Режимы ТЗС микросварки шариком
Параметры процесса |
Au 25 мкм |
Cu 25 мкм |
Cu 25 мкм |
|
в BGA |
в BGA |
в PLCC |
Размер шарика, мкм |
60 |
60 |
60 |
Скорость контактирования, мкм/ мс |
13 |
19 |
10 |
Величина тока, мА |
82 |
67 |
90 |
Время присоединения, мс |
15 |
12 |
15 |
Контактное усилие, г |
15 |
35 |
16 |
Температура, °С |
170 |
170 |
200 |
Монтаж ленточными перемычками
dmin 3 (I / K )2
1. |
При сборке мощных полупроводниковых приборов в корпусах |
||
|
ТО–220, ТО–218 применяют алюминиевую проволоку больших |
||
|
диаметров (от 100 до 500 мкм), а также ленточные перемычки, |
||
|
обеспечивающие протекание большой плотности тока. |
||
2. |
Минимальный диаметр проводника |
dmin |
ограничен |
|
максимальным постоянным током I через |
него, |
где К– |
|
постоянная материала провода, для алюминия–119, золота–160. |
||
Параметры УЗ микросварки
P = 0,5(ωA)2 RH |
P = 0,318ω2A Mтр gF |
RHтр= 0,64M gF / A |
|
1. Основное влияние на механическую прочность сварных соединений оказывают мощность колебательной системы, амплитуда смещений инструмента, усилие сжатия и время сварки .
2.где ω - круговая частота; А - амплитуда смещения торца сварочного инструмента; Rн - приведенное активное
механическое сопротивление нагрузки, Мтр - коэффициент трения; F - усилие сжатия соединяемых элементов
Инструмент для микросварки ленточных перемычек
•Специальный инструмент для сварки ленточных перемычек шириной от 25 до 1000 мкм снабжен направляющей прорезью для петлевания и позиционирования ленты . При УЗ микросварке используется доработанный микроинструмент КУТ5 с прямоугольным отверстием для подачи
алюминиевой ленты под торец микроинструмента.
Многофункциональная установка
микросварки ЭМ - 4320
•Монтаж алюминиевых ленточных (210х40 мкм) межсоединений проводится на установке ЭМ−4320 (УП «КБТЭМ−СО») с опцией разварки «клин−клин». Установка содержит рабочий столик с подогревом рабочей зоны до 350 С, что позволяет сваривать проводники из алюминия и золота. Быстросменная сварочная головка позволяет осуществлять оперативный переход на сварку методом «шарик−клин». Установка ЭМ−4320 позволяет присоединять золотые и медные выводы методом сварки расщеплённым электродом типа ЭК−1,
ЭК−2.
Внешний вид ленточных перемычек
•При разварке алюминиевых ленточных межсоединений толщиной 40 мкм определён оптимальный режим: нагрузка – 80 г, время сварки – 60 мс, выходная мощность УЗГ – 1,2 Вт.
•Измерена прочность перемычек на отрыв - 0,45 Н.
Настройка УЗ колебательных систем
•Конструкция УЗ технологической системы микросварки состоит из следующих составных частей : пьезоэлектрического вибратора 1, состоящего из 4-х или 6-ти параллельно соединенных пьезокерамических колец, стянутых между собой шпилькой с металлическими накладками; цилиндрического держателя (стакана) 2, закрепленного в узле волновода 3 и предназначенного для крепления УЗП в сварочной головке установки.
•На конце волновода закреплен микроинструмент 4 с помощью торцевого зажима.
Требования к инструменту для
микросварки
( 8 10 )
d
•- форма и размеры инструмента должны обеспечивать эффективную передачу энергии УЗ колебаний;
•- материал инструмента должен обеспечивать минимальное затухание УЗ колебаний и не должен вступать во взаимодействие с материалом вывода.
•Для сохранения спектра собственных частот и вида колебаний (в частности изгибных) необходимо соблюдать условие (1):
•где λ - длина волны изгибных колебаний; d- диаметр сечения рабочего инструмента.
Закрепление микросварочного инструмента
l |
l |
|
1 |
( l)2 |
|
r |
4 |
||||
ï ð |
|
|
•необходимо, чтобы собственные частоты продольных колебаний УЗ- преобразователя и изгибных колебаний инструмента совпадали. В противном случае резонансная частота примет какое-то промежуточное значение и в месте сопряжения увеличится реакция нагрузки (за счет реактивных составляющих), что может вызвать нарушение согласования преобразователя с инструментом. Известно, что резонансная длина вылета инструмента связана следующим соотношением (2)
•где l – длина вылета инструмента, – λ - длина волны продольных волн, а множитель зависит от числа узлов в инструменте, r – радиус инструмента.
Лазерный стенд контроля амплитуды УЗ колебаний
Направление Сварочный колебаний инструмент
Направление
колебаний
Лазерный луч |
Фотоприемник |
Лазерный луч
•Принцип работы стенда основан на контроле сигнала фотоприемника лазерного полупроводникового излучателя, луч которого наполовину перекрывается телом рабочего инструмента. В рабочем режиме вибрация рабочего инструмента изменяет интенсивность лазерного луча, а фотоприемник регистрирует колебания УЗ частоты. Поскольку амплитуда колебаний достаточно мала (0,1–1,0 мкм), то сигнал с фотоприемника также мал и требует усиления и фильтрации. Лазерный луч модулируется на несущей частоте 1 МГц для исключения влияния внешней
засветки и помех.