Термокомпрессионная сварка

Термокомпрессионная сварка - это сварка, которая проводится при невысоких давлениях с подогревом соединяемых деталей.

Достоинства: стабильность сварочного инструмента и его высокая стойкость, малая чувствительность к изменению режима, простота контроля основных параметров процесса.

Недостатки: ограниченное число сочетаний свариваемых материалов (только пластичные), необходимость весьма тщательной подготовки соединяемых деталей.

При приложении температуры и давления в момент осадки в результате течения пластичного металла вдоль поверхности другого металла происходит очистка места соединения от оксидных плёнок, сближение поверхностей и образование между ними плотного контакта.

После сварки за счет развития процесса диффузии между свариваемыми материалами полученное соединение упрочняется.

По способу соединения термокомпрессия выполняется «внахлестку» и «встык».

Тип образующегося соединения определяется формой инструмента, среди которых основными являются: капилляр (а) и клин (б,в). Наиболее высокая прочность обеспечивается при использовании соединений с ребром жесткости или типа «рыбий глаз», но для этого требуется сложная форма инструмента.

Основными параметрами режима термокомпрессии являются усилие сжатия Р, температура нагрева инструмента или соединения Т, длительность выдержки под давлением t.

Выбор давления определяется допустимой деформацией присоединяемого проводника или максимально допустимым давлением на присоединяемую деталь. деформация для золотой проволоки составляет 50...70%, для алюминиевой - 60 ... 80%.

Температура нагрева не должна превышать температуру образования эвтектики соединяемых материалов и колеблется для различных материалов от 250 до 450 ˚С.

Длительность выдержки устанавливается в зависимости от сочетания свариваемых материалов и определяется экспериментально путем оценки прочности соединений.

Весьма важным фактором при термокомпрессионной сварке является правильный выбор материала инструмента.

Он должен иметь низкую теплопроводность, высокую прочность при периодических колебаниях температуры, высокую стойкость против окисления и износа, низкую склонность к схватыванию со свариваемыми материалами.

Больше других перечисленным требованиям удовлетворяет инструмент, изготовленный из твердых сплавов (карбиды вольфрама и титана) и керамики (оксид бериллия, алюмокерамика).

Термокомпрессионная сварка применяется для присоединения выводов к полупроводниковым кристаллам, сварки микропроводов и проволок между собой, приварки жил плоского кабеля к выводам соединителя и др.

(Т=250...450°С, Р=40...100 МПа, t=1 ...10с).

Сварка давлением с косвенным нагревом в

отличие от термокомпрессии проводится инструментом, который импульсно нагревается проходящим по нему током.

Вследствие кратковременности процесса нагрева металлический проводник в месте контакта нагревается до более высоких температур, чем при термокомпрессии.

Это позволяет приваривать проводники из относительно малопластичных металлов к тонким пленкам на керамических подложках.

Высокая точность поддержания температуры и малая инерционность обеспечиваются при нагреве инструмента током с частотой следования импульсов 0,5 ... 1,5 кГц.

Данный метод применяется при монтаже навесных элементов, имеющих гибкие выводы (Т= 300...600 °С, Р = 80 ... 200 МПа, t= 0,1 ... 0,5 с).

Сочетание термокомпрессии с косвенным импульсным нагревом и наложения УЗ-колебаний позволяют в 1,5- 2 раза снизить усилие сжатия деталей (15 ... 50 МПа) и увеличить прочность соединения.

Сварка сдвоенным электродом

Сварка расщеплением (сдвоенным) электродом применяется в технологии электрического монтажа, в частности при получении контактных соединений планарных выводов ИС и ЭРЭ с контактными площадками плат, жестких ленточных проводов с выводами печатных соединителей и др.

Свариваемыми материалами являются медь, серебро, золото, алюминий, никель толщина их составляет 0,03 ... 0,5 мм.