DE1527455A1 - Verfahren zum Schweissen mit Ultraschall - Google Patents

Description

DIPL-ING. AUGUST BOSHART DIPL-ING. WALTER JACKISCH

PATE NTANWXLTE

FERNRUP-KR. [0711|i9I9ä3 TELEGRAMM-ADR.: BOJAfATENT FERNSCHREIBER NR. 07-12709

1527A55

Absenden Dlpl.-Ing. A. Boihart u. DIpI.-Ina. Waller Jacklsdt, Patentanwälte 7000 Stuttgart N. Blrfcenwoldstrcfte 213 D

29, Dez. 1965

STUTTGART N, ^w BIRKENWALDSTRASSE 213 D Unser Zeichen

A 28 832

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Anmelder: Western Electric Company, Incorporated, 195 Broadway, New lork, V. St. A.

"Verfahren zum öchweissen mit Ultraschall

Die Erfindung betrifft, ein Verfahren zum Ultraschallschweissen von Werkstücken, bei dem ein leil eines der v/erkstücke vor und während der Einwirkung von Ultras chall-

3chwingungsenergie erhitzt wird.

POSTSCHECKKONTO STUTTGART «IM,

909825/0865 . ..·

UM, BANKKONTO 15*51 DEUTSCHE BANK A.-

BAD

G. STUTTGART

Bisherige Anwendungen des Jltraschallschweissens, insbesondere als ein Arbeitswerkzeug, waren wegen der grossen Schwankungen und der geringen Bindefestigkeit gerade für Bindungen, dia an identischen Kontrollproben gemacht wurden, eingeschränkt. Ultraschallschweissen mit Hitze ist beispielsweise in der ÜSA-Pat ent schrift 2 94-6 119 - "Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Metallen unter Verwendung· von Öchwingungsenergie" - beschrieben. Diese " Veröffentlichung jedoch nennt oder offenbart keine bestimmten .Temperaturbereiche zum Erhitzen und daher zeigten die endgültigen Bindungseigenschaften grosse Schwankungen.

Das erfindungsgemässe Verfahren zum Verbinden eines ersten Körpers mit einem zweiten Körper ist? dadurch gekennzeichnet, dass die zu verbindenden Flächen der Werkstücke während des öchweissens miteinander in Berührung gehalten werden, wobei zumindest die Verbindunjsfläche des zweiten Wertstückes während aes Schweissens bei einer lOeaiperatur gehalten wird, die oberhalb der Warmbearbeitungstemperatur (die weiter unten erläutert ist) des zweiten Werkstückes und unterhalb des Schmelzpunktes beider Werkstücke liegt, und dass beide Werkstücke der Ultraschallschwingungsenergie unterworfen werden, so dass eine Bindung hergestellt wird, deren iPestigkeit grosser ist als die !Festigkeit des zweiten Werkstückes.

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Im Rahmen der Erfindung wird die Warmbearbeitungstemperatur eines Werkstückes als die Temperatur definiert _t oberhalb der die plastische Verformung des Werkstückes nicht von Kaltverfestigung begleitet ist. Das heisst, die Regenerie rung hält Schritt mit der Verformung. Kaltverfestigung kann als eine Erhöhung der Härte und Festigkeit definiert werden.

Das erfindungsgemässe '/erfahren eignet sich vorteilhafterweise zum Verbinden bzw. Verschweissen eines metallischen " Leiters mit einem Körper, der aus einem metallischen B¹Um auf einer Unterlage, wie Glas oder keramisches Material besteht .

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Ultraschall-Gerätes sum Schweissen Gov/ie der miteinander zu verbindenden Werkstücke' und zei^t, wie durch Wider- ^ stands- und/oder Gasbeheizung eines der Werkstücke erwärmt v/erden kann;

JTi^. 2 und 5 sind HechteckdarStellungen (histograms), die die Verteilung der Frequenz-Jestigkeit von mit einem dünnen xantalfilm verb-.indeneii Aluminiumleitern zeigen, wobei Fig. 2 die Verteilung für Bindungen ohne

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Hitze und Fig. 3 die Verteilung für erfindungsgemäss hergestellte Verbindungen zeigt j

Fig. 4· ist eine Kurve, die die Abhängigkeit der Haftbereichhärte von der Haftbereichtemperatur zeigt;

Fig. 5 ist eine Kurve, die die Spannung gegenüber der Dehnung bei einer niedrigen, mittleren und hohen Temperatur T. , Tg und Tq zeigt.

t Die Erfindung wird anhand einer Ultraschallschweissung eines Aluminiumleiters oder -drahtes 13 mit einem dünnen, auf eine G-lasunterlage 11 zerstäubten Tantalfilm 12 beschrieben. Der Aluminiumleiter 13 wird vor und während des Anlegens von Ultraschallschwingungsenergie auf eine Temperatur erhitzt, die innerhalb des Bereiches seiner Warmbearbeitungstemperatur und unterhalb des Schmelzpunktes beider Werkstücke liegt. Es wurde gefunden, dass auf diese Weise die endgültigen Hafteigenschaften verbessert v/erden.

Eines der Werkstücke muss auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der keine nennenswerte Kaltverfestigung in dem "Bereich" des Werkstückes auftritt, der während des Ultraschallschweissens der Verformung unterliegt. Daher ist der zu erhitzende "Bereich" des Werkstückes die "Verbindungszone", also der Teil des Werkstückes, der während des Ultraschall-

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schweissens endgültig verformt wird. So umfasst die "Verbindungszone" das Volumen des zweiten Werkstückes 13» das sich von seiner Berührungsfläche mit dem Verbindekopf 27 bis zu seiner Berührungsfläche mit dem ersten Werkstück 11 - 12 erstreckt, sowie das an dieses angrenzende Volumen des zweiten Werkstückes, das während des Ultraschallschweissens auch endgültig verformt wird.

Die "Verbindungsfläche", zum Unterschied von der "Verbindungszone", ist der Bereich, der die Berührungsfläche zwischen dem ersten und dem zweiten Werkstück darstellt,

I. Arbeitsweise beim Ultraschallschweissen mit Wärme

Als erstes Werkstück dient eine Unterlage 11,auf die ein dünner Tantalfilm 12 aufgestäubt ist. Das erste Werkstück ist auf der Grundplatte oder Amboss 10 gelagert und in irgendeiner zweckmässigen Weise festgeklemmt. Ein Aluminiumleiter 13 bildet das zweite Werkstück. Er liegt unter dem Verbindekopf 27 des Ultraschall-Verbindehornes 26 und seine zu verschweissende Fläche befindet sich auf der zu verschweissenden Fläche des ersten Werkstückes 11 - 12.

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Durch das Ultraschall-Verbindehorn 26 wird der Aluminiumleiter 13 genügend fest in Berührung mit dem dünnen Film 12 gehalten, wenn die Ultraschallschwingungsenergie vom Ultraschallhorn 26 auf die Werkstücke übertragen wird. Die Haltekraft wird senkrecht zu der Berührungsfläche des Aluminiumleiters 13 und dem dünnen Film 12 aufgebracht.

Zumindest die Verbindungszone des Aluminiumleiters 13 wird auf eine Temperatur erhitzt, bei der keine nennenswerte Kaltverfestigung während des Verformvorganges auftritt.

Das Erwärmen kann in irgendeiner bekannten Weise erfolgen. So kann beispielsweise Widerstandsheizung verwendet werdsn, indem ein erster Leiter 31 mit dem Werkstück 13 und ein zweiter Leiter 32 mit dem Ultraschallhorn 26 verbunden wird. Die Leiter 31 und 32 können in irgendeiner zweckmässigen Weise angeschlossen sein,ζ. B. mittels einer lösbaren und auswechselbaren Verbindung, wie Krokodilklemmen. Ton einer Stromquelle kann dann durch den Leiter 32, das Ultraschallhorn 26, den Verbindekopf 27, die Berührungsfläche des Verbindekopfes 27 mit dem zweiten Werkstück 13, durch das zweite Werkstück zu dem Leiter 31 und zurück zu der Stromquelle fliessen. Ein Vorversuch mit !Thermoelementen kann zur Ermittelung der Stromstärke und der Dauer der Vorheizzeit helfen, die erforderlich sind, um die Verbindungszone auf den

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Bereich, der Warmbearbeitungstemperatur zu erhitzen. Wenn einmal diese charakteristischen Grossen für eine bestimmte Art des Werkstückes festgestellt sind, ist es nicht erforderlich, die Temperatur kontinuierlich zu überprüfen, wenn dieses Gerät zur serienmässigen Arbeit beim Ultraschallschweissen verwendet wird.

Ein anderes, für den vorliegenden Zweck geeignetes Verfahren ist beispielweise das Gasheizen. In Fig. 1 ist schema- Λ tisch eine Sprühdüse 50 dargestellt. Das Gas kann durch eine Widerstandsheizpistole geführt und durch die zylindrische Düse 50 auf die Verbindungszone gerichtet werden. Der Gasstrom kann reguliert und seine Temperatur kann durch Variieren der Stromleistung der Heizpistole für eine gegebene Strömungsgeschwindigkeit ausgesucht werden. Es wird darauf hingewiesen, dass dann, wenn die Möglichkeit der Oxydation des einen oder beider Werkstücke gegeben ist, das verwendete Gas inert sein kann, z. B. Argon, um das Oxydieren zu verringern.

Falls es zweckmässig oder erwünscht ist, kann das Erwärmen auch auf andere Weise erfolgen, wie beispielsweise durch Infrarotheizung, durch eine Kombination von Widerstandsund Gasheizung oder dergleichen. Beachtet werden muss nur, dass die Verbindungsζone im Bereich der Warmbearbeitungs-

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temperatur aber unterhalb des Schmelzpunktes beider Werkstücke gehalten werden muss.

Wenn die Verbindungsζone des zweiten Werkstückes 13 den Bereich der Warmbearbeitungstemperatur erreicht hat, kann Ultraschallenergie von der 'Ultraschallquelle über die Leiter 23 und 24 und über den Energieumwandler 25 dem Horn 26 und dem Kopf 27 zugeführt werden. Das Ultraschallgerät und W sein Stromkreis sind nur schematisch dargestellt, da solche Vorrichtungen bekannt sind. Die Ultraschallschwingungsenergie vom Ultraschallverbindekopf 27 wird in ausreichender Grosse aufgebracht, um die Werkstücke 13 und 11 - 12 miteinander zu verbinden, die wird senkrecht zu der Haltekraft für die Werkstücke zugeführt. Es wird bemerkt, dass die Ultraschallenergie zugeführt und aufgebracht wird, während gleichzeitig Wärme kontinuierlich geliefert wird, um den Aluminiumleiter 13 im Warmbearbeitungsbereich zu halten. Falls erwünscht, kann ein Zeitauslöser verwendet werden, um zu sichfern, dass die Werkstücke richtig erhitzt werden, bevor ihnen Ultraschal lschwingungs energie zugeführt wird.

Nach einer für das Verbindjan der Werkstücke ausreichenden Zeitspanne wird ein Schalter geöffnet und die Zufuhr von Ultraschallenergie unterbrochen. In manchen Fällen kann das Erwärmen der Verbindungszone gleichzeitig beendet werdan.

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Falls erwünscht, kann aber weiter erhitzt werden, um ggf. zu vergüten. Um die Folge des Ingangsetzens und ünterbrechens der Zufuhr von Wärme und Ultraschallenergie zu regeln, kann ein Zeitauslöser verwendet werden.

II - V/armbearbeitunR'stemperatur und WarmbearbeitunKstemperaturbereich

Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist für eine gegebene Be- , lastungsgeschwindigkeit die für eine gewählte Verformung benötigte Spannung bei niedrigeren Temperaturen grosser. Die Spannungs-Dehnungs-Kurve kann als die Resultierende der entgegengesetzt wirkenden Tendenzen gegen das das Erhärten begleitende Gleiten und das Wiedererweichen beim Rückbilden angesehen werden. Bei niederen Temperaturen (Ta) ist die Rückbildung langsam. Daher ist für einen gegebenen Grad an Dehnung das auftretende Erhärten gross. So wie die Temperatur erhöht wird (Tg), tritt die Rückbildung in einem Grad auf der sich mehr und mehr der Geschwindigkeit der I

Kaltverfestigung nähert.· Wenn die Temperatur erreicht ist, bei der die beiden Geschwindigkeiten gleich sind, wird die Spannuii^s-Dehnungs-iiurve horizontal (Tq) . Daher kann die Verformung unbegrenzt fortgesetzt werden, da ein Zustand erreicht ist, in dem die Rückbildung mit der Verformung Schritt hält. Die Temperaturen, bei denen dieser Zustand eintritt, wird als die "Warmbearbeitungstemperatur" bezeichnet.

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Diese Temperatur ist von Probestück zu Probestück jedoch nicht beständig, in dem Sinne wie es Schmelz- und Siedepunkte von Metallen sind, sondern sie ist abhängig von der chemischen Reinheit und der Vorgeschichte eines bestimmten Probestückes.

Die Verformung eines Werkstückes während der Ultraschallschweissung ohne äussere Erwärmung kann nachteilig sein,

W da das Werkstück Energie in Form von Kaltrecken aufnehmen kann. Kaltverformung tritt bei einer Temperatur auf, die unterhalb derjenigen liegt, bei der Rückbildungsvorgänge wirksam werden. Die Spannungs-Dehnungs-Kurven T. und T_ß in Fig. 5 steigen mit erhöhter Verformung an, weshalb eine allmählich ansteigende Kraft angewandt werden muss und die Verformung wird .stetig schwieriger. Der Reisspunkt "X" kann erreicht werden. In diesem Fall tritt dann Bruch auf anstelle von weiterer plastischer Verformung. Daher ist häufig

. das. erreichbare Ausmass an Kaltverformung begrenzt, nämlich

entweder wegen der begrenzten verfügbaren Kraft oder wegen ' Auftretens von Bruch.

Für jedes gegebene Probestück gibt es eine Mindest-Warmbearbeitungstemperatur, bei der gleichzeitig Rückbildung mit Verformung auftritt. Aus den vorhergehenden Ausführungen ist jedoch ersichtlich, dass eine "Warmbearbeitungstempera-

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tur^M über einen weiten Temperaturbereich gegeben ist und daher wird hierin vom "Warmbearbeitungstemperaturbereich" gesprochen.

III - Obere Temperaturgrenze

Ein anderer Faktor, der beim Erwärmen von Aluminium oder anderen Stoffen im Warmbearbeitungsbereich in Betracht gezogen werden muss, ist die maximale Temperatur. Die folgenden Faktoren bestimmen die obere Temperaturgrenze:

1. Der Schmelzpunkt des Aluminiumleiters.

(a) Da beim oder oberhalb des Schmelzpunktes die zur Erzeugung eines gewissen Grades an Dehnung erforderliche Spannung vernachlässigt werden kann, würde der Verbindekopf im wahrsten Sinne des Wortes durch das geschmolzene Aluminium hindurchgehen und teilweise oder ganz die Verbindung zu der Tantal-Dünnfilmunterlage zerstören5 und

(b) Wenn der Aluminiumleiter schmilzt, kann er seine Form ändern, derart, dass dieseJSir den gewollten Zweck nicht mehr brauchbar ist, d. h., es kann ein Leiter mit geringem Widerstand gebildet werden.

2, j-iine Temperatur, die

(a) unerwünschte Verformung der Glasunterlage oder

(b) Zerstörung des dünnen Filmes bewirkt.

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3. Eine Temperatur oberhalb der die benötigte Festigkeit des Aluminiumleiters aufgrund von übermässiger Verformung während des Verschweissvorganges "verschlechtert wird.

IV - Vorteile

Durch das Erhitzen des Aluminiumleiters vor und während des (Jltraschallschweissens auf eine Temperatur, die innerhalb des Warmarbeitungsbereiches liegt, werden -.eine Heihe von Vorteilen erzielt.

So verringert sich die zum Verschweissen des Aluminiumleiters mit dem Tantal erforderliche Ultraschallenergie. Ferner wird die auf die Tantal-Dünnfilm-Ünterlage (Glas) überfragene Energie erheblich gesenkt. Da der Aluminiumleiter im'plastischen Zustand ist, ist zum Schweissen weniger Ultraschallenergie erforderlich und da der Aluminiumleiter weicher ist, wird weniger "Energie auf die Unterlage übertragen. Da dem-

k nach zum Schweissen eine geringere Energie benötigt wird, ist auch die' Gefahr der Beschädigung der Unterlage gemindert. Ausserdem ist die Erhöhung des spezifischen elektrischen Widerstandes in der Umgebung der Schweiss'zone auf ein Minimum herabgesetzt, da nur eine geringe oder gar keine Kaltverformung des Aluminiumleiters auftritt. Auch wird eine grössere Berührungsfläche zwischen dem Aluminium und der Tantal-Dünnfilm-Unterlage geschaffen, wodurch die ine-

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chanische Festigkeit der Bindung verbessert und der elektrische Widerstand in der Berührungsfläche gesenkt wird. Die zu verbindende Fläche weist unmittelbar vor und während des ganzen Schweissvorganges eine höhere '.Temperatur auf, wodurch an der Schweiss-Berührungsfläche weniger flüchtige Verunreinigungen vorhanden sind. Da sich das Aluminium während des Ultraschallschweissens in einem hochplastischen Zustand befindet, wird die elastische Nachwirkung nach dem Schweissen auf ein Minimum herabge- (j setzt. Das heisst, der lineare linke Abschnitt der Kurve gemäss Fig. 5 ist die "elastische Zone", wo das Hook¹sehe Gesetz gilt. Wenn ein Teil der Schweisszone in dem "elastischen Bereich" wäre, würde ein teilweises "Zurückschnellen" der elastisch verformten Zone auftreten und das Schweissen gegenteilig beeinflussen. Schliesslich wird die Möglichkeit von nuklearen Mangelerscheinungen (Mikrobruch) in der Dünnfilm-Unterlage (..Has) und im Aluminium!eiter auf ein Minimum gesenkt.

V" - "Versuchswerte

Untersuchungen, die beim Ultraschallschweissen von Aluminium mit Tantal-Dünnfilm-Unterlagen ohne Hitze durchgeführt wurden-, waren nicht wiederholbar und zeigten geringe Bindefe.stigkeiten. Üs traten gewöhnlich Mangel (Glasbruch) auf, durch Kernbildung in der Dünnfilm-Unterlage. Die Versuchs-

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ergebnisse sind aus der Hechteckdarstellung in Fig. 5 ersichtlich, die die Verteilung von 45° - Seher-Abhebe-Festigkeiten eines 3>81 ram (0,015 inch) Aluminiumdrantes zeigt, der mit Tantal-Dünnfilmen vershhweisst war. Alle Verbindungen wurden unter Anwendung von optimalen Binde-lienngrössen, wie CJltraschallschweisskraft oder -energie, Schweisszeit, Spann- oder Klemmkraft usw. durchgeführt. Oo wurden in diesem Versuch alle Verbindungen unter identischen Bedingungen " gemacht, einschliesslich Kraft, Zeit und Spann- oder Klemmkraft, die optimal zum Verbinden von Aluminium mit !Tantal-' Dünnfilmen sind. Wie jedoch aus Fig. 2 zu entnehmen ist, erstreckt sich die Festigkeitsverteiluno; zwischen O und 500 g für 50 Verbindungen, die untersucht worden sind.

Wenn die Verschweisszone vor und während des Anlegens von Ultraschallenergie auf eine '.Temperatur innerhalb des Varmbearbeitungstemperaturbereich.es des Aluminiumleiters, aber unterhalb des Schmelzpunktes beider Werkstücice gebracht wurde, trat eine merklicha Verbesserung in der Bindefestigkeit auf, wie die Hechteckdarstellung gemäss Fig. 5 zeigt. In diesem Fall wurde die Verschweisszone auf etwa 400° G erhitzt und, wie aus Fig. 3 ersichtlich, versagten 97 von 100 Proben zwischen 400<
Fe stigkeitsprüfung.

Proben zwischen 4000und 4400 g in einer 45° - Scher-Abhebe-

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Weitere Versuche wurden durchgeführt , um die Beziehung zwischen der Temperatur des Aluminiumleiters und der Bindefestigkeit zu ermitteln. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I angeführt. I¹Ur diese Versuche wurde ein aus den unter den Namen Ohromel-Alumel bekannten Legierungen bestehendes (0,127 mm / 0,005 inch) Thermoelement in ein durchstossenes Loch eines 1,27 mm (0,050) Aluminiumleiters in der Verbindungszone eingeführt. Der Leiter mit dem Thermoelement wurde dann zwischen den Verbindekopf 27 f und die Tantal-Dünnfilm-Unterlage 11 - 12 gelegt. Durch Widerstandsheizung wurde die Verbindungszone des Aluminiumleiters 15 vier Sekunden lang vorgeheizt und dann durch Ultraschall mit der Unterlage verschweisst, wobei das Erwärmen während des Schweissens fortgesetzt wurde. Alle Kenngrössen für das Schweissen wurden über die gesamte Dauer des Versuches konstant gehalten imd die während des Schweissens erreichte Temperatur wurde auf einem potentiometrischen Registriergerät aufgezeichnet. Der Versuch wurde dreimal wiederholt und die zusammengefassten Ergebnisse in der Tabelle I angegeben. Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, dass dann, wenn die Verbindungszone des Aluminiumleiters im Bereich der Warmbearbeitungstemperatur erhitzt wurde, d. h. auf etwa 565° C und darüber, die BindefestigKeit die Festigkeit des Aluminiumsleiters überstieg.

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Tabelle I

Temperatur der Aluminium- (Al) Verschweisszone gegenüber Bindeeigenschaften

Temperatur der Beschreibung der

Verschwelsszone ( G) Binde f e s t i i^ke i t Verschweisszone

28 (keine Erwärmung von aussen)

55 (keine Erwärmung von aussen)

65

64 70 85

127 154-157 192 202 282

505 567

vernachlässigbar* ,

keine sichtbaren Zeichen von Al-Verformung tt

ganz leichte Anzeichen von Al-Verformung

Il	Il
Il	It
Il	leichte Anzeichen von . Al-Verformung
Il	It
Il	It
Il	It
Il	Il
Il	It
It	.ti
Il	erhöhte Anzeichen von Al-Verformung beglei tet von Glasbruch der Unterlage

Bindung Al-

Leiter Festigkeit Al gut verformt it it

Il Il It

It

Il Il It Il

* "Vernachlässigbar" - Aluminiumleiter verlor an Grosse vor oder während des Montierens für eine 45°-Scher-Abhebeprüfung.

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-if-

Weitere Versuche wurden durchgeführt, um die Beziehung zwischen '.Temperatur und Härte des Aluminiums in der Verbindungsstelle zu zeigen. Das heisst, da Warmbearbeitung als eine plastische Verformung eines Metalles bei einer solchen 'temperatur und Geschwindigkeit bezeichnet wird, bei der keine Kaltverfestigung auftritt, kann erwartet werden, dass Ultraschallschweissen von Aluminium im Warmbearbeitungsbereich keine Erhöhung der endgültigen Härte des verformten Aluminiums bewirkt. Die Kenngrössen für das Ultraschallschweissen wurden konstant gehalten, während Aluminiumleiter von 0,889 mm (0,035 inch) mit Ultraschall bei verschiedenen Temperaturen mit den lⁿantal-Dünnfilm-Unterlagen verschweisst wurden. Dann wurden die Aluminiumleiter von der Unterlage durch Eintauchen in Fluorwasserstoffsäure entfernt. Mit einem IHikoii-Härteprüfgerät wurden die Härtewerte in der Verbindungszone der durch Ultraschall verformten Aluminiumleiter ermittelt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind^äer graphischen Darstellung in Fig. 4 gezeigt, aus der ersichtlich ist, dass dann, wenn ein ( Aluminiumleiter innerhalb des Bereiches der Warmbearbeitungstemperatur erwärmt wird, der Härtewert gleich der Härte des erhaltenen Aluminiums ist.

Aus den oben beschriebenen Versuchen ist ersichtlich, dass durch Erhitzen der Verbindungszone der Aluminiumleiter auf über 365° 0 eine Bindefestigkeit erhalten wird, die grosser

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ist als die Aluminiumleiterfestigkeit. Obwohl die tfarmbearbeitungstemperatur sov/ohl von der Vorgeschichte des Materials als auch von der Dehnungsgeschwindigkeit abhängt, zeigte sich, dass vorteilhafte Ergebnisse erzielt werden, wenn die Verbindungszone bis in diesen Bereich der tfarmbearbeitungstemperatur erwärmt wird. Ausserdein beweisen die oben erläuterten Härteangaben in Fig. 4, dass während des Ultraschallschweissens eine bemerkenswerte Aluminiumhärtung stattfindet, solange 'Temperaturen von über J65° 0 erreicht werden.

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Claims (9)

1. Verfaliren zum Verschweissen eines ersten Körpers mit einem zweiten Körper unter Anwendung von Ultraschallschwingungsenergie, wobei die Verbindungsflächen der beiden Körper während des Scliweissens miteinander in Berührung gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Verbindungsfläche des zweiten Körpers (13) j während des Schweissens bei einer Temperatur obex'halb der Warmbearbeitungstemperatur des zweiten Körpers und unterhalb des Schmelzpunktes beider Körper (11, 12, 15) gehalten wird, so dass eine Verbindung erhalten wird, deren Festigkeit grosser ist als die Festigkeit des zweiten Körpers.

2. Verfallren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Körper (13) durch Hindurchleiten eines elektrischen dtromes durch den Körper auf der gewünschten temperatur gehalten wird. . i

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ale erstex^ Kör α er (11, 12) ein metallischer Film (12) auf einer unterlage (11) und als zweiter Körper ein metallischer Leiter verwendet wird,

4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass als Unterlage G-las oder ein keramischer 3toff verwendet wird.

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5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4-, dadurch gekennzeichnet, dass als metallischer Film ein dünner Tantalfilm (12) und als Leiter ein Aluminiumleiter (13) verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Warmbearbeitungstemperatur 365° 0 beträgt.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis"6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallenergie mittels eines Verbindekopfes (27) aufgebracht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die zu verbindenden Flächen mittels einer durch den Verbindekopf (27) aufgebrachten Haltekraft miteinander in Berührung gehalten werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallenergie senkrecht zu der Richtung der Haltekraft

aufgebracht wird.

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