Акустикоэмиссионный способ контроля процесса контактной сварки элементов изделий

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий по сигналам акустической эмиссии (АЭ) и может быть использовано для контроля качества сварки корпусов при герметизации микросхем. Целью изобретения является повышение достоверности контроля сварки состоящих из крышки и основания металлокерамических корпусов микросхем за счет создания в зоне сварки механического напряжения силой Лоренца, что повышает напряженное состояние в зоне сварки и активизирует АЭ трещин . Ко рпус микросхемы помещают в постоянное магнитное поле, перпендикулярное плоскости крышки, корпуса. Пропускают импульсный сварочный ток через электроды и корпус микросхемы. Преобразователь АЭ располагают на одном из сварочных роликовых электродов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)з G 01 N 29/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4690227/28 (22) 11.05.89 (46) 15.06.91. Бюл. N. 22 (71) Марийский политехнический институт им. А.M.Ãîðüêoão (72) Н.М;Скулкин (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1373103, кл, G 01 N 3/24, 1986.

Иванов В.И., Белов В.М. Акустикоэмисс 1онный контроль сварки и сварочных соединений. M., Машиностроение, 1981, с. 81, 140, (54) АКУСТИКОЭМИССИОН Н ЫЙ СПОСОБ

КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА КОНТАКТНОЙ

СВАРКИ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий по сигналам акуИзобретение относится к неразрушающему контролю изделий по сигналам акустической эмиссии (АЭ) и может быть использовано для контроля качества сварки корпусов при герметизации микросхем.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля сварки состоящих из крышки и основания металлокерамических корпусов микросхем за счет создания в зоне сварки механического напряжения силой Лоренца, что повышает напряженное.состояние в зоне сварки и активизирует АЭ трещин.

На фиг.1 представлено размещение преобразователя АЭ по отношению к объекту сварки (крышке и основанию корпуса); на фиг.2 — структурная схема устройства для реализации акустикоэмиссионного способа. контроля процесса контактной сварки кры. Ж 1656446 А1 стической эмиссии (АЭ) и может быть использовано для контроля качества сварки корпусов при герметизации микросхем, Целью изобретения является повышение достоверности контроля сварки состоящих из крышки и основания металлокерамических корпусов микросхем за счет создания в зоне сварки механического напряжения силой

Лоренца, что повышает напряженное состояние в зоне сварки и активизирует АЭ трещин. Корпус микросхемы помещают в постоянное магнитное поле, перпендикулярное плоскости крышки. корпуса. Пропускают импульсный сварочный ток через электроды и корпус микросхемы. Преобразователь АЭ располагают на одном из сварочных роликовых электродов. 2 ил. шек металлокерамических корпусов микросхем.

Устройство для реализации акустикоэмиссионного способа контроля процесса контактной сварки крышек металлокерамических корпусов микросхем содержит роликовые электроды 1 и 2, преобразователь 3 сигналов АЭ, расположенный на одном из роликовых электродов 1, постоянный магнит 4 с обмоткой 5, соединенные последовательно тиристорный преобразователь 6, триггер 7 Шмидта, согласующий мультивибратор 8, ключ 9, накопитель 10 (интегратор), пороговый блок 11, выход которого соединен с входом тиристорного преобразователя 6. второй выход тиристорного преобразователя 6 соединен с роликовым электродом 1, выход преобразователя 3 соединен с входом ключа 9.

1656446

25

Акустикоэмиссионный способ контроля процесса контактной сварки крышек металлокерамических корпусов микросхем осуществляется следующим образом.

Свариваемые детали корпуса микросхемы: герметизирующую крышку 12 и металлокерамическое основание 13 — помещают в поле постоянного магнита 4, через обмотку 5 которого пропускают постоянный ток. величину тока побдирают экспериментально, исходя иэ чувствительности контроля и геометрии взаимного расположения элементов устройства для реализации способа. Тем самым создают постоянное магнитное поле, перпендикулярное плоскости крышки 12 корпуса. Воздейств,ют на роликовый электрод 1 сжимающим усилием 0,8-1,5 кг, которое передается в точку 14 контакта роликового электрода 1 с крышкой 12, и в точку 15 контакта крышки 12 и металлокерамического основания 13 пропускают сварочный ток 50 — 70 А, Взаимодействие. сварочного тока с магнитным полем создает импульсно меняющуюся силу Лоренца. Порождаемые силой Лоренца импульсы механического напряжения можно регулировать путем изменения напряженности магнитного поля (тока в обмотке 5 магнита 4), т.е. независимо от импульсов сварочного тока, величина которых может определяться причинами, не связанными с акустикоэмиссионным контролем, например температурой в зоне сварки. Импульсы силы Лоренца, накладываясь на термомеханические напряжения, прибдижают зону сварки к состоянию растрескивания, т.е. к порогу трещинообразования, но не переходят этого порога. При воздействии сжимающих усилий, силы Лоренца и сварочного тока происходит нагрев, разрушение окисных пленок, загрязнений, неровностей и пластическая деформация в этих точках, осуществляется сварка и формирование акустического контакта. При этом сварочный ток подают импульсами 0,2 — 1,5 с, а роликовый электрод 1 перемещают на расстояние, обеспечивающее перекрытие точек сварки. Тепловое и механическое воздействие вызывает сигналы АЗ развивающихся трещин 16. сигналы АЭ проходят через роликовый электрод 1 и поступают на преобразователь 3. Анализ сигналов АЭ производят в межимпульсный период. По параметрам анализируемых сигналов определяют дефекты, не только возникшие в сварочном шве, но и возникающие или развивающиеся в металлокерамическом основании 13. Анализ сигналов АЭ и формирование управляющего воздейств я. нг тиристорный преобразователь 6, вырабатывающий импульсы сварочного тока. производят следующим образом. Для устранения растрескивания изделий при сварке регулируют длительность сварочных импульсов.

При этом сигналы АЭ с преобразователя 3 (пьезоэлемент) подают на ключ 9, который в этот момент замкнут и пропускает сигнал на накопитель 10. Чем ближе. воздействие на корпус к порогу разрушения корпуса, тем больше число импульсов АЭ поступает на накопитель 10, тем раньше поступает на тиристорный преобразователь 6 запирающий импульс, прерывающий импульс сварочного тока. Прерывающий импульс создают пороговым блоком 11, срабатывающим после того, как на накопитель 10 поступило необходимое число импульсов, Это число 11 задают порогом порогового блока

11 и определяют заранее экспериментально для каждого типа корпусов. В те моменты, когда сварочный ток не идет, накопление шумового сигнала не происходит, Для этого при запуске токового импульса сварки срабатывает триггер 7 Шмидта и согласующий мультивибратор 8, тем самым запирают ключ 9 и прерывают цепь преобразователь

3 — накопитель 10

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить достоверность контроля сварки металлокерамических корпусов микросхем за счет помещения корпуса в постоянное магнитное поле, повышающее напряженное состояние в зоне сварки.

Формула изобретения

Акчстикозмиссионный способ контроля процесса контактной сварки элементов изделий, заключающийся в том, что прижимают электроды к элементам изделия, пропускают через электродь импульсный сварочный ток, принимают сигналы преобразователем акустической эмиссии синхронно импульсам сварочного тока, по параметрам сигналов акустической эмиссии контролируют процесс сварки элементов изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения контроля сварки состоящих из крышки и основания металлокерамических корпусов микросхем, корпус помещают в постоянное магнитное поле, перпендикулярное плоскости крышки корпуса, а преобразователь устанавливают на сварочном электроде.

1656446

Составитель К.Хилков

Редактор Н.Сильнягина Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Заказ 2308 Тираж 399 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101