摘要：TOSOK2210壓焊機是一種較老的壓焊機。目前，我們已經使用了超過十年，而且這種機型之前是壓金線的，導軌壓焊溫度只有200度。現在我們改為銅絲壓焊后，壓焊溫度改為250度甚至會有更高的溫度，加快框架在壓焊過程中氧化程度，從而影響銅絲壓焊的質量及產品的品質，所以根據實際情況，需要我們對TOSOK2210壓焊機的導軌進行改造，達到預期的目標。
關鍵詞：TOSOK2210壓焊機；銅絲壓焊；框架防氧化保護
0 前言
銅框架在粘片機或壓焊機高溫的導軌中，在沒有氣體保護或保護不到位的的情況下會變成暗紅或變黑，這個就使框架表面形成緻密的氧化膜，成分為氧化銅，氧化亞銅。顏色：氧化銅是黑色的，氧化亞銅是紅色的。預防措施有：①隔離空氣；②把氧化部分還原。氧化銅自身具有氧化性，我們可以用氫氣還原氧化銅。灼熱的氧化銅可以和氫氣(H2)具有還原性物質反應，生成銅＋(H
2O)水。
1 現狀及改造的目的和意義
TOSOK2210壓焊機是一種較老的全自動金絲壓焊機。目前，我們已經使用了超過十年，而且這種機型之前是壓金線的，導軌壓焊溫度只有200度。現在我們改為銅絲壓焊后，導軌壓焊溫度改為250度甚至會有更高的溫度，所以框架在導軌中極易氧化。
因為這種機型使用的時間比較長，而且導軌是分段連接在一起的，由於長時間的使用和維修中對導軌經常性的裝拆，使導軌存在磨損和輕微的變形，造成導軌的氣密性比較差，使保護氣體在導軌上不能夠形成一個相對較好的密閉空間。
由於銅絲壓焊導軌溫度較高，加快了框架在壓焊過程中氧化程度，從而影響銅絲壓焊的質量及產品的品質，所以在公司的要求下，需要我們對TOSOK銅絲壓焊機的導軌進行了改造，達到了預期的目標。
公司生產部門有五台TOSOK銅絲壓焊機，大體都存在有框架氧化的現象，這樣會影響產品的合格率及框架的耗損率。
先考究一下框架氧化對我們產品的影響有那些：
1)框架氧化會在框架表面產生一層氧化膜，這樣會影響塑封的密封性。
2)框架上面的氧化物在抖動過程中會脫落，如果在塑封過程中落到晶元上面這樣會影響產品的性能參數。
3)框架氧化會引起銅絲壓焊的虛焊現象，影響工藝參數。
4)由於框架變黑，在出料處的感測器會感應不到框架，造成機器誤動作，卡壞框架。
綜上所述，為了解決TOSOK銅絲壓焊機存在的框架氧化而引起的產品質量和框架損耗率的問題，所以公司決定對TOSOK壓焊機進行改造，防止在壓焊過程中框架的氧化，保證產品的質量，降低框架損耗率。
2 問題分析與解決辦法
在發現框架氧化的時候，我們對問題進行了細緻的分析，並且嘗試了許多方法試圖找到問題的關鍵和解決辦法。
1)剛開始我們以為是氮氣的質量出現了問題，在經過調查取證排除了這個可能性。
2)我們懷疑是不是設備的氣管出現了泄漏情況，使氮氣在到達壓焊區域的時候流量減少，在壓焊區域的保護氣體流量不夠導致框架氧化。在經過對設備的仔細檢查，沒有發現氣管有泄漏的情況。
3)加大導軌里的氮氣量，排空裡面的空氣。這樣效果不大，而且太浪費氮氣。
4)我們試過給沒有蓋板的壓焊區域加一路氮氫混合氣來保護它，可是沒有起到預期的作用，因為整個導軌的設計結構，走料的軌道氣密性不好，氣體用量要很大，才能達到有效的作用。再加上敞開式的壓焊區有250-265度這個溫度，壓焊動作慢，耗時比較長，等一組壓焊完后，框架已經氧化了。後面導軌因為已經比較短，又是處於降溫的冷卻區，剛氧化的框架，氫氣的還原反應起不到太大作用。
5)按照原來的金絲壓焊的的溫度來進行銅絲壓焊生產。框架氧化問題得到了解決，但是出現了工藝上的問題。因為銅絲的熱穩定沒200度的時候壓焊效果不理想，銅球跟晶元的鋁層之間的結合達不到要求，一個結合成的合金化合物不穩定，影響推力，再一個就是在鋁層上產生生產所謂的「彈坑」。低於200度的溫度就不行了，所以來說這個方法沒有什麼作用。
6)在保證銅絲壓焊正常的情況下，適度降低溫度，可調範圍太小，框架氧化問題沒有解決。
7)在通入氫氮混合氣體(10％氫氣比例)進行作為保護，使用高溫布
將敞開式壓焊區，包好把暴露在空氣中的面積減少，即使在250-265度這個溫度，框架的氧化情況完全沒有發生。
8)在通入純氮氣進行作為保護，使用高溫膠布將敞開式壓焊區包好，把暴露在空氣中的面積減少，即使在250-265度這個溫度，框架的氧化情況得到改善。
綜上所述，通過以上實驗得出結論方法7、8是可行的，但是考慮到經濟效益節約生產成本和安全等因素，把7(通入氫氮混合氣體作為保護氣體)去除掉。而使用高溫膠布雖然可以減少框架的氧化，但在設備美觀方面還是不盡人意，而且高溫膠布也會經常性的更換，不符合生產工藝要求。
經過我們的觀察及試驗發現，框架氧化主要是發生在壓焊區域。在壓焊區這一段導軌是沒有蓋板的，為了保護好框架在壓焊過程中不被氧化，我們可以經過設計、製作加工了一個隨焊頭一起動作的保護蓋板裝置。其實這一段沒有蓋板的區域，就是焊頭工作的區域。一組壓焊是5個晶元，焊頭是從一邊往另一邊一個一個壓過去的，焊頭是左右前後需要移動的，所以要加蓋板的話，蓋板必須要是活動的，而且要跟著焊頭動得一致才行。
經過我們技術小組的討論，覺得這個方案可行。經過多次試驗我們設計出了一套可隨焊頭一起活動的蓋板裝置。首先，把蓋板的支架裝在焊頭的x方向支架上面(焊頭的x-Y平台結構是，Y向安裝在x嚮導軌上面，Y向隨x向動作)。這樣焊頭x方向移動，蓋板就能隨著焊頭動作同樣的距離；但是焊頭Y方向動的時候，蓋板卻可以不動。這樣我們就解決了x方向的問題。那Y方向我們怎麼解決的呢?其實，焊頭Y方向的移動只是從晶元壓焊區到框架管腳的距離，移動範圍遠遠沒有x方向大，所以我們只要在蓋板上面開一個缺口就可以了，這個缺口的大小就是一個晶元區域的大小。這樣，五個晶元區域，當焊頭在壓其中的一個的時候，另外四個一直是被蓋板保護著的。
另外，除了蓋板設計外，我們在這個區域加以改造，把這塊區域密封，成了一個密閉的空間。讓導軌裡面的氮氣可以充滿裡面空間，不讓空氣進入。起到更好的效果。
3 改造后使用情況報告
生產部門在使用的5台TOSOK自動壓焊機於2008年全部改為銅絲壓焊，改銅絲壓焊后，加熱溫度由金絲工藝時的200攝氏度提高到了現在的250攝氏度。溫度的提高使原來按照金絲工藝溫度要求設計的軌道無論嘗試任何調整都不能達到保護框架不被氧化的作用(如圖一)。
經過設計加工對5台TOSOK壓焊機的軌道部位進行了改造，增加了一塊活動蓋板(如圖二)。加上此蓋板后，軌道內的保護氣體得到了很好的保留，避免原來開口太大造成保護氣體泄漏，混入空氣導致框架氧化。蓋板的設計完全解決了框架出軌道后氧化的現象(如圖三)，並且對銅絲工藝沒有任何的影響，很好的解決了問題。
4 總結
通過TOSOK壓焊機導軌的設計改造、製作加工、安裝調試后，框架壓焊完，從導軌出來，框架不會有氧化，使用效果非常好，對壓焊速度也沒有影響，現在框架壓焊完后出來基本上沒有氧化現象了，現在五台TOSOK銅絲壓焊機已經全部改好著這種裝置，運行正常。由於框架氧化所造成的諸多問題都隨之解決，效果明顯。
