Способ управления процессом микросварки и контроля качества сварного соединения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик е

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03. 04. 81 (21) 3267773 25-27 (51) М. КЛ.З

В 23 К 11/24 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано300982. Бюллетень ¹ 36 (53) УДК 621.791. .763 (088.8) Дата опубликования описания 30 ° 09 ° 82

В.A. Арсентьев, Е.П. Второв, И.Ф. Пархом и Ю. Н. Куэуб (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕСССИ МИКРОСВАРКИ

И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов сбор ки микроэлектронной аппаратуры и может быть использовано при сброке полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Известен способ управления процессом микросварки, при котором осущест.вляют измерение одного из параметров режима с последующим регулированием мощности, выделяемой в зоне соединения (1).

Недостатком известного способа является низкая точность управления при микросварке, за счет чего снижается воспроизводимость качества микросварных соединений. Данный способ не позволяет автоматически выбирать экспериментально обоснованные и необходимые режимы сварки для каждой контактной пары. Необходимость выбора режима сварки, особенно при сброке болыаих .интегральных и гибридных схем, состоит в том, что каждая контактная площадка обычно характеризуется различным состоянием поверхности и структу-. ры.

Из известных наиболее близким к предлагаемому является способ управле-. ления процессом микросварки и контроля качества сварного соединения, основанный на форсировании зондирующего импульса тока и подаче его через подготовленное к сварке соединение с

Последующим измерением одного из па-. раметров режима и регулировании сварочного тока (2).

Недостатком известного способа является также низкое .качество сварки, что определяется отсутствием связи между параметром измерения и параметром режима сварки.

Цель изобретения — повышение качества сварного соединения и автоматизация его контроля.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления процессом микросварки и контроля качества сварного соединения, основанному . на формировании зондирующего.импульса тока и подаче его через подготовленное к сварке соединение с последующим измерением одного из параметров режима и регулировании сварочно25 го тока, после подачи зондирующего импульса тока измеряют на соединяемых элементах импульс термо-ЭДС, по величине которого формируют мощность импульса сварочного тока, а после

30 подачи ийпульса сварочного тока вто961898 рично измеряют импульс термо-ЭДС на соединенных элементах и по его параметрам определяют качество сварного соединения.

На фиг. 1 предоставлена блок.:-схема устройства для осуществления способа Управления процессом микросварки; на фиг. 2 представлены примеры записи зондирующего импульса (кри:вая а}, измеряемого импульса термо,ЭДС (кривая б), используемого для 10

;выбора экспериментально обоснованных режимов сварки, сварочного импульса (кривая в ), импульса термо-ЭДС (кривая г"), по которому оценивается качество полученного соединения. 15 . Способ осуществляют с помощью устройства, которое содержит генератор

1 зондирующих импульсов, генератор 2 сварочных импульсов, вычислительное устройство 3 и коммутатор 4, синхро- щ низирующий работу всего устройства.

Сигнал термо-ЭДС усиливают усилителем 5, подключенным к соединяемым элементам б и проводникам 7, расположенным на подложке 8 ° Данные о параметрах импульса термо-ЭДС поступают на вычислительное устройство 3 через преобразователь 9 аналог-код. Сварку выполняют с помощью расщепленного электрода 10.

Способ осуществляется следующим образом.

Спомощью сварочного расщепленного электрода 10 и генератора 1:, зондирующих импульсов пропускают через проводник б зондирующий импульс мощностью меньше, чем сварочный импульс тока (кривая а ). После прохождения зондирующего импульса тока измеряют импульс термо-ЭДС (кривая- б ) усилителем 5 и аналого-цифровым преобра- 40 зователем 9.

Результаты измерений подаются на вычислительное устройство 3. С помощью вычислительного устройства 3 выбирают оптимальную мощность сва- 45 рочного импульса тока для каждой контактной пары 6 и 7 (фиг. 1) . Затем пропускают через проводник б оптимальный сварочный импульс тока с помощью генератора 2 сварочных импульсов тока.

По окончании воздействия сварочного импульса (кривая а) на соединяемые) элементы б и 7, расположенные на подлЬжке 8, снова измеряют импульс термо-ЭДС (фиг. 2г) между сбедйняема- ми элементами, и по его параметрам с помощью вычислительного устройства 3 оценивают качество полученного сварного соединения.

Пример. Способ опробован при формировании соединений на контактных площадках со структурой Cr — Cu — Ni.

Рбщая толщина контактных площадок сосгавляла 6000-8000 А В качестве проводников применялась золотая проволока марки Зл 999,9 диаметром 0,04 мм.

Сварка выполнялась электродом ЭК1 .Я2М4.088.172-(0,4-0, 9)ОСТ11ПО.409.00572 при давлении, 95Гс. Данным методом было сформовано 200 сварных соединений ний. По результатам разрушающих испытаний было определено, что качество сварки по сравнению с обычными методами сварки повысилось на 20-25%. Было выявлено 5Ъ потенциально надежных сварных соединений с малой площадью контакта между соединяемыми элементами.

Таким образом, использование предлагаемого способа управления процессом микросварки с применением зойдирующего импульса, пропускаемого через соединение и последующим измерением, возникающего импульса термо-ЭДС, обеспечивает по сравнению с существующими способами, повышение качества микросварных соединений на 20-25%, снижение брака из-за выявления потенциально надежных соединений в процессе их формирования, контроль качества .соединений выполняется в автоматическом режиме и не требует дополнительных затрат времени оператора сварочной установки.

Процент выхода годных интегральных схем за счет повышения качества соединений увеличивается в среднем на 15-

17%.

Формула изобретения

Способ управле ни я процессом мик росварки и контроля качества сварного соединения, основанный на формировании зондирующего импульса тока И подаче его через подготовленное к сварке соединение с последующим измерением одного из параметров режима и регулировании сварочного тока, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, после подачи зондирующего импульса тока измеряют на соединяемых элементах импульс термо-ЭДС, по величине которого формируют мощность .импульса сварочного тока, а после подачи импульса сварочного тока вторично измеряют импульс термо-ЭДС на соединенных элементах и по его параметрам определяют качество сварного соединения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

М 263320, кл. В 23 К 11/24, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

У 461816, В 23 К 11/24, 1973.(прототип) .