Установка для ультразвуковой микросварки

, В, М. Головин есГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ(56) 1. Установка для ультразвуковой микросварки ЭМ - 463. Техническое описаниеи инструкция по эксплуатации Я 2 М 2, 335,047 ТО.2. Акимов В, Н., Рьщзевский А. П.,Твердов О. К. Устройство для контролякачества сварных соединений при ультразву.ковой микросварке, - "Сварочное производство", Я 5, с. 38, 1980,3. Авторское свидетельство СССР Но 85464кл. В 23 К 23/10, 1981 (прототип).(54) (57) УСТАНОВКА ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МИКРОСВАРКИ, содержащая корпус, опческое устройство, сварочную головку с ультразвуковым преобразователем и двуплечимГ.образным рычагом, механизм вертикальныхперемещений сварочной головки, кинематички связанный с первым плечом двуплечегоГ-образного рычага, блок контроля деформации, имеющий несколько входов, выходоми первым входом соединенный с ультразвуковым генератором, бесконтактный датчик,подключенный к второму входу ультразвукового генератора, и датчик линейного перемещения сварочной головки, состоящий из постоянного магнита и элемента Холла, подключенногок второму входу блока контроля деформации,и источник опорного напряжения, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышениякачества сварных соединений и производительности за счет обеспечения автоматической коррекции положения элемента Холла относительно постоянного магнита, установка снабжена установленным на. корпусе подвижным штоком и фиксатором штока, элемент Холла смонтиро жс ван на верхнем конце штока, нижний конец ко. торого связан с механизмом вертикальных перемещений сварочной головки, постоянный магнит датчика линейных перемещений сварочной головки закреплен на втором плече двуплечего с Г-образного рычага, фиксатор штока электрически соединен с двуплечим Г-образным рычагом и источником опорного напряжения, а точка их электрического соединения подключена к третьему входу блока контроля деформации.Изобретение относится к сварке, в частностик установкам для ультразвуковой микросварки,и может найти применение в электронной техии.ке, а именно в сборке полупроводвковыхприборов и интегральных микросхем, 5Известна установка для ультразвуковой микросварки ЭМ - 463, содержащая корпус, оптическоеустройство, сварочную головку с ультразвуковым преобразователем, кинематически связаннуюс подпружиненным рычагом привода вертикальных 1 Оперемещений сварочной головки, ультразвуковой генератор и бесконтактный датчик, подаю.щий сигнал на включение ультразвукового гене.ратора 111.Недостатком данной установки является низ. 15кое качество сварных соединений, из-за разбросадеформации присоединяемого проводника, обусловленное отсутствием датчика контроля деформации присоединяемого проводника.Известно устройство, работа которого основана 2 Она измерении деформации проводника, по величине которой управляют процессом сварки 21.Недостатком известного устройства являетсянизкая точность датчика деформации, что ограничивает применение устройства,25Наиболее близкой к изобретению являетсяустановка для ультразвуковой михросварки,содержащая корпус, оптическое устройствосварочную головку с ультразвуковым преобразователем и двуплечим Г-образным ричагоььмеханизм вертикальных перемещений сварочнойголовки, кинематически связанный с первымплечом двуплечего Г-образного рычага, блокконтроля деформации, имеющий нескольковходов, выходом и первым входом соединен.35ный с ультразвуковым генератором, бесконтактный датчик, подключенный к второму входуультразвукового генератора, и датчик линейныхперемещений сварочной головки, состоящий иэпостоянного магнита и элемента Холла, под.40ключенного к второму входу блока контролядеформации, и источник опорного напряжения 3),Недостатком установкиявляется низкая производительность из- за периодической подстройкизазора между элементом Холла и постоянныммагнитом, так как линейная характеристика45перемещение - электрический сигнал находитсяу датчика Холла в узком диапазоне (от 0,1 -1 мм) и при смене прибора, изменении диаметраприсоединяемого проводника, вылета сварочногоинструмента и др, датчик Холла работает в нелинейном диапазоне перемещение - электричес.кий сигнал, что приводит к разбросу деформации присоединяемого проводника, а следовательно, и прочности и качества соединений и требует постоянной переналадки сварочной установки 55Цель изобретения - повышение качества сварных соединений и производительности эа счет автоматической коррекции положения элемента Холла относительно постоянного магнита,Поставленная цель достигается тем, что уста-. новка, содержащая корпус, оптическое устройс тво, сварочную головку с ультразвуковым преобразователем и двуплечим Г.образным, рычагом, механизм вертикальных перемещений сварочной головки, кинематически связанный с -первым плечом двуплечего Г-образного рыча: га, блок контроля деформации, имеющий несколько входов, выходом и первым входом соединенный с ультразвуковым генератором, бесконтактный датчик, подключенный к второму входу ультразвукового генератора, и датчик линейных перемещений сварочной головки,состоящий из постоянного магнита и элемента Холла, подключенного к второму входу блока ,контроля деформации, и источник опорного напряжения, снабжена установленными на корпусе подвижным штоком и фиксатором штока, элемент Холла смонтирован на верхнем конце штока, нижний конец которого связан с меха. низмом вертикальных перемещений сварочной головки, постоянный магнит датчика линейных перемещений сварочной головки закреплен на втором плече двуплечего Г образного рычага, фиксатор штока электрически соединен с двуплечим Г-образным рычагом и источником опорного напряжения, а точка их электрического соединения подключена вс третьему входу блока контроля деформации.На чертеже изображена установка для ультразвуковой микросварки, общий вид:Установка для ультразвуковой микросварки состоит из корпуса 1, оптического устройства 2, сварочной головки 3 с ультразвуковым преобразователем 4 и Г-образным рычагом 5, меха низма 6 вертикальных перемещений сварочной головки с подпружиненным рычагом 7 и ку. лачком с переменным профилем 8, кинемати. чески связанного с одним из плеч Г.образного рычага 5, датчика 3 линейных перемещений сварочной головки, состоящего из постоянного магнита 9, закрепленного на втором плече Г-образного рычага 5 и элемента Холла 10, механизма коррекции положения элемента Холла 10 относительно постоянного магнита 9, который выполнен в виде подвижного штока 11 с фиксатором 12, закрепленным на корпусе 1, верхний конец которого несет элемент Холла 10, а нижний кинематически связан с механизм мом 6 вертикальных перемещений сварочной головки 6, ультразвукового генератора 13, блока 14 контроля деформации, выходом связанного с входом ультразвукового генератора 13, а входом - с выходом ультразвукового генератора 13, бесконтактного датчика 15, подклю. ченного к второму входу ультразвукового ге. иератора 13, причем элемент Холла 10 подклю3 . 107938 чен к второму входу блока 14 контроля деформации, а третий вход блока 14 контроля деформации соединен с фиксатором 12, Г-образным рычагом 5 и источником 16 опорного, напряжения. 5Установка для ультразвуковой микросварки работает следующим образом.После совмещения через оптическое устрой. ство 2 привариваемого проводника с контакт. ной площадкой интегральной схемы, происходит 10 опускание сварочной головки 3 с помощью ку. пачка и переменным профилем 8 на механизме 6 вертикальных перемешенисварочной головки и Г-образного рычага 5, Одновременно происхо. днт перемещение штока 11 с элементом Холла 15 10 и постоянного магнита 9, закрепленного на сварочной головке 3 вверх, пои этом опорное напряжение приложенное к Г-образному рычагу 5, электромагнитному фиксатору 12 и блоку 14 контроля деформации шунтируется на кор. пус 1 установки, В момент контакта сварочного инструмента со свариваемыми деталями происходит нарушение механического и электрического контакта Г-образного рычага 5 с кулачком и переменным профилем 8 механизма 6 вертикальных перемещений сварочной головки, что обеспечивает подачу опорного напряжения Оа на электромагнитный фиксатор 12 и блок 14 контроля деформации, при этом электромагнитный фиксатор фиксирует подвижный шгок 11 относительно корпуса 1, а блок 14 контроля дефор. мации переходит в рабочее состояние. Дальнейшее перемещение механизма 6 вертикальных перемещений сварочной головки приводе к нарушению кинематнческой связи подвижного 6 4штока 11 с подпружиненным рычагом 7 и запуску ультразвукового генератора 13 с помощью бесконтактного датчика 15, при этом в про цессе сварки элемент Холла 10 остается непод. вижным, а постоянный магнит 9 перемещается вместе со сварочной головкой 3. Блок 14 контроля деформации фиксирует разность между сигналом с элемента Холла 10 в момент кон. такта сварочного инструмента с соедйыемыми деталями и сигналом с элемента Холла 10 в процессе деформации присоединяемого проводника, При достижении деформашгей проводника оптимального значения (35 - 45%) блок 14 контроля деформации подает сигнал на отключение ультразвукового генератора 13 и электромагнитного фиксатора 12, сварочная головка 3 уходит вверх и процесс сварки прекращается,Таким образом, независимо от уровня, при котором происходит контакт сварочного инструмента с соединяемыми деталями, элемент Хол. ла 10 постоянно находится в области, оптимальной для контроля деформации присоединяемого проводника, чго приводит к повышению качества сварных соединений за счет стабилизмюи дефор. мации присоединяемого проводника, и не тре. ,бует постоянной переналадки сварочной установки, что повышает ее производительность. Технико-экономический эффект от внедрения установки ультразвуковой микросварки, включающей устройства автоматического поддержания режима сварки и контроля качества соединений по степени деформации проводника заключается в улучшении качества сварных соединений и производительности установки.079386 оставитель В. Катиехред М.Гергель Редактор Н. Волови тор О. Билак аказ 1218 ПодписноССР Патент", г. Ужгород, ул, Проектно Фил Тираж 1037 ВНИИПИ Государственного комите по делам изобретений и открыти 13035, Москва, Ж, Раушская наб