Устройство для автоматической стабилизации энергии при ультразвуковой сварке

Патент 979054

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Советски к

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к лвтовскомю свидитильствю (ti) 979054 (6!} Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02,02.81 (2l ) 3243232/25-27 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 07.12.82. Бюллетень ¹45

Дата опубликования описания 07.12.82 (53)М. Кл.

В 23 К 20/10

6 06 8 1/08

Гееуднрстынный комитет

СССР

А0 делам изобретений к открытий (53) УДК621. .79 1.89 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Беляков и В. М. Головин (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАБИИ

ЭНЕРГИИ ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКЕ

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано в установках ультразвуковой микросварки при монтаже интегральных схем и полупроводниковых приборов.

Известно устройство стабилизации вы5 ходного напряжения ультразвукового генератора, содержащее последовательно соединенные ультразвуковый генератор, обмотку дросселя с регулироваемой индуктивностью, ультразвуковый преобразователь, выпрямительный мост, вход которого подключен к входу преобразователя, а выход к базе регулирующего транзистора, эммитер которого через вторую обмотку дросселя соединен с источником подмагничивания 5 1 ).

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает 2о стабилизапию амплитуды колебаний преобразователя при изменении частоты и сопротивления от нагрева и под воздейст вием нагрузки.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для автоматической стабилизации энергии при ультразвуковой сварке, содержащее ультразвуковый генератор, преобразователь и датчик механических колебаний преобразователя, амплитудный селектор, одним входом связанный с источником опорного напряжения, а другим - с датчиком колебаний, а выходом через усилитель и детектор - с управляющим входом делителя напряжения, который подключен между задающим каскадом и усилителем мощности генератора 2 .

Недостатком известного устройства является низкая воспроизводимость прочности соединений, получаемых ультразвуковой сваркой, что обусловлено отсутствием связи в известном устройстве между напряжением преобразователя и амплитудой скорости колебаний.

Белью изобретения является повышение качества соединений.

3 9790

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматической стабилизации энергии при ультразвуковой сварке, содержащее ультразвуковой генератор, преобразователь и датчик меха5 нических колебаний преобразователя, имплитудный селектор, одним входом связанный с источником опорного напряжения, а другим входом вЂ” с датчиком коле баний, а выходом через усилитель и де- @ тектор с управляющим входом делителя напряжения, который подключен между задающим каскадом и усилителем моц<ности генератора, введен измеритель ам.ч плитуды скорости колебаний, причем цоследний подключен между выходом датчика и вторым входом амплитудного селектора..

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство для автоматической стабилизации акустической энергии при ультра-. звуковой сварке содержит ультразвуковой генератор 1, датчик 2 механических колебаний преобразователя, амплитудный селектор 3, одним входом связанный с источником 4 опорного напряжения, выходом через усилитель 5 и детектор 6с управляющим входом делителя 7 напряжения, включенного между задающим каскадом и усилителем напряжения генератора 1, а также измеритель 8 акцши= туды колебательной скорости, включенный между выходом датчика 2 и вто= рым входом амплитудного селектора 3.

Устройство работает следующим образом. >

Напряжение с датчика 2, пропорциональное амплитуде механических колебаний ультразвукового преобразователя, преобразуется измерителем 8 амплитуды скорости колебаний в напряжение, пропорциональное амплитуде скорости колебаний и поступает на амплитудный селектор 3, где сравнивается с опорным напряжением, 45 задающим необходимый уровень амплитуды колебательной скорости. Напряжение рассогласования с амплитудного селектора 3 усиливается усилителем 5, детектируется и фильтруется 6, т.е. преобразуется в напряжение управления. Напря50 жение управления с помощью делителя

7 напряжения изменяет выходное напря54 4 жение ультразвукового генератора 1 таким образом, чтобы амплитуда колебательной скорости преобразователя соответствовала желаемой, т.е. установленной источником 4 опорного напряжения.

Таким образом, независимо от резонансной частоты и сопротивления преобразователя, изменяющихся от нагрева и воздействия нагрузки, устройство обеспечивает высокую стабильность амплитуды колебательной скорости преобразователя, а следовательно, и ультразвуковой энергии при сварке.

Это позволяет стабилизировать пропесс соединения материалов в твердой фазе, обеспечить получение максимальной прочности, оптимальной величины площади контакта и глубины объемного взаимодействия.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить воспроизводимость прочности соединений и повышает выход годных приборов.

Формула изобретения

Устройство для автоматической стабилизации энергии при ультразвуковой сварке, содержащее ультразвуковый генератор, преобразователь и датчик механических колебаний преобразователя, амплитудный селектор, одним входом связанный с источником опорного напряжения, вторым входом - с датчиком колебаний, а выходом через усилитель и детекторс управляющим входом делителя напряжения, который подключен между задающим каскадом и усилителем мощности генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения качества соединений, в него введен измеритель амплитуды колебательной скорости, который подключен между выходом датчика и вторым входом амплитудного селектрра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Донской А. В. и др. Ультразвуковые электротехнологические установки. М., "Энергия, 1968, с. 56-58.

2. Авторское свидетельство СССР

М 307817, кл. Ь 06 В 1/08, 1968 (прототип) .

979054

Составитель В. Катин

Редактор Г. Прусова Техред Ж. Кастелевич

Корректор Г. Решетняк

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9476/17 Тираж 1153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раупнская наб., д. 4/5