусилитель 12, электрически связанныйс пьезопреобразователем 21. Крометого, устройство содержит канал 22обработки и регистрации сигналов акустической эмиссии, источник 23 питания, интегрирующую цепочку 24, блок25 электронной задержки коммутации игенератор 26 синусоидальных колебаний. 3 ил. та 20 регулируется усилие плоскойпружины 18, На торцовой части пластины 16 расположен пьезопреобразователь21, электрически связанный с предварительным усилителем 12. Кроме того,устройство содержит канал 22 обработки и регистрации сигналов акустической эмиссии. Блок управления содержитисточник 23 питания, интегрирующуюцепочку 24, блок 25 электронной задержки коммутации и генератор 26 сину.соидальных колебаний. Устройствосодержит также микросхему, устанавли-ваемую на столе 27, с проверяемымивыводами 28. Устройство работает следующимобразом. Контролируемое изделие 29 устанавливают на столе 27. Кронштейн 4 перемещают по стойке 2 так, что узел ловителя находится на расстоянии 2- 3 мм от проверяемого вывода 28 (фиг.З) микросхемы, и фиксируют стопорным винтом 5. Поверхности А узла захвата прижаты одна к другой усилием плоской пружины 18. При подаче с источника питания напряжения постоянного тока (" Пуск" ) через интегрирующую цепочку 24 на катушку 7 блока 3 две наклонные плоскости узла ловителя перемещаются вниз и, преодолевая усилие плоской пружины 18, входят в соприкосновение с участком вывода микросхемы. В пределах размера В проекции наклонной плоскости ловителя (фиг.2) допускается смещение выводов микросхемы, Смещение обусловлено допусками на установку вь 1 водов в микросхеме при ее изготовлении и допусками на размеры, определяющие положение микросхемы на печатной плате. По мере перемещения узла ловителя вниз происходит его поворот5152909 относительно места заделки плоской пружины 10, что необходимо для предохранения вывода 28 микросхемы от деформации. Когда вывод микросхемы5 попадает на поверхность А узла захвата, напряжение постоянного тока через блок 25 электронной задержки поступает в катушку 14. При этом сердечник 17 притягивается к магнитопроводу 13, и поверхности А узла сжимают вертикальный и горизонтальный участок вывода микросхемы с усилием, обеспечивающим неподвижность соединения между захватом и выводом микро схемы. Через 0,05 с после срабатьвания механизма захвата в катушку 7 блока 3 подается синусоидальный ток с генератора 26, время работы которого фиксируется блоком 25 электронной задержки 20 коммутации. Величина тока при этом берется из требований усилия Р (фиг.3), выбранного для проверки прочности соединения, При этом частоту то" ка устанавливают такой, чтобы ампли туда перемещения захвата в случае недостаточной прочности соединения была 0,1-0,2 мм. Нижний предел, устанавливаемый экспериментально, создает возможность обнаружения по акустичес ким сигналам соединения при полном отсутствии в них спая, Верхний предел 0,2 мм устанавливают, исходя из требований к возможным угловым перемещениям горизонтального участка вывода, оговоренных в нормативных документах.В случае дефектного соединения образуется трещина. Ее образование сопровождается сигналами акустической эмиссии, которые воспринимаются пьезо преобразователем 21, преобразуются в электрические сигналы и поступают в предварительный усилитель 12 и далее в тракт обработки и регистрации сигналов акустической эмиссии, конечным 45 элементом которого является суммирующий счетчик, фиксирующий в цифровом виде недостаточную прочность соединения. По окончании работы генератора 26 прекращается подача напряжения с 50 источника питания (" Стоп" ), При этом захваченный вывод освобождается, и узел захвата под действием упругих сил мембран 9 возвращается в исходное положение. Далее проверяется следующий 55 вывод микросхемы.П р и м е р. Используют пьезопреобразователь 21 с резонансной частотой 300 кГц. В качестве суммирующего 96счетчика в тракте обработки и регистрации сигналов используют прибор Ч 3-38, регистрацию сигналов акустической эмиссии осуществляют лишь за период времени работы генератора 26 (13-7 А). В качестве времязадающих устройств в блоке 25 электронной задержки коммутации используют электронные реле времени РВЭ. При подаче нарастающего до величины 0,05 А тока в течение времени 0,5 с с выхода РС цепочки 24 в катушку 7 узел ловителя, перемещаясь вниз, своими наклонными плоскостями попадает на проверяемый вывод микросхемы, разворачивается относительно места крепления пружины 1 О и продолжает движение до соприкосновения острых кромок узла ловителя с поверхностью печатной платы. При этом кромки вывода 28 микросхемы устанавливаются между поверхностями А узла захвата (фиг.2). Создается такое искусственное смещение вывода микросхемы относительно узла ловителя на + 0,4 мм, Захват вывода при этом осуществляется надежно. Затем через блок 25 электронной задержки осуществляется коммутация тока 0,5 А в катушку 14. При этом сила прижатия плоскостей А захвата к кромкам вывода микросхемы 15 Н, что обеспечивает за счет сил трения неподвижность соединения поверхностей захвата с выводом микросхемы при создании знакопеременного усилия с амплитудой Р = 3 Н. После осуществления захвата с течение 0,5 с с генератора подается синусоидальный ток с амплитудой 0,1 А и частотой 20 Гц, обеспечивающий создание знакопеременного усилия с% амплитудой Р = 3 Н и перемещение узла захвата на 0,1 мм при массе подвижной части устройства 0,5 кг. Принедостаточной прочности соединения в месте пайки образуются микротрещины, возникает акустическая эмиссия, которая в количестве 20-70 импульсов реги- стрируется в оконечном устройстве канала 22 обработки и регистрации. При оценке качества десяти контрольных соединений, выполненных заведомо с дефектами и характеризующихся пониженной прочностью, на данном устройстве зарегистрировано повышение порогового уровня сигналов акустической эмиссии для всех десяти соединений. Проверка этих же соединений на известной установке показьвает наличие дефектов лишь в четырех соединениях.Тираж 789 омитета по изобретениямМосква, Ж, Раушская на 7633 3 исн открытиям при ГКНТ ССзводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород гарина,101 Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое устройство действительно обеспечивает большую достоверность оценки качества соеди 5 нений выводов микросхем. Повышение достоверности оценки соединений выводов микросхем с контактными площадками печатных плат позволяет повысить качество и надежность изделий .на печатных платах. Формула изобретения, Устройство для ультразвукового контроля по авт. св. М 974256, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и достоверности контроля, в устройство введены дополнительный электромагнит, двеплоские пружины и узел захвата, состоящий из двух пластин со скошеннымикромками, одна иэ которых закрепленана магнитопроводе, а другая - насердечнике дополнительного электромагнита, при этом сердечник дополнительного электромагнита выполнен свозможностью горизонтального перемещения и прикреплен через первую плоскую пружину к корпусу, который черезвторую плоскую пружину соединен ссердечником первого электромагнита.