Способ управления процессом ультразвуковой микросварки

(72) Авторы изобретен А. А. Козич и В. енк 71) Заявите 54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МИКРОСВАРК при изготовлении полупроводниковых . приборов и микросхем.Известен способ управления процессом ультразвуковой сварки, по которому процесс сварки прекрашается по достижении производной от амплитуды колебаний инструмента по времени 1 нулевого значения сааб / С -о 1.Недостатком известного способа является то, что пги сварке по неподготовленным поверхностям амплитуда меняется хаотически и уже в самом начале процесса с 14(ОЯ обрашается в нуль.Кроме этого, возрастание амплитуды колебаний после ее уменьшения в процессе сварки может происходить в основном по двум причинам:,вследствие того, что, начиная с какого-тб момента времени, колебательная сила инструмента становится больше прочности адгезии пленки металлизации и поверхности полупроводникового материала, если сцепление инстру 1 Изобретение относится к ультраэ ковой сварке и может быть применемента с проволочкой хорошее; из-за того, что колебательная сила инструмента становится больше силы сцеплениямежду инструментом и проволочкой, если адгезия металлизации к полупроводнику хо 5рошая, а сцепление инструмента с провбпочкой плохое.Известен способ управления процессомультразвуковой сварки, в котором производят автоматическое отключение ультраОзвука после получения соединения, Критерием образования соединения является повышение электрического сопротивления между инструментом и проволочкой в мо мент образования соединения проволоки,с контактной плошадкой и возникновения относительного движения между инструментом и проволокой 21 .Недостатком укаэанного способа яврй ляется низкая точность определениямомента выключения ультразвука, вызванная этим низкая воспроизводимость прочности соединений и низкая средняя прочность соединений. Низкая точность ойре719835 4 10 11 "-1.1, т.е, большей амплитуде соответствует меньшее времясварки. Благодаря этому увеличивается 20 воспройзводимость и средйяя прочностьсоединений, облегчается выбор режимасварки.Применение способа позволяет примерно на 10% увеличить среднююпрочность соединений даже при сварке наоптимальных режимах, Коэффициентвариации уменьшается почти в два раза,что свидетельствует об увеличении воспроизводимости прочности соединений.Существенным преимушеством способаявляется то, что он обеспечивает качественные соединения и не в оптимальных условиях, поэтому выбор режимовсварки облегчается. Применение способатакже позволяет увеличить выход годныхна операции сборки, надежность собранных приборов, выход годных после операции виброиспытаний и реальную производительность сборочного оборудования вследствие сокрашения времениобслуживания и выбора режимов сварки.Формула изобретения деления момента выключения ультразвука обусловлена тем, что в этом способефактически сравнивается прочность образовавшегося соединения и сила сцепления между инструментом и проволочкой,последняя, изменяясь от сварки к сварке,и вызывает ошибки в определении момента выключения ультразвука.Н аиболее близким решением к изобретениюявляется способ управления процессом ультразвуковой микросварки, прикотором осуществляют введение в сварочную систему перед сваркой сигнала эталонной величины, получение в процессесварки активной составляющей сигнала 1обратной связи, пропорционального амплитуде колебаний инструмента, и выключение ультразвукового генератора в момент,соответствующий определенному соотношению указанных. сигналов 3,Недостатком этого способа являетсянизкая воспроизводимость прочности сварочных соединений.Цел. изобретения - увеличение воспроизводимости прочности соединений иоблегчение выбора оптимального режима сварки,Поставленная цель достигается тем,что формируют второй сигнал обратнойсвязи; пропорциональный амплитуде напряжения, поступающего на ультразвуковой преобразователь, делят второй сиг" нал обратной связи на сигнал эталоннойвеличины, сравнивают полученный результат с величиной активной со тавляющей первого сигнала обратной связии выключают ультразвуковой генераторвмомент их равенства.На чертеже представлена амплитудаколебаний во время сварки.Сущность способа заключается в следующем,Перед сваркой расчетным методомили же методом технологической пробьполучают эталоннуввеличину, котораяфактически равна коээффициенту. передачи электроакустического преобразователя дпя активной составляющей первого,,.майсигнала обратной связи, пропорционального амплитуде колебаний инструмента.Вводят указанную величину в сварочнуюсистему. В процессе сварки получаютпервый сигнал обратной связи, пропорциональный амплитуде колебаний инструМента, и выделяют активную составляющую данного сигнала. Кроме йервогосигнала обратной связи, получают второй,пропорциональный величине напряжения,во збуждаюшей преобразователь, и делят его на эталон. Результат деления сравнивают с величиной активной составляющей первого сигнала обратной связи и в момент их равенства выключают ультразвук, Таким образом, сравнивается активная составляющая первого сигнала обратной связи с величиной, зависящей от напряжения, возбуждающего преобразователь, Поэтому при сварке на трехФуровйях мощности, соответствующих амплитуде А 4, А, А связанныхЭ1соотношением А 4 А) А, не изменяя эталонной величины, получаем три различных уровня отключения а Ьр С и три различных длительности процесса Способ управления процессом ультразвуковой микросварки, при котором осуществляют введение в сварочную систему перед сваркой сигнала эталонной величины, получение в,процессе сварки активной составляющей сигнала обратной связи, пропорционального амплитуде колебаний инструмента, и выключение ультразвукового генератора в момент, соответствующий определенному соотношению указаняых сигналов, о т л и - ча юши йс ятем, что, сцельюповьпйения воспроизводимости прочности719835 а ель В, Катин3. мужик Корректо став хред акарен едактор С о Подписноего комитета СССРи открытийшская иаб ., д 4/ Тираж 1160 1 ИИПИ Государственн по делам изобретени 5, Москва, Ж, Раказ 274/81130 1илиал ППП "Патент", г. Ужс ород, ул. Проектная 5соединений и облегчения выбора оптимального режима сварки, формируют второй сигнал обратной связи, пропорциональный амплитуде напряжения, поступающего на ультразвуковой преобразователь, делят второй сигнал обратной связи на сигнал эталонной. величины, сравнивают полученный результат с величиной активной составляюшей первого сигнйла обратной связи и выключают ультразвуковой генератор в момент их равенства. б Источники информации,принятые во внимание при экспертизе11, Грачев А. А., Кожевников А. П,Лебига В. А., Россошинский А. Л. Ультразвуковая микросварка. М., "Энергия",1977, с. 65-66.2, Патент США % 2763545,кл. 29-470, 1972.1 О3, Авторское свидетельство СССРпо заявке М 25 15896/25-27 ( 107776),кл. В 23 К 19/04, 1977.