SU941074A2 - Устройство дл сварки давлением - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ Изобретение относитс  к микроэлектронике и может быть использовано в аборудовании дл  сборки полупроводниковых приборов и интегральных cxieM. По основному авт. св. № 889335 известно устройство дл  сварки давлением, содержащее механизм вертикальных перемещений сварочной головки с шаговым приводом , блок управлени  шаговым приводом , генератор ультразвукового тест-импульса , соединенный с ультразвуковым преобразователем, и последовательно соединенные индуктивный датчик, выполненный в виде дополнительной обмотки, нанесенной поверх обмотки возбуждени  ультразвукового преобразовател , амплитудный детектор, пиковый детектор, вычитатель , вторым входом соединенный с входом пикового детектора и выходом -амплитудного детектора, детектор обнаружени  превышени  нул  потенциала, формирователь, прнчем выход формировател  соединен с входом блока управлени  шаговым приводам 1. Недостатком устройства  вл етс  низка  надежность определени  контакта сварочного инструмента с соедин емыми детал ми . Это объ сн етс  тем, что дл  нормального функционировани  данного устройства необходимо настраивать ультразвуковой генератор на частоту, равную илн превышающую резонансную частоту ультразвукового преобразовател  в холостом режиме. В противном случае, когда частота генератора ниже резонансной частоты преобразовател , вследствие возрастани  эквивалента механической нагрузки на ультразвуковой преобразователь в момент касани  инструментом соедин емых деталей , частота системы раотет, растет и амплитуда колебаний сБарО;ЧНого инструмента , при этом пиковый детектор отслеживает изменение амплитуды колебаний, а на входе детектора обнаружени  превышени  нул  потенциала посто нно присутствует нулевое напр жение, поэтому устройство в данном случае тер ет работоспособность. Низка  надежность работы прототипа определ етс  также уходом частоты преобразовател  в процессе его эксплуатации из-за его нагрева. Нагрев преобразовател  вызывает уход частоты в сторону ее снижени , поэтому даже при настройке генератора на частоту выше резонансной частоты преобразовател  в процессе эксплуатации эта частота может оказатьс  ниже резонансной частоты преобразовател . Настройка генератора на частоту, намного превышающую резонансную частоту преобразовател , приводит к снижению чувствителыюсти работы устройства из-за уменьшени  крутизны амплитудно-частотной характеристики преобразовател .

Цель изобретени  - иовышеиие надежности работы устройства за счет расширени  диапазона рабочих частот.

Цель достигаетс  тем, что в устройство но авт. св. ЛЬ 889335 введены последовательно соединенные аналоговый ключ, заномииающа  емкость, буфериый каскад, второй зычитатель, второй детектор обнаружени  иревышени  нул  потенциала и схема 11ЛИ, .при этом уиравл ющий вход аналогового ключа подключен к второму доиолнителыюму выходу блока управлени  ириводо.м, второй вычитатель вторым входом соединен с входо.м аи алогового ключа, выходом амилитудного детектора, входом пикового детектора и вторым входом первого вычитател , а второй вход схемы ИЛИ соединен с выходом первого детектора обнаружени  иревышени  нул  потенциала, а выход - с входом формировател .

На чертеже показана структурна  схема устройства.

Устройство состоит из механизма вертикальных перемещений сварочной головки 1 с шаговым (приводом 2, подключен71ЫМ к блоку управлени  шаговым приводом 3, геиератора 4, ультразвукового тестимпульса , соедииеииого с ультразвуковым иреобразователем 5 и иоследовательио соединенных иидуктнвиого датчика 6, выполHeiHioro в Виде дополнительной обмотки, напесеипой поверх обмотки возбуждени  ультразвукового преобразовател  5, амплитудкого детектора 7, пикового детектора 8, вторым входом соедипеиного с первым дополнительным выходом блока уиравлеин  шаговым приводом 3, вычнтател  9, первого детектора 10 обиарЗжени  иревышеии  нул  иотенцпала, схемы ИЛМ 1 и формировател  12, выходом соединенного с входом блока управлени  шаговым приводом 3, а также иоследовательио соедииенных аи логового ключа 13, управл ющим вхо.юм соедииенкого с вторым дополнительиьм входом блока управлени  игаговым njiiBOAOM 3, запоми 1аюп1ей емкости С, буферного каскада 14, вычитател  15, вторым входом подключенного к входу аналогового ключа 13, выходу амплитудного детектора 7, входу пикового детектора 8 и второму входу первого вычитател  9, и второго детектора 16 обнаружени  превышени  нул  пстекциала, выходом соединенного с вторым входом схемы ИЛИ 11.

Устройство работает следующим образом .

Дл  регистрации момента касани  проводника , пропущеииого в капилл рное отверстие сварочного инструмента с иодложкой интегральной схемы, гев-ератор тестимпульса 4 с момента запуска шагового приво а 2 н.а опускание механизма вертикальных перемещений сварочной головки 1 начинает срабатывать сигнал с частотой 60--70 кГц и мощностью 0,02-0,5 Вт, который подаетс  на обмотку возбуждени  З-льтразвукового преобразовател  5. При этом сварочный инструмент 1спь тывает вибрации с амплитудой холостого хода, которые с)иксируютс  индуктивным датчиком 6.

Амплитудный детектор 7 выдел ет огибающую от сигнала с датчик-а 6, который служит дл  оиределени  контакта инструмента со свариваемыми детал ми, причем остановка шагового иривода 2 в момент контакта происходит по двум каналам: npi; частоте генератора 4 выше резонансной частоты преобразовател  5 - по первому каналу и прп частоте геператора 4 ииже резонансной частоты преобразовател  5 - по второму капалу.

Отключение шагового нривода 2 ио первому каналу ироисходит следующим образом .

Сигнал с выхода амилитудного детектора 7 подастс  на вход пикового детектора 8, где ироисходит запомииание амплитуды холостого хода преобразовател  5, далее сигнал подаетс  па вход вычитател  9. Вычитатель 9 осуществл ет операцию вычитани  сигиала с выхода пикового детектора 8 от сигиала со входа пикового детектора 8. Таким образом, в режиме холостого хода напр жение на выходе вычптател  9 отсутствует. В ..момент касани  инструментом подложки интегральной схемы амплитуда колебаний сварочного инструмсита падает, а на выходе вычитател  9 по вл. етс  сигпал, равпый разппне E: O:Iиого и выходного наир жеип  пик . детектора 8, который фиксируетс  детектором 10 обиаружени  иревышеш-ш нул  потеиипала и через схему ИЛИ 11 и формирователь 12 формирует управл ющий спг1иаговь м привсОт1с ючепие шагового привада 2 по второму каиалу ироисходит следующим образом .

Сигнал с Еыхода амплитудного детектора 7 подаетс  на вход диалогового ключа 13, который до запуска асхап:змг. нерт::кальных перемещений 1 открыт. В момент 3ianycKa механизма 1 аналоговый ключ 13 зг1Крызастс , а запо п1ноюи1,а  емкостт) С фч-.лсирует напр жение, соответствующее амплитуде холостого хода, которое через буфериый каскад 14 -подаетс  на один из входов вычитател  15, на второй вход которого приходит сигнал с амплитудного л.стектора 7. поэтому сигиал ка выходе вычитател  15 отсутствует. В момент касани  ипстрзмеитом подложки иитегральной схемы сигнал на выходе амплитудного детектора 7 растет, вычитатель 15 осуществл ет операцию вычитани  сигнала с заломи«ающей емкости С от сигнала с выхода .амплитудноро детектора 7, детектор. 16 обнаружени  .превышени  нул  потенциала отрабатывает импульс и через схему ИЛИ 11 и формирователь 12 формирует управл ющий сигнал на блок управлени  шаговым приводом 3.

Блок управлени  шаговым приводом 3, .после касани  инструментом подложки, отра .батывает определенное количество им ульсов на шаговый привод, определ юш;ий оптимальную деформацию привариваемого проводника, и задает скорость перемещени  сварочного инструмента при сварке.

Таким образом, независимо от чзастоты ультразвукового генератора тест-импульса, с помощью данного устройства можно определ ть момент контакта инструмента с подложкой интегральной схемы, что приводит к повышению надежности работы устройства и не требует применени  дорогосто щих генераторов с автоиодстройкой частоты. Фо-рмула изобретени 25 Устройство дл  сварки давлением по

авт. св. № 889335, отличающеес  те.м, что, с целью повышени  надежности работы устройства за счет расщирени  диапазона рабочих частот, в него введены последовательно соединенные аналоговый ключ, запоминающа  емкость, буферный каскад, второй вычитатель, второй детектор обнаружени  превышени  нул  потенциала и схема ИЛИ, при этом управл ющий вход -аналогового ключа подключен к второму дополнительному входу блока управлени  приводом, второй вычитатель вторым входом соединен с входом аналогового ключа, выходом амплитудного детектора , входом пикового детектора и вторым входом первого вычитател , а второй вход схемы ИЛИ соединен с выходом первого детектора обнаружени  превышени  нул  потенциала, а выход - с входам формирозател .

Источник информации, прин тый во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР Л 889335, кл. В 23 К 11/04, 1979 (прототип ).

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для сварки давлением по авт. св. № 889335, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет расширения диапазона рабочих частот, в него введены ³ последовательно соединенные аналоговый ключ, запоминающая емкость, буферный каскад, второй вычитатель, второй детектор обнаружения превышения нуля потенциала и схема ИЛИ, при этом управляюю щий вход аналогового ключа подключен к второму дополнительному входу блока управления «приводом, второй вычитатель вторым входом соединен с входом аналогового ключа, выходом амплитудного детекто15 ра, входом пикового детектора и вторым входом первого вычитателя, а второй вход схемы ИЛИ соединен с выходом первого детектора обнаружения превышения нуля потенциала, а выход — с входом форми20 рователя.

   Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

   25 1. Авторское свидетельство СССР № 889335, кл. В 23 К И/04, 1979 (прототип) .