Устройство для контроля обрыва сварных соединений

(51)4 605 В 2302 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОБРЫВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к области контроля качества сборки полупроводниковых приборов и интегральных микросхем с использованием сварочных операций. Цель изобретения - повышение качества контроля сварочного монтажа и выхода годных приборов. Устройство содержит блок управления, ультразвуковой генератор, капиллярную трубку, первый и второй триггеры, повторитель, амплитудный селектор, формирователь, счетчик, первый и второй формирователи импульсов, первый, второй и третий Р-триггеры, генератор импульсов, коммутатор фаз, первый и второй усилители, первый, второй и третий элементы И - НЕ, первый и второй КЬ-триггеры, программный переключатель, реверсивный счетчик. Устройство обеспечивает контроль сварных соединений без приложения дополнительных усилий на обрыв, что повышает качество контроля и увеличивает выход годной продукции. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к области контроля, а именно к оборудованию для контроля качества сборки полупроводниковых приборов и интегральных микросхем,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения неразрушающего контроля сварного соединения.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока управления; на фиг. 3 - характерный дребезг контакта капиллярная трубка - привариваемый проводник при наличии первой сварки (а.) при обрыве первой сварки (б).Устройство для контроля обрыва сварных соединений состоит из блока 1 управления, ультразвукового генератора 2, датчика 3 состояния сварного монтажа (капиллярной трубки), первого триггера 4, повторителя 5, амплитудного селектора 6, формирователя 7 импульса, двоичного счетчика 8, второго триггера 9, а блок 2 управления (фиг. 2) состоит из первого формирователя 10 импульсов, первого Р-триггера 11, задающего генератора 12 импульсов, коммутатора 13 фаз, первого усилителя 14 мощности, второго Р-триггера 5, третьего Р-триггера 16, первого элемента И - -НЕ 17, первого КЯ-триггера 18, второго усилителя 19 могцнос и, программного переключателя 20, двоично-десятичного реверсивного счетчика 21, второго формирователя 22 импульсов, второго элемента И - НЕ 23, третьего элемента И - НЕ 24 и второго йЯ-триггера 25.На фиг. 1 представлены также конструктивные элементы объекта контроля: корпус 26, механизм 27 вертикальных перемещений с шаговым приводом 28, сварочная головка 29, закрепленная на механизме вертикальных перемещений и состоящая из ультразвукового преобразователя 30, зажимных губок 31 с электромагнитным приводом 32, и катушка 33 с привариваемым проводником.Работа устройства происходит следующим образом.Перед началом процесса сварки оператор заправляет привариваемый проводник в капиллярную трубку 3, пропускает через зажимные губки 31 и подает под сварочный инструмент, после чего сигналом Пуск запускает через первый выход блокауправления шаговый привод 28 на опускание механизма 27 вертикальных перемещений в позицию первой сварки. Через второй выход блока 1 управления после касания сварочного инструмента со свариваемыми деталями запускается генератор 2, при этом триггер 4 находится в состоянии, запрещающем счет счетчика 8 и переключение триггера 9. По концу пергой сварки сигналом с выхода генератора 2 опрокидывается триггер 4, который разрешает счет счетч и ка 8 и переключение три г гера 9. Получив этот сигнал через второй вход, блок 1 управления отрабатывает сигнал, запускающий шаговый привод 28 на подъем сварочной головки в исходное положение, а также через третий выход подает сигнал на электромагнитный привод зажимных губок, расфиксирующий привариваемый проводник,При подъеме сварочной головки 29 привариваемый проводник при его качественной приварке сматывается с катушки 33 и10 протягивается через капиллярную трубку 3Электрический контакт между капиллярной трубкой 3, на которую подано опорное напряжение, и привариваемым проводником в этом случае появляется и пропадает вследствие механической вибрации контакта капиллярной трубки с привариваемым проводником (см, фиг. За). Механические вибрации этого контакта при протягивании проводника через капиллярную трубку служат для контроля обрыва первой сварки.2 О Контроль осуществляется следующим образом.Сигнал, вызванный вибрацией контактакапиллярной трубки 3 с привариваемым проводником, поступает на вход повторителя 5, который служит в качестве буферного кас када, после чего происходит селекция импульсов по амплитуде селектором 6, пропускающим импульсы, соответствующие логической 1. Формирователь 7 формирует прямоугольные импульсы, которые поступают на вход счетчика 8. В случае отсутствия первой сварки при подъеме сварочной головки в исходное положение привариваемый проводник не протягивается через капиллярную трубку, и вибрация контакта между капиллярной трубкой и привариваемым проводником носит случайнь.й характер (фиг. Зб), 3 обусловленный вибрациями сварочной установки, случайными ударами и т.д. Поэтому, как показала практика, на выходе счетчика 8 сигнал появляется не ранее, чем во втором разряде.4 О При наличии первой сварки привариваемый проводник протягивается через капиллярную трубку в течение всего времени подъема сварочной головки в исходное положение, поэтому в течение всего времени подъема сварочной головки происходит виб рация контакта (фиг. За). При высоте подьема сварочной головки 1,5 - 2,5 мм сигнал на выходе счетчика 8 появляется не ранее, чем в шестом разряде. Таким образом, при наличии первой сварки сигналом с выхода счетчика 8 триггер 9, вход которого соединен с выходом шестого разряда счетчика 8, опрокидывается и дает разрешение на первый вход блока управления для дальнейшего формирования перемычки. В противном случае (при отсутствии первой сварки) блок 1 управления блокирует шаговый привод, и процесс разварки проводника на первой сварке повторяется.Когда первая сварка получена и сварочная головка находится в исходном поло 1335939жении, оператор переводит подложку, на которую производится сварка, в положение второй сварки с помощью манипулятора (не показан) и повторно производит нажатие на кнопку Пуск, запуская шаговый привод 28 через первый выход блока 1 управления на опускание сварочной головки в позицию второй сварки. После касания сварочного инструмента со свариваемыми деталями блок 1 управления через второй выход запускает ультразвуковой генератор и по концу сварочного импульса опрокидывает триггер 4, который сбрасывает счетчик 8 и триггер 9, одновременно блок 1 управления через третий выход выдает сигнал на электромагнитный привод 32, зажимающий привариваемый проводник в зажимных губках, и сигнал на подъем сварочной головки в исходное положение. В процессе подъема сварочной головки в исходное положение привариваемый проводник обрывается вблизи второй сварки, и устройство готово к новому циклу получения проволочной перемычки.Блок 1 управления работает следующим образом.В исходном состоянии (до запуска шагового привода на опускание сварочной головки в позицию сварки) на прямых выходах Р-триггеров 11 и 16, КЬ-триггеров 18 и 25 установлены сигналы логического О, а на прямом выходе Р-триггера 15 - сигнал логической 1.При появлении на пусковом входе блока 1 управления сигнала на инверсном вы. ходе формирователя 10 сформируется одиночный импульс на уровне логического О, который устанавливает прямые выходы Р-триггеров 11 и 16 в состояние логической 1, что приводит к пуску генератора 12. Импульсы с выхода генератора 2 поступают на вход коммутатора 13, который последовательно производит подключение фазовых обмоток шагового привода 28 к выходу усилителя 14 мощности, одновременно импульсы поступают на вход обратного счета счетчика 21. На установочном входе счетчика 21 с помощью программного переключателя 20 задается двоичный код, соответствующий количеству импульсов, которые необходимо отработать шаговому приводу для опускания сварочной головки в позицию сварки. Счетчик 21 обнуляется, и сигналом с его выхода запускается формирователь 22, формирующий на инверсном выходе импульс на тактовый вход Р-триггера 11, который запрещает работу генератора 12; импульс, перезаписывающий код в счетчик 21; импульс, опрокидывающий первый К 8-триггер 18, который через усилитель 19 мощности разжимает зажимные губки 31; и импульс на выход блока 1 управления, который опрокидывает триггер 4 и обнуляет счетчик 8 и триггер 9. С прямого выхода формирователя 22 формируется сигнал на уровне логической 1, который че рез элемент И - НЕ 24 опрокидывает КЬ.триггер 25 и запускает генератор 2. После окончания процесса сварки генератор вырабатывает импульс на триггер 4, который разрешает счет счетчика 8, и оператор подает повторный пусковой сигнал на вход формирователя 10, который через Р- триггер 11 разрешает работу генератора 12. Одновременно через Р-триггер 16 формируется сигнал на коммутатор 13, определяющий режим подключения фазовых обмоток шагового привода 28 для подъема сварочной головки в исхо инн состояние. При наличии сварки привариваемый проводник протягивается в капил лярной трубке 3 через разжатые зажимные губки 31. Триггер 9 опрокидывается сигналом с выхода счетчика 8, а на входе блока 1 управления появляется сигнал, разрешающий выполнение второй сварки 51 О1520 Формула изобретения 25 30 35 40 45 50 55 1. Устройство для контроля обрыва сварных соединений, содержащее блок управления, ультразвуковой генератор и датчик состояния сварного монтажа, выполненный в виде капиллярной трубки для пропуска привариваемого проводника, пусковой вход блока управления является входом запуска устройства, первый и второй выходы блока управления являются управляющими выходами устройства для подключения объекта контроля, а третий выход блока управления соединен с входом запуска ультразвукового генератора, первый выход которого служит для подключения объекта контроля, датчик состояния сварного монтажа соединен с клеммой подачи опорного напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения неразрушаюшего контроля сварного соединения, в устройство введены амплитудный селектор, формирователь импульса, счетчик и первый и второй триггеры, вход амплитудного селектора является первым информационным входом устройства, подключенным к выходу датчика состояния сварного монтажа, а выход соединен с входом формирователя импульса, выход которого связан со счетным входом счетчика, вход сброса которого подключен к прямому выходу первого триггера, связанному также с входом сброса второго триггера, выход переполнения счетчика соединен с установочным входом второго триггера, прямым выходом связанного с контрольным входом блока управления, первый информационный вход которого, а также вход сброса первого триггера подключены к второму выходу ультразвукового генератора, установочный вход первого триггера связан с четвертым выходом блока управления, второй информационный вход блока управления яв1335939 5ляется вторым информационным входом устройства.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления состоит из первого и второго формирователей импульсов, первого, второго и третьего Р-триггеров, генератора импульсов, коммутатора фаз, первого и второго усилителей, первого, второго и третьего элементов И - НЕ, первого и второго КЬ-триггеров, программного переключателя и реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом второго формирователя импульсов, установочный вход - с выходом программного переключателя, счетный вход и информационный вход коммутатора фаз - с выходом генератора импульсов, а управляющий вход, установочный вход первого Р-триггера и 5-вход первого К 5-триггера - с инверсным выходом второго формирователя импульсов, являюгцимся четвертым выходом блока, вход программного ключа является вторым информационным входом блока, вход первого формирователя импульсов является пусковым входом блока, прямой выход первого формирователя импульсов соединен с вторым входом первого элемента И - НЕ, а инверсный выход - с тактовыми 6входами первого и третьего Р-триггеров, Р-вход второго Р-триггера является контрольным входом блока, тактовый вход второго Р-триггера подключен к выходу второ го элемента И - НЕ, а выход - к Р-входу 5 первого Р-триггера, соединенного выходом свходом генератора импульсов, инверсный выход третьего Р-триггера связан с Р-входом третьего Р-триггера и с первыми входами первого и второго элементов И - НЕ, а прямой выход третьего Р-триггера подключен к второму входу третьего элемента И - НЕ и к управляющему входу коммутатора фаз, соединенного выходом с входом первого усилителя, выход которого является первым выходом блока, прямой выход второго форми рователя импульсов связан с вторым входомвторого элемента И - НЕ и с первым входом третьего элемента И - НЕ, выход которого подключен к Я-входу второго КЯ-триггера, К-вход которого является первым информационным входом блока, а выход - вторым выходом блока, первый К 5-триггер К-входом связан с выходом первого элемента И - НЕ, а выходом - с входом второго усилителя, выход которого является третьим выходом блока.Составитель В. ВоронковРедактор В. Данко Техред И. Верес Корректор А. ОбручарЗаказ 3802/41 Тираж 863 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45Производственно-попиграфицеское предприятие, г. Ужгород, 1 л. Проектная, 4