Устройство для подгонки сопротивления проволочных резисторов с осевыми выводами методом электрохимического анодного травления

г

\ (72) Авторы изобретения

В. Т. Кубаев, А. И. Кирилов и

3. Бенгус (71) Заявнтель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОНКИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОЛОЧНЫХ

РЕЗИСТОРОВ С ОСЕВЫМИ ВЫВОДАМИ МЕТОДОМ

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО АНОДНОГО ТРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электрон— ной технике, точнее к оборудованию

1 для производства изделий электронной техники, и может быть использовано в производстве прецизионных проволоч5 ных резисторов, преимущественно низкоомной группы, на операции подгонки сопротивления. резистора к заданному номинальноиу значению.

Известны устройства для подгонки сопротивления пленочных резисторов к к заданному номинальному значению путем циклического электрохимического анодного травления, чередующегося с измерением величины увеличивающегося сопротивления до обеспечения заданного значения (l ).

Эти устройства выполняют подгонку пленочных резисторов, преимущественно танталовых, посредством увеличения сопротивления нанесенной на диэлектрическую подложку проводящей металли" ческой резистивной пленки за счет уменьшения ее сечения при образовании диэлектрического слоя окисла после травления электролитом. Для исключения воздействия электролита на выводы резистора, контакты подключе ния и подводящие провода, электролит располагают в пористом катоде, прилегающем к плоскости пленочного резистора, при этом электролит должен быть достаточно вязким и обычно содержит лимонную; кислоту, растворенную в смеси желатина, глицерина и эти-. лового спирта.

Такни образом, электролит расположен в небольшом объеме и прилегает только к обрабатываемой поверхности резистора и резистор полностью не погружен в электролит. Требуются специальные приспособления для наложения пористого катода таким образом, чтобы электролит воздействовал только на резистивный элемент резистора. Устройства обладают низкой производительностью и не могут быть использованы для подгонки проволочных резисторов, 8121

20 дом 12).

3 85 так как для этого проволочный резистор должен быть полностью погружен в электролит» причем после подгонки электролит должен легко удаляться из межвитковых зазоров, что затруднительно при использовании вязких электролитов, Наиболее близким по технической сущности является устройство для подгонки сопротивления резисторов методом электрохимического анодного травления, содержащее автоматически регулируемый источник тока подгонки, ко входам которого подключены блок инди- кации и управления и блок циклическо"

ro переключения, соединенный с измерительным мостом, выход которого соединен со входом блока циклического переключения, и узел подгонки, выполненный в виде корпуса с подключенными к блоку циклического переключения контактами для подключения выводов резисторов и с установленной в нем диэлектрической ванной для электролита, с закрепленным в ней като11ри подгонке прецизионных проволочных резисторов низкоомной группы в дополнение к защите контактов для подключения резистора потребовалось бы защищать на время подгонки от воздействия электролита выводы резистора и точки сварки подсоединения выводов, а после подгонки удалять этот защитный слой, что технологически неприемлемо. Кроме того, упомянутая защита необходима, чтобы исключить прямое прохождение тока от выводов в электролит, минуя резистивный элемент, снижающее точность подгонки изза несимметрии распределения тока, приводящей к несимметрии съема электролитом материала реэистивного элемента. Следует отметить также, что для подключения резистора к устройству необходимо либо вынимать контакты из ванночки, либо каждый раз сливать электролит, а потом снова наполнять ванну и т.д., что снижает производительность. Кроме того, будучи.погру" женными в электролит, контакты для подсоединения резистора к устройству, с одной стороны, должны быть изолированы от воздействия электролита, а с другой стороны, иметь хороший кон такт с выводами резистора, которые также в остальной своей части должны быть изолированы от соприкосновения с электролитом, причем контакты должны быть разъемными для быстрого подсоединения и съема резистора, т.е. одновременно должны выполняться про" тиворечащие, взаимно исключающие друг друга условия.

Кроме того, резистор после цикла подгонки остается погруженным в электролит и в таком состоянии производится измерение его сопротивления (цикл .измерения). При этом для прецизионных резисторов велика опасность шунтирования сопротивления резистора сопротивлением электролита, что снижает точность подгонки. Требуется перед циклом измерения быстро вынуть резистор из ванночки я удалить с его поверхности и из межвитковых зазоров шунти" рующие остатки электролита.

Цель изобретения — повышение производительности и точности путем подгонки струей проточного электролита.

Поставленная цель достигается тем1 что устройство для подгонки сопротивления проволочных резисторов с осевыми выводами методом электрохимического анодного травления, содержащее автоматически регулируемый источник тока подгонки, ко входам которого подключены блок индикации управления и блок циклического переключения, соединенный с измерительным мостом, выход которого соединен со входом блока ин" дикации и управления, выход которого соединен со входом блока циклического переключения, и узел подгонки, выполненный в виде корпуса с подключенньыи к блоку циклического переключения контактами для подключения выво4О дов резисторов и с установленной в нем диэлектрической ванной для электролита, с закрепленным в ней катодом, снабжено механизмом циклической подачи электролита, электри45 чески соединенным с блоком управления, кннематически соединенными механизмом качания диэлектрической ванны и механизмом раскрытия контактов, ус" тановленными в корпусе узла подгонки, соплом циклической подачи сжатого воздуха, закрепленным в корпусе над диэлектрической ванной,,подключенным к блоку управления, при этом контакты закреплены в корпусе с наружной сто55 роны диэлектрической ванны, на .боковых стенках которой выполнены прорези для размещения выводов резисторов и подключения их к контактам, а

Коромысло 7 шарниром 19 связано со штоком 20, направляющая 21 которо1. Шток 20 как го закреплена в корпусе 1. Шток к толкатель связан с рычагом 22 управления раскрытием контактов, ось 23

5 858121 6 которого зафиксирована в подшипниках катод выполнен полым с радиальным выesoM я размешения корпуса резисто- корпуса 1. ре дл р

Неподвижные контакты 24 симметричра и каналом дл ци я клической подачи но закреплены на и о з ляционном основаэлектролита, нии в корпусе 1 по обе стороны качаКроме того, кинематическая связь 5 нии в корпусе механизмом качания и механиз- ющейся ванны 10. между

Подвижные контакты 25, оси которых мом раскрытия контактов выполнена в зафиксированы в подшипниках иэоляциоив е коромысла, а механизм раскрытия ид ша — ного основания, подпружинены относиконтактов выполнен в виде штока, шар24 тельно неподвижных контактов возни но соединенного с коромыслом, ры- 10 нир вратными пружинами 26, опирающимисяя чага шарнирно закрепленного на корФ я на изоляционные подложки. Нерабочие пусе с возможностью взаимодействия го- концы подвижных контактов 25 жестко одного его конца со штоком, а другоrA соединены изоляционной планкой 27, го, на котором закреплен подвижнь о 15 на которую цилиндрическим валиком 28 цилиндрический валик, — с подвижно с ычаг 22. по и и- опирается упомянутый рычаг установленными контактами, подпруж

По обе стороны ванны между

По обе р 10 ежду ее ненными пружина нами возврата относив. боковыми стенками и контактами пометельно подвижных контактов. боковыми стенк по выво ской по а- щены отсекатели 29 резистора п

Причем механизм циклическои подаам. Ось 30 отсекателеи 2 шарнир чи электролита снабжен электромагнит- 20 д связана с электромагнитом 31 сброса ным клапаном электрически соединен- св ль 32. На боковых а ии и и авления. резистора в ловитель . а ным с блоком индикации и управле во стенках ванны выпол

10 о иены прорези 33

На фиг. 1 изображено устроиство, для прохода выводов резистора при кана фиг. 3 — диэлектрическая 25 чании ванны. сопло 34 подачи сжатого воздуха электРомагнитным клапаном 35, включаемым блоком индикации и управления 36. разрез В-В на фиг. 3; на фиг.

Блок 36 индикации и управления электкинематическая схема у тройства; на ст-30 Рнчески свЯзан с локом б 37 цикличесфиг. 6 — блок-схема предлагаемого устиг. 7 — пневмогидравли- Кого пеРеключениЯ Резис тора подключенного к контактам 24 и 25 от исческая схема. зак еплен точника 38 тока подгонки к измерительВ корпусе 1 устройства креплен резистивный электродвигатель с релення и обратно. дуктором и кулачком 3 на валу редукВзаимная связь между блоком 36 интора. дикации и управления, блоком ци

37 клинаправляющие 4 корпуса 1 помеще- ческого переключения, а также пределана планка 5, связанная с кулачком 3. ми тока и времени подгонки источни 40 ка 38 осуществляется автоматически, лом 7 ось 8 которого зафиксирована например, через систе фотодатчиков, в поДшипниках 9 коРпУса l. На пРотиво- установлен в определенн участположном относительно оси 8 конце ко- ках шкал нуль-и икатора со световы,, Ромысла 7 укРеплена диэлектрическая отсчетом к мосту 39. ванна 10 с закрепленным в ней като- 4 Кроме того, блок 36 и икации и ,цом 11, содержащим цилиндрическую по- управления с помощью системы темы конечных лость 12 с Радиальным выРезом 13 и ка- кров чат ей 40 и 41, укреп ен,нал 14 со штУцеРом подачи стРУи элект- ных на корпусе 1 и взаимодействующих Роли т олита. В нижней части и"лости 12 вы- с коромыслом 7 и планкой 5 управляет полнено отвеРстие 15, а в нижней час- 0 Работой реверсивного электродвигатети ванны 10 — отверстия 16, B которых ля 2 и всей механической частью устукре е штуцеры 17 с патрубками 18 ройства кинематиче,ки связанной с для слива электролита. электродвигателем 2.

Гидросистема циклической подачи электролита содержит ванну р

i0 т авления со сливными 18 и подающии 42 патрубками, отстойник 43, соединенный подающии патрубком 44 с промежуточной

7 8581 ванной 45, связанной выходным патрубком 46 с насосом 47, нагнетающих электролит, а входным патрубком 48с электромагнитным клапаном 49, который соединен.с насосом 47 патрубком 50, а с ванной 10 травления— патрубком 42, снабженным вентилем 51.

Электромагнитный клапан 49 включается блоком индикации и управления 36.

Устройство работает следующим об- t0 разам.

Предварительно подогнанный резистор, сопротивление которого меньше номинального на величину R, устанавливают в исходную позицию: выводами на неподвижные контакты 24. Ванна 10, укрепленная на коромысле 7, при этом находится в крайнем нижнем,а подвижные контакты 25 находятся в крайнем верхнем (разомкнутом) положении. По щ таблице выставляют необходимые,пределы времени и тока подгонки источника 38 тока подгонки, а также пределы

К гмоста 39. После включения устройства реверсивный электродвигатель 2 25 опускает планку 5 и связанный с ней конец коромысла 7, а также шток 20.

При этом пружины 26 отжимают вверх нерабочие концы подвижных контактов 25 вместе с соединяющей их изоля- з0 ционной планкой 27 и перекатывающимся по ней валиком 28 рычага 22, другой конец которого, опирающийся на шток 20, опускается вниз, а рабочие

:.концы подвижных контактов 25 также . у5 опускаются, зажимая выводы резистора;.

Другой конец коромысла 7 с укрепленной на нем ванной )О поднимается в вверх, при этом выводы зажатого в контактах 24, 25 резистора проходят в прорези 33, а резистивный элемент резистора входит в цилиндрическую полость 12 катода 11. После включения одновременно с подъемом ванны 1О включается насос 47 и подает электро-45 лит в циркуляцнонное кольцо холостого хода: от насоса 47 через патрубок 50, выключенный электромагнитный клапан 49 и патрубок 48 — в промежуточную ванну 45, и от нее через патрубок 46 вновь к насосу 47. После опускания подвижных контактов 25 на выводы резистора по команде блока 36 индикации и управления производится измере ние сопротивления резистора. В зависимости от фактического значения сопротивления автоматически устанавливаются пределы тока и времени подгон21 . 8 ки источника 38. Затем блок 36 индикации и управления включает электромагнитный клапан 49, подавая через патрубок 42 с вентилем 51 и канал 14 струю электролита на резистивный элемент, находящийся в цилиндрической полости 12 катода ll. Одновременно по команде блока 36 управления срабатывает блок 37 для циклического переключения подгоняемого резистора. Блок 37 подключает резистор к источнику 38 тока подгонки. Начинается цикл подгонки, заключающийся в электрохимнческом анодном травлении растворении поверхностного слоя резистивного элемента резистора, сопротивление которого в процессе подгонки за счет уменьшения сечения провода резистивного элемента увеличивается. В соответствии с пределом времени подгонки через заданный промежуток времени электромагнитный клапан 49 по команде блока 36 индикации и управления выключается, отсекая струю электролита в циркуляционное кольцо холостого хода, причем насос 47 продолжает рабо» тать, сохраняя ранее отрегулированную скорость подачи электролита неизменной. Одновременно блок 37 переключает резистор к мосту 39 и после выдержки времени на стекание электролита блоком 36 включается электромагнитный клапан 35, подающий на резистор струю сжатого воздуха для удаления остатков электролита, и нроизводится очередное измерение сопротивления. После измерения либо вновь автоматически устанавливаются новые пределы времени и тока подгонки и цикл подгонки повторяется, либо если номинальное значение достигнуто (в пре.делах допуска), реверсивный электродвигатель 2 опускает ванну 10 в крайнее нижнее положение, размыкая контакты 24 и 25. Далее по команде блока 36 управления срабатывает электромагнит 31 привода отсекателей 29, сбрасывающих резистор в ловитель 32.

Установка готова к подгонке следующего резистора.

Если первоначальное сопротивление резистора, измеренное до подгонки, оказывается в пределах допуска номинального значения, то блок 36 управления подает команду на сброс резистора в ловитель без цикла подгонки.

Для ускорения слива электролита перед измерением катод ll приподнят от858121

Формула изобретения

9 носительно дна ванны на одну треть ее высоты, а для более равномерного омывания спирали резистора струей электролита канал 14 прямоугольного сечения выполнен в теле катода под углом 60 к вертикальной задней стенке ванны, касательно к боковой поверхности резистора. установленного в исходную позицию, причем ширича канала меньше длины резистивного эле- р мента подгоняемого резистора на

2-5 мм, Гидросистема циклической подачи на резистор, помещенный в цилиндрическую полость катода струи электро- 15 лита через канал прямоугольного сечения, выполненный в катоде (ширина канала на 3-5 мм меньше длины резистивного элемента подгоняемого резистора), а также размещение контактов для gO подключения резистора вне ванны и выполнение на боковых стенках ванны, перпендикулярных оси рези-тора, прорезей для подключения резистора вне ванны и выполнение па боковых стенках ванны, перпендикулярных оси резистора, прорезей для прохождения выводов позволяет локализовать объем, где содержится электролит, в .цилиндрическои полости катода и тем самым исключить воздействие электролита на выводы резистора, точки сварки .подсоединения выводов к резнстивному элементу и контакты для подключения резистора. Этому же способствует и выполнение упомя- 5 о нутого канала под углом 60 к заднеи стенке ванночки, касательно к боковои поверхности резистора, установленного в исходную позицию, поскольку при этом струя электролита, падающая на резистор, как бы закручивается по внутренней поверхности катода, образующей упомянутую цилиндрическую полость.

Размещение катода приподнятым относительно дна ванночки на одну треть ее высоты, применение гидросистемы с циклической подачей струи электролита, быстрая отсечка которой выполняется электромагнитным клапаном, а также введение в устройство сопла подачи на резистор сжатого воздуха позволяют бытро освободить резистор от остатков электролита и исключить его шунтирующее действие при измерении сопротивления резистора, что повышает точность подгонки.

Введение в устройство механизма качания ванны относительно .неподвижного резистора, установленного в исходную позицию выводами в контакты, механизма раскрытия контактов,. кинематически связанного с механизмом качания, обеспечивающего автоматическое раскрытие контактов при опускании ванночки и закрытие контактов при ее, подъеме, позволяют быстро устанавли" вать резистор в исходную позицию и автоматически сбрасывать его в ловитель введенными отсекателями после окончания подгонки по команде блока индикации и управления. Благодаря этим усовершенствованиям предлагаемое устройство работает как полуавтомат подгонки резисторов к номинальному значению, который, за исключением установки резистора в исходную позицию, все операции вплоть до сброса резистора в ловитель, выполняет автоматически. Это позволяет повысить производительность Во сравнению с известным. е

Хроме того, введение в гидросистему электромагнитного клапана отсечки электролита в циркуляционное кольцо холостого хода позволяет не выключать насос подачи электролита перед каждым измерением и сохранить в течение всей смены неизменной скорость подачи электролита, отрегулированную перед началом работы установки. Это также повышает производительность подгонки.

1. Устройство для подгонки сопро; тивления проволочных резисторов с осевыми выводами методом электрохимического анодного травления, содержащее автоматически регулируемый источник тока подгонки, ко входам которого подключены блок индикации и управления и блок циклического переключения, соединенный с измерительным мостом, выход которого соединен со входом блока индикации и yïðàâëåíèÿ, выход которого соединен со входом блока цикличес.кого переключения, и узел подгонки, выполненный в виде корпуса с подключенными к блоку циклического переключения контактами для подключения выводов резисторов и с установленной в нем диэлектрической ванной для электll 85Sl ролита, с закрепленным в ней катодом, о т л и ч а ю щ е е с я. тем, что, с целью повышения производительности и точности, путем подгонки струей проточного электролита оно снабжено меЭ 5 хаиизмом циклической подачи электролита, электрически соединенным с блоком управления, кинематически соединенными механизмом качания диэлектрической ванны и механизмом раскрытия . 1О контактов, установленными в корпусе узла подгонки, соплом циклической подачи сжатого воздуха, закрепленным в корпусе над диэлектрической ванной, подключенным к блоку управления,при 15 этом контакты закреплены в корпусе.. с наружной стороны диэлектрической ванны, на боковых стенках которой выполнены прорези для размещения выводов резисторов и подключения их к 2о контактам, катод выполнен полым с радиальным вырезом для размещения корпуса резистора и каналом для циклической подачи электролита.

2, Устройство по п. 1, о т л и — 2 ч а ю щ е е с я тем, что кинемати21 12 ческая связь между механизмом качания и механизмом раскрытия контактов выполнен в виде коромысла, а механизм раскрытия контактов выполнен s виде штока, шарнирно соединенного с коромыслом, рычага, шарнирно закрепленного на корпусе с возможностью взаимодействия одного его конца со што- ком, а другого, на котором закреплен подвижный цилиндрический валик — с

t .подвижно установленными контактами подпружиненными пружинами возврата относительно неподвижных контактов.

3. Устройство по.п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что механизм циклической подачи электролита снабжен электромагнитным клапаном, электрически соединенным с блоком индикации и управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

П

™олучение и свойства тонких пленок", Вып. 2, Киев, 1974, с. 94-98.

2. Патент Великобритании

У 132299б, кл, Н 01 С 1973.