Технологическое оборудование контактной микросварки
Процесс микросварки заключается в нагреве соединяемых элементов протекающим электрическим током с одновременным механическим воздействием на свариваемые элементы. Сварка осуществляется расщепленным электродом или сдвоенным электродом с настраиваемым зазором. Характерный размер соединяемых проводников — 0,02–0,2 мм. Как правило, длительность сварочного импульса составляет от 5 мс до 2 с.
Для получения качественного соединения большое значение имеет форма импульса сварочного тока. Разделяют импульс предварительного нагрева и основной импульс. Это позволяет избежать термоудара и расширить номенклатуру свариваемых материалов.
Процесс сварки характеризуется рядом технологических параметров:
- формой сварочного импульса;
- величиной тока сварочного импульса;
- временем сварочного импульса;
- усилием сжатия свариваемых элементов.
К основному технологическому оборудованию контактной микросварки относятся источник сварочного тока и сварочный инструмент.
Фирма «МАГИСТР» производит источник сварочного тока «МАГИСТР-УМС-500СП», а также ручные инструменты: инструмент сварки сдвоенным электродом БИС-05 и инструмент сварки расщепленным электродом БИС-06.
Источник сварочного тока позволяет формировать сварочный импульс напряжения или тока заданной длительности и амплитуды. Сварочный импульс состоит из двух частей: подогрева и собственно сварки. Форма сварочного импульса показана на рис. 1.
Сварочный импульс характеризуется следующими параметрами:
- Uн — напряжение (ток) подогрева;
- Uw — напряжение (ток) сварки;
- Tн — время подогрева;
- Sн — время нарастания напряжения (тока) подогрева;
- Тw — время сварки;
- Sw — время нарастания напряжения тока сварки.
Прибор позволяет хранить в энергонезависимой памяти 50 различных профилей сварочного импульса.
Основные технические параметры источника сварочного тока представлены в таблице.
Параметр |
Значение |
Минимальное напряжение импульса подогрева/сварки, В |
0,1 |
Максимальное напряжение импульса подогрева/сварки, В |
5 |
Минимальный ток импульса подогрева/сварки, А |
1 |
Максимальный ток импульса подогрева/сварки, А |
50 |
Минимальное время подогрева/сварки, мс |
0,1 |
Максимальное время подогрева/сварки, мс |
1000 |
Минимальное время нарастания напряжения подогрева/сварки, мс |
0,1 |
Максимальное время нарастания напряжения подогрева/сварки, мс |
50 |
Конструктивно прибор выполнен в виде моноблока. Силовая часть построена по топологии полумостового высокочастотного преобразователя с синхронным выпрямлением.
На передней панели прибора находятся мембранная клавиатура и жидкокристаллический цветной дисплей.
На тыльной стороне прибора расположены выходные силовые клеммы подключения инструмента, разъем подключения датчика инструмента, сетевой выключатель, предохранитель, винт заземления и сетевой шнур.
Прибор может находиться в двух состояниях: «ожидание» и «работа».
В состоянии «ожидание» прибор не осуществляет опрос датчика касания инструмента и не формирует импульс сварки.
В состоянии «работа» прибор осуществляет опрос датчика инструмента. При срабатывании датчика касания источник генерирует сварочный импульс в соответствии с заданными технологическими параметрами. Для начала следующего сварочного импульса необходимо вернуть датчик в исходное состояние (убрать инструмент из зоны сварки).
Сварочный инструмент БИС-05 предназначен для осуществления контактной сварки сдвоенным электродом из материала ВА ГОСТ 18903-73 или ВА-П-А4 0,800 ТУ ЯЕО.021.118ТУ. С его помощью можно регулировать зазор между электродами и усилие срабатывания датчика касания. Внешний вид инструмента показан на рис. 3.
Сварочный инструмент БИС-06 предназначен для осуществления контактной сварки расщепленными электродами типа ЭК по ОСТ 1131.5001.7-92. Он позволяет регулировать усилие срабатывания датчика касания. Внешний вид инструмента показан на рис. 4.
- ОСТ 1131.5001.7-92. Электроды для односторонней контактной сварки.
- Борисенко А. С., Бавыкин Н. И. Технология и оборудование для производства микроэлектронных устройств. М: Машиностроение, 1983.
- Шмаков М. Микросварка при производстве микросборок и гибридных интегральных микросхем // Технологии в электронной промышленности. 2006. № 6.
- Ланин В., Петухов И. Формирование микросварных соединений в интегральных схемах контактной микросваркой // Технологии в электронной промышленности. 2010. № 7.