Главная » Книги и журналы

1 ... 24 25 26 27 28 29 30 31


Рис. 13.25. Схема устройства для покрытия и герметизации керамических конденсаторов, входящего в состав автоматической линии (изготовитель-экспериментальный завод Це-рад, Варшава)

Монтажные платы автоматически перемещаются из барабана в барабан (рис. 13.24, б), после очистки монтажные платы поступают в камеру для окунания в смолу. Эта часть устройства (рис. 13.25) состоит из резервуара со смолой, насоса, барабана, подвешенного над резервуаром, а также продолговатой ванны, прикрепленной к подвижной штанге. Находящийся в резервуаре насос / подает массу в зону 2 резервуара, в которой она, переливаясь через перегородку, поддерживается на постоянном уровне. На барабане 5, подвешенном над резервуаром и циклически поворачивающемся на угол 90°, размещены монтажные пластины 4 с конденсаторами 5. Когда очередная пластина находится в крайнем нижнем положении, происходит операция окунания следующим образом. Продолговатая ванна 6, погруженная в зону 2 резервуара, наполняется вровень с краями массой и с помощью штанги 7, которая управляется кулачком 8, поднимается вверх до погружения в нее конденсаторов. В то же время в барабан вводится новая пла-



стина, выталкивающая предыдущую, для которой процесс герметизации закончен. В момент, когда штанга 7 начинает опускаться, ванна 6 резко перемещается в поперечном направлении для отрыва стекающей смолы и предотвращения появления подтеков и сосулек. Когда ванна 6 целиком погружается в резервуар, барабан поворачивается на 90° и цикл повторяется снова.

Установка может использоваться для покрытия лаками. Она может применяться не только для герметизации керамических конденсаторов, но также для герметизации других изделий аналогичной формы.

Устройство для герметизации методом окунания в смолу Durez (рис. 13.26) толстопленочных ИС, керамических конденсаторов и других изделий. Устройство состоит из держателя 4 и резервуара / емкостью 30...200 л, помещенного на направляющих, который с помощью пневмопривода (0,4 МПа) совершает движения вверх и вниз. Величина перемещения - около 60 мм при скорости 20...300 мм/мин. Над резервуаром со смолой, в котором находится мешалка 2, приводимая в движение через редуктор 3, имеются два упора, на которых помещают-





Рис. 13.26. Схема устройства для герметизации с поднимающейся ванной, используемого для герметизации методом окунания толстопленочных микросхем, конденсаторов и других изделий с односторонними выводами



Рис. 13.27. Устройство для окунания в эпоксидную композицию


ся рамки 5 С герметизируемыми изделиями. Плита 6 соединена с осью 7, перемещаемой направляющей 8, и покоится на пружинящей подушке 9, к которой подводится сжатый воздух 10. Ок сообщает резервуару со смолой / вертикальное движение вверх, чтобы подвешенные к рамке изделия оказались погруженными в смолу. Затем воздух из подушки выпускается, резервуар перемещается вниз, и с изделий стекает избыток смолы. Процесс повторяется несколько раз, пока на поверхности изделий, покрытых жидкой смолой, не исчезнут воздушные пузырьки. Покрытые изделия переносятся в сушильный шкаф для отверждения (см. гл. 9).

Оборудование для окунания, в эпоксидную композицию. Для герметизации танталовых и слюдяных конденсаторов, а также других изделий небольших размеров с односторонними выводами используется устройство, изображенное на рис. 13.27.

Герметизируемые изделия / монтируются иа текстолитовой планке 2 по нескольку десятков штук, 30...50 таких планок размещают в рамке S и, следовательно, операции окунания подвергаются одновременно несколько тысяч изделий. Рамка с изделиями после подогрева (если это требуется) закрепляется в зажиме 4. После нажатия кнопки 5



ванну 6 со смолой 7 медленно поднимает приспособление 8, которое приводится в движение электродвигателем 10 через передачу 9. На дне ванны находится охлаждающее устройство, которое предупреждает желатинизацию смолы. Когда поверхность смолы касается изделия, рычаг включает вибратор рамы. При полном погружении изделий отпускают кнопку 5 и нажимают кнопку 11, что вызывает перемещение ванны вниз. Состав, вязкость которого в ванне за счет вибрации уменьшается, после извлечения изделий становится на их поверхности снова вязким (его вязкость увеличивается). В результате изделие приобретает обтекаемые формы. Рамки устанавливаются по 20...30 штук в держателе, который после предварительного отверждения вместе с изделиями переносится в сушильный шкаф. Число изделий в цикле одной обработки может достигать 100 тыс. После 2...3-кратного окунания и отверждения предыдущего слоя получается покрытие толщиной несколько миллиметров. Установка позволяет герметизировать несколько десятков тысяч изделий в час. Однако сам цикл герметизации из-за длительного отверждения смолы продолжается 30...40 ч, что для одной герметизирующей установки требует нескольких больших сушильных камер для отверждения. Для герметизации с помощью описанного устройства могут наряду с прочими использоваться смолы типа Мета-ель 103, 156, 161, 166 FR и 170 FR (см. табл. 9.8).

13.7. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОРПУСОВ

Конденсаторная сварочная установка ZT-1 (UNIMA, Варшава)

использует импульсы тока с энергией 150... 1000 Вт с, получаемые от батареи конденсаторов емкостью 1000 мкФ, заряжаемых до напряжения 500... 1500 В. Установка питается от электросети 220 В и пневмо-сети с давлением 0,6 МПа. Установка снабжена трансформатором с коэффициентом трансформации 2 : 40, 20 : 78, 2 : 118. В конструкцию ее входит шкаф управления с размерами 400 X 542 X 980 мм и сварочный агрегат с размерами 1090 X 482 X 980 мм, масса установки 800 кг. Герметизируемые изделия загружаются в специальную кассету. После нажатия кнопки начинается последовательный нагрев корпусов со скоростью 20 шт/мин. При герметизации транзисторов дополнительным оборудованием служит пылезащитная камера, давление в которой на 10 кПа превышает атмосферное.

Материал герметизируемых корпусов - медь, алюминий, вольфрам, молибден, ниобий, тантал, платина и их сплавы. Установка пригодна для герметизации транзисторов в корпусах ТО-5, ТО-18 и др.

Аппараты для сварки параллельными швами (шовная сварка). Ряд сварочных аппаратов, охватывающий 12 моделей с производительностью 20...2000 ч~, производит фирма Solid State Eguipment Corp. (рис. .13.28). Для сварки используются короткие импульсы длительностью 5...40 мс с частотой следования 1 кГц. В течение каждой миллисекунды ток нарастает от О до 1000 А. Пауза между импульсами 50...90 мс. Полное время сварки составляет несколько секунд.

Используются составы с тиксотропиыми свойствами.



Временные диаграммы импульсов тока и мощности в проиессе сварки, а также структура сварного шва представлены на рис. 13.29.

Энергия, требуемая для сварки, может быть подсчитана по формуле


Rot,

Рис. 13.28. Фрагмент сварочной установки фирмы Solid State Equipment Corp, для сварки параллельными швами (шовная сварка)

8 Т

тд,е 1р-р - среднее значение тока в импульсе; - сопротивление стыка; т - длительность импульса; Т - продолжительность паузы между импульсами; t - длительность сварки.

Оптимальные параметры подбирают регулированием длительности импульса, паузы между ними и общей продолжительности процесса сварки. Благодаря этому удается изменять температуру стыка в пределах 2(Ю...1500° С, что позволяет сваривать как тугоплавкие коваровые корпуса, так и корпуса из легкоплавких металлов. При этом температура внутри корпуса не превышает 50° С. Установка позволяет герметизировать металлические корпуса, а также металлизированные


Рис. 13.29. Процесс сварки параллельными швами (шовная сварка):

а - диаграмма тока; б -диаграмма мощности; в - сваренный шов (/ -г сварка)





Рис- 13.30. Автсматы UTAS-5 hUTAS-IS для герметизации алюминиевых корпусов э.чектролитическпх конденсаторов, уплотняемых резиновыми прокладками (изготовитель - завод UNIMA, Варшава)

керамические и стеклянные диаметром 50 и высотой 75 мм. Специальные модели 193, 194 допускают герметизацию изделия высотой 150 мм.

Установки для роликовой герметизации алюминиевых цилиндрических корпусов. Для роликовой герметизации электролитических конденсаторов в цилиндрических алюминиевых корпусах с использованием резиновых пробок (см. рис.7.8) заводами ZMUT UNI-MA (г. Варшава) выпускаются две установки: UAS-5 и UTAS-13 (рис. 13.30). Первая предназначена для герметизации конденсаторов с диаметром корпуса 50...90 мм. Ее производительность 1000 шт/ч. Размеры установки: ширина 805, длина 700, высота 1183 мм; масса 200 кг, потребляемая мощность 0,76 кВт. Установка UAS-13 служит для герметизации корпусов диаметром 5...18 мм и длиной 11...14 мм. Производительность установки 1800 шт/ч. Размеры 760 X 790 X X 1140 мм, масса 190 кг, потребляемая мощность 1 кВт.

и. НЕКОТОРЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

14.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

У материалов, используемых для герметизации, прежде всего контролируют: tg б, электрическое объемное сопротивление, поверхностное сопротивление, электрическую прочность, реже диэлектрическую проницаемость.



Методы исследования электрических характеристик подробно освещены в литературе [32, 1101 и обычно нормируются государствен-ньии стандартами. Проверку электрических характеристик выполняет главным образом изготовитель материалов. Потребитель же стремится оценить герметизирующие материалы на основе изменения электрических параметров изделий с учетом норм на материалы.

Так, .например, польская эмаль, используемая для покрытия керамических конденсаторов, оценивается согласно стандарту ZN-73/ МРС h-FL-541 на основе изменения электрического сопротивления конденсаторов после 4-дневного пребывания их в камере с относительной влажностью 95...98% при температуре 40° С. Допускается двукратное увеличение tg6 и электрической проводимости. Такой подход позволяет не только проверить материал, но и оценить успешность герметизации элементов.

14.2. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Для разработки оптимальной технологии герметизации необходимо знать те механические напряжения, которые возникают в отвердевшей синтетической массе. Один из методов измерения напряжений основывается на явлении магнитострикции [134, 145]. Существуют специальные магнитострикционные трансдукторы (датчики) [63] в виде тороидальных колец диаметром 1,25...2, толщиной 0,25...0,5 мм и массой 0,0015 г, позволяющие измерять механические напряжения от 0... ...30 кПа до 0...15 МПа (0...150 кгс/см) (рис. 14.1). Линейность (пропорциональность) измерений составляет ,1...5%, а повторяемость результатов около 0,5%. При этом выходное напряжение трансдуктора изменяется в пределах 25 мВ... 3 В. Для измерения используется специальная аппаратура, сопряженная с такого рода датчиками (рис. 14.2).

На рис. 14.3 показаны кривые роста температуры и напряжений во время отверждения эпоксидной композиции (Эпидан 5 + TECZA), полученные при использовании никель-хромо-ферритового сердечника [73]. Напряжения достигают 10... 100 МПа, что можег вызвать повреждение крупных деталей.

При герметизации изделий, содержащих элементы с большим тепловыделением, следует принимать во внимание напряжения, возникающие за счет нагрева герметизирующей массы.

На рис. 14.4 представлены результаты измерений напряжений в модуле объемом 42 см , залитом эластичной эпоксидной смолой (Scotc-heast-241). В модуль входит 8 диодов, 1 транзистор и 4 резистора, между которыми размещены 5 датчиков (рис. 14.5). Измерения проводились при температуре - 55... + 100° С.

Как видно из рисунка, напряжения, фиксируемые датчиком, размещенным в середине модуля {Т-4) и удаленным от тепловыделяющих элементов, близки к напряжениям в собственно смоле и почти не зависят от питающего напряжения. Правда, градиент спада напряжений при росте температуры меньше, чем в собственно смоле. Датчик Т-2 установлен вблизи транзистора и резистора. Наличие жестких элемен-





Рис. 14.1. Измерение механических напряжений в смоле: а - трансдукторы (датчики): б - обра.зцы с залитыми смолой траисдукторами


Рис. 14.2. Прибор для измерения механических напряжений с трансдукторнымв

датчиками




т

Рис. 14.3. Изменение температуры и напряжений во время отверждения эпоксид--

ной композвдии:

а - характеристика трансдуктора как функция напряжения; б - характеристика и изменение температуры в зависимости от времени, полученная в процессе отверждения

тов вблизи датчика приводит к расширению диапазона переходных температур без изменения величины напряжений на границах температурного интервала. При включении напряжения питания наблюдается спад напряжений примерно на 15%, что является следствием нагрева смолы теплом, выделяемым элементами. Датчик Т-5 помещен в область наиболее плотного размещения элементов, не выделяющих большого количества тепла. Условия, возникающие в этой зоне, приводят к меньшим изменениям напряжений при повышении температуры.

Существуют, кроме того, качественные методы измерения механических напряжений, не требующие специальной аппаратуры. Они основаны на заливке металлических предметов смолой и воздействии на полученный элемент температурных колебаний. Так, например, стандарт Mil-l-16923C предусматривает заливку стального прутка длиной 25 и диаметром 19 мм исследуемой смолой в стеклянномци-линдре длиной 38 и диаметром 25 мм. Пять подготовленных таким об-


-50 -40 -30 -20 -10

100 °С

Рис. 14.4. Зависимости .напряжений в функции температуры для трех трансдук-торов, залитых в электронном модуле, показанном на рнс. 14.5:

А - без электрической нагрузки; В - при наличии электрической нагрузки




Рис. 14 5. Размещение трансду-кторов в залитом модуле

разом образцов нагревают до 90; 105; 130; 155° С, а затем резко ovлaж-дают в спирте* с температурой - 55° С. Цикл испытаний повторяется 10 раз. Если все пять образцов при этом не повреждаются, масса считается пригодной для данного интервала температур. Испытания считаются очень напряженньши. что определяется относительно большой массой прутка по сравнению с количеством используемой для заливки смолы, а также наличием у прутка острых краев.

14.3. ВЯЗКОСТЬ и ТЕКУЧЕСТЬ

Вязкость. Процессы герметизации с помош,ью жидких композиций легче всего выполнять тогда, когда их вязкость не превьш]ает 5000 сП, а процессы пропитки осуш,ествляются при вязкости 100 сП. Не всегда удается достигнуть этих величин, причем они требуют постоянного контроля. Говоря о вязкости, следует обратить внимание на то, что для герметизации наряду с ньютоновскими жидкостями [68, 110], у которых сила внутреннего трения пропорциональна тангенциальной силе, приложенной к жидкости, применяются и неньютоновские. К последним относятся тиксотропные композиции, используемые для герметизации методом обволакивания. Если в такой композиции при перемешивании или вибрации возникает движение частиц, то вязкость композиции уменьшается по мере роста интенсивности перемешивания или вибрации. В момент прекращения внешнего воздействия вязкость принимает прежнее значение (рис. 14.6).

В процессе обволакивания изделия происходит уменьшение вязкости за счет движения частиц композиции, что облегчает ее проникновение во все щели и обеспечивает равномерное покрытие изделия. После извлечений изделия вязкость композиции, покрывающей изделие, возрастает настолько, что она не стекает с него во время загустения.



1 ... 24 25 26 27 28 29 30 31
Яндекс.Метрика