Способ контактной сварки

 

Союз Советски к

Социалистическии

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1 и 87(1035 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 06.11.79 (21) 2835842/25-27 с присоединением заявки №(23) Приоритет

Опубликовано 07.10.81. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 10.10-81 (5! )М. Кл.

В 23 К 11/10

1фсударствеииый кемитет

СССР ао делам изаеретеиий и открытий (53) УДК621. .79 1.763 (088.8) Л. Г. Миронов, Г. В. Назаров, Г. В. Виногра ов, 1 .А, М Латышев и Н. А. Гаврилова. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к контактной сварке, в частности к микросварке элементов с металлическими пленками на подложке, и может быть использовано в производстве изделий микроэлектроники;

Известен способ контактной односторонней сварки элементов с металлическими пленками, основанный на нагреве детали, обращенной к электродам переменным 3-х фаэным сварочным током (1 J.

Однако использование 3-х фазной системы питания в сварочном контуре при воздействии на процесс различных переменных факторов не исключает вероятности образования непроваров и выплесков.

Известен способ контактной сварки, преимущественно, односторонней контактной, при котором осуществляют предварительный нагрев, сварку и охлаждение соединяемых деталей переменным 3-х фаэным током от 20 трансформатора с измерением напряже- Г21

Однако трудность выбора контролируемого параметра и осушествление регулирования режима нагрева приводит к тому, что участок детали, обращенный к электродам, s процессе сварки перенагревается.

Это резко снижает качество сварных соединений. Выбранный контролируемый параметр — напряжение между электродамиге несет информацию об изменениях режима нагрева в каждой фазе сварочного кон å (Бель изобретения — повышение производительности процесса и качества сварных соединений путем увеличения стабильности нагрева соединяемых деталей.

Цель достигается тем, что на каждой стадии процесса напряжение измеряют между деталью, обращенной к электродам, и нулевой точкой вторичной обмотки трансформатора, при этом сварочный ток вклю чают в момент достижения минимально допустимого значения напряжения на стадии подогрева, а длительность тока стадии охлаждения изменяют пропорциональ,но интегралу тока по времени в интервалах времени стадии сварки.

870035

На фиг. 1 показана схема устройства поясняющая предлагаемый способ„на фиг. 2 - кривые изменения тока по стадияме

Устройство включает формирователь 1 сварочных импульсов, сварочный 3-х фаэный трансформатор 2, электроды 3, привариваемую деталь (проводник) 4, измерительный шуп 5, блок задания 6, кремниевый элемент 7, металлиэированный сереб- ts ром, шунт 8, усилитель напряжения 9, ин тегратор 10 и корректирующее устройство 11.

При пуске устройства формирователь Ъ формирует импульсы переменного тока, в результате чего сварочный трансформатор

2, электроды 3 и.проводник 1 проходят импульсы стадии подогрева, обеспечивая уменьшение и стабилизацию переходного электрического сопротивления электродпроводник.

При этом управляющий сигнал (напряжение О -01 ), снимаемый с проводника

4, посредством шупа 5 и нулевой точкой вторичной обмотки трансформатора 2, поступает в блок задания 6, в котором происходит сравнение текущего значения напряжения с заданным уровнем. Когда напряжение Q -О, измеренное в стадии подогрева, достигает минимально допустимо- З, го уровня, на выходе блока задания 6 формируется сигнал на включение тока стадии сварки через формирователь 1.

При прохождении сварочного тока через соединяемые детали 4 и 7 зона мак35 симааьного нагрева смещается к средней свариваемой точке (под средний электрод) вызывая неравномерность распределения нагрузки по фазам сварочного контура, что приводит к повышению напряжения(>-0 .

При достижении напряжения@-0, измеренного в стадии сварки, до заданного уровня с выхода блока задания 6 подается сигнал на формирователь 1. Последний осушествляет регулирование режима наг45 рева: отключается сварочный ток и включается ток стадии охлаждения.

Длительность стадии охлаждения уд,линяется пропорционально интегралу тока ,стадии сварки по времени и определяется

5О выражением:

Х - ток стадии сварки; — коэффициент пропорциональности; 6.ф - координаты времени.

Изменение длительности осушествляеч ся следующим образом.

Ток сварки измеряется в любой фазе сварочного контура с помощью шунта

8. Напряжение, пропорциональное току, снимается с шунта и через усилитель напряжения 9 подается иа интегратор 10.

Напряжение, пропорциональное длительности стадии охлаждения, сравнивается с помощью корректирующего устройства 1 1 с напряжением, пропорциональным интег ралу тока по времени и интервалах стадии сварки, и по разности этих напряжений корректируют длительность стадии охлажде- ния. С выхода устройства 11 формируется управляющее воздействие на изменение длительности этой стадии с помощью формирователя (1$

На этом термический цикл нагрева проводника (шины) с металлической пленкой, нанесенной на кремниевый элемент, заканчивается. В результате совместного действия термического цикла нагрева и пластической деформации образуется сварное соединение.

Проводник-.шина из медной фольги М1 толщиной д 20-30 мкм, покрытой слоем серебра 0 =3-9 мкм, и пленка — контактная площадка иэ серебра, нанесенная на кремниевый элемент, толщиной 3-6 мкм, сваривались на установках типа МС 3P2-, 3 и МС-ЗП3-5.

Сварные соединения испытывались на механическую прочность путем приложения к проводнику растягиваюшего усилия под углом 30 в плоскости элемента, при этом среднее значение прочности соединения составляла Pep=1200 Гс, а разрушение происходило по сечению проводника вдоль углублений от сварочных,элементов.

Изобретение>благодаря повышению стабильности нагрева проводника (шины) и .металлической пленки на кремниевом элементе>позволила исключить дефектные сварные соединения. В результате повысилось качество соединений и полностью прекратилось образование сколов и.тре щин на кремниевой подложке элементов солнечной батареи.

Формула изобретения

Способ контактной сварки, преимущест, венно односторонней точечной, при котором осуществляют предварительный подогрев, сварку и охлаждение соединяемых деталей. переменным 3-х фазным сварочным током от трансформатора с измерением напряжения, о т л и ч а ю ш и й5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 305972, кл. В 23 К 11/22, 1968.

2. Красулин Ю. П. и др. Микросварка давлением. N., Металлургия,. 1976, с. 17, 152 (прототип).

870035 б с я тем, что, с целью повышения прои няют пропорционально интегралу тока по водительности и качества увеличения ста- времени в интервалах времени стадии свар-. бильности путем нагрева соединяемых де+ ки. талей, на каждой стадии процесса напряжение. измеряют между деталью, обращенной к электродам и нулевой точкой вторичной обмотки трансформатора, при этом сварочный ток включает в момент достижения минимально допустимого значения напряжения на стадии подогрева, а длительность тока стадии охлаждения изме870035

Составитель Л. Комарова

Редактор С, Титова Техред A. Ач Корректор М. Шароши

Заказ 8723/21 Тираж 1151 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д, 4/S

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4