Инструмент для ультразвуковой сварки

Сеюз Светенли Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ро 636062(45) Дата опубликования описания 06.12.78 В 23 К 19/04 Государственный комитетСовета Министров СССРно ледам изобретенийи открытий(54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИИзобретение относится к оборудованию для ультразвуковой сварки и можетбыть использовано при присоединениивыводов в процессе сборки полупроводниковых приборов,5Известен инструмент с поперечнойканавкой на рабочем торце 11 . Егонедостатки: отсутствие фиксации проволочного вывода от бокового смещения,чрезмерная деформация вывода н ограниченная длина сварного шва - следствиетого, что материал вывода течет вдольканавки вместо того, чтобы находиться в условиях второстепенного сжатия.Также известен инструмент для ультразвуковой микросварки, выполненныйв виде иглы с продольной канавкой нарабочем торце 121 . Продольная канавка фиксирует проволочный вывод от бокового смещения и ограничивает егодеформацию в процессе сварки. Недостатком указанной формы рабочего торцаинструмента является наличие проскальзывания между инструментом и проволокой в начальный период сварки, что26приводит к потере УЗ и снижению стабильности сварки.Целью изобретения является повышение стабильности ультразвуковой микросварки,Поставленная цель достигается тем, что в канавке вдоль ее оси выполнен ряд лунок, причем глубина Ь каждой лунки выбрана в соответствии с соотношением 0,5 с 1 й Ис 1 , где с 1 - диаметр лунки, а общий объем всех лунок составляет 0,05-0,1 объема канавки. На фиг,1 изображен рабочий торецинструмента в разрезе; на фиг. 2вид А Фиг.11 на фиг.3 - сечение лунки,На рабочем торце 1 имеется продольная канавка 2, н верхней части которойвдоль ее оси выполнен ряд лунок 3.Лунки могут иметь цилиндрическую, сферическую или иную форму. В начальныйпериод сварки материал вывода затекаетв лунки, образуя фэубцы, которыепрепятствуют проскальзыванию проволо"ки относительно инструмента. В процессе сварки материал вывода заполняетлунки полностью, и в объеме вывода,включая пространство под лунками, создается напряженное состояние, близкоек всестороннему сжатию. Благодаря этому сварной шов образуется по всей длине рабочей площадки,,Цля эффективного устранения проскальзывания металл вывода должен затекать в лунки относительно свободноб ЗбОб 2 Формула изобретения Источники информации, принятыево внимание при экспертизе: Ягг. яСоставитель И,ТютченковаРедактор И.Вирко Техред М,Борисова Корректор Н.Ковалева 1/9 ТирПИ Государственногопо делам изоб113035, Москва, Ж каэ б 1221 митет тений 5, Ра ПодписноеСовета Министров ССоткрытийская наб., д.4/5 Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная а объем лунок не должен быть слишкомбольшим. Практические испытания показали,что для свободного заполнения луноки устранения проскальзывания должнобыть выполнено условие: 0,5 Ойдо й 3,где И - глубина лунки, б - ее диаметр, а оптимальный. общий объем лунокдолжен .составлять 0,05-0,1 объема канавки.Инструмент был изготовлен иэ сплава ВК 6 М. Иа рабочем торце инструментаиа длине 65 мм была выполнена продоль-Юная .канавка радиусом 14 мкм и глубиной 9 мкм. Под углом ЗОО к рабочемуторцу было изготовлено капиплярноеотверстие диаметром 40 мкм. В верхнейчасти канавки были сделаны 4 сферические лунки диаметром 10 мкм и глубиной 8 мкм.С помощью указанного инструментапроводили присоединение проволочныхвыводов диаметром 27 мкм,из алюминия 20к контактным площадками траверсамполупроводникового прибора методомультразвуковой сварки,После сварки контролировали прочность соединения на отрыв. При этом рстабильность сварки оценивали по коэффициенту вариации100 В,где 6 - среднее квадратичное отклонение; Р - среднее арифметическое эначение прочности вывода на отрыв, полученное с заданной надежностью с=0,99 и точностью Ь0,8 при размере выбор ки в 30 соединений.Испытания инструмента показали, что благодаря устранению проскальзывания проволоки относительно инструмента стабильность сварки повышается в среднем на 30. Инструмент для ультразвуковой сварки, выполненный в вице иглы с продольной канавкой на рабочем торце, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности сварки, в канавке вдоль ее оси выполнен ряд лунок, причем глубина каждой лунки й выбрана в соответствии с соотношением 0,5 4 4 И 4 Д где ц - диаметр лунки, а общий объем всех лунок составляет 0,05-0,1 объема канавки. 1. ОСТ 11 ПО 403.003-72, чертеж 1,исполнение 2, 2, ОСТ 11 ПО 409,003-72, чертеж 1,исполнение 4,