Инструмент для ультразвуковой сварки

 

Сеюз Севетенлк

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>636062 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) ЗаЯвлено 0306.77 (21) 2491989/25-27 с присоединением заявки РЙ(23) Приоритет— (43) Опубликовано 051278. Бюллетень,% 45 (45) Дата опубликования описания 06.12.78

В 23 К 19/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий (от) УДК621. 791. 16 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г.R.Êóëÿâöåâ и В.Н.Стримбан (7l) Заявитель (54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ

СВАРКИ

Изобретение относится к оборудованию для ультразвуковой сварки и может быть использовано при присоединении вынодон н процессе сборки полупроводниковых приборов.

Известен инструмент с поперечной канавкой на рабочем торце fl) . Его недостатки: отсутствие фиксации проволочного вывода от бокового смещения, черезмерная деформация вывода н ограниченная длина сварного шва — следствие того, что материал вынода течет вдоль канавки вместо того, чтобы находиться в условиях второстепенного сжатия.

Также известен инструмент для ультразвуковой микросварки, выполненный в виде иглы с продольной канавкой на рабочем торце 121 . Продольная канавка фиксирует проволочный вывод от боконого смещения и ограничивает его деформацию в процессе снарки. Недостатком указанной формы рабочего торца инструмента является наличие проскальзывания между инструментом и проволокой в начальный период сварки, что

26 приводит к потере УЗ и снижению стабильности сварки.

Целью изобретения является повышение стабильности ультразвуковой микросварки.

Поставленная цель достигается тем, что в канавке ндоль ее оси выполнен ряд лунок, причем глубина h каждой лунки ныбрана н соответствии с соотношением 0,5 d и и < d, где d - диаметр лунки, а общий объем всех лунок составляет 0,05-0, 1 объема канавки.

На фиг.l изображен рабочий торец инструмента в разрезе; на фиг. 2 вид A фиг.l; на фиг.3 — сечение лунки.

На рабочем торце 1 имеется продольная канавка 2, н верхней части которой вдоль ее оси выполнен ряд лунок 3.

Лунки могут иметь цилиндрическую, сферическую или иную форму. В начальный период сварки материал вывода затекает в лунки, образуя зубцы, которые препятствуют проскальзыванию проволоки относительно инструмента. В процессе сварки материал вывода заполняет лунки полностью, и в объеме вывода, включая пространство под лунками, создается напряженное состояние, близкое к всестороннему сжатию. Благодаря этому сварной шов образуется по всей длине рабочей площадки. ,Цля эффективного устранения проскальзывания металл вывода должен затекать н лунки относительно свободно б ЗбОб 2

Формула изобретения

Составитель И. Тютчен коз а

Техред М. Борисова Корректор Н. Ковалева

Редактор И.Вирко

Заказ 6841/9 Тираж 1221 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIIT Патент, г.Ужгород, ул. Проектная, 4 а объем лунок не должен быть слишком большим. Практические испытания показали,что для свободного заполнения лунок и устранения проскальзывания должно быть выполнено условие: 0,5 Ойдо 4 d где II — глубина лунки, d - ее диаметр, а оптимальный общий объем лунок должен .составлять 0,05-0,1 объема канавки.

Инструмент был изготовлен иэ сплаsa ВКбМ. Иа рабочем торце инструмента иа длине 65 мм была выполнена продоль-10 ная .канавка радиусом 14 мкм и глубиной 9 мкм. Под углом 30О к рабочему торцу было изготовлено капиплярное отверстие диаметром 40 мкм. B верхней части канавки были сделаны 4 сфери- l5 ческие лунки диаметром 10 мкм и глубиной 8 мкм.

С помощью указанного инструмента проводили присоединение проволочных выводов диаметром 27 мкм,из алюминия 20 к контактным площадкам и траверсам полупроводникового прибора методом ультразвуковой сварки.

После сварки контролировали прочность соединения на отрыв. При этом стабильность сварки оценивали по коэффициенту вариации

+ - 100а, где 6 — среднее квадратичное отклонение; среднее арифметическое эначение прочности вывода на отрыв, полученное с заданной надежностью cr.=0,99 и точностью Ь 0,8 при размере выбор. кн в 30 соединений.

Испытания инструмента показали, что благодаря устранению проскальзывания проволоки относительно инструмента стабильность сварки повышается в среднем на 30%.

Инструмент для ультразвуковой сварки, выполненный в вице иглы с продольной канавкой на рабочем торце, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности сварки, в канавке вдоль ее оси выполнен ряд лунок, прнчем глубина каждой лунки и выбрана

s соответствии с соотношением

0,5 Д и 1 Д где 4 — диаметр лунки, а общий объем всех лунок составляет

0 05-0,1 объема канавки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. ОСТ 11 ПО 403.003-72, чертеж 1, исполнение 2.

2. ОСТ 11 ПО 409.003-72, чертеж 1, исполнение 4.