УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВКИ И ОБРЕЗКИ ВЫВОДОВ МИКРОСХЕМ

Полезная модель относится к радиоэлектронике, в частности к средствам подготовки интегральных микросхем к монтажу, а именно для формовки и обрезки их выводов.
Известно устройство для формовки и обрезки выводов микросхем, содержащее механизм формовки и обрезки выводов в виде матрицы и пуансона, механизм удаления образцов выводов в виде патрубка, охватывающего пуансон, при этом механизм удаления обрезков снабжен насадками, нижняя часть которых выполнена в виде криволинейной поверхности, касательная к которой лежит в плоскости поверхности матрицы обрезки, с возможностью образования щели с краями патрубка в момент резки выводов (А.с. SU 1267641, кл. Н05K 13/00, опубл. 30.10.1986).
Известно также устройство для формования выводов микросхемы включающее в себя базовую установку С-образной рамы с направляющими колонками, на которых установлен подвижный держатель, верхний зажим установлен на указанном держателе, в то время как нижний зажим прикреплен к указанной раме, имеет гнездо для размещения корпуса микросхемы. Выводы микросхемы опираются на выступы гнезда, которые должны быть зажаты на них, посредством противолежащих зажимных элементов, переносимых верхним прижимом. При движении верхнего узла устройства зажатые выводы изгибаются противоположными пуансонами в ступенчатую конфигурацию, а ножи обрезают их до желаемой длины. Зажимы устройства перемещаются в ответ на ручное перемещение рукоятки, установленной на рычажном элементе при его поворачивании на раме. Зажимные элементы и верхний гибочный пуансон подпружинены для обеспечения зажима выводов. Гнездо монтируется на калиброванном регуляторе для перемещения относительно нижних элементов матрицы для очень точной регулировки ступенчатой конфигурации выводов. Рычаг и элементы рукоятки монтируются с обеих сторон рамы для правой или левой руки. Элемент рычага поворачивается на эксцентриковой втулке для избирательного изменения положения и длины хода держателя. Соединительный элемент на уровне элемента рукоятки снабжен муфтой, допускающей дугообразное соотношение между ними для выборочного изменения для удобства эксплуатации (Патент US 3796201, кл. B21F 1/00, опубл. 12.03.1974).
Недостатком приведенных выше устройств является то, что они предназначены для формовки и обрезки выводов, расположенных на противоположных сторонах корпуса микросхемы в один ряд, и не могут использоваться для подготовки микросхем с выводами, расположенными в два ряда по каждой из четырех сторон корпуса микросхемы. Также при использовании данных решений возможно чрезмерное давление на выводы микросхемы, что приводит к их деформации и разрушению.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для формовки и обрезки выводов микросхем, содержащее основание, на котором закреплен матрицедержатель, в матрицедержатель установлены направляющие колонки и матрица, в которой выполнено углубление для размещения микросхемы, верхнюю плиту, подвижно установленную на направляющие колонки, при этом на направляющих колонках установлены пружины, к верхней плите прикреплен держатель, в котором жестко закреплен пуансон обрезки, в пуансоне обрезки установлен по скользящей посадке формовочный пуансон, в формовочный пуансон подвижно установлен прижим, прижим и формовочный пуансон выступают из пуансона обрезки, боковые стороны прижима выполнены ступенчатыми, на верхней стороне прижима в формовочном пуансоне расположен первый буфер, который закреплен крышкой, которая, в свою очередь, жестко установлена в формовочном пуансоне, на крышке расположен второй буфер, более твердый, чем первый, кроме того, на боковых сторонах матрицы выполнены ступеньки, таким образом, что при формовке они устанавливаются между ступеньками прижима (Патент RU 179618, кл. H05K 13/00, опубл. 21.05.2018).
Недостатками данного устройства являются невысокая жесткость и взаимная точность выполнения элементов устройства, связанная с конструктивными недостатками, приводящими к возникновению перекосов и зазоров в конструкции, что приводит к невысокому качеству формуемых выводов микросхемы, связанному с взаимным смещением ножек микросхемы при формовании и заусенцам при обрезке. Недостаток вызван зазорами, неизбежно возникающими при необходимости соединения держателя и пуансона для обрезки, а также далее находящих в пуансоне для обрезки формовочным пуансоном и прижимом, при этом между пуансоном для обрезки, формовочным пуансоном, прижимом и матрицей, имеющими прямоугольную согласно профиля микросхемы поверхность, должна быть обеспечена скользящая посадка и тем самым возможность хода.
Также недостатком является невысокая пригодность к ремонту данного устройства из-за того, что прижим и первый буфер установлены в формовочном пуансоне и при этом закреплены жёстко установленной в данном формовочном пуансоне крышкой, что делает сложным демонтаж прижима из формовочного пуансона для его ремонта. Кроме того, для жесткого закрепления пуансона для обрезки в держателе необходимо применять прессовую посадку, что также усложняет разборку и ремонт устройства.
Приведенные выше недостатки не дают возможности применить данное устройство в процессе подготовки интегральных микросхем к монтажу, из-за неудовлетворительного качества формуемых и обрезаемых выводов, а также возможности их повреждения.
Задачей полезной модели является обеспечение качества формуемых и обрезаемых выводов.
Техническим результатом является создание устройства для формовки и обрезки выводов микросхем, обеспечивающего достаточную конструктивную жесткость, соосность и взаимную точность при вертикальном перемещении элементов устройства.
Данная задача решается, а технический результат достигается благодаря тому, что в предлагаемом устройстве для формовки и обрезки выводов микросхем, содержащем основание, направляющие колонки, матрицу, в которой выполнено углубление для размещения микросхемы, верхнюю плиту, подвижно установленную на направляющие колонки, держатель и прижим, согласно техническому решению матрица закреплена на основании винтами и соосно ориентирована с ним путем совместной посадки на нижней части двух направляющих колонок, с боковых сторон матрицы винтами закреплены плоские ложементы для формовки ножек, совместно с верхней плитой подвижно на направляющих колонках установлен держатель, который с боковых сторон имеет формующие выступы, подпружинен и выполнен с возможностью движения относительно верхней плиты по направляющим винтам, с боковых сторон верхней плиты винтами закреплены плоские пуансоны обрезки, при этом боковые плоскости матрицы, верхней плиты, плоских ложементов для формовки ножек и пуансонов для обрезки, выполнены отшлифованными, к верхнему торцу прижима прилегает толкатель, который вставлен в отверстие верхней плиты и подпружинен за счет установленной пружины в стакане толкателя, который, в свою очередь, закреплен гайками на верхней плите и соединен с хвостовиком.
Предлагаемое устройство для формовки и обрезки выводов микросхем благодаря тому, что матрица закреплена на основании и соосно ориентирована с ним путем совместной посадки на нижней части направляющих колонок, а также держатель совместно с верхней плитой соосно установлен на тех же направляющих колонках, подпружинен и движется относительно верхней плиты на дополнительно присутствующих в конструкции направляющих винтах, позволяет обеспечить достаточную конструктивную жесткость конструкции, ее соосность и взаимную точность при вертикальном перемещении. Благодаря тому, что с боковых сторон держатель имеет формующие выступы, он исполняет функцию формовочного пуансона, при этом отпадает необходимость в дополнительных деталях конструкции, что также делает ее более жесткой и точной.
Кроме того, конструктивное исполнение отдельных закрепленных винтами плоских ложементов для формовки ножек - на боковых сторонах матрицы, а также плоских пуансонов обрезки - на боковых сторонах верхней плиты дает преимущество, в виде возможности точного изготовления шлифованием как боковых плоскостей матрицы и верхней плиты, так и плоских ложементов для формовки ножек и пуансонов для обрезки, что дает плотное взаимное прилегание данных поверхностей без зазоров при их закреплении винтами, а также жесткость и точность.
Сущность полезной модели поясняется чертежами на фиг. 1-5.
На фиг. 1 изображен разрез вида спереди устройства для формовки и обрезки выводов микросхем в сжатом состоянии.
На фиг. 2 изображен разрез вида сбоку устройства для формовки и обрезки выводов микросхем в сжатом состоянии.
На фиг. 3 изображен разрез вида спереди устройства для формовки и обрезки выводов микросхем в разжатом состоянии.
На фиг. 4 изображен увеличенный вид сбоку штампа с микросхемой в разжатом состоянии.
На фиг. 5 изображен увеличенный вид сбоку штампа с микросхемой в сжатом состоянии.
Пример реализации устройства, изображённого на фиг. 1-5, содержит основание 1, выполненное из стали 45 твердостью 33…38HRC, толщиной 15 мм, габаритами 180×75 мм, в котором выполнено два отверстия для втулок с внутренним диаметром Ø13 мм левое и диаметром Ø12 мм правое, для левой и правой направляющих колонок 2. Направляющие колонки 2 имеют высоту 105 мм, изготовлены из стали 20 и выполнены с разными диметрами Ø13 мм левая и Ø12 мм правая. Направляющие подвергают химико-термической обработке поверхности. На основании 1 винтами 3 c резьбой М4-6g, закреплена матрица 4. Матрица 4 выполнена из стали Х12М твердостью 38…42HRC. В ней выполнены отверстия для втулок с внутренним диаметром Ø13 мм левое и диаметром Ø12 мм правое, для левой и правой направляющих колонок 2, и углубление величиной 2 мм для микросхемы. Таким образом, матрица 4 закреплена на основании 1 винтами 3 и соосно ориентирована с основанием 1 путем совместной посадки на нижнюю часть направляющих колонок 2. С боковых сторон матрицы 4 винтами 5 c резьбой М4-6g, закреплены плоские ложементы 6 для формовки ножек микросхемы. Плоские ложементы 6 выполнены из стали Х12М твердостью 38…42HRC и имеют толщину 2,6 мм. Верхняя плита 7 выполнена из стали Х12М твердостью 38…42HRC, имеет толщину 20 мм и габариты 125×45 мм. На верхней плите 7 кроме вертикальных отверстий с втулками для направляющих колонок, имеются два ступенчатых отверстия для пружин 8, надетых на направляющие винты 9, центральное отверстие, в которое вставлен толкатель 10, а также боковые отверстия для винтов 11 крепящих плоские пуансоны обрезки 12. Направляющие винты 9 имеют ступенчатый профиль и резьбовой конец. Толкатель 10 выполнен со сферическим торцом. Плоские пуансоны обрезки 12 выполнены из стали Х12М твердостью 40…45HRC, имеют толщину 6 мм и габариты 35×45 мм. Совместно с верхней плитой 7 подвижно на направляющих колонках 2 установлен держатель 13. Держатель 13 выполнен из стали Х12М твердостью 40…45HRC, имеет толщину 17 мм и габариты 125×45 мм. Держатель, с боковых сторон имеет формующие выступы 14 выступающие на 5 мм относительно плоскости держателя. На держателе 13 кроме вертикальных отверстий с втулками для направляющих колонок 2, имеются два ступенчатых отверстия для направляющих винтов 9 и прямоугольное отверстие для прижима 15. Прижим 15 выполнен из стали Х12М твердостью 50…55HRC, имеет высоту 19 мм, габариты 32×33 мм, а также углубление величиной 3 мм для микросхемы. Между держателем 13 и матрицей 4 на направляющих колонках 2 закреплены ограничители вертикального хода 16 выполненные из стали У7А твердостью 50…55HRC и имеющие наружный диаметр Ø24 мм, и внутренний соответствующий направляющим колонкам. К верхней плите 7 посредством гаек 17 крепится стакан толкателя 18, в котором установлена пружина 19. Стакан толкателя соединен с хвостовиком 20.
Устройство для формовки и обрезки выводов микросхем работает следующим образом. В исходном положении верхняя плита 7 находится в крайнем верхнем положении. В матрице 4 размещают микросхему, располагая корпус микросхемы в углублении, а выводы микросхемы на ступеньках матрицы 4. При надавливании на верхнюю плиту 7, она совместно с держателем 13 перемещается вниз по направляющим колонкам 2. Прижим 15 прижимает микросхему к матрице 4, далее при ходе держателя до ограничителей вертикального хода 16 формуются ножки находящиеся между формующих выступов 14 (держателя) к плоским ложементам 6. Далее осуществляется ход верхней плиты 7 за счет зазора между верней плитой 7 и держателем 13, при этом плоские пуансоны обрезки 12,  которые закреплены на верхней плите 7, обрезают ножки микросхемы.
После хода наверх, осуществляемого за счет крепления за хвостовик 20 устройства к прессу, верхняя плита 7 движется наверх, пружины 8 разжимаются и восстанавливают зазор между верней плитой 7 и держателем 13. Далее при подъеме верхней плиты микросхема освобождается от действия прижима 15. Если микросхема выполнена с выводами с четырех сторон, то ее вынимают и переворачивают на 90 градусов и повторяют формовку и обрезку выводов для двух других сторон микросхемы.
Устройство для формовки и обрезки выводов микросхем апробировано в процессе подготовки интегральных микросхем к монтажу и предлагается к внедрению на АО «Уфимское агрегатное производственное объединение» (АО «УАПО») «Технодинамика».