TOSOK2210压焊机框架防氧化保护改造

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[图文]TOSOK2210压焊机框架防氧化保护改造

★★★

TOSOK2210压焊机框架防氧化保护改造

作者：佚名文章来源：本站原创点击数：更新时间：2011-5-12 16:40:19

摘要：TOSOK2210压焊机是一种较老的压焊机。目前，我们已经使用了超过十年，而且这种机型之前是压金线的，导轨压焊温度只有200度。现在我们改为铜丝压焊后，压焊温度改为250度甚至会有更高的温度，加快框架在压焊过程中氧化程度，从而影响铜丝压焊的质量及产品的品质，所以根据实际情况，需要我们对TOSOK2210压焊机的导轨进行改造，达到预期的目标。
　　关键词：TOSOK2210压焊机；铜丝压焊；框架防氧化保护
　　
　　0　前言
　　
　　铜框架在粘片机或压焊机高温的导轨中，在没有气体保护或保护不到位的的情况下会变成暗红或变黑，这个就使框架表面形成致密的氧化膜，成分为氧化铜，氧化亚铜。颜色：氧化铜是黑色的，氧化亚铜是红色的。预防措施有：①隔离空气；②把氧化部分还原。氧化铜自身具有氧化性，我们可以用氢气还原氧化铜。灼热的氧化铜可以和氢气(H2)具有还原性物质反应，生成铜＋(H₂O)水。
　　
　　1　现状及改造的目的和意义
　　
　　TOSOK2210压焊机是一种较老的全自动金丝压焊机。目前，我们已经使用了超过十年，而且这种机型之前是压金线的，导轨压焊温度只有200度。现在我们改为铜丝压焊后，导轨压焊温度改为250度甚至会有更高的温度，所以框架在导轨中极易氧化。
　　因为这种机型使用的时间比较长，而且导轨是分段连接在一起的，由于长时间的使用和维修中对导轨经常性的装拆，使导轨存在磨损和轻微的变形，造成导轨的气密性比较差，使保护气体在导轨上不能够形成一个相对较好的密闭空间。
　　由于铜丝压焊导轨温度较高，加快了框架在压焊过程中氧化程度，从而影响铜丝压焊的质量及产品的品质，所以在公司的要求下，需要我们对TOSOK铜丝压焊机的导轨进行了改造，达到了预期的目标。
　　公司生产部门有五台TOSOK铜丝压焊机，大体都存在有框架氧化的现象，这样会影响产品的合格率及框架的耗损率。
　　先考究一下框架氧化对我们产品的影响有那些：
　　1)框架氧化会在框架表面产生一层氧化膜，这样会影响塑封的密封性。
　　2)框架上面的氧化物在抖动过程中会脱落，如果在塑封过程中落到芯片上面这样会影响产品的性能参数。
　　3)框架氧化会引起铜丝压焊的虚焊现象，影响工艺参数。
　　4)由于框架变黑，在出料处的传感器会感应不到框架，造成机器误动作，卡坏框架。
　　综上所述，为了解决TOSOK铜丝压焊机存在的框架氧化而引起的产品质量和框架损耗率的问题，所以公司决定对TOSOK压焊机进行改造，防止在压焊过程中框架的氧化，保证产品的质量，降低框架损耗率。
　　
　　2　问题分析与解决办法
　　
　　在发现框架氧化的时候，我们对问题进行了细致的分析，并且尝试了许多方法试图找到问题的关键和解决办法。
　　1)刚开始我们以为是氮气的质量出现了问题，在经过调查取证排除了这个可能性。
　　2)我们怀疑是不是设备的气管出现了泄漏情况，使氮气在到达压焊区域的时候流量减少，在压焊区域的保护气体流量不够导致框架氧化。在经过对设备的仔细检查，没有发现气管有泄漏的情况。
　　3)加大导轨里的氮气量，排空里面的空气。这样效果不大，而且太浪费氮气。
　　4)我们试过给没有盖板的压焊区域加一路氮氢混合气来保护它，可是没有起到预期的作用，因为整个导轨的设计结构，走料的轨道气密性不好，气体用量要很大，才能达到有效的作用。再加上敞开式的压焊区有250-265度这个温度，压焊动作慢，耗时比较长，等一组压焊完后，框架已经氧化了。后面导轨因为已经比较短，又是处于降温的冷却区，刚氧化的框架，氢气的还原反应起不到太大作用。
　　5)按照原来的金丝压焊的的温度来进行铜丝压焊生产。框架氧化问题得到了解决，但是出现了工艺上的问题。因为铜丝的热稳定没200度的时候压焊效果不理想，铜球跟芯片的铝层之间的结合达不到要求，一个结合成的合金化合物不稳定，影响推力，再一个就是在铝层上产生生产所谓的“弹坑”。低于200度的温度就不行了，所以来说这个方法没有什么作用。
　　6)在保证铜丝压焊正常的情况下，适度降低温度，可调范围太小，框架氧化问题没有解决。
　　7)在通入氢氮混合气体(10％氢气比例)进行作为保护，使用高温布
　　将敞开式压焊区，包好把暴露在空气中的面积减少，即使在250-265度这个温度，框架的氧化情况完全没有发生。
　　8)在通入纯氮气进行作为保护，使用高温胶布将敞开式压焊区包好，把暴露在空气中的面积减少，即使在250-265度这个温度，框架的氧化情况得到改善。
　　综上所述，通过以上实验得出结论方法7、8是可行的，但是考虑到经济效益节约生产成本和安全等因素，把7(通入氢氮混合气体作为保护气体)去除掉。而使用高温胶布虽然可以减少框架的氧化，但在设备美观方面还是不尽人意，而且高温胶布也会经常性的更换，不符合生产工艺要求。
　　经过我们的观察及试验发现，框架氧化主要是发生在压焊区域。在压焊区这一段导轨是没有盖板的，为了保护好框架在压焊过程中不被氧化，我们可以经过设计、制作加工了一个随焊头一起动作的保护盖板装置。其实这一段没有盖板的区域，就是焊头工作的区域。一组压焊是5个芯片，焊头是从一边往另一边一个一个压过去的，焊头是左右前后需要移动的，所以要加盖板的话，盖板必须要是活动的，而且要跟着焊头动得一致才行。
　　经过我们技术小组的讨论，觉得这个方案可行。经过多次试验我们设计出了一套可随焊头一起活动的盖板装置。首先，把盖板的支架装在焊头的x方向支架上面(焊头的x-Y平台结构是，Y向安装在x向导轨上面，Y向随x向动作)。这样焊头x方向移动，盖板就能随着焊头动作同样的距离；但是焊头Y方向动的时候，盖板却可以不动。这样我们就解决了x方向的问题。那Y方向我们怎么解决的呢?其实，焊头Y方向的移动只是从芯片压焊区到框架管脚的距离，移动范围远远没有x方向大，所以我们只要在盖板上面开一个缺口就可以了，这个缺口的大小就是一个芯片区域的大小。这样，五个芯片区域，当焊头在压其中的一个的时候，另外四个一直是被盖板保护着的。
　　另外，除了盖板设计外，我们在这个区域加以改造，把这块区域密封，成了一个密闭的空间。让导轨里面的氮气可以充满里面空间，不让空气进入。起到更好的效果。
　　
　　3　改造后使用情况报告
　　
　　生产部门在使用的5台TOSOK自动压焊机于2008年全部改为铜丝压焊，改铜丝压焊后，加热温度由金丝工艺时的200摄氏度提高到了现在的250摄氏度。温度的提高使原来按照金丝工艺温度要求设计的轨道无论尝试任何调整都不能达到保护框架不被氧化的作用(如图一)。
　　经过设计加工对5台TOSOK压焊机的轨道部位进行了改造，增加了一块活动盖板(如图二)。加上此盖板后，轨道内的保护气体得到了很好的保留，避免原来开口太大造成保护气体泄漏，混入空气导致框架氧化。盖板的设计完全解决了框架出轨道后氧化的现象(如图三)，并且对铜丝工艺没有任何的影响，很好的解决了问题。

　　4　总结
　　
　　通过TOSOK压焊机导轨的设计改造、制作加工、安装调试后，框架压焊完，从导轨出来，框架不会有氧化，使用效果非常好，对压焊速度也没有影响，现在框架压焊完后出来基本上没有氧化现象了，现在五台TOSOK铜丝压焊机已经全部改好着这种装置，运行正常。由于框架氧化所造成的诸多问题都随之解决，效果明显。

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