Способ контроля качества торцовой поверхности микросварочного расщепленного электрода

(н 996136 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслубликЗаявлено 21.08.8 В 23 К 11(24 ением заяв соед Гееудерстаеааые кемитет 23) Приорите СССР е делам еаебретеаи н еткрмтий3) УДК 621.791 . 763. 3 (088,8) 83, Бюллетень6я описания 25.02.83 Опубликовано 15.0Дата опубликован- . с т,л:,ковицьтй -"т,т,:):д; в иков, Г. А. Кример и А о рете 71) Заявитель 4) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ТОРЦОВОИ ПОВЕРХНОСТ - М ИКРССВАРОЧНОГО РАСЩЕПЛЕННОГО ЭЛЕКТРОД А Изобретение относится к микроэлектронной технике и может быть использовано для контроля микросварочного инструмента при сборке ИС.Известен способ контроля микросварочного расщепленного электрода, основанный на визуальном контроле его рабочей поверхности 11.Однако применение известного способа контроля яе позволяет оценить изменение микрошероховатости торцовой поверхности электрода, а позволяет только констатировать наличие налипшего на электроде. золота, т. е. при использовании этого способа невозможно оценить момент времени, при котором происходит ухудшение качества сварочйого инструмента. Увеличение числа контрольных точек практически не способствует повышению качества контроля, значительно снижая при этом производительность процесса.Наиболее близким,к изобретению является способ контроля качества торцовой поверхности микросварочйого расщепленНого электрода, при котором с помощью источника тока, внутреннее сопротивление которого равно сопротивлению нагрузки, формируют энергетический импульс тока в зоне сварки, производят сварку, измеряют полученную деформацию привариваемого проводйика и по величине измеренной деформации судят об изменении качества электродаГ 23.Однако для сопоставления результатов измерения контроль необходимо производить при одной и той же величине деформации присоединяемого круглого проводника. В то же время динамика пластической деформации круглого проводника при микросварке расщепленным электродом велика, что не позволяет с достаточной точностью оценить момент измерения.Цель изобретения - повышение качества контроля электрода непосредственно в процессе проведения. сварки,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля качества торцовой поверхности микросварочного расщепленного электрода, при котором с помощью источника тока, внутренне сопротивление которого равно сопротивлению нагрузки, формируют энергетический импульс тока в зоне сварки, производят сварку, измеряют полученную деформациюпривариваемогоПодключение шунта ко вторичной обмот 40 45 Контроль качества микросварочного электрода производится в следующей последовательности. 50 55 проводника и по величине измеренной деформации судят об изменении качества торцовой проверхности электрода, в момент формирования энергетического импульса тока уменьшают внутреннее сопротивление источника тока при одновременном увеличении напряжения на расщепленном электроде.На фиг. 1 изображена кривая изменения мощности, выделяемой в зоне сварки, от величины сопротивления перехода электрод- проводник; на фиг. 2 - кривая изменения величины деформации проводника от количества сварок при подключенном шунте; на фиг, 3 - зависимость деформации привариваемого проводника от времени (один сварочный импульс). Наличие двух участков роста скорости связано с процессами деформации проводника и остывания материалов после окончания сварочного импульса; на фиг. 4 - устройство, реализующее предлагаемый способ. ке сварочного трансформатора изменяет распределение энергии, выделяемой на составляющих вторичного контура. При этом сопротивление электрод-проводник Ки становится много больше сопротивления остальной части вторичного контура К . Таким образом, при уменьшении (увеличении) Йвыделяемая на нем мощность Я является монотонно возрастающей (убывающей) функцией от Кн При разрушении торцовой поверхности электрода происходит изменение ее шероховатости. Это в свою очередь приводит к уменьшению КС одной стороны, это связано с тем, что при малой осадке круг лого проводника увеличение контактной поверхности происходит за счет перехода боковой поверхности на контактную. С другой стороны, при вдавливании жесткого клина в пластическое основание площадь соприкосновения тел зависит от угла клина и увеличивается с его уменьшением. Вследствие этого в момент ухудшения качества торцовой поверхности электрода отмечается увеличение мощности, выделяемои в зоне сварки и увеличение деформации проводника (фиг. 2). К вторичной обмотке сварочного трансформатора на время контроля подключается шунтирующее устройство (постоянное подключение шунта невыгодно, так как на нем выделяется большая часть мощности). Увеличивается напряжение сварки до определенной величины (необходимо в связи с перераспределением выделяемой мощ,ности во вторичном контуре, велйчина, до которой производится увеличение, определя 5 1 О 15 20 253055 ется заранее, например из условия, что деформация проводника при обычном режиме равна деформации при скорректированном режиме и при условии хорошего качества рабочей поверхности электрода). Оценивается момент окончания деформации привариваемого проводника, который определяется из условия равенства скорости деформации нулю после окончания сварочного импуль. еа (фиг. 3), где 1 и - длительность сварочного импульса либо момент подачи заднего фронта.т - момент характеризуемый величиОкОн 1 иДалее оценивается величина пластической деформации привариваемого проводника, которая является функцией качества торцовой поверхности электрода, Если деформация не принадлежит допустимому диапазону, то сварка считается дефектной и не входит в число контрольных точек,Контроль производится периодически (и контрольных точек на Я сварок). Например 5 в 10 измерений на 80 в 1 сварок. Оценка величины пластической деформации производится по средней деформациии Н=- -гн; и Это позволяет с большей точностью контролировать этот процесс. Заточка производится при условии НЪН,.Величина Х может быть равна количеству сварок в одной партии, количеству сварок на одной ГБИС и т. д. Например, для электрода ЭК 2 40 - 160 (ОСТ 11 409 017 7 - 79) при сварке золотой проволокой Зл. 999,9 диаметром 40 мкм на полупроводниковый кристалл светодиода АЛ - 102, на установке ЭМ - 429 М Н26 мкм, Х = 48 (одна партия), п = 4,Устройство состоит из датчика 1 линейных перемещений, контролирующего перемещение сварочного электрода 2, коммутирующего устройства 3, усилителя 4 и устройства контроля 5, Кроме того, в состав устройства входит задающее устройство 6, подключающее потенциометр 7 и шунтирующий элемент 8, которые воздействуют .на работу блока 9 контактной сварки. В состав также входит устройство 10 накопления, коммутирующее устройство 11, компаратор 12 и индикатор 13.Устройство работает следующим образом В определенный момент времени, характеризующийся соотношением величин и и Х (например, каждый Я/и процесс), задающее устройство 6 подключает коммутирующее устройство 3. При-.этом же соотйошении п и И подключаются с помощью задающего устройства 6, шунтирующйй элемент 8 и потенциометр 7. Они шунтируют вторичную обмотку сварочного трансформатора и уве5личивают величину сварочного напряжения в блоке контактной сварки 9. Сигнал с датчика 1, следящего за перемещением сварочного электрода 2, поступает через коммутирующее устройство 3, усилитель 4 на устройство 5 контроля, в котором производится оценка величины перемешения электрода на максимум и мийимум. В устройстве 5 сигнал оценивается по величине на максимум и минимум и, если он удовлетворяет наложенным на величину деформации ограничениям (например, 40 - 60%), то сигнал поступает на устройство 10 накопления. Если сигнал выходит за установленный диапазон, то это измерение считается неправильным и йе подается на устройство 10. При этом контролю и передаче на устройство 10 подвергается максимальная величина аналогового сигнала с датчика 1, момент измерения которой определяется соотношением --- 0 после окончания сварочногодНимпульса (фиг. 3). Иначе, момент измерения определяется из условия, что -- втодн ыс рой раз с начала импульса становится равной (близкой) нулю (фиг. 3). Определение момента измерения производится с помощью дифференциатора, находящегося в устройстве 5 контроля. В устройстве 1 О накопления происходит определение величины Н. При подаче сигнала с задающего устройства 6 (после проведения и измерений) устройство0 накопления через коммутирующее устройство 11 подключается к компаратору 12, где происходит проверка Н:ьН, Если уровень Ндостигается, компаратор 12 подает сигйал на индикатор 13 и на осуществление операции заточки электрода, Отключение устройств 3, 7, 8 и 11 происходит от задающего устройства б. Отключение осуществляется после окончания того процесса сварки, в начале которого эти устройства подключаются. В качестве датчика 1 могут использоваться механотроны, датчики индуктивные, на основе эффекта Холла и т. и.В основу задающего устройства 3 положен счетчик импульсов сварки. Момент отключения может определяться при подъеме сварочного электрода.6Применение предлагаемого способа контроля позволяет повысить качество контроля микросварочного расщепленного электрода, что, в конечном итоге, приводит к повышению качества смонтированных ИС. Способ 5 контроля может быть использован на установке микросварки как для автоматического, так и полуавтоматического и ручного режима.Следует также отметить, что контрольпроизводится непосредственно в процессе 10 создания сварного соединения. Кроме того,шунтирование вторичной обмотки сварочного трансформатора и измейение свароч- ного напряжения производятся в момент поиска зоны сварки (т. е. не уменьшают производительность процесса) .Предлагаемый способ позволяет поднятьна 10% производительность труда за счет автоматизации процесса. Формула изобретения 20 Способ контроля качества торцовой поверхности микросварочного расщепленного электрода, при котором с помощью источника тока, внутреннее сопротивление которого равно свопротивлению нагрузки, формируют энергетический импульс тока в зойе сварки, производят сварку, измеряют полученную деформацию привариваемого проводника и по величине измеренной дефор- З мации судят об изменении качества торцовой поверхности электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения качества контроля электрода непосредственно в процессе проведения сварки, в момент формирования энергетического импульса тока уменьшают 35 внутреннее сопротивление источника токапри одновременном увеличении напряжения йа расщепленном электроде.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Арский В. Н. Контактная сварка де О талей в электронной промышленности. ЦНИИМ., Электроника, 193.2. Авторское свидетельство СССР286104, кл. В 23 К.124, 1967 (прототип).99 б 136 2 едакт аказ 7 А. Хи22 рректо дписно Н итета ССоткрытийя на 6., д.ул. П роек 113035,идиал П 5 я,Составитель В. Катчук Техред И. ВересТираж 1104Пи Государственного комо делам изобретений иМосква, Ж 35, РаушскаПп Патент, г. Ужгород,