DE1957539B2 - Einrichtung zum verschweissen der anschluesse von elektronischen bauteilen in miniaturausfuehrung - Google Patents

Description

preßt werden. Der Anpreßdruck zwischen den Anschlüssen 12, 13 ist in F i g. 1 durch die Pfeile 10 angedeutet.

Die gleichzeitige Erhitzung und gegenseitige Anpressung der Berührungsflächen der Anschlüsse 12, 13 erleichtert das Einfließen von geschmolzenem Anschlußmaterial in vorhandene Hohlräume oder Ausnehmungen im Bereich der erhitzten Berührungsflächen, wodurch festigkeitsmindernde Gaseinschlüsse bzw. ungleichmäßige Verschweißungen vermieden werden. Dadurch wird eine befriedigende Bruchfestigkeit der Schweißstelle gewährleistet.

Die in F i g. 2 veranschaulichte Steuervorrichtung 34 ermöglicht die- gleichzeitige Pulssteuerung der Laserstrahlquelle und der magnetischen Anpreßvorrichtung 15. Die Vorrichtung 34 enthält eine Stromquelle 36 zum Aufladen einer Kondensatorbatterie 37, welche periodisch entladen wird. Die aus der Kondensatorbatterie 37 entnommene Energie wird einem Generator 38 zur Erzeugung von Impulsen hoher Stromstärke zugeführt. Diese Stromimpulse werden gleichzeitig der Laserstrahlquelle 39 und der Flachspule 17 der Anpreßvorrichtung 15 zugeleitet, so daß gleichzeitig mit der Erhitzung der Anschlüsse 12, 13 durch das Laserstrahlbündel 14 die Anpreßkraft der Flachspule 17 erzeugt wird.

Bei der Anordnung nach F i g. 3 ist ein stationär» Arbeitstisch 41 zur Halterung zweier Anschlüsse 4-, 43 aus einem Material geringer elektnscher L^e'".^ahigkeit vorgesehen. Bei einem derartigen Material der Anschlüsse können die zur Anpressung erforderlichen Ströme durch äußere Magnetfelder nicht m ausreichender Stärke erzeugt werden. Demgemäß ist in diesem Falle eine Auflage 44 aus elektrisch hochleitendem Material über den Berührungsflachen der Anschlüsse 42, 43 angeordnet. Bei der Beaufschlagung dieser als Anpreßglied wirkenden Auflage 44 mit einem Magnetfeld hoher Feldstärke werden hierin Wirbelströme erzeugt, welche die Auflage mit hohem Druck in Richtung der Pfeile 46-46 gegen die Berührungsabschnitte der Anschlüsse 42, 43 pressen. Zum Hindurchtritt des Laserstrahlbündels 14 ist das Anpreßglied 44 mit einer Ausnehmung 47 versehen. Der in Richtungs d»s Pfeils 48 durch die Ausnenmung 47 durchtretende Laserstrahl wird durch eine entsprechende Anordnung der Ausnehmung 47 auf die vorgesehene Schweißstelle geleitet, wo er die Anschlüsse 42, 43 erhitzt. Auch be-i dieser Ausfuhrungsform wird gleichzeitig mit der Laserstrahlquelle die Anpreßvorrichtung 15 angesteuert, so daß die Qualität der Schweißverbindung auch bei einem hochohmigen Anschlußmaterial gewährleistet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 welche eine gleichmäßige Verschweißung hoher Fe- Patentanspruche: Die Aufgabe'wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einrichtung eine magnetische Kräfte er-

1. Einrichtung zum Verschweißen der An- 5 zeugende Anpreßvorrichtung für die Anschlüsse der Schlüsse von elektronischen Bauteilen in Minia- elektronischen Bauteile aufweist sowie eine Steuerturausführung unter Einsatz einer Laserstrahl- vorrichtung zur gleichzeitigen und verzögerungsquelle, dadurch gekennzeichnet, daß freien Auslösung von Anpreßdruck und Schweißdie Einrichtung eine magnetische Kräfte erzeu- energie.

gende Anpreßvorrichtung"(15) für die Anschlüsse io In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlader elektronischen Bauteile aufweist sowie eine gen, daß die Steuervorrichtung eine Puisqueile aufSteuervorrichtung (34) zur gleichzeitigen und ver- weist, welche der Laserstrahlquelle und der Anpreßzögerungsfreien Auslösung von Anpreßdruck und vorrichtung in Reihe einen Betriebsenergieimpuls zu-Schweißenergie. führt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der kennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (34) eine Erfindung ist im Bereich der Berührungsflächen der Pulsqup'le (37, 38) aufweist, welche der Laser- Anschlüsse ein Anpreßglied von hoher elektrischer strahlquclle (39) und der Anpreßvorrichtung (15) Leitfähigkeit angeordnet.

in Reihe einen Betriebsenergiepuls zuführt. Durch die Erfindung können die Anschlüsse von

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- 20 elektronischen M^:niaturbauteilen mittels einer gleichdurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Beruh- zeitigen Erhitzung und Druckbeaufschlagung ohne rungsflächen der Anschlüsse ein Anpreßglied Klemmvorrichtungen im wesentlichen gleichmäßig (44) von hoht,r elektrischer Leitfähigkeit an- verschweißt werden, so daß Belastungsbrüche der geordnet ist. Schweißstelle''· vermieden werden. Als Werkstoffe

25 für die zu verschweißenden Anschlüsse können sowohl gute als auch schlechte elektrische Leiter verwendet werden.

Die Erfindung wird an Hand eines in den Zeichnungen näher dargestellten Ausführungsbeispiels er-30 läutert; es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch die neue Schweiß-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung einrichtung,

zum Verschweißen der Anschlüsse von elektronischen F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur

Bauteilen in Miniaturausführung unter Einsatz einer Steuerung der neuen Schweißeinrichtung und
Laserstrahlquelle. 35 F i g. 3 einen Querschnitt durch zwei zu verschwei-

Zur Verbindung von elektrisch leitenden Werk- ßende Anschlüsse von elektronischen Miniaturbaustücken allgemeiner Art ist es bekannt (USA.-Patent- teilen.

schrift 3 258 573), die Werkstücke an ihren Beruh- Bei der in Fig. 1 dargestellten Schweißeinrichtung

rungsflächen induktiv bis zu der erfordeiliehen ist eine stationäre Werkstückauflage 11 zur Halte-Schweißtemperatur zu erwärmen und dann nach Er- 40 rung von zwei elektrisch hochleitenden Anschlüssen reichen der Schweißtemperatur durch magnetische von elektronischen Miniaturbauteilen vorgesehen. Kräfte zusammenzupressen Dieses sogenannte Die Anschlüsse 13, 12 können beispielsweise aus Warmpreß-Schweißverfahren findet nur auf größere Kupfer oder Aluminium bestehen und sollen an ih-Werkstücke, beispielsweise Rohre_; Anwendung, wo- ren Berührungsflächen verschweißt werden. Hierzu bei die Beaufschlagung der Werkstücke mit den ma- 45 wird mit Hilfe einer nicht dargestellten, pulsierenden gnetischen Kräften eine gezielte Verformung ein- und optisch gepumpten Laserstrahlquelle ein Laserschließen kann. Strahlbündel 14 über eine Linse 16 auf ausgewählte

Für die Verschweißung der Anschlüsse von elek- Abschnitte der Berührungsflächen der Anschlüsse 12 ironischen Miniaturbauteilen, beispielsweise von in- und 13 fokussiert, so daß diese Abschnitte erhitzt tegrierten Schaltkreisen, ist es bekannt (USA.-Zeit- 50 und zur Erleichterung der gegenseitigen Verbindung schrift »Welding Journal«, Bd. 44, Heft 12 [Dezem- im wesentlichen aufgeschmolzen werden,
ber 1965], S. 1018 bis 1026), ein Laserstrahlbündel Nach dem Erreichen der Schmelztemperatur wer-

auf die miteinander zu verschweißenden Anschlüsse den die zu verbindenden Anschlüsse 12, 13 mittels zu fokussieren und auf diese Weise die Berührungs- einer magnetischen Anpreßvorrichtung 15 gegeneinflächen der Anschlüsse auf die erforderliche 55 ander gepreßt, wodurch eine Warmpreßschweißung Sehweißtemperatur zu erhitzen. Das bekannte erfolgt. Die Anpreßvorrichtung 15 weist eine Flach-Schweißverfahren gestattet eine so rasche Erhitzung spule 17 auf, welche oberhalb des Anschlusses 13 soder Anschlüsse, daß eine nennenswerte Wärmelei- wie koaxial zu dem Laserstrahlbündel angeordnet ist. tung und damit eine überhitzungsgefahr für die tem- Bei Strombeaufschlagung erzeugt die Flachspule 17 peraturempfindlichen Miniaturbauteile nicht auftritt. 60 einen durch die gestrichelt eingezeichneten Linien Die Festigkeit der erzielten Schweißverbindungen ist 18-18 angedeuteten Magnetfluß hoher Dichte, weljedoch bei diesem Verfahren größeren Schwrnkun- eher mit Hilfe von Polschuhen 19 in die Anschlüsse gen unterworfen, da bei den geringen Abmessungen 12, 13 eingeleitet wird, wodurch in diesen Wirbelder Teile eine gleichmäßige Verschweißung nicht ströme erzeugt werden. Die Wirbelströme wiederum möglich ist, so daß die Schweißstellen unter BeIa- 65 erzeugen Magnetfelder, die mit dem Magnetfeld der stung häufig brechen. Flachspule 17 in der Weise zusammenwirken, daß

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine die Anschlüsse 12, 13 ohne Deformation gegen die Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, Werkstückhalterung 11 und damit gegeneinander ge-