Установка для ультразвуковой микросварки

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ОБРЕТЕН ОТКРЫТИЙ (19) (И)

159 4 В 23 К 20/10 (21) 3697593/25-27 (22) 15. 12. 83 (46) 23.02.86. Вюл. И 7, (72) В.Н.Акимов, А.П.Рыдзевский я В.А.Иванов (53) 321.791.16.037 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 854649, кл.В 23 К 20/10, 1975, Авторское свидетельство СССР

У 1079386, кл. В 23 К 20/10, 1983. (54) (57 ) УСТАНОВКА ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИИКРОСВАРКИ, содержащая корпус, сварочную головку с ультразвуковым преобразователем и Г-образным рычагом, механизм вертикальных перемещений сварочной головки, кинематически связанный с одним из плеч Г-образного рычага, ультразвуковой генератор, соединенный с ультразвуковым преобразователем, блок контроля деформации, выходом соединенный с вторым входом ультразвукового генератора, а входом - с его выходом, датчик линейных перемещений сварочной головки, состоящей из постоянного магнита и элемента Холла, подключенного к второму входу блока контроля деформации, и механизм коррекции положения элемента Холла относительно постоянного магнита, выполненный в виде подвижного штока с электромагнитным фиксатором, закрепленного на корпусе, на верхнем конце которого . установлен элемент Холла, а нижний кинематически связан с механизмом вертикальных перемещений сварочной головки, причем постоянный магнит датчика линейных перемещений сварочной головки закреплен на втором плече Г-образного рычага, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности установки и улучшения качества сварки, она содержит блок коррекции положения элемента

Холла относительно постоянного магнита, входом подключенного к,элементу

Холла,а выходом — к электромагнитному фиксатору штока механизма коррекции положения элемента Холла относительно постоянного магнита, при этом второй выход блока коррекции элемента Холла относительно постоянного магнита подключен к первому входу ультразвукового генератора, а второй †.к выходу контроля деформации.

1212740

Изобретение относится к ультразвуковой микросварке и может быть использовано в оборудовании для сборки полупроводниковых приборов и интегральных схем.

30

Цель изобретения — повышение надежности установки для ультразвуковой микросварки и улуншение качества сварки.

Цель достигается за счет прове1 1 дения дополнительной коррекции элемента Холла, являющегося датчиком деформации относительно постоянного магнита и повышения-точности контроля деформации проводника в процессе сварки.

На фиг. 1 показана установка, общий вид; на фиг. 2 — структурная схема блока коррекции положения элемента Холла относительно постоянного магнита; на фиг. 3 — характеристика датчика деформации, выполненного на элементе Холла.

Установка для ультразвуковой

25 сварки состоит из корпуса 1, сварочной головки 2 с ультразвуковым преобразователем 3 и Г-образным рычагом 4, механизма 5 вертикальных перемешений сварочной головки

2, кинематически связанного с одним из плеч Г-образного рычага 4, ультразвукового генератора 6, соединенного с ультразвуковым преобразователем 3, блока 7 контроля деформации, выходом соединенного с вторым входом ультразвукового генератора 6, а входом — с выходом . ультразвукового генератора 6, датчика линейных перемещений сварочной головки, состоящего из постоянного магнита 8 и элемента Холла 9, подключенного к второму входу блока 7 контроля деформации и механизма коррекции положения элемента Холла

9 относительно постоянного магнита 8,. выполненного в виде подвижно" го штока 10 с электромагнитным фиксатором 11, закрепленного на корпусе 1, верхний конец которого несет элемент Холла 9, а нижний кинематически связан с механизмом 5 вертикальных перемещений сварочной головки через рычаг 12, причем постоянный магнит 8 закреплен на втором плече Г-образного рычага 4, блока 13 коррекции положения элемента Холла относительно постоянного магнита 8, входом подключенного к элементу Холла 9, а выходом к электромагнитному фиксатору 11 штока механизма коррекции положения элемента Холла относительно постоянного магнита 10, при этом второй выход блока 13 коррекции эле" мента Холла относительно постоянного магнита подключен к третьему входу ультразвукового генератора 6, а второй вход — к выходу блока 7 контроля деформации и первому входу ультразвукового генератора 6, в свою очередь блок 13 коррекции элемента Холла относительно постоянного магнита состоит из делителя 14 напряжения с опорным напряжением на входе ))» линии 15 задержки и последовательно соединенных усилителя 16, компаратора 17, формирователя 18, триггера 19 и эмиттерного повторителя 20, причем выход делителя 14 напряжения соединен с вторым входом компаратора 17, а вход линии )5 задержки — с вторым выходом, формирователя 18.

Установка для микросварки работает следующим образом.

После совмещения привариваемого проводника с контактной площадкой интегральной схемы происходит опускание сварочной головки 2 с помощью кулачка с переменным профилем на механизме 5 вертикальных перемещений сварочной головки и Г-образного рычага 4.

Одновременно происходит перемещение штока 10 с элементом Холла 9 и постоянного магнита 8, закрепленного на сварочной головке 2 вверх до касания сварочного инструмента со свариваемыми деталями, после чего магнит 8 фиксируется, а шток 10 с элементом Холла 9 продолжает перемещаться, при этом нарушается механический контакт между рычагом 12 и штоком 10.

В момент, когда элемент Холла 9 нахоцится в зоне, оптимальной для контроля деформации относительно постоянного магнита 8, т,е. в зоне с линейной характеристикой перемещение — электрический сигнал, блок коррекции положения элемента Холла относительно постоянного магнита 13 формирует сигнал на включение электромагнитного фиксатора 11 и шток 10 фиксируется в оптимальной зоне контроля деформации. В то же время блок

1212740 4 I

Ьов компаратора 17, на второй вход которого приходит сигнал Q делителя 14 напряжения. В момент, когда сигналы на обоих входах компаратора

17 сравниваются, т.е. элемент Холла 9 находится относительно постоянного магнита 8 в зоне оптимальной для контроля деформации, компаратор 17 отрабатывает сигнал на форми-! и рователь 18, который через линию 15 задержки формирует сигнал на запуск ультразвукового генератора 6 и сигнал, переводящий триггер 19 в противоположное состояние, и через эмиттерный повторитель 20 включает электромагнитный фиксатор 11. После окончания процесса сварки сигналом с блока 7 контроля деформации триггер 19 возвращается в исходное состояние и отключает электромагнитный фиксатор 11. коррекции положения элемента Холла относительно постоянного магнита 13 отрабатывает сигнал на включение ультразвукового генератора 6 с задержкой 1 — 10 мс, последний переводит в рабочее состояние блок контроля 7 деформации и подает сварочный импульс на ультразвуковой преобразователь 3. Свариваемые элементы де-. формируются, при этом постоянный магнит 9 перемещается относительно элемента Холла 8 и в момент достижения деформацией проводника оптимального значения 35-457. блок 7 контроля деформации отрабатывает сигнал на отключение ультразвукового генератора 6 и блока коррекции положения элемента Холла относительно постоянного магнита 13, электромагнитный фиксатор 1.1 выключается, сварочная головка 2 уходит вверх и процесс сварки прекращается. Блок 7 контроля деформации 7 в процессе сварки фиксирует разность между сигналом в момент запуска ультразвукового генератора 6 и в момент достижения деформацией оптимальногО значения.

При этом блок коррекции положения элемента Холла относительно пос-" тоянного магнита 13 осуществляет следующее функции.

В процессе опускания сварочной головки 2 сигнал с элемента Холла 9 поступает на усилитель 16, усиленный сигнал проходит на один из вхо-

Таким образом, независимо от люфтов в механических узлах установки д5 (износа, дребезга в контактных парах) блок коррекции элемента Холла относительно постоянного магнита в сочетании с механизмом коррекции положения элемента Холла относительно постоянного магнита подцерживает постоянно элемент Холла в зоне оп1 тимальной для контроля деформации проводника, что приводит к повьппению качества сварных соединений за счет

35 повышения точности контроля деформации и надежности работы установки.

1212740

1212740

Фиа2 фиг.3

Составитель В.Катин

Техред M. Гергель

Редактор Н.Пушненкова

Корректор А. Тяско

Заказ 701/21

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4

Тираж 1000 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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