Устройство для сварки давлением

Устройство для сварки давлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 194l074

Союз Соестских

Ссциалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 889335 (22) Заявлено 24.12.80 (21) 3222363/25-27 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень ¹ 25 (45) Дата опубликования описания 07.07.82 (51) М.Кл.з В 23 К 11/04

В 23 К 20/10

Государстеенный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791.763.037 (088.8) 1

В Н Акииов, А. П. Рв1квевский и А. Г. Сер веко

f

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в оборудовании для сборки полулроводниковых приборов и интегральных схем.

По основному авт. св. № 889335 известно устройство для сварки давлением, содержащее механизм вертикальных перемещений сварочной головки с шаговым приводом, блок управления шатовым приводом, генератор ультразвукового тест-ивмпульса, соединенный с ультразвуковым преобразователем, и последовательно сосдиненные индуктивный датчик, выполненный в виде дополнительной обмотки, нанесенной поверх обмотки возбуждения ультразвукового преобразователя, амплитуднь.й детектор, пиковый, детектор, вычитатель, вторым входом соединенныи с входом пикового детектора и выходом амплитудного детектора, детектор обнаружения пре- 2О вышения нуля потенциала, формирователь, причем выход формирователя. соединен с входом блока управления шаговым приводом (1).

Недостатком устройства является низкая надежность определения контакта сварочного инструмента с соединяемыми деталями. Это объясняется тем, что для нормального функционирования данного устройства необходимо настраивать ультразвуковой генератор на частоту, равную илн превышающую резонансную частоту ультразвукового преобразователя в холостом режиме. В противном случае, когда частота генератора ниже резонансной частоты преобразователя, вследствие возрастанич эквивалента механической нагрузки на ультразвуковой преобразователь в момент касания инструментом соединяемых деталей, частота системы растет, растет и амплитуда колебаний сварочного инструмента, при этом пиковый детектор отслеживает изменение а мплитуды колебаний, а на входе детектора обнаруження превышения нуля потенциала постоянно присутствует нулевое напряжение, поэтому устройство в данном случае теряет работоспособность.

Низкая нардежность работы прототипа определяется также уходом частоты преобразователя в процессе его эксплуатации из-за его нагрева. Нагрев преобразователя вызызает уход частоты в сторону ее снижения, поэтому даже отри настройке генератора на частоту выше резонансной частоты преобразователя в процессе эксплуатации эта частота может оказаться ниже резонансной частоты преобразователя. Настройка генератора на частоту, намного превышающую резонансную частоту преобразователя, приводит к снижению чувствнтельпости работы устройства из-за уменьшения крутизны амплитудно-частотной характеристики преобразователя, Цель изобретения — повышение надежности работы устройства за счет расширения диапазона рабочих частот.

Цель достигается тем, что в устройство по авт. св. № 889335 введены последовательно соединенные аналоговый ключ, запоминающая емкость, буферный каскад, второй вычптатель, второй детектор обнару кения превышен fH нуля потенциала и схема ИЛИ, прп этом управляющий вход аналогоього ключа .подключен к второму дополнительному выходу блока управления приводом, второй вычитатель вторым входом соединен с входом аналогового ключа, выходом амплитудного детектора, входом пикового детектора и вторым входом первого вычптателя, а второй вход схемы ИЛИ соединен с выходом первого детектора Oioнаруженпя превышения нуля потенциала, и выход — с входом формирователя.

На чертеже показана структурная схе ма устройства.

Устройство состоит из механизма вертикальных перемещений сварочной головки 1 с шаговым приводом 2, подключенным к Олоку управления шаговым приводом 3, генератора 4, ультразвукового тестимпульса, сое;II!!e!IFIOFO с ультразвуковым преобразователем 5 и последовательно соединенных ш.дуктпвного датчика 6, выполненного в виде дополнительной об.!отки, нанесенной поверх обмотки возбу:кдснпя ультразвукового преобразователя 5, амплитудного детектора 7, пикового детектора 8, вторым входом соединенного с первым дополнительным выходом блока управления шаговым приводом 3, вычитателя 9, первого детектора 10 обнаружения превышен!гя IIX -! я I!0!FFIUflя т1я схем ь; И,Г1 И 1 1 и формировате.я 12, выходом соединенного с входом блока управлен|гя шаговым приводом 3, а т:.,к.ке последовательно соед;1пенных аналогового ключа 13, управляющим вхо,, »I сое.",пненного с вторь!м дополнительпы.,i входом блока управления шаГОГ!! !м !:;, i. llo, oì 3, заг!Омипа!Оlцей емкости

С буферного каскада 14, вычитатсля 15, в1орым входом подключепног0 к входу аналогового ключа 13, выходу амплитудного детектора 7, входу пикового детектора 8 и второму вхо!у гервого г;ычитателя 9, второго детектора 16 обнару>кс!и!я превь1шепия нуля потенциала, выходом соединенного с вторым входом схемы ИЛИ 11.

Устройство работает следующим образом.

Для регистрации х!Омента касания проводника, пропущенного в капиллярпое отверстие сварочного инструмента с !подложкой интегральной схемы, генератор тестимпульса 4 с момента запуска шагового привода 2 на опускание механизма верти!

25 зс

45 ,0

«альных перемещений сварочной: оловкп

ifà IFIIIaeT срабатывать сигнал с частотой

60- — 70 кГц и мощностью 0,02 — 0,5 Вт, 0торыи подается я обмотку возбуждения ультразвуково." о прсо!бразователя 5. При этом сварочный !;ист!эумснт пспытыьасвибрации с амплитудой холостого хода, которые фи«сиру!отся индуктивным датчиком 6.

Лмплитудпый детектор 7 выделяет огибающую от сигнала с датчика 6, который служит для определения контакта инструмента со свариваемыгми деталями, причем остановка шаго"-,îãî привода 2 в момент

КОПТЯ ЕТЯ IIPO!!CIAO,!!!Т . О ДВУМ КЯНЯЛЯМ; ПРП частоте генератора 4 выше резонансной частоты преобразователя 5 — по первому каналу и прп частоте генератора 4 ниже резонансной частоты преобразователя 5— по второму каналу.

Отключение шагового привода 2 по первому каналу происходит следующим образом.

Сигнал с выхода амплитудного детек foj.Я 7 подастся на вход ш!«ового детектора 8, где происходит запоминание амплитуды холостого хода преобразователя 5, далее сип!ял подается а вход вычитатсля

9. Вычитатель 9 осуществляет операцию вычит нпя сигнала с выхода пикового детектора 8 от сигнала со входа пикового детектора 8. Таким образом, в режиме холостого хода напряжение на выходе вычптателя 9 отсутствует. В момент касания пн струментом !подложки интегральной схемы я мплитудг колебаний сварочного инструмента падает, а на выходе вычитателя 9 появляется сигнал, равньш разнице .хо.пого и выходного напряжения ш1««в:;0 детектора 8, которыи фикс!.:рустся дете«т,".ром 10 обпару>ке!!ия превышения нуля потспппала и через схему ИЛИ 11 п формирователь 12 формирует управляющий сига б л О к 1- и в а г — е и и я и я г О в !,"., I I! 0 ö fi o

I и 3

Отключение шагового привода 2 по второму каналу происходит следующим образо;!.

С;!гпял с Fh,ода амплп-удпог0 детектора 7 подается на вход аналогового ключа

13, который до запуска .,cocci:»""»ië керт.:

«Яльнь!х перемещений 1 открыт. В момент запуска мехаш!зма 1 аналоговый ключ 13

3!IКПЬ!ВЯСТСЯ, Я ".ßÏОМИПЯ!Оп!ЯЯ f1! ÊÎÑÒ1 фикс!!рует напряжение, соответствующее амплпту е холостого хода, которое через буферный каскад 14 подается на один из входов вычитателя 15, HB второй вход которого приходит сигнал с амплитудного ь!те«торя 7. поэтом; с!ггпял на Fh!. ñ;fc Bhiчитателя 15 отсутствует. В момент касания инструментом подложки интегральной схемы сигнал на выходе амплитудного детектора 7 растет, вычитатель 15 осуществляет операцию вычитания сигнала с запоми941074 нающей емкости С от сигнала с выхода ,амплитудного детектора 7, детектор 16 о6наружения превышения нуля потенциала отрабатывает импульс и через схему ИЛИ

11 и формирователь 12 формирует управляющий сигнал на блок управления шаговым приводом 3.

Блок управления шаговым приводом 3, .после касания инструментом подложки, от рабатывает определенное количество импульсов на шаговый привод, определяющии оптимальную деформацию привариваемого проводника, и задает скорость перемещения сварочного инструмента при сварке.

Таким образом, независимо от частоты ультразвукового генератора тест-импульса, с помощью данного устройства можно определять момент контакта инструмента с подложкой интегральной схемы, что приводит к повышению надежности работы устройства и не требует применения дорогостоящих генераторов с автоподстройкой частоты.

Формула изобретения .Устройство для сварки давлением по акт. св. № 889335, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет расширения диапазона рабочих частот, в него введены последовательно соединенные аналоговый ключ, запоминающая емкость, буферный каскад, второй вычитатель, второй детектор обнаружения превышения нуля потенциала и схема ИЛИ, при этом управляющий вход аналогового ключа подключен к второму дополнительному входу блока управления,приводом, второй вычитатель вторым входом соединен с входом аналогового ключа, выходом амплитудного детектор 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:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 889335, кл. В 23 К 11/04, 1979 (прототип).