Устройство для ультразвуковой сварки

 

822

cc C...c

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

1Щ7 Уб

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.01.79 (21) 2706440/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11,80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07,11.80 (51) М. Кл.

В 23К 20/10

Государственный комитет (53) УДК 621.791.16..03 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. М. Григорьев, А. П. Рыдзевский, И. П. Янович и В. А. Зенькович (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ

Устройство относится к обработке металлов давлением с ультразвуком и может быть использовано в сварочном производстве, например, при сборке полупроводниковых приборов и интегральных схем. 5

Известно устройство для ультразвуковой сварки, состоящее из преобразователя, трансформатора (волновода) и инструмента, выполненного в виде упругого элемента (1). 10

Известная конструкция позволяет осуществлять сварку на резонансном режиме в широком диапазоне нагрузок. Однако для настройки инструмента и трансформатора в резонанс требуется механическая обра- 15 ботка элементов акустического узла.

Широкое распространение получило устройство для ультразвуковой сварки, содержащее преобразователь, волновод и инструмент (2). 20

Недостатком этого устройства является трудоемкость настройки элементов в резонанс в процессе сборки системы и отсутствие их взаимозаменяемости. Это затрудняет эксплуатацию сварочных систем и требует тщательной механической доводки их звеньев для эксплуатации в оптимальных условиях резонанса, Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для ультразвуковой сварки, содержащее преобразователь, трансформатор и инструмент (3).

Недостатком конструкции является отсутствие устройств регулирования добротности системы и частоты колебаний, что очень важно для согласования элементов ультразвуковой системы в условиях серийного производства.

Цель изобретения — повышение качества сварных соединений и упрощение согласования частот ультразвуковой системы за счет плавного регулирования частоты трансформатора.

Это достигается тем, что устройство снабжено смонтированным в узловой зоне в теле трансформатора перпендикулярно его продольной оси винтом с фигурным наконечником, в трансформаторе выполнены открытая с одной стороны боковой поверхности трансформатора продольная прорезь и перпендикулярная ей сквозная прорезь, образующие в поперечном сечении трансформатора Т-образный паз, при этом продольная ось винта параллельна продольной оси стенки Т-образного паза, а фигурный наконечник установлен в Т-образном пазу с возможностью воздействия на разделенные части трансформатора.

776822

Конструкция устройства поясняется чертежом.

Устройство содержит преобразователь 1, соединенный с трансформатором 2, прорезь

3 которого выполнена Т-образной, винт 4 с фигурным наконечником 5, установленный с возможностью перемещения в теле трансформатора 2 в узловой зоне и контактирующий с двумя разделенными частями 6 и 7, инструмент 8 и крепящий элемент 9. При этом продольная ось винта 4 параллельна продольной оси стенки 10 Т-образного паза.

Сущность работы устройства заключается в следующем. После присоединения трансформатора 2 к преобразователю 1 требуется механическая обработка его торца для согласования по частоте с преобразователем.

В условиях серийного производства индивидуальная подгонка каждого трансформатора требует значительных затрат для обеспечения взаимозаменяемости элементов устройства. Кроме того, после термической обработки трансформаторов и преобразователей (например, магнитострикционных) в ряде случаев требуется согласование элементов по добротности. При сборке полупроводниковых приборов и интегральных схем качественное сварное соединение образуется при определенных режимах сварки и добротности системы, изменять и управлять которой пресдтавляется затруднительным.

Как известно, частота колебаний и скорость их распространения зависят от состояния материалов трансформатора. Изменение физико-механических свойств материала трансформатора вызывает изменение акустических свойств устройства, в частности, добротности, частоты колебаний и волнового сопротивления. Для управления акустическими свойствами и согласования элементов устройства наиболее подходящим является плавное изменение их физико-механических характеристик, например, путем создания в объеме трансформатора упругонапряженного состояния. Это осуществляется изменением ширины прорези и ее длины. Винт устанавливают в узловой зоне, где отсутствуют смещение материала, вызывающее износ элементов и расстройку частоты устройства.

Кроме того, необходимое напряженное состояние трансформатора достигается при вворачивании винта, что позволяет в значительных пределах регулировать величину изгибной и вертикальной составляющей колебаний, вводимых через рабочий торец инструмента в зону сварки. Это положительно влияет на повышение качества сварных соединений. Применение Т-образной прорези

10 вызывает одинаковое и симметричное значение величины напряженного состояния в частях 6 и 7 трансформатора, что исключает отставание колебаний по фазе и не приводит к их гашению.

Формула изобретения

Устройство для ультразвуковой сварки, 20 содержащее преобразователь, трансформатор и инструмент, о т л и ч а ю щ е е.с я тем, что, с целью повышения качества сварных соединений и упрощения согласования частот ультразвуковой системы за счет плав25 ного регулирования частоты трансформатора, оно снабжено смонтированным в узловой зоне в теле трансформатора перпендикулярно его продольной оси винтом с фигурным наконечником, в трансформаторе вы30 полнены открытая с одной стороны боковой поверхности трансформатора продольная прорезь и перпендикулярная ей сквозная прорезь, образующие в поперечном сечении трансформатора Т-образный паз, при

85 этом продольная ось винта параллельна продольной оси стенки Т-образного паза, а фигурный наконечник установлен в Т-образном пазу с возможностью воздействия на разделенные части трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

45 М 530769, кл. В 23К 19/04, 1975.

2. Рыдзевский А. П. и др. Ультразвуковая сварка в микроэлектронике. Сер. «Технология, организация производства и оборудование», вып. 7 (234). ЦНИИ «Электроника». М., 1974, стр. 5, рис. 1 а.

3. Авторское свидетельство СССР

М 373110, кл. В 23К 19/00, 1970.

776822

Составитель Н. Тютченкова

Редактор Т. Зубкова Техред А. Камышникова Корректор В. Ахрем

Заказ 2531/2 Изд. № 569 Тираж 1160 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2