книги из ГПНТБ / Бабаянц, С. С. Микропроволочные элементы радиоустройств учебное пособие для подготовки рабочих на производстве

Для получения чистых паяных соединений остатки флюса удаляются с мест пайки протиркой бязевым тампоном, намотанным на губки пинцета и смоченным в горячей воде, а затем в спирте. Протирку производят на холодном изделии.

Качество пайки проверяют внешним осмотром с помощью лупы при 4-8-кратном увеличении. Места пайки должны иметь чистую блестящую поверхность. При пайке проводов без зачистки стеклян­ ной изоляции необходим контроль качества пайки на наличие электрического контакта. Для этого в цепь, образуемую проводом на катушке и выводом, включают ампервольтомметр ТТ-1 и по отклонению его стрелки судят о наличии контакта.

При нагревании во время пайки флюсы разлагаются с выделением газов. Поэтому пайку необходимо вести под зонтом вытяжной вентиляции. Во избежание ожогов глаз пайку вести в защитных очках.

6-4. Оборудование и оснастка для пайки

Для микроконтактирования пайкой используют разнообразное оборудование — от ручного микропаяльника до автоматов. Для пайки мягкими припоями применяются паяльники непрерывного или импульсного нагрева, Выбор паяльника по мощности производят в зависимости от марки припоя и сечения провода или массы соеди­ няемых деталей в соответствии с табл. 6-9. Для пайки миниатюрных

высокое качество и надежность контактного соединения. Нагрева­ тельные элементы и наконечники — сменные, что обеспечивает простоту ремонта микропаяльников. Технические характеристики микропаяльников даны в табл. 6-10.

Конструкция микропаяльников унифицирована. Паяльник мощ­ ностью 6 вт (рис. 6-4) состоит из двух сменных наконечников /, изготовленных из никеля или меди. Форма и толщина рабочей части наконечников зависят от рода выполняемых работ. Для защиты

100

медного наконечника от эрозии в оловянно-свинцовистых припоях он плакируется железом или никелем. У наконечника, изготовлен­ ного из никеля, длина рабочей части короче в 2 раза, чем у мед­

нению; в) малую длину и больший угол жала в целях улучшения теплопередачи (должны отсутствовать малые поперечные сечения, ухудшающие условия теплопередачи); г) малую длину наконечника, чтобы уменьшить путь теплового потока; д) хороший контакт нако-

1 2 3 4

Рис. 6-4. Устройство микропаяльника типа МЭП

нечника с нагревательным элементом для подачи максимального тепла; е) диаметр наконечника, оптимальный в отношении подвода тепла.

Наконечники малого диаметра работают при более высокой тем­ пературе, но имеют меньшую теплоемкость, в то время как при большем диаметре наконечники работают при меньших температу­ рах и обладают высокой теплоемкостью. Наконечник 1 крепится на трубке 2 (рис. 6-4), изготовленной из нержавеющей стали марки 1 х 18Н9Т. Материал трубки и ее сечение (для паяльника мощ­

1 0 1

ностью 6 вт диаметр трубки равен 2,7 х 0,1 мм; для паяльников мощностью 18 вт и 30 вт диаметр трубки соответственно равен 3,7 х 0,15 и 5,3 X 0,15 мм) обеспечивают низкую теплопровод­ ность, в результате чего рабочая часть паяльника (наконечник) минимально удалена от ручки, что удобно в работе.

В трубку 2 вставляется нагревательный элемент 8Л который изготавливается в виде спирали из нихромовОй проволоки (для паяльника мощностью 6 вт диаметр нихрома равен 0,2 мм\ для паяльника мощностью 18 вт — 0,3 мм, для паяльника мощностью 30 вт — 0,4 мм). К концам спирали припаяны припоем ПСр-70 мед­ ные многожильные проводники 6, на которые для паяльника мощ­ ностью 6 вт надевается изоляционная трубка 10 из стекловолокна, а для паяльников мощностью 18 и 30 вт — керамическая трубка 10 с наружным диаметром 1,5 мм и толщиной стенки 0,5 мм. Поверх собранного нагревательного элемента надевается изоляционная трубка 9 из стекловолокна и нагревательный элемент вставляется в трубку 2.

Выводы нагревательного элемента и провода питания 6 монти­ руются методом пайки на гетинаксовой планке 7, через две пере­ ходные скобки 5. Собранный узел вставляется в ручку 4, изготов­ ленную из эбонита или сополимера, и крепится к ней с помощью резьбовой пробки 3, изготовленной из того же материала, что и ручка. В зависимости от производственной необходимости рабочая часть паяльника (наконечник) может быть удалена или приближена к ручке на 30—100 мм изменением длины трубки 2. В случае выхода из строя нагревательного элемента он легко заменяется.

Для пайки проводов в сплошной литой стеклянной изоляции применяется специальный паяльник (рис. 6-3). Нагревательным и рабочим элементом паяльника является петля из нихромовой про­ волоки Х15Н60 0 0,6—0,8 мм с радиусом закругления 0,5 мм дли­ ной 40—60 мм. Для выполнения ответственных узлов необходимо применять петлю из платинородиевого сплава, так как у этого спла­ ва нет окисления при нагреве и срок службы более длительный. Паяльник питается от сети переменного тока через автотранс­ форматор типа ЛАТр-1 с педальным включением ножного управ­ ления.

Подставка для миниатюрного электропаяльника с фтороплас­ товыми ванночками для обезжиривающей смеси, флюса, припоя приведена на рис. 6-5, а. Для автоматического включения и выклю­ чения паяльника применяется схема регулирования. Паяльник помещается на вертикальном стержне. Рукоятка паяльника упи­ рается в подвижную пластинку и разрывает контакт. В электричес­ кую цепь добавляется сопротивление, которое ограничивает рабочий ток. Если паяльник снять с подставки, стержень с помощью пружины вернется в начальное положение и контакт закорачивает сопротивление. Для контроля работы подставки в цепь паяльника включена лампочка, по яркости свечения которой судят о размы­ кании контактов. Наблюдение за пайкой, контроль внешнего вида

102

зации режимов пайки токопроводящие шины имеют изоляционную прокладку 4, изготовленную из стеклотекстолита.

Собранный узел /, 2, 3, 4 вставляется в эбонитовый наконечник 5, который соединяется с переходной втулкой 6, изготовленной из эбонита. Переходная втулка соединяется с эбонитовым корпусом 8, на котором крепятся два контакта 7, включающие источник питания при замыкании их штоком 9, изготовленным из серебряного сплава. Шток 9 с помощью резьбы соединен с направляющей втулкой 11, изготовленной из стали, имеющей на конце эбонитовую шайбу 12. Перед закреплением направляющей втулки на нее надевается смен­ ная пружина 10 и весь узел 9, 10, 11, 12 крепится в корпусе с по­ мощью резьбовой пробки, изготовленной из эбонита. К контактам включения припаиваются провода 15, 16 сечением 0,1 мм2. К токо-

Рис. 6 -6 . Паяльник для импульсной пайки

проводящим шинам припаиваются провода 13, 14 из антенного канатика сечением 4 мм2. Давление на спаиваемые детали может быть установлено в заданных условиях за счет сменной пружины, которая изготавливается в зависимости от требований технологи­ ческого процесса.

С помощью импульсного паяльника можно производить пайку предварительно луженых поверхностей деталей или применяя дозированный припой, который помещается между спаиваемыми деталями.

Для получения хорошего качества лужения необходимо пра­ вильно выбрать оснастку. На рис. 6-7, а дан чертеж приспособления для горячего лужения при температуре 320—360° С. Расплавлен­ ный припой заливается в ванну 3, которая имеет три нагревателя 4 в виде спиралей из нихромовой проволоки. Деталь или элемент,

Перед погружением в ванну с зеркала припоя необходимо снять окисную пленку. Подъем деталей из ванны должен быть вертикаль­ ным. Излишки припоя удаляются встряхиванием. Для лужения

104

можно применять специальный тигель (рис. 6-7, б). Электропитание тигеля осуществляется от блока со ступенчатой регулировкой напряжения.

Для контроля температурыпаяльника используется термопара «хромель — копель» 0 0,5 мм и длиною 820 мм. Рабочий конец термопары выполнен в виде петли по диаметру наконечника или петли паяльника. В качестве контролирующего прибора исполь-

Рис. 6-7. Оснастка для горячего лужения: а — Специальное приспособ­ ление; б — тигель

зуется микроамперметр типа М-24 на 100 мка сопротивлением 70— 80 ом. Прибор градуирован в милливольтах. Верхний предел пока­ зания прибора устанавливается в зависимости от измеряемой темпе­ ратуры. Для компенсации окружающей температуры на приборе механическим корректором нуля устанавливается температура окружающей среды.

Для того чтобы обеспечить строгое регулирование температуры жала паяльника, используют прибор монтажника, который служит для подключения паяльников мощностью от 15 до 80 вт, и приспо­ собление для снятия изоляции обжигом. На пульт прибора выве­ дены клеммы для подключения пробника при проверке правильности монтажа или качества пайки. В случае обнаружения дефектов дается сигнал, с помощью звонка, встроенного в нульт.

105

6-5. Сварка давлением

Методы сварки давлением — электроконтактная и термокомп­ рессионная применяются для соединения изолированного намото­ чного провода из сплавов высокого омического сопротивления с вы­ водом элемента, а также для сварки термостойких выводов миниа­ тюрных резисторов и трансформаторов, исключающих нагрев этих элементов.

Ультразвуковая сварка позволяет сваривать материалы с пони­ женными, по сравнению с пайкой, требованиями к чистоте поверх­ ности деталей. Ультразвуковой сварке подвергаются оксидирован­ ные и покрытые изоляцией поверхности. Методы сварки давлением позволяют сваривать алюминиевые материалы без удаления оксид­ ной пленки с их поверхности.

Электроконтактная сварка бывает трех видов: точечная, сты­ ковая и шовная, применяемая для сварки корпусов и кожухов эле­ ментов.

Электроконтактная точечная сварка основана на нагреве металла в местах наибольшего сопротивления при прохождении электри­ ческого тока и одновременном сжатии соединяемых деталей. При точечной сварке свариваемые детали собирают внахлест и зажимают между медными электродами. При прохождении тока от трансфор­ матора через электроды металл под ними разогревается и после сжатия образуются сварные точки. Основные параметры, определяю­ щие процесс точечной сварки — величина сварочного тока, дли­ тельность протекания тока и величина усилия сжатия электродов.

При шовной сварке вместо стержневых электродов применяются медные ролики, приводимые во вращение от электродвигателя головки сварочной машины. Свариваемые детали передвигаются между сжимающими их роликами, через которые проходит электри­ ческий ток от трансформатора.

При стыковой сварке детали зажимаются в медных губках сва­ рочной машины. Ток от вторичной обмотки сварочного трансфор­ матора, проходя через место соприкосновения деталей, разогревает его, и при последующем сжатии деталей образуется сварочный шов.

Электроконтактная сварка стыковая и шовная применяются при герметизации корпусов и кожухов элементов. Точечная сварка является достаточно распространенным методом соединения раз­ личных элементов, имеющих круглые и плоские выводы и намоточ­ ные провода. При сборке элементов используются три основных способа точечной электроконтактной сварки. При обычном способе электроконтактной точечной сварки (рис. 6-8, а) электроды рас­ полагаются с противоположных сторон свариваемых деталей и сжимают их с требуемым усилием Р. При односторонней контакт­ ной сварке (рис. 6-8, б) один электрод прижимает проволоку или к она кт к другому контакту, а второй электрод устанавливается на контактную площадку или вблизи со свариваемой верхней де­ талью, или на некотором удалении от места сварки. Для сварки

106

плоских выводов с контактами применяется способ односторонней электроконтактной сварки сдвоенным, или «расщепленным» электро­ дом (рис. 6-8, в). Электроды представляют единую конструкцию, в которой они изолированы друг от друга диэлектриком или же закрепляются в специальной сварочной головке, позволяющей регу­ лировать зазор между ними. Электроды изготавливаются из молиб­ дена и сплавов меди с хромом. Точечной электроконтактной свар­ кой соединяют проводники и плоские контакты диаметром от 0,02 до 0,2 мм. Для микроконтактирования проводников с изоляцией

t

Р

Рис. 6 -8 . Способы электроконтактной точечной сварки: а — сварка

с двусторонним расположением электродов; б — односторонняя сварка; в — сварка сдвоенным электродом

используют дополнительный подогрев электрода специальным нагре­ вателем, вставляемым в полость электрода.

Сварка проводников производится без снятия изоляции: нагре­ тый электрод проникает в изоляцию, расплавляет и выдавливает ее из места сварки. После этого включается источник сварочного тока и происходит сварка разрядом конденсаторов или импульсом переменного тока. Для сварки проводов высокого омического сопро­ тивления из нихрома марки Х20Н80 диаметром от 0,03 до 0,2 мм применяется дуговой разряд электроконтактной сварки в среде инертных газов (рис. 6-9). Провод располагается между серебрёными лепестками, изготовленными из латуни Л62М толщиной 0,3 мм. Изделия, подлежащие сварке 4 (в данном случае резисторы), уста­ навливают в механизм крепления, фиксации и сжатия 5. Сварку ведут неплавящимся электродом в инертной среде с возбуждением дугового разряда между деталью и электродом. Электрод изготовлен из вольфрама диаметром 2 мм, рабочий конец его заправлен на

107

конус. Провод относительно лепестков центрируют вручную. При нажатии на педаль 1 горелка 3 опускается, перемещается рычаг механизма сжатия 5, сжимающий провод с лепестками -и сра­

пропускают переменный электрический ток между верхними электро­ дами: основным 1 и вспомогательным 2. Разогретый верхний элек­ трод 1 выжигает изоляцию у провода 3, прижатого к контакту 4. Это обеспечивает прохождение импульса постоянного тока через

циям. Происходит взаимная диффузия соединяемых металлов. Тер­ мин «термокомпрессия» означает сварку давлением с подогревом. Давление на сварочную иглу достигает величины от 4 до 80 гс. Ддя предотвращения окисления или загрязнения поверхностей сварка производится в среде из смеси восстановительно-инертных газов (на­ пример, водорода и азота). Сварочные иглы или свариваемые детали

108

перемещаются с большой точностью при помощи специальных микро­ манипуляторов. Сварочные швы выполняются внахлестку с помощью двух или одного манипулятора. Конструкция кон­ тактного соединения определяется формой инстру­ мента — иглы. При термокомпрессионной сварке применяют специальное оборудование, в комплект которого входят следующие основные узлы и ме­ ханизмы: устройство со сварочной иглой, стерео­ микроскоп, оптическая система которого сфокуси­ рована на поверхности детали, механизм для подачи или передвижения иглы (микроманипулятор), регу­ лятор давления, привод механизма для подачи иглы и панель управления. Инструмент и проволо­ ку устанавливают на отдельных манипуляторах и поочередно совмещают с деталью. Сварка с исполь­ зованием одного манипулятора выполняется срав­ нительно сложным инструментом, совмещающим подачу проволоки и ее прижим. Обрезку или обрыв проволоки выполняют самим инструментом — иглой или ножницами, механизированными или ручными.

Точность работы микроманипулятора определяется, с одной стороны, малыми размерами элементов, с другой стороны, — разре­

(в частности, таких сочетаний, как золото—серебро, медь—золото, алюминий—кремний и хуже алюминий—золото, золото—олово- никель). Температурные воздействия в зоне соединения до 50%

109