Устройство для ультразвуковой сварки

(57) Изобретение касае ковой сварки, Устройст ет совмещение тонких н ных проволочных выводо состоянии поставки у н я ультразву- обеспечиварованихся в н име весныхэлеме ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 3995034/31-2725.12,8515.04.87. БюлМосковский иностроенияВ.Г. ПодлесныхТкачев и В.А.621,791.037(0Авторское сви296, кл. В 23тент США Ф 35 тов, с направляющей канавкой на рабочем торце инструмента и удержание вывода при поиске инструментом контактной площадки платы и сварке. Это повышает производительность и качество сварки. Устройство оснащено механизмом совмещения, выполненным в виде петлеобразного захвата, размещенного с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пазах, выполненных на инструменте. Захват связан посредством гибкой тяги, проходящей через направляющую вилку, с элек-, тромагнитным приводом. На тяге выполнен 0-образный компенсатор разности хода сварочной головки и инструмента, Я который предотвращает деформацию петли и выход ее из пазов инструмента и исключает чрезмерное силовое воздействие на петлю. 8 ил, 1303329Изобретение относится к ультразвуковой сварке и может быть использовано в электронной промышленности для присоединения тонких проволочных, выводов навесных элементов к контакт ным площадкам плат гибридных интегральных микросхем (ГИС).Целью изобретения является повышение производительности и качества сварки эа счет автоматического сов О мещения вывода с направляющей канавкой на рабочем торце инструмента.На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - сварочная головка; на фиг, 3 " инструмент с за- . хватом, вид сбоку; на фиг, 4 - то же, вид спереди; на фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 3; на фиг. б - сечение Б"Б на фиг. 3; на фиг. 7 - механизм подачи петлеобразного захвата, вид сбо ку; на фиг. 8 - то же, вид спереди.Устройство для ультразвуковойсварки содержит сварочную головку 1с источником 2 колебаний, волноводом 253 и иглообразным инструментом 4, рабочий столик 5. Сварочная головкаснабжена электромагнитным приводом,выполненным в виде двух электромагнитов 6, между которыми проходит подвижная пластина 7, шарнирно связанная с поворотной втулкой привода 8 насварочной головке. Источник колебанийс волноводом и пружинным приводомсварочного усилия (не показан) подвешены на шарнире 9. Для регулировкивеличины разности хода, возникающеймежду сварочной головкой и инструментом при касании последним свариваемых деталей, служит винтовая подача 10,Ветви петлеобразного захвата 11размещены с возможностью возвратнопоступательного перемещения в пазах12, выполненных на боковых наклонныхгранях инструмента 13, Пазы направлены к задней кромке рабочего торцаинструмента 14 и выходят на его нера-бочий торец 15. На рабочем торце инструмента выполнена направляющая канавка 16, с которой должен быть совмещен проволочный вывод 17 навесного элемента.Петлеобразный захват в верхнейчасти йрисоединен к гибкой тяге 18.Тяга проходит через направляющую вилку 19, укрепленную с возможностью регулировки угла наклона паза на одномконце кронштейна 20, который другим концом соединен с помощью винта 21 со сварочной головкой 1, Тяга в средней части снабжена компенсатором разности хода сварочной головки и инстру мента в виде П-образного (или другой формы) участка. Верхним концом тяга укреплена с помощью винта 22 в пазу бобышки 23, установленной на конце рычага 24, соединенного с фланцем 25 поворотной втулки электромагнитного привода 8.Рабочий столик 5 перемещается в горизонтальной плоскости с помощью рукоятки 26 манипулятора и поворачивается вокруг вертикальной оси с помощью реборды 27, Подъем и опускание инструмента при манипулировании осуществляются с помощью рукоятки 28,Устройство работает следующимобразом.В исходном положении петлеобразный захват опущен ниже рабочего торца инструмента и образует с ним поле захвата вывода 17. Попадание выводом, 17 навесного элемента, укрепленного на плате ГИС, в поле захвата производится путем манипулирования рабочим столиком 5, на котором укреплена плата, с помощью рукояток 26 и реборды 27, а также подъема - опускания инструмента рукояткой 28, После попадания вывода в поле захвата (размеры поля захвата 300 х 200 мкм, диаметр вывода 27-40 мкм) его немного продвигают в петлю и включают с помощью кнопки на рукоятке 26 электромагнитный привод 6. При срабатывании электромагнита пластина 7 перебрасывается в нижнее положение, осуществляя через рычажно-шарнирную систему поворот3втулки привода 8 по часовой стрелке, Перемещение рычага 24 на небольшой угол (см. фиг. 7, где пунктир - исходное его положение) передается посредством гибкой тяги 18 петлеобразному захвату, скользящему в пазах 12 инструмента 4. Захват перемещается в верхнее положение (фиг, 3 и 5), Поскольку петля в рабочей зоне имеет Н-образную форму, вывод 17 центрируется нижней точкой петли и совмещается при ее подъеме с направляющей канавкой 16 на рабочем торце, принимая изогнутую форму (фиг. 3), Нижняя точка петли при этом расположена выше рабочего торца инструмента в выемке, образуемой перепадом высот рабочего и нерабочего торцов инструмента.,Далее с помощью рукоятки 26 производят совмещение рабочего торца инструмента с контактной площадкой ппаты ГИС. Место нахождения точки захвата вывода определяет длину будущей пере-мычки, поэтому целесообразно выбирать эту точку на выводе так, чтобы она соответствовала расстоянию до контактной площадки с. учетом необходимой дугообразной формы перемычки.После совмещения торца инструмента и вывода с.контактной площадкой платы ГИС сварочная головка опускается, инструмент с выводом касается контактной площадки, создается необ ходимое сварочное усилие. При этом возникает разность хода головки и инструмента, вследствие чего петля перемещается вниз до упора в контактную площадку. Деформацию петли и вы ход ее из пазов .инструмента предотвращает компенсатор на тяге 18, который исключает чрезмерное силовое воздействие на петлю и воспринимает на себя разность хода. Далее включаечся ультразвуковой импульс и осуществляется приварка вывода к контактной площадкеПри подъеме инструмента возможны два варианта работы: петлевой захват продолжает удерживать З 0 вывод и отделяет свободный его конец от сварочной точки эа счет движения инструмента с захватом кверху; петля опускается в нижнее положение перед подъемом головки, свободный конец вывода скользит в ней, его отрыва от сварной точки не происходит. Второй вариант допустим, если длина вывода соответствует (с учетом дугообразной формы перемычки) расстоянию от навесного элемента до контактной площадки, т.е. свободный конец имеет ограниченную длину. На этом заканчивается раоочий цикл и устройство возвращаетсяв исходное положение.Предлагаемое устройство позволяет обеспечить быстрое и точное совмещение проволочного вывода навесного элемента с направляющей канавкой на рабочем торце инструмента и надежно удерживать вывод в этом положении при манипулировании столиком с платой ГИС, необходимом для последующего совмещения инструмента с контактной площадкой.формула изобретенияУстройство для ультразвуковой сварки, преимущественно проволочных выводов навесных элементов с платами гибридных интегральных микросхем, содержащее сварочную головку с источником колебаний и волноводом, на котором смонтирован иглообразный инструмент с рабочим торцом и боковыми наклонными гранями, в которых выполнены пазы, рабочий столик с манипулятором для крепления платы, электромагнит и механизм совмещения вывода с рабочим торцом инструмента, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и качества сварки, устройство снабжено компенса", тором разности хода сварочной головки и инструмента, размещенного на инструменте с возможностью возвратно. поступательного перемещения в пазах на боковых гранях инструмента, а механизм совмещения вывода с рабочим торцом инструмента выполнен в виде петлеобразного захвата направляющей вилки и гибкой тяги, проходящей через направляющую вилку, закрепленную на сварочной головке.1303329 Составитель Н, ТютченкоТехред А,Кравчук ректор С, Шекмар 1 бченк дак Подписи Заказ 125 14ВНИИП мцтета СССР крынб л 4/ 1 О13035,оизводственно-нолиграфическое 1-.реднрнят ТиражГосударс вделам изобросква., Жнного к тени 1 н Рс г ьсе Ужгород, ул. Проектная