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.
Известно также 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.
Кроме того, недостатком данного устройства является возможность перепутывания взаимного расположения рабочих частей устройства при их установке, после  его разборки и ремонта, что приводит к неточностям взаимного расположения частей и зазорам в них.
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.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для формовки и обрезки выводов микросхем содержащее  основание, направляющие колонки, матрицу в которой выполнено углубление для размещения микросхемы закрепленную на основании винтами и соосно ориентированную с ним путем совместной посадки на нижней части двух направляющих колонок, с боковых сторон матрицы винтами закреплены плоские ложементы для формовки ножек, верхнюю плиту,  подвижно установленную на направляющие колонки, также, 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.
Преимуществом данного устройства является высокая жесткость устройства и пригодность к ремонту, что делает возможным обеспечение его  работоспособности,  а также  качества формовки и обрезки выводов микросхем за счет сохранения взаимной точности и расположения его частей.
Однако недостатком устройства является возможность перепутывания взаимного расположения рабочих частей устройства при их установке, после  его разборки и ремонта, связанного с переточкой или полировкой частей устройства, что приводит к неточностям взаимного расположения частей и зазорам в них. А именно, так как правая и левая части устройства симметричны, то после разборки устройства возможна его сборка, когда одна из деталей матрица, держатель или прижим  устанавливаются повернутыми вокруг оси симметрии и ориентированными неверно. Детали будучи притертыми в процессе изготовления, именно к данному их взаимному расположению, при неверной их установке образуют зазоры и погрешности в устройстве. При этом в процессе ремонта данный дефект может не быть выявленным, что приводит к  значительной потере времени и качества деталей.
Задачей полезной модели является обеспечение отсутствия ошибок в виде неверной ориентации деталей при сборке, после разборки устройства для ремонта, или доводки его частей.
Техническим результатом является создание устройства для формовки и обрезки выводов микросхем обеспечивающего предотвращение образования зазоров в устройстве при неверной установке деталей, притертых в процессе изготовления к данному их взаимному расположению, после разборки устройства.
Данная задача решается, а технический результат достигается устройством для формовки и обрезки выводов микросхем, содержащим: основание с отверстиями для двух направляющих колонок, две направляющие колонки с разными диаметрами, матрицу с отверстиями для двух направляющих колонок с разными диаметрами, в которой выполнено углубление для размещения микросхемы, закрепленную на основании винтами и соосно ориентированную с основанием путем совместной посадки на нижней части двух направляющих колонок с разными диаметрами, с боковых сторон матрицы винтами в резьбовых отверстиях, расположенных несимметрично относительно оси симметрии устройства, закреплены плоские ложементы для формовки ножек микросхем, верхнюю плиту с вертикальными отверстиями для двух направляющих колонок с разными диаметрами, при этом верхняя плита выполнена с боковыми отверстиями, в которых винтами закреплены плоские пуансоны обрезки, а также с двумя отверстиями для пружин, с центральным отверстием для толкателя, держатель с формующими выступами с боковых сторон, с вертикальными отверстиями для двух направляющих колонок с разными диаметрами, с двумя ступенчатыми отверстиями под направляющие винты, с прямоугольным отверстием под прижим, при этом держатель и верхняя плита подвижно установлены на двух направляющих колонках с разным диаметром над матрицей, между которой и держателем на двух направляющих колонках закреплены ограничители вертикального хода, прижим, размещенный в прямоугольном отверстии держателя и выполненный с углублением для микросхемы и с буртом на его верхней части, слева выполненным шире, чем справа, с левой и с правой стороны прямоугольное отверстие под прижим имеет высвобождения для бурта размещенного в нем прижима, при этом высвобождение слева шире, чем высвобождение справа, пружины в отверстиях верхней плиты, образующие зазор между держателем и верхней плитой, надетые на направляющие винты с резьбовым концом, вставленные в ступенчатые отверстия держателя, при этом к верхней плите на направляющих винтах с резьбовым концом посредством гаек закреплен стакан толкателя, вставленного в центральное отверстие верхней плиты и прилегающего к верхнему торцу прижима, стакан толкателя с установленной в нем пружиной соединен с хвостовиком.
Предлагаемое устройство для формовки и обрезки выводов микросхем благодаря тому, что правая и левая направляющие колонки выполнены разных диаметров, предотвращает перепутывание взаимного расположения, когда одна или несколько из деталей, такие как  матрица, держатель и верхняя плита, устанавливаются повернутыми вокруг оси симметрии. Детали, будучи притертыми в процессе изготовления, именно к данному их взаимному расположению, при неверной их установке образуют зазоры и погрешности в устройстве.
Кроме того, за счет того, что бурт,  находящийся  на нерабочем торце прижима и ограничивающий величину его хода, с  одной стороны выполнен шире, чем с другой, при этом высвобождение под бурт прижима на держателе с данной стороны также выполнено увеличенным в ширину, нежели чем с другой, позволяет предотвратить перепутывание взаимного расположения прижима и держателя, за счет того, что прижим невозможно установить в полость держателя симметрично повернутым. Притом что, в свою очередь, держатель ориентирован только в одном положении в связи с тем, что он установлен на колонках различного диаметра, мы получаем устройство, где все взаимно притертые рабочие детали после разборки, можно установить только в одном взаимном положении.
Также, в связи с тем, что в устройстве отверстия для крепления с боковых сторон матрицы винтами плоских ложементов для формовки ножек расположены несимметрично относительно оси устройства, плоские ложементы после их демонтажа и  заточки, можно установить только на их предыдущие места, закрепление их винтами в заданные отверстия исключает их перепутывание, что в свою очередь предотвращает образование зазоров и необходимость дополнительной отладки устройства.
Сущность полезной модели поясняется чертежами на фиг. 1 и 2.
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.
Пример реализации устройства, изображённого на фиг. 1 и 2, 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 Ø11 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 Ø11 мм правая. 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 Ø11 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 с помощью винтов 5 c резьбой М4-6g, установленных в резьбовых отверстиях, расположенных несимметрично относительно оси симметрии устройства, 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 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, имеющих различный  диаметр, 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 на втулках, Ø13 мм левое и Ø11 мм правое предназначенных для направляющих колонок 2, имеются два ступенчатых отверстия для направляющих винтов 9, прямоугольное отверстие для прижима 15, и высвобождения справа и слева расположенное в верхней части под бурт прижима. С левой стороны прямоугольного отверстия под прижим, высвобождение для его бурта на держателе шире и имеет размер 6 мм, а с правой стороны прямоугольного отверстия под прижим высвобождение равно 3,5 мм, при этом высота высвобождения от верхнего торца держателя, справа и слева от  прямоугольного отверстия под прижим равна 11мм.  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 и на верхней части имеет бурт высотой 3,5 мм, при этом его ширина слева равна 5,5 мм, а справа 3 мм.  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».