SU1276464A1

SU1276464A1 - Инструмент дл ультразвуковой микросварки

Info

Publication number: SU1276464A1
Application number: SU853915736A
Authority: SU
Inventors: Владимир Александрович Лавров; Юрий Ильич Калинин; Геннадий Фадеевич Веденеев
Original assignee: Предприятие П/Я В-8657
Priority date: 1985-06-24
Filing date: 1985-06-24
Publication date: 1986-12-15

Abstract

Изобретение относитс к сварке с Использованием ультразвуковых колебаний . Инструмент позвол ет повысить качество и надежность сварного соединени и обеспечивает быстрое нарастание контакта торцовой части и деформируемой проволоки. Инструмент выполн етс с выемками на рабочем торце с плавно расшир ющимс продольным сечением. Выемки могут быть расположены симметрично или асимметрично продольной плоскости симметрии инструмента, могут быть смещены друг относительно друга на шаг или выполш нены взаимно пересекающимис . 5 з.п. ел ф-лы. 6 ил.

Description

I1

Изобретение относитс к сварке с использованием ультразвуковых колебаний , в частности к микросварочному инструменту дл приварки проволочных выводов к контактным площадкам ограниченных размеров полупроводниковых приборов.

Целью изобретени вл етс повышение качества и надежности сварного соединени и снижение износа инструмента .

На фиг.1 показан предлагаемззгй инструмент , вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сбоку (инструмент с сшчметрично расположенными выемками на вогнутом торце); на фиг.З - рабочий торец с симметричным расположением выемок, вид снизу; на фиг.4 - рабочий торец с симметричными и пересекающимис выемками, вид снизу; на фиг.5 - рабочий торец с симметричными , наклонными и асимметричными выемками , вид снизу; на фиг.6 - сварное соединение, общий вид.

Инструмент содержит стержень 1, в котором выполнено наклонное отверстие 2 дл поДачи проволоки 3 под рабочий торец 4, который в зависимости от требований к сварному соединению может иметь вогнутую, плоскую или другую близкую к ним форму поверхности .

Продольна ось отверсти 2 расположена в продольной плоскости симметрии инструмента.

На рабочем торце 4 выполнены выемки 5 конической, V-обраэной или другой формы в поперечном сечении, которое увеличиваетс от О (у плоскости симметрии) до максимума на сторонах торца 4. Выемки наклонены от плоскости симметрии к периферии под углом d- к рабочему торцу, который составл ет 3-12 .

На рабочем торце 4 выемки 5 могут быть расположены под углом 45-90° к продольной плоскости симметрии инструмента , а рассто ние от плоскости симметрии до начала выемки составл е .( 0,05-0,3) do (где d - диаметр отверсти под проволоку), причем противолежащие выемки, расположенные по разные стороны от плоскости симметрии , могут быть смещены относительно друг друга по шагу, выполнены асимметрично или выполнены попарно пересекающимис , или расположены симметрично на одной пр мой.

64642

По конструктивным соображени м, а также в зависимости от предъ вл емых к инструменту требовани выемки могут быть расположены или в центре

рабочего торца, или ближе к его сторонам , перпендикул рным плоскости симметрии.

Устройство работает следующим образом .

o Проволока -3 механизмом подачи через направл ющее отверстие 2 подаетс под рабочий торец 4 инструмента. При дальнейшем опускании инструмента пос . ле контактировани элементов инстру5 мента - проволока - контактна площадка происходит деформирование проволоки как на участке инструмент проволока , так и проволока - контактна площадка прибора. При вклю0 чении ультразвука проволока, интенсивно деформиру сь, быстро заполн ет выемки, причем прирост физического контакта за счет увеличивающегос к периферии сечени выемок происходит

5 более энергично, чем в известных конструкци х , и значительно эффективнее, чем на участке проволока - контактна площадка. В результате этого исключаетс проскальзывание инструмента в

Q направлении приложени ультразвуковых колебаний, что резко сокращает адгезию проволоки к инструменту и износ инструмента. Далее процесс образовани соединени протекает уже только на границе проволока - контактна площадка издели , затрачива при этом значительно меньше (на 25-35%) акустической энергии и времени на образование сварного соединени . Сварное соединение с данным инструментом получаетс по всей зоне контактировани . Наиболее плотное расположение зон схватывани дл описываемого . инструмента наблюдаетс в центральной зоне и с некоторым ослаблением плотности к периферии. По окончании первой сварки инструмент совместно .с акустической системой перемещают к месту второй сварки. Производитс очередное соединение, обрыв проволоки и подготовка к следующему сварному соединению.

Claims

Кроме того, смещенные по шагу или пересекающиес выемки могут пересекать плоскость симметрии и начало выемок может отсто ть от плоскости симметрии на рассто нии 1 (0,050 ,3)do. Повьшгение качества и надежности сварного соединени достигаетс за счет быстро нарастающего контакта торцовой части инструмента и деформируемой проволоки. В процессе деформации проволоки за счет увеличивающегос к периферии сечени выемок св зь инструмента с проволокой увели чиваетс более эффективно, чем в зон проволока - контактна плрщадка, а поэтому ультразвуковые колебани передаютс с меньшими потер ми. Предложенный инструмент исключает перемещение по проволоке, что позвол ет в более короткое врем обеспечить обширные зоны схватывани в мес те соединени и получить более качественное и надежное соединение. За счет более интенсивного вывода окисных пленок, создани обширных чистых ( ювенильных) поверхностей соприкосно вени и образовани соединени по большей поверхности соприкосновени , чем в известном инструменте, угол наклона образующей выемки к плоскост торца составл ет 3-12 Угол наклона меньше 3° недостаточ но эффективен, особенно дл инструмента с плоским рабочим торцом, и может быть использован в инструменте с вогнутым рабочим торцом и при мини мальном удалении начала выемки от продольной плоскости симметрии. Выем ка с углом наклона более 12° трудоемка в изготовлении, требует значительных объемов проволоки дл заполнени и несколько ослабл ет сварное соединение в периферийных област х соединени . По конструктивным соображени м, а также, например, дл центрировани проволоки от периферии к центру выемки к продольной оси симметрии могут быть расположены под углом, отличным от 90 , например под углом 45 или.60° и симметрично. В этом случае грани выемок будут стремитьс переместить проволоку к центру площадки . Дл уменьшени длины сварного соединени (т.е. ограничени течени материала проволоки в продольном направлении при деформировании) выемки на торце располагают под углом 90 к плоскости продольной оси симметрии и вблизи от передней и задней граней инструмента. Рассто ние от плоскости симметрии до начала выемок выполнено 644 равным (0,05-0,3)dд . Чем меньше рассто ние между началом выемки, тем эффективнее св зь проволоки и инструмента (дл случа , когда выемки симметричны). Чем больше перекрытие 0,3d (в случае асимметричного расположени ) , тем эффективнее св зь инструмента и проволоки, но по вл ютс зоны в местах перекрыти , которые отрицательно сказываютс на ллотности образовани зон схватывани , следовательно, несколько уменьшаетс площадь соединени . Указанный инструмент удобен в эксплуатации , значительно проще в изготовлении , позвол ет расширить допуск на взаимное расположение отверсти и рабочей части вместо 3 мкм до 10 мкм. Качество и стабильность сварного соединени возросли, стойкость инструмента повысилась. При испытани х в лабораторных услови х на автоматических системах сварки не замечена адгези проволоки на рабочем торце (наличие адгезии составл ет серьезную техническую проблему ) . Кроме того, существенно сокращаютс мощности вводимой ультразвуковой энергии и врем сварки. Инструмент позвол ет снизить трудоемкость обслуживани микросварочного оборудовани . Формула изобретени 1. Инструмент дл ультразвуковой микросварки, выполненный в виде стержн с боковым отверстием под проволоку и рабочим торцом с выемками, расположенными под углом к продольной плоскости симметрии инструмента, отличающийс тем, что, с целью повышени качества и надежности сварного соединени , выемки выполнены с плавйо расшир ющимс продольным сечением с вершиной, обращенной в сторону продольной плоскости симметрии и удаленной от нее на рассто ние Е(0,050 ,3)d, где d - диаметр бокового отверсти под проволоку, при этом угол „ри вершине выемки равен 3-12
2.Инструмент по п.1, отличающийс тем, что угол наклона выемок к продольной плоскости симметрии равен 45-90°.
3.Инструмент по п.1, о т л и чающийс тем, что выемки расположены симметрично продольной плоскости симметрии инструмента.
4.Инструмент по п.1, о т л и чающийс тем, что выемки расположены асимметрично продольной плоскости симметрии инструмента.
5.Инструмент по n.l, о т л и чающийс тем, что выполненные по обе стороны от плоскости симметрии выемки смещены друг относительно друга на шаг, а их вершины расположены по другую сторону продольной плоскости симметрии.
6. Инструмент по п.1, отличающийс тем, что выемки выполнены попарно пересекающимис .

0(JS.

фиг. 5