Профессия
сборщик РЭА

       

§ 27. Ультразвуковая пайка электромонтажных соединений

Этот метод пайки широко применяют в радиоэлектронной промышленности для пайки и лужения изделий из алюминия, керамики, ферритов и других труднопаяемых материалов и особенно для пайки тех изделий, где нежелательно использование высокоактивных флюсов, остатки которых могут вызвать коррозию.

Схема пайки ультразвуком приведена на рис. 35. Введение упругих механических колебании ультразвуковой частоты (18 кГц и более) в расплавленный припой при амплитуде их 1 мкм и выше приводит к кавитации, т. е. периодическому возникновению и исчезновению газовых пузырьков.

Постепенная эрозия наружных слоев детали открывает чистый металл, который тут же смачивается припоем. Так как амплитуда колебаний припоя быстро гаснет при удалении от излучателя, на практике для уменьшения мощности оборудования стремятся приблизить деталь к излучателю.

Рис. 35. Схема пайки ультразвуком:
1 — металл, 2, 7 — оксидные пленки основного металла и припоя, 3 — пузырьки, 4 — расплавленный припой. 5 — вибратор, 6 — полуда

При проведении ультразвуковой пайки (лужения) применяют паяльники с нагревом паяльного стержня (рис. 36) и без него. В последнем случае припой расплавляется на поверхности изделия теплотой от отдельного источника и функция паяльника сводится только к удалению оксидной пленки. Ввиду того что рабочий стержень паяльника подвергается кавитационному разрушению, его выполняют из стойкого серебряно-никелевого сплава. Для удобства работы паяльники изготовляют в виде пистолета, а стержни делают сменными и различной формы.

Рис. 36. Вибрационный ультразвуковой паяльник с нагревателем

Рабочий стержень паяльника 1 с обмоткой 2 нагревательного элемента соединительной колодкой 4 соединен с пакетом 5 магнитострикционного вибратора, на котором находятся по-ляризирующий постоянный магнит 9, катушки возбуждения 7 и обратной связи 8. Крепление паяльника в кожухе осуществляется стенками 3 и бобышками 6 с эластичными вкладышами 10.

Паяльный стержень нагревается обычным нагревательным элементом мощностью около 100 Вт, питаемым постоянным током напряжения 10 В.

Магнитострикционный вибратор (рис. 37) представляет собой пакет изолированных друг от друга пластин особой формы из кобальтового сплава.

Рис. 37. Схема магнитострикционного вибратора

Геометрические размеры системы (вибратора, соединительной колодки и рабочего паяльника) подобраны так, что длина вибратора и длина рабочего стержня паяльника с соединительной колодкой равны каждая половине звуковой волны.

На стержень из магнитострикционного материала 1 надета обмотка возбуждения 2, создающая переменное электромагнитное поле. Во избежание эффекта удвоения частоты вибратор подмагничивается постоянным током, проходящим по обмотке 3. При этом создается постоянный поляризующий магнитный поток, превышающий амплитуду потока переменного магнитного поля. Результирующий магнитный поток пульсирует от минимального значения, когда поля обмоток 2 и 3 направлены навстречу друг другу, до максимального, когда эти поля складываются.

Благодаря явлению магнитострикции пульсация магнитного потока вызывает продольное колебание паяльного стержня, т. е. периодическое изменение его длины. Максимальная амплитуда колебаний стержня достигается, когда частота пульсации магнитного потока (частоты переменного тока в обмотке) равна собственной частоте продольных колебаний стержня. Для получения автоколебаний системы на стержне помещают обмотку обратной связи 4, соединенную с генератором 5, и частоту пульсации магнитного потока уравнивают с собственной частотой продольных колебаний стержня, которая определяется его размерами. При условии соблюдения баланса амплитуд и баланса фаз система генератор — магнитострикционный вибратор работает в режиме автоколебаний. Обмотка возбуждения ультразвукового паяльника получает питание от лампового генератора с выходной мощностью 55 Вт при частоте от 18 до 25 кГц.

Лужение деталей осуществляют в ультразвуковой ванне, в которой излучателем ультразвуковых колебаний обычно служит ее дно. После лужения детали паяют либо ультразвуковым, либо обычным паяльником (в последнем случае с флюсом).

Top.Mail.Ru
Рейтинг@Mail.ru