Инструмент для микросварки

Инструмент для микросварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиин

Социаяистичесиин

Рес уб (») 889340 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 18. 01. 80 (2! ) 2888023/25-27 (5l)NL. Кл.

В 23 К 20/00 с прнсоелинением заявки М— (23) Приоритет—

Ввудэрсжнвй квинтет

CCCP нв делая нзе4рвтвннй н аткрытн1! (53) УДК 621. 791. .16(088.8) Опубликовано 15.12.81. Бюллетень Jg 46

Дата опубликования описания 17. 12. 81

/. (7!) Заявитель (54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ МИКРОСВАРКИ

Изобретение относится .к технологии изготовления интегральных схем и полупроводниковых приборов и служит для ультразвуковой и термокомпрессионной сварки алюминиевых и золотых выводов.

Известен инструмент для ультразвуковой сварки, выполненный из порош.ковых нержавеющих сталей 9 316 и

11 410, а также из порошка медно-никелевого сплава типа Моле! 400 1). те

Однако материалы, из которых выполнен данный электрод, имеют низ" кую красностойкость. Так, если сталь й(316 по химическому составу близка отечественной стали марки Х17Н13М2Т, 1$ .а сталь У 410 — отечественной стали марки 1Х13, то красностойкость их составляет приблизительно 2-3 ч при

350-400 С. Таким образом, инструмент, например для термокомпрессионной сварки, изготовленный из материалов перечисленных выше, будет недолговечен, так как температура рабочего конца такого инструмента в процессе микросварки достигает 400-500 С.

Твердость указанных сталей после спекания и последующей термообработки составляет 86 ед. по шкале В Рок велла, что соответствует микротвердбсти при нагрузке 50 r не более

400-500 кг/мм . При наличии такой микротвердости стальной основы рабочая поверхность инструмента, имеющая сложную микрогеометрию, подвергается быстрому абразивному износу за счет образования сколов и последующего выкрашивания материала, что приводит к невозможности дальнейшего использования инструмента.

Указанные недостатки не позволяют обеспечить высокую стойкость инструмента как для термокомпрессионной сварки, так и для ультразвуковой сварки.

Известен также инструмент для контактной сварки, состоящий из основы и наружного слоя. Основа этого ннст889340 4 ких нагрузок, сохраняя высокую твердость основы и наружного слоя, высо1О

20 дости основы.

2S

40

50 румента выполнена иэ меди, а наружный слой — из более твердого материала, например алюминия, хрома, никеля, бери.плия и т,д. 1.2).

Однако повышая при рабочих температурах,меньше 300ОС, твердость, предел прочности на изгиб и актикорро— зионные свойства инструмента, а также основа инструмента не обеспечивают сохранение высоких значений этих свойств при температурах, больших или равных 300 С. Так, твердость поо верхностного слоя при нагреве рабочего конца до 300 С уменьшается прио мерно в 1,5 раза по сравнению с первоначальным значением. Следовательно, как медная основа инструмента, так и поверхностный слой его не обладают достаточной красностойкостью для длительной работы при температуо ре, большей или равной 300 С. Иначе говоря, эксплуатационная стойкость такого инструмента при высоких гемпературах значительно снижается. При нагреве рабочего конца электрода до

400-50(PС последний полностью утрачивает первоначально высокие свойства.

Цель изобретения — повышение изно- . состойкости инструмента.

Для достижения поставленной цели основа и наружный слой выполнены из красностойкого материала, при этом красностойкость материала наружного слоя в 1,42-1,58 раз выше красностойкости основы.

На чертеже изображен инструмент.

Инструмент состоит из основы 1 и наружного слоя 2.

Основа 1 инструмента изготовлена из стали, Р6М5. На нее путем термодиффузионного борирования в вакууме в порошковой смеси нанесен наружный слой 2 толщиной не более 0,03 мм. Слой состоит из боридов железа, в том числе борида состава еВп (П-19 ) с микротвердостью H

= 2830+100 кг/мм 1; После борирования инструменты подвергаются частичной закаЛке, и микротвердость основы становится равной 600-700 кг/мм

Б процессе работы инструмента основа выполняет функцию "Демпфера" для наружного слоя. Материал основы имеет при этом высокий предел прочности на изгиб и хорошие пластические свойства.,А результате этого инструмент длительное время работает о пои 400-500 С в условиях циклическое значение предела прочности на изгиб и другие необходимые свойства, что и обеспечивает его высокую стойкость в процессе микросварки.

При значении отношения красностойкости наружного слоя к красностойкости основы менее, чем 1,42, микротвердость основы практически равна микротвердости наружного слоя, что исключает демпфирование наружного слоя в процессе работы инструмента. При значении этого отношения более, чем 1,58, микротвердость основы значительно ниже микротвердости наружного слоя, что влечет за собой нродавливание и растрескивание наружного слоя в процессе работы инструмента. Значение микротвердости наружного слоя должно при этом быть в 4-4,5 раза выше микротверМягкая по сравнению с поверхностным слоем основа в процессе микросварки способствует длительному сохранению целостности твердого поверхностного слоя, т.е. исключает растрескивание, скалЫвание и другие виды разрушения слоя под действием давления, трения, температуры и ультразвуковых колебаний.

Проведенные испытания показали, что инструмент, у которого отношение между значениями красностойкости равно 1,42 имел стойкость 2832 тыс. сварок, а инструмент, у которого отношение Между значениями красностойкости равно 1,58 имел стойкость 29-32 тыс. сварок.

Формула изобретения

Инструмент для микросварки, состоящий из основы и наружного слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости инструмента, основа и наружный слой выполнены из красностойкого материала, при этом красностойкость материала наружного слоя в 1,42-1,58 раз в выше красностойкости основы.

Источники информации, принятые во вниманне при экспертизе

1. Патент Великобритании - 1335093, кл. В 3 R, 1972.

2. Патент ФРГ Р 1690620, кл. В 23 1(11/30, 1975 (прототип).

889340

Составитель Н. Тютченкова

Редактор Н. Воловик Техред З.Фанта Корректор М. Пожо

Заказ 10848/26 Тираж 1151 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4