Устройство для контроля качества соединений при ультразвуковой микросварке

Устройство для контроля качества соединений при ультразвуковой микросварке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

onислние

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ СТВУ

1i i) 7438l6

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.11.78 (21) 2692936/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.80 (51) M. Кл.с

В 23К 19/04

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791.16..037(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Акимов, А. П. Рыдзевский и Б. В. Шулькевич (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

СОЕДИНЕНИЙ ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МИКРОСВАРКЕ

Изобретение относится к области производства изделий микроэлектроники и может быть использовано при производстве полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Известно устройство для дозирования энергии при ультразвуковой сварке по заданным значениям амплитуды колебаний в конце процесса, включающее в себя последовательно соединенные датчик амплитуды колебаний сварочного наконечника, компаратор, реле времени и ультразвуковой генератор (1).

Недостатком такого устройства является то, что качество соединений по уровню сигнала амплитуды можно контролировать только для конкретных значений параметров процесса (мощности и усилия нагружения). В случае изменения технологических режимов или свойств свариваемых материалов необходимо корректировать уровень срабатывания порогового устройства для отключения ультразвукового генератора.

Так, с увеличением мощности амплитуда колебаний увеличивается, но поскольку отключение произойдет по заранее выставленному уровню сигнала, то сварка завершится несколько позже.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее датчик амплитуды колебаний сварочного наконечника, датчик температуры зоны сварки, датчик деформации присоединяемого проводника, выходы которых подключены к входу блока вычисления удельной прочности сварных соединений на срез, компаратор, реле времени, узел запуска и ультразвуковой генератор (21.

Основным недостатком данного устрой10 ства является разброс прочности контактов в процессе эксплуатации сварочной установки из-за недостаточной точности и фиксации момента отключения ультразвуковых колебаний при достижении удельной прочд ностью сварных соединений на срез максимального значения.

Целью изобретения является повышение точности и надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что

20 в устройство введены последовательно соединенные аналоговый ключ и триггер, при этом один из входов триггера подключен к входу узла запуска, а другой вход соединен с выходом аналогового ключа, вход кото25 рого соединен с выходом компаратора.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — график изменения выходного напряжения блока вычисле30 ния удельной прочности U»» âî времени и,743816 график изменения выходного напряжения компаратора U„. во времени.

Устройство состоит из пьезокерамического датчика амплитуды 1 колебаний сварочного наконечника, датчика температуры 2 зоны сварки, представляющего собой естественную термопару, образующуюся при сварке проводника с пленкой на полупроводниковом кристалле, датчика деформации 3 присоединяемого проводника (например, датчика Холла) и последовательно соединенных блока вычисления 4 удельной прочности сварных соединений на срез, дифференциатора 5, компаратора б, аналогового ключа 7, триггера 8, реле времени 9, ультразвукового генератора 10, причем датчики амплитуды 1, температуры 2, деформации 3 подключены к входам блока вычисления 4 удельной прочности сварных соединений на срез, при этом управляющий вход аналогового ключа 7 соединен с входом реле времени 9 и выходом триггера 8.

Работа устройства происходит следующим образом.

После подачи пускового сигнала от сварочной установки на вход триггера 8 последний переходит в противоположное состояние, открывает аналоговый ключ 7 и через реле времени 9 запускает ультразвуковой генератор 10. Сигналы от датчиков амплитуды 1, температуры 2 и деформации 3 поступают на блок вычисления 4, где происходит вычисление удельной прочности сварных соединений на срез. Для отключения процесса сварки в момент достижения удельной прочностью максимального значения сигнал с блока вычисления 4 дифференцируется дифференциатором 5 и поступает на вход компаратора б. В момент достижения производной от удельной прочности нулевого значения компаратор 6 через аналоговый ключ 7 отрабатывает сигнал на триггер 8, последний переходит в первоначальное состояние, закрывает аналоговый ключ 7 и через реле времени 9 отключает ультразвуковой генератор 10, при этом очередное переключение триггера 8 и, следовательно, запуск ультразвукового генератора

10 могут произоити только прн подаче на второй вход триггера 8 пускового сш нала

5 от сварочной установки.

Таким образом, устройство исключает самопроизвольное включение ультразвукового генератора 10 после окончания процесса сварки, что значительно повышае1 зочность

10 и надежность работы устройства контроля.

Формула изобрел ения

Устройство для контроля качества соеди15 нений при ультразвуковой микросварке, преимущественно проволочных выводов с пленками на полупроводниковых материалах, содержащее датчик амплитуды колебаний сварочного наконечника, датчик тем20 пературы зоны сварки, датчик деформации присоединяемого проводника, выходы которых подключены ко входу блока вычисления удельной прочности сварных соединений на срез, компаратор, реле времени, узел

25 запуска и ультразвуковой генератор, отличающеесяя тем, что, с целью повышения точности и надежности работы устройства, в него введены последовательно соединенные аналоговый ключ и триггер, при

30 этом один из входов триггера подключен к входу узла запуска, а другой вход соединен с выходом аналогового ключа, вход которого соединен с выходом компаратора.

35 Источники информацш1, принятые во внимание прп экспертизе

1. Родионов В. А., Маслов Г. Л., Михалев М. И., Шишняев В. И., Славинский 3. М.

40 Повышение стабильности качества микросварных соединений. Труды МИЭМ «Специальные вопросы сварки». Вып. 50. М., 1975, с. 22 — 26.

2. Авторское свидетельство СССР по за45 явке № 2503333/25-27, кл. В 23К 19/04, 1977.

743816

Составитель В. Катин

Редактор Л. Павлова

Техред Л. Куклина

Корректор О. Тюрина

Заказ 1018/10 Изд. № 345 Тираж 1160 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2