CS240499B1 - Zapojenie ultrazvukového generátora s automatickou reguláciou času činnosti - Google Patents

Description

240499

Vynález rieši zapojenie ultrazvukovéhogenerátora s automatickou reguláciou časučinnosti v závislosti na zmene elektrickéhoprúdu, tečúceho do ultrazvukovej hlavicepočas spojovania dvoch materiálov.

Doteraz známe zariadenia používajúce nakontaktováni® dvoch materiálov ultrazvuko-vé generátory, majú ručnú reguláciu časučinnosti, iktorý sa počas kontaktovacíehocyklu nemení. Nastavenie konštantného ča-su však neumožňuje priebežnú kontrolu sta-vu a kvality spoja v procese jeho· vzniku,ani kotrekciu času počas kontaktovania.

Optimálny kontaktovací čas v takomtopřípade třeba stanovit' experimentálně popřekontrolovaní určitého množstva spojovvytvořených pri různých technologickýchčasoch, čo je vo váčšine prípadov zdlhavéa prácne.

Vyššie uvedené nevýhody súčasných za-riadení odstraňuje a technický problém rie-ši zapojenie ultrazvukového' generátore sautomatickou reguláciou času činnosti po-dlá vynálezu, ktorého podstatou je, že ča-sovači obvod so spúšťacím a nulovacím vstu-pom je svojim výstupom připojený na jedenvstup hradlovacieho obvodu, na ktoréhodruhý vstup je připojený oscilátor obvodusynchronizaci® frekvencie. Výstup hradlovacieho obvodu je připoje-ný na vstup výkonového zosilňovača, ktoré-ho výstup je připojený na ultrazvukové hla-vicu zapojenu v sérii so snímačom prúdu.Snímač prúdd je připojený jednak na obvodsynchronizácie frekvencie a jednak na vstupdetektore. Výstup detektora je cez filtračnýobvod připojený na komparátor. Na druhývstup komparátora je připojený regulátorúrovně komparácie.

Zapojením ultrazvukového generátore sautomatickou reguláciou čašu činnosti sadocieli, že sleduje kvalitu spoja už počasjeho vzniku pri kontaktovaní a na základetoho reguluje dlžku technologického časuu každého spoja. , Z toho vyplývá rad dalších výhod, a to, žesa výrazné zvýši pevnost, stálost a reprodu-kovatetnosť takto vytvořených spojov oprotispojom vytvořením bez automatickej regu-lácie času, čo sa následné odrazí vo vyššejspolehlivosti polovodičových súčiastok i za-riadení, v ktorých budú osadené. Zároveň saodstraní prácne a zdlhavé vyhfadávanieoptimálneho: času kontaktovania pre každýkonkrétny případ.

Na pripojenom výkrese je příkladné zná-zorněná bloková schéma zapojenia ultra-zvukového generátora s automatickou regu-láciou činnosti.

Zapojenie ultrazvukového generátora sautomatickou reguláciou času činnosti po-zostáva z časovacieho obvodu 1 so spúšťa-cím a nulovacím vstupom je svojim výstu-pom připojený na jeden vstup hradlovacie-ho obvodu.

Na druhý vstup hradlovacieho obvodu je připojený oscilátor 10 obvodu synchronizá-cie frekvencie 11 generátora cez regulátorvýstupňého výkonu 12. Výstup hradlovacie-ho obvodu 2 je připojený na vstup výkono-vého zosilňovača 3. Výstup výkonového zosilňovača 3 je při-pojený na ultrazvukové hlavicu 4 zapojenív sérii so snímačom prúdu 5 a pripojenújednak na obvod synchronizácie frekvencie11 a jednak ,na vstup detektora B. Výstup detektora B je cez filtračný obvod7 připojený na komparátor 8. Na druhývstup komparátora 8 je připojený regulátorúrovně komparácie 13 spojený s reguláto-rom výstupného výkonu 12. Výstup kompa-rátora 8» je připojený na vstup derivačnéhoobvodu 9, ktorého výstup je spojený s nu-lovacím vstupom časovacieho obvodu 1.

Pri kontaktovaní dvoch materiálov ultra-zvukovou energiou, například pri výroběintegrovaných obvodov a tranzistorov v mi-kroelektronike, kde sa kontaktuje přepojo-vací drůt na čipy a vývody puzdra, dochá-dza k zvyšovaniu záťaže, ultrazvukovej hla-vice 4 predstavovanej postupnou deformá-ciou drůtu. V důsledku toho rastie aj impedancia ul-trazvukovej hlavice 7, takže prúd ňou tečú-ci bude klesat. Ak do série s ultrazvukovouhlavicou 4 zapojíme snímač prúdu 5, vytvo-ří sa na ňom úbytok napatia priamo úměrnýzměnám prúdu. Tvar obálky tohto napatiaje závislý na kvalitě vytvořeného spoja.

Vznik spoja je sprevádzaný plynulým po-klesom prúdu tečúceho' ultrazvukovou hla-vicou 4 a teda aj výstupného napatia prú-dového snímača na určitú limitnú hodnotu.Po jej dosiahnutí je výhodné kontaktovacícyklus prerušiť, pretože vtedy má spoj užmaximálnu kvalitu .a dlhšie působenie ul-trazvukovej energie na spojované materiályspoj už nezlepší, ale naopak rozruší ho.Automatické ukončenie kontaktovacieho.cyklu po vytvoření zkvalitného spoja je mož-né realizovat priebežným sledováním prúdo-vých zmien v ultrazvukovej hlavici počaskontaktovania a spracovaním signálu z nichodvedeného.

Po příchode spúšťacieho impulzu na vstupčasovacieho obvodu 1 dojde na jeho výstupek zmene napáťovej úrovně, ktorá otvoríhradlovací obvod 2. Cez otvorený hradlo-vací obvod 2 sa dostane budiaci signál zoscilátore 10 na vstup výkonového zosilňo-vača 3 s připojenou ultrazvukovou hlavicou4 v sérii so snímačom prúdu 5. Tým sa za-čal kontaktovací cyklus, ultrazvuková ener-gie začala posobiť v mieste styku oboch ma-teriálov, kde vzniká spoj.

Po detekcii a filtrácii striedavého napa-tia úměrného zmene prúdu v ultrazvukovejhlavici 4, dostaneme za detektorom 6 a fil-tračným ohvodom 7 naipaťoivý skok s postup-né klesajúcim vrcholom. Tento priebeh jepřivedený na jeden vstup komparátora 8, vktorom sa porovnává s referenčným napá-

Claims (1)

1. 240499 S tím nastaveným regulátorom úrovně ko-m-parácie 13. Referenčně napatie odpovedá limitnejhodnotě prúdu ultrazvukové] hlavice 4 povytvoření spoja a teda aj príslušnej limit-ně] hodnotě klesajúceho napáťového skoku.Pri rovnosti oboch porovnávaných napatídójde na výstupe komparátora 8 k rychle]zmene výstupného napatia, k-torá po deri-vácii v derivačnom obvode 9 a přivedení nanulovaní vstup časovacieho obvodu 1, pře-ruší jeho činnost. Tým sa opat uzatvoríhradlovací obvod 2 a zastaví sa ďalšia do-dávka ultrazvukové] energie do miesta spo-ja. Pri zmene výstupného výkonu generáto-re sa změní aj referenčně napatie kompará- 6 tóra 8, pretože regulátor výstupného výko-nu 12 je spriahnutý s regulátorom úrovněkomparácie 13. Reguláciu času činnosti generátora jemožné odvodit aj zo změny amplitudy kmi-tov pracovného nástroja ultrazvukové]' hla-vice 4 snímaných v priebehu spoja. Ultra-zvukový generátor podlá vynálezu je mož-né použit všade tam, kde sa jedná o spojo-vanie dv-cch materiálov, najma však pri ul-trazvukovom kontaktovaní přepojovacích v-o-dičov v mikroelektronike, kde na kvalitua spolehlivost vyrábaných polovodičovýchprvkov značné vplýva pevnost, stálost areprodukovatelnosť spojov. PEEDMET Zapojenie ultrazvukového generátoru sautomatickou reguláciou času činnosti po-zostávajúce z časovacieho obvodu, hradlo-vacieho obvodu, výkonového zosi-lňovača,ultrazvukové] hlavice, snímača prúdu, de-tektora, filtračného a derivačného obvodu,komparátora obvodu, synchronizácie frek-vencie, ivyznačujúce sa tým, že časovači ob-vod (1) so spúšťacím a nulovacím vstupomje svojim výstupom připojený na jeden vstuphradlovacieho obvodu (2), na Iktorěho dru-hý vstup je připojený oscilátor (10] obvodusynchronizácie frekvencie (11) cez regulá-tor výstupného výkonu (12), zatial čo vý-stup hradlovacieho obvodu (2) je připojený VYNÁLEZU na vstup výkonového zosilňovača· (3), kto-rého výstup je připojený na ultrazvukováhlavicu (4) zapojená v sérii- s-o snímačomprúdu (5) připojený jednak na obvod syn-chronizácie frekvencie (11) a jednak navstup detektora (6), pričom výstup detekto-ru (6) je -cez filtračný obvod (7) připojenýna -komparétor (8), kým na druhý vstupkomparátora (8) je připojený regulátor ú-rov-ne komparácie (13) spojený s reguláto-rom výstupného výkonu (12), zatial' co vý-stup komparátora (8) je připojený na vstupderivačného obvodu (9), kterého výstup jespojený s nulovacím vstupom časovaciehoobvodu (1). 1 list výkresov /