Способ ультразвуковой сварки

l щамО П И С А Н И Е (и)651920ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик) М, Кл 2В 23 К 19/О исоединением заявки Ю Государствеииыи комитет СССР оо делам изобретений и открытий. М. Головин, И, П, Яковлев, А. П. Рыдзев О. К. Твердов и В. И. Васенко ЯУ Заявитель 4) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАР та по прначиншающкогонейнототытеля,сварк Изобретение относится к области ультразвуковой микросварки и может быть использовано при сборке полупроводниковых приборов.Известен способ ультразвуковой сварки, при котором амплитуду колебаний инструмента плавно увеличивают изменением частоты генератора, начальная точка которой отстаег на 0,5 кГц от резонанса системы затем обеспечивают ее стабилизацию в течение 0,04 - 1 с,после чего скачкообразно умень-шают на 1/3 от максимального значения и далее производят плавное уменьшение ее до нуля.Недостатком этого способа является пониженная прочность соединений и нестабильность электрических свойств микро- контактов, вызываемая разрушением образовавшихся очагов взаимодействия и интенсивным окислообразованием из-за наличия в сварочном импульсе стационарного участка с большой амплитудой колебания инструмента.20Также известен способ ультразвуковой сварки с изменением частоты генератора до совпадения с частотой механического резонанса преобразователя. При этом способе перед сваркой производится подбор частоты ультразвуковых колебаний таким образом,. чтобы она совпадала с резонансной частотой преобразователя (вибратора), затем производится фиксация частоты генератора и включение реле времени, которое выставлено на оптимальную,длительность сварочного процесса для данных материалов.Недостатком этого способа является низкая воспроизводимость прочности сварок при существующем разбросе технологических параметров свариваемых материалов, нестабильности генератора и усилия нагружения. лью изобретения является повышение льности качества сварных соединений. оставленная цель достигается тем, что едлагаемому способу процесс сварки ают при частоте генератора, превыей на 100 в 4 Гц частоту механичесрезонанса преобразователя, затем лиизменяют частоту генератора до часмеханического резонанса преобразовафиксируют ее и прекращают процесс и при достижении разности между час651920 Формула изобретения 20 3тотами преобразователя и генератора 150 - 400 Гц.На чертеже показан характер изменения частоты генератора (кривая 1), преобразователя (кривая 2) и прочности соединения Р ( кривая 3) при сварке,Сварку начинают при частоте генератора 1 о(кривая ), превышающей резонансную частоту п преобразователя под нагрузкой на 100 - 400 Гц, затем частоту генератора снижают до резонансной,частоты преобразователя ".и прн сварке (кривая 2, точка а), т. е.производят ее поиск и в дальнейшем фиксируют частоту генератора Ъ, соблюдая условие Ъ.= 1 г,В течение времени поиска, оптимальная величина которого составляет 10 - 30 мс, заканчиваются процессы внешнеготрения, в результате чего происходит выравнивание микронеровностей, разрушение окисных пленок с возникновением ювенильных поверхностей и образование первых очагов взаимодействия соединяемых материалов. В дальнейшем частоту генератора поддерживают неизменной и контролируют разность частот преобразователя 1(кривая 2) и генератора 1 г (кривая 1). По мере образования сварного соединения возрастает сопротивление перемещению инструмента и изменяется резонансная частота преобразователя (кривая 2) из-за влияния вносимого в преобразователь приведенного комплексного сопротивления нагрузки.При достижении разностью частот Ь= = 1 п - 1 г оптимального значения Л (оиг для данных материалов, соответствующего мак 4симальной прочности соединения (кривая 3, точка Рщ), сварку прекращают, В зависомости от свойств свариваемых материалов изменяется время сварки, т, е. в предлага емом способе осуществляется автоматическое дозирование энергии сварки.Применение предлагаемого способаультразвуковой сварки повышает качество соединения на операции сборки полупроводниковых приборов, при этом средняя прочность соединения возросла на 24%, коэффициент вариации прочности соединений уменьшился на 10%, выход годных изделий увеличился на 1,5%. 15 Экономический эффект от внедрения способа ультразвуковой сварки в установке ЭММ составил 28,7 тыс, руб,Способ ультразвуковой сварки с изменением частоты генератора до совпадения с частотой механичеСкого резонанса преобразователя, отличающийся тем, что, с целью 25 повышения стабильности качества сварныхсоединений, процесс сварки начинают при частоте генератора, превышающей на 100 - 400 Гц частоту механического резонанса преобразователя, затем линейно изменяют частоту генератора до частоты механического резонанса преобразователя, фиксируют ее и прекращают процесс сварки при достижении разности между частотами преобразователя и генератора 150 - 400 Гц.Составитель Н Техред О. Луго Тираж 1221 арственного коми изобретений и Ж, Раугнска еит, г. Ужгород Тютчевая Коваль силько дтета СССРоткрытийя иаб., д, 4/5ул Проектная 1 Филедактор Л. Ваказ 925/10Ц ИИПИ Госудпо делам035, Москвал ППП Пат ваКорректорПо писное