SU761198A1 - Apparatus for ultrasonic welding - Google Patents

Apparatus for ultrasonic welding Download PDF

Info

Publication number
SU761198A1
SU761198A1 SU782674447A SU2674447A SU761198A1 SU 761198 A1 SU761198 A1 SU 761198A1 SU 782674447 A SU782674447 A SU 782674447A SU 2674447 A SU2674447 A SU 2674447A SU 761198 A1 SU761198 A1 SU 761198A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
frequency
welding
switch
ultrasonic welding
master
Prior art date
Application number
SU782674447A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Aleksej Belyakov
Yurij K Pyastun
Original Assignee
Aleksej Belyakov
Yurij K Pyastun
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aleksej Belyakov, Yurij K Pyastun filed Critical Aleksej Belyakov
Priority to SU782674447A priority Critical patent/SU761198A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU761198A1 publication Critical patent/SU761198A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78Apparatus for connecting with wire connectors

Landscapes

  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Description

Изобретение относится к ультразвуковой сварке, может быть использовано в оборудовании для микросварки в микроэлектронном производстве.The invention relates to ultrasonic welding, can be used in equipment for micro welding in microelectronic production.

Известно устройство для ультразвуковой 5 сварки, содержащее электроакустический преобразователь, фазовращатель, усилитель мощности, цепи обратной связи, задающий генератор [1].A device for ultrasonic welding 5, containing an electro-acoustic transducer, a phase shifter, a power amplifier, a feedback circuit, a master oscillator, is known [1].

Недостатком известного устройства явля- щ ется то, что оно не обладает надежным возбуждением преобразователя при работе на малой выходной мощности и малых усилиях нагружения инструмента.A disadvantage of the known device is that it does not possess reliable excitation of the transducer when operating at low output power and with low tool loading forces.

Известно также устройство для ультра- 15 звуковой сварки, содержащее генератор шумового спектра частот, усилитель мощности, электроакустический преобразователь [2].It is also known a device for ultra-15 acoustic welding, containing a generator of the noise frequency spectrum, a power amplifier, an electro-acoustic transducer [2].

В известном устройстве электроакустиче- 20 ский преобразователь возбуждается как на своей основной резонансной частоте, так и на всех гармониках и побочных резонансных частотах.In a known device, an electroacoustic converter is excited both at its main resonant frequency, and at all harmonics and side resonant frequencies.

Недостатком известного устройства явля- 25 ется низкий КПД преобразования электрической энергии в механическую, поскольку полоса пропускания высокодобротного электроакустического преобразователя значительноуже полосы шумового спектра. Кроме 30A disadvantage of the known device is the low efficiency of conversion of electrical energy into mechanical energy, since the bandwidth of a high-quality electroacoustic transducer is much smaller than the band of the noise spectrum. In addition to 30

22

этого, в сварочном инструменте в большинстве случаев возникают сложные виды колебаний из-за возбуждения преобразователя на побочных резонансах, что увеличивает разброс прочности соединений.This, in the welding tool in most cases, there are complex types of oscillations due to the excitation of the transducer at side resonances, which increases the strength spread of the joints.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство, содержащее последовательно соединенные усилитель мощности, электроакустический преобразователь, датчик механического резонанса, цепь автоподстройки частоты, задающий генератор независимого возбуждения [3].The closest solution to the technical nature and the achieved result to the invention is a device containing a series-connected power amplifier, electro-acoustic transducer, mechanical resonance sensor, a circuit of automatic frequency control, driving an independent excitation generator [3].

С помощью этого устройства реализуется способ ультразвуковой сварки, в котором в процессе образования сварного соединения изменяют частоту ультразвуковых колебаний инструмента от величины, необходимой для разрушения и удаления поверхностных окисных пленок до величины интенсификации диффузионных процессов и соединения контактируемых материалов или на основную частоту накладывают низкочастотную или высокочастотную гармонику основных колебаний.With this device, an ultrasonic welding method is implemented, in which, during the formation of a welded joint, the frequency of ultrasonic vibrations of the instrument is changed from the value required to destroy and remove surface oxide films to the magnitude of the intensification of diffusion processes and the connection of the materials to be contacted or a low-frequency or high-frequency harmonic is applied to the main frequency basic vibrations.

Недостатком известного устройства ультразвуковой сварки являются большие трудности в управлении сварочным процессом, в котором при переключении сварочногоA disadvantage of the known device for ultrasonic welding is the great difficulty in controlling the welding process, in which, when switching welding

761198761198

33

режима с одной резонансной частоты У на другую частоту /2 = /1/1, т. е. равную п-п гармонике частоты /ь уменьшается амплитуда колебаний преобразователя, которая недостаточна для поддержания процесса сварки.mode with a resonance frequency in a different frequency / = 2/1/1, v. e. equal to n-harmonic frequency f / i, decreases the amplitude of the oscillation converter, which is insufficient to maintain the welding process.

Кроме того, частоты дополнительных резонансов электроакустического преобразователя могут на несколько килогерц отличаться от соответствующей гармоники основной резонансной частоты Ц При этом на высоких частотах возбуждения устройство уходит с резонансного режима работы. КПД преобразования резко падает.In addition, the frequencies of additional resonances of the electroacoustic transducer may differ by several kilohertz from the corresponding harmonic of the main resonant frequency C. At high excitation frequencies, the device leaves the resonant mode of operation. The conversion efficiency drops sharply.

Целью изобретения является повышение качества сварки.The aim of the invention is to improve the quality of welding.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены коммутатор и дополнительные задающие генераторы независимого возбуждения, настроенные на различные резонансные частоты электроакустического преобразователя, при этом выходы задающих генераторов соединены с входами коммутатора, выход которого подключен к входу усилителя мощности, а входы задающих генераторов соединены с выходом цепи автоподстройки частоты.This goal is achieved by the fact that a switch and additional master oscillators of independent excitation are tuned into the device, tuned to different resonant frequencies of the electroacoustic converter, while the master oscillator outputs are connected to the switch inputs, the output of which is connected to the power amplifier, and master oscillator inputs are connected to the output auto-tuning circuits

На фиг. 1 приведено предлагаемое устройство, блок-схема; на фиг. 2 — амплитудно-частотная характеристика электроакустического преобразователя.FIG. 1 shows the proposed device, a block diagram; in fig. 2 - amplitude-frequency characteristic of the electro-acoustic transducer.

Устройство содержит электроакустический преобразователь 1, усилитель 2 мощности, коммутатор 3, задающие генераторыThe device contains an electro-acoustic transducer 1, an amplifier 2 power, a switch 3, driving the generators

4—6 независимого возбуждения, цепь 7 автоподстройки частоты, датчик 8 механического резонанса, рабочий инструмент 9.4–6 independent excitations, a frequency auto-tuning circuit 7, a mechanical resonance sensor 8, a working tool 9.

Работает устройство следующим образом.The device works as follows.

После нагружения инструмента 9 на свариваемые материалы коммутатор 3 по программе подключает к усилителю 2 мощности задающие генераторы 4—6, настроенные частоты /ь /2 и /з соответственно. В начальный период процесса сварки, когда надо разрушить окисные пленки на контактных площадках и создать физический контакт на большой площади, коммутатор 3 подключает задающий генератор 4, настроенный на низкую резонансную частоту /1 преобразователя. После создания физического контакта на этапе формирования очагов взаимодействия соединяемых элементов коммутатор 3 подключает генератор 5, настроенный на резонансную частоту /2, соответствующую средней частоте характеристики преобразователя. На завершающейAfter loading the tool 9 on the materials to be welded, the switch 3 according to the program connects to the amplifier 2 power the master oscillators 4-6, the adjusted frequencies / 2/2 and / 3, respectively. In the initial period of the welding process, when it is necessary to destroy the oxide films on the contact pads and create physical contact over a large area, the switch 3 switches on the master oscillator 4, which is tuned to a low resonant frequency / 1 of the converter. After creating a physical contact at the stage of formation of the centers of interaction of the connected elements, the switch 3 connects the generator 5, tuned to the resonant frequency / 2 , corresponding to the average frequency of the characteristics of the converter. At the final

4four

стадии сварочного процесса для ускорения диффузионных процессов и увеличения глубины объемного взаимодействия соединяемых элементов коммутатором 3 подключается задающий генератор 6 с большой резонансной частотой /3.stage of the welding process to accelerate diffusion processes and increase the depth of the volume interaction of the connected elements of the switch 3 is connected master oscillator 6 with a large resonant frequency / 3.

При изменении резонансных частот механических колебаний электроакустического преобразователя 1 в процессе сварки Сигнал с датчиков 8 поступает на вход цепи 7 автоподстройки частоты, осуществляющей управление частотой задающих генераторов 4—6.When the resonant frequencies of the mechanical oscillations of the electroacoustic transducer 1 change during the welding process, the signal from the sensors 8 is fed to the input of the frequency-locked loop 7, which controls the frequency of the master oscillators 4-6.

Устройство для ультразвуковой сварки испытано на макете для сборки полупроводниковых приборов. В результате испытаний получена высокая прочность присоединения проволочных выводов, причем средний уровень прочности был на 5—8% выше, чем при сборке известными ранее устройствами. Это позволяет повысить эффективность оборудования и процент выхода Годных приборов.A device for ultrasonic welding has been tested on a model for assembling semiconductor devices. As a result of the tests, a high strength of wire connection was obtained, and the average level of strength was 5–8% higher than when assembled with previously known devices. This allows you to increase the efficiency of the equipment and the yield percentage of suitable devices

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство для ультразвуковой сварки, содержащее последовательно соединенные усилитель мощности, электроакустический преобразователь, датчик механического резонанса, цепь автоподстройки частоты, задающий генератор независимого возбуждения, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварки, в устройство введены коммутатор и дополнительные задающие генераторы независимого возбуждения, настроенные на различные резонансные частоты электроакустического преобразователя, при этом выходы задающих генераторов соединены с входами коммутатора, выход которого подключен к входу усилителя мощности, а входы задающих генераторов соединены с выходом цепи автоподстройки частоты.A device for ultrasonic welding, containing a power amplifier connected in series, an electro-acoustic transducer, a mechanical resonance sensor, an automatic frequency control circuit, an independent excitation master oscillator, characterized in that, in order to improve the quality of welding, a switch and additional master oscillators of independent excitation are introduced into the device, to different resonant frequencies of the electroacoustic transducer, while the outputs of the master oscillators are connected to the inputs switch, the output of which is connected to the input of the power amplifier, and the inputs of the master oscillators are connected to the output of the circuit of the automatic frequency control.
SU782674447A 1978-09-06 1978-09-06 Apparatus for ultrasonic welding SU761198A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782674447A SU761198A1 (en) 1978-09-06 1978-09-06 Apparatus for ultrasonic welding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782674447A SU761198A1 (en) 1978-09-06 1978-09-06 Apparatus for ultrasonic welding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU761198A1 true SU761198A1 (en) 1980-09-07

Family

ID=20789457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782674447A SU761198A1 (en) 1978-09-06 1978-09-06 Apparatus for ultrasonic welding

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU761198A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7022089B2 (en) Ultrasonic wave cosmetic device
RU2180274C2 (en) Apparatus for exciting electroacoustic converter
JP2832443B2 (en) Multi-frequency ultrasonic cleaning method and cleaning apparatus
CA2014376A1 (en) Ultrasonic power supply
JPH0467784A (en) Driving method of ultrasonic motor
US3254284A (en) Ultrasonic vibration generators
SU761198A1 (en) Apparatus for ultrasonic welding
US6364977B1 (en) Tuning mechanism and method for vibration welding
CA2042575C (en) Electroacoustic unit for generating high sonic and ultrasonic intensities in gases and interphases
RU2350405C2 (en) Device for resonance vibration agitation and automatic stabilisation in ultrasonic systems
SU763004A1 (en) Method of driving ultrasonic oscillation system
SU737165A1 (en) Apparatus for ultra- and hyper-sonic microwelding and soldering
JPH10180204A (en) Ultrasonic washer and method for driving same
JPS6489979A (en) Method of driving supersonic motor
US3007363A (en) Tone generator
SU896760A1 (en) Ultrasonic generator
JPH0360773A (en) Ultrasonic processing device
RU2131794C1 (en) Method for controlling process of ultrasonic dimensional working
SU1276369A1 (en) Apparatus for ultrasound machining of materials
JPH0514997A (en) Drive circuit for ultrasonic wave vibrator
SU1499221A1 (en) Apparatus for testing articles by its own frequencies
JPS56121112A (en) Resonant vibrator
SU1624113A1 (en) Device for power supply of magnetostriction vibration exciter of drilling rig
SU1232436A2 (en) Ultrasonic genartor
SU1094705A1 (en) Ultrasonic generator