Способ соединения деталей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик971601(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 1401,80 (21) 2870738/25-27 151 М. Кл. В 23 К 31/02 с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетГосударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ Изобретение относится к области микросварки и пайки в приборостроении и может быть использовано для соединения деталей методами контактной сварки, термокомпрессионной сварки, одновременной сварки и пайки твердыми и мягкими припоями преимущественно изолированных проводов с контактными площадками печатных плат.Известны способы соединения деталей с плавким изолирующим покрытием, основанные на разрушении изоляционного покрытия горячим инструментом или нагревом неизолированной дета" ли 1)В случае разрушения изоляции горячтси инструментом обычно используют один или два параллельных Ч-образных электрода, через которые сначала20 пропускают импульсы тока для их нагрева, а после разрушения изоляционного покрытия и образования металлического контакта между ними пропускают через электроды второй импульс для сварки деталей. При этом способе отсутству ет очистка электродов от изоЛяции.Известен также способ соединения деталей через изоляцию, при котором детали сжимают электродами, последовательно подают три импульса тока, 30 гпервый из которых разрушает изоляцию,второй сваривает детали, третий очищает электроды, при этом третий импульс выключают после отведения элект,родов от деталей и очистки от .изоляции 21,Недостатком такого способа сваркиявляется то, что после сварки деталей,жлеющих изоляционное покрытие, покраям зоны соединения образуютсяскопления нерасплавленной изоляции ввиде заостренных выступов над поверхностью деталей, которые препятствуюториентациии установке впоследствииприсоединяемых деталей Кроме того,механическая прочность сварных соединений (например, пары медная контактная площадка - медный изолированныйпроводник), получаемых указаннымиспособами, невысока ( 20-25 от проч 1 ности изолированного провода). Заостренные выступы из изоляционного покрытия образуются из-за отвода электрода от деталей в момент, когда температура электрода и деталей оказывается ниже температуры плавления изоляционного покрытия детали. Это имеет место после прохождения второго импульса тока, подаваемого для свар. ки деталей, и паузы, необходимой дай завершения процесса сварки.целью изобретения является повышение механической прочности и коррозионной стойкости соединения.цель достигается тем,.что в спо Собе соединения деталей через изоляцию, при котором детали сжимают электродами, последовательно подают три импульса тока, первый из которых разрушает изоляцию, второй сваривает детали, третий очищает электроды, при этом третий жпульс выключают после отведения электродов от деталей и очистки от изоляции, в зону соединения вводят припой, третий им пульс подают на электроды до отведения их от деталей и нагрев осуществляют до температуры, превышающей температуру плавления припоя и изоляции, расплавляют припой и изоляцию,Щ прилегающую к зоне сварки, до получения соединения заливной формы.На фиг.1 показана схема приварки к металлической подложке, на фиг.2 - соединяемые детали после прохождения 25 первого импульса тока, разрушающего на проводнике изоляционное покрытие, разрез,. на фигЗ -Детали после прохождения импульса сварки, разрез;на фиг.4 - соединение после подачи тре-. тьего импульсатока до отведения элект-, родов от деталей; на фиг.5 - соединение заливной формы из припоя и изоляции, получаемое данным способом после отведения электродов от деталей.Два Ч-образных электрода 1 установлены с параллельным зазором друг относительно друга на изолированный проводник 2, лежащий на пластине 3. Припой может быть введен и виде по крытия 4 из сплава олово-свинец или подан в виде прутка. Электроды подключены к сварочным трансформаторам 5,6 и 7. Для осуществления способа были использованы в качестве 45 соединяемых деталей медный изолированный провод типа ПЭВТЛКдиаметром 0,1 мм с температурой плавления изоляционного покрытия 360 С и медные контактные площадки на печатных пла О тах - заготовках, имеющих гальваническое покрытие из сплава олово-свинецо с температурой плавления 183 С и толщиной 20-25 мкм.Габаритные размеры контактных площадок 1, 8 х 2; 8 х 0, 05 мм. В качестве электродов использовались обычные электроды монтажного автомата, которые представляют собой два Ч-образных электрода, выполненных иэ мо О либдена и установленных с параллельным зазором 0,1 мм, Размеры рабочего торца каждого электрода 0,3 х 0,8 мм, Каждый электрод в отдельности подключен к отдельному источнику тока, 65 а оба вместе - к третьему источникутока,Узел программного управления технологическим циклом автомата настраивают таким образом, чтобы включение третьего импульса для нагреваэлектродов происходило до отвода.электродов от деталей, а выключениепосле отвода электродов от деталейи разрыва металлического контактамежду электродами и деталями. Энергиюимпульса тока подбирали так, чтобык моменту отвода электродов от деталей температура рабочих торцов электродов былабы выше температуры планления наиболее тугоплавкого из покрытий в Ъ,5 раза (т.е.лф 540 С).Технологический процесс по предложенному способу заключается в следующемПосле автоматической подачи проводника 2 в зону соединения и сжатияего с контактной площадкой платы сусилием 2,5 Н через Ч-образные электроды 1 пропускали первые импульсытока (длительностью 20 мс и энергией в каждом импульсе 0,5 Дж), поддействием которых рабочие торцы электродов нагревались до температурыизоляционного покрытия проводника.Нагретые электроды внедрялись визоляционное покрытие проводника,на-",гревали проводник и выдавливали изпод него изоляционное покрытие до,образования металлического контактамежду электродами, проводником и контактной площадкой.Затем пропускали второй импульстока (длительностью 20 мс, энергией0,7 Дж) по образовавшейся цепиэлектрод - детали (провод - контакт"ная площадка) - электрод, нагревалитем самым участок деталей межДУэлектродами температура 750-800 С)до образования сварного соединениядеталей. После этого включалй третийимпульс тока медлительностью 40 мс,энергией .1 Дж) для нагрева электродов и через некоторое время ( 5 мб,достаточное для нагрева рабочих. торцовэлектродов до температуры, превышающей на 50"100 С температуру плавления наиболее тугоплавкого изоляционного покрытия и припоя, годаваликоманду на поднятие электродов, причем электроды поднимали, не прекращая их нагрева, за счет чего сплавлялись остатки изоляционного покрытия8 вокруг соединения и расплавлялисьприлипшие к электродам остатки изоляционного покрытия и припоя, которыепод действием сил поверхностного натяжения отделялись от электродов ипокрывали поверхность оголенногоучаст.ка изоляционного проводника.Таким же образом прдцесс можетбыть осуществлен и в случае применения других типов электродов, например трехэлектродного одного Ч-образного и контактного электродов (по схеме прототипа), и нм подобных, Непреложным условием осуществления способа должно быть то, чтобы электродыотводились от деталей лишь после нагрева их до температуры, превышающей температуру плавления наиболее,тугоплавкого изоляционного покрытияили припоя, а также до начала отверждения припоя. 1 ОИспользование предложенного способа обеспечивает получение заливнойформы соединения из припоя и изоляции,выполняемого в едином технологическом цикле наряду со сваркой деталей, повышение коррозионной стойкости соединений, особенно в местах контактирования электродов с деталью,за счет покрытия этих мест после цикла сварки и отведения электродов .Отдеталей слоем припоя и изоляции, повышение механической прочности соедийений за счет образования перемычкии изоляции над присоединенным проводВИКОМ,25 Формула изобретения Способ соединения деталей черезизоляцию, при котором детали сжимают злек тродами, последов атель но подаюттрн импульса тока, первыЯ из кото"рых разрушает изоляцию, второй сварнвает детали, третий очищает электроды, при этсм третий импульс выключают после отведения электродов отдеталей и очистки от изоляции, о тл и ч а ю щ и й с я тею, что, с целью повышения механической прочностии коррозионной стойкости соединения,в зону соединения вводят припой,третий юпульс подают на электродыдо отведения нхот деталей и нагревосуществляют до температуры, превышающей температуру плавления при"поя и изоляции, расплавляют припоЯи изоляцию, прилегающую к зонесварки, до получения соединения заливной формы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Сварка вприборостроении и радиоэлектронике, ч. 1, ЛДНТП Л., 1969, с.20. 2. Патент СЮА Р 3263059,кл. 219-91, 1963 (прототип).по делам 13035, Мо аяобрнар Корректор Н.Король