Установка для ультразвуковой микросварки Советский патент 1989 года по МПК B23K20/10 

Фиг J

Изобретение относится к сварке, в частности R установкам для ультразвуковой микросварки, и может быть использовано в электронной промышленности при сборке полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Цель изобретения - повышение производительности, расширения функциональных возможностей и повышение качества сварки путем повьппения точности измерения деформации сварного соединения .

На фиг. 1 показана установка, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг, 2; на фиг. 4 - график зависимости напряжения выхода механотрона от перемещения его штыря и сварочной головки ,

Установка для ультразвуковой микросварки состоит Из корпуса 1, оптического устройства 2, сварочной головки 3 с ультразвуковым преобразователем 4, механизма 5 вертикальных перемещений сварочной головки, датчика линейных перемещений сварочной головки, выполненного в виде стакана 6, штока 7, резьбовой втулки 8, пружины 9 (фиг. 1), механотрона 10 со штырем 11, пластины 12, основания 13, двух плоских рычагов 14, 15, оси 16, пружины 17, электромагнитов 18, струн 19 прулсины 20 компенсационной, шайбы 21 стопорной. В нее входит также блок контроля деформации (не показан).

В корпусе 1 смонтированы оптическое устройство 2, сварочная головка 3 с ультразвуковым преобразователем 4, механизм 5 вертикальных перемещений сварочной головки. Стакан 6 установлен неподвижно на корпусе 1. В стакане 6 смонтирован шток 7 с пружиной 9, которые зафиксированы резьбовой втулкой 8 таким образом, что подпружиненный шток 7 одним концом постоянно взаимодействует со сварочной головкой 3, следя за ее вертикальными перемещениями, а второй конец свободно проходит через отверстия в пластине 12 и основания 13.

На основании 13, соединенном жестко с корпусом 1, установлены механо- трон 10 и расположенные на одной оси перпендикулярно механотрону два электромагнита 18. Со штырем 11 механотрона 10 механически соединена пластина 12, на которой жестко установлена ось 16. На 31ой оси смонтированы

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

с возможностью вращения два плоских рычага 1 и 15, два конца которых под- подпружинены пружиной 17 и связаны с якорями соответственно первого и второго электромагнитов 18 с помощью . струн (нитей) 19, Между вторыми кон цамн рычагов 14 и 1Ь свободно проходит шток 7, так как вторые концы этих рычагов разведены .пружиной 17. Пластина 12 вместе с осью 16 и рычагами 14, 15 подпружинены компенсационной пружиной 20 для компенса1Ц1и веса указанных элементов. Этим самым ограничивается усилие на штырь 11 механотрона 10. Стопорная шайба 21 фиксирует рычаги 14, 15 на оси 16 (фиг .2, 3). В качестве элемента 10 можно применить, например, механотрон 6М X 2Б СУ3.393002ТУ, который измеряет перемещения в пределах ± 100 мкм.

Установка для ультразвуковой сварки работает следующим образом.

После совмещения через оптическое устройство 2 привариваемого проводника с контактной площадкой интегральной схемы сварочная головка 3 опускается с помощью кулачка с переменным профилем на механизме 5 вертикальных перемещений сварочной головки и Г-об- разног о рычага, расположенного внутри корпуса 1 (не показано). При движении вниз сварочная головка 3 взаимодействует с верхним концом подпружиненного штока 7, который опускается через резьбовую втулку 8, стакан 6, отвсфстия пластины 12 и основания 13. В момент касания сварочного инструмента со свариваемыми деталями происходит нарушение механического и электрического контакта Г-образно- го рычага с кулачком с переменным профилем механизма 5 вертикальных перемещений сварочной головки, что обеспечивает подачу напряжения на электромагниты 18 и блок контроля деформации. В этот момент срабатывают электромагниты 18 и посредством струн 19 их якоря передают усилие на подпружиненные концы плоских рычагов 14 и

15,которые, проворачиваясь на оси

16,вторыми концами зажимают жестко шток 7, Затем на головку 3 подается сварочный импульс и начинается про- цесс сварки. Дальнейшее перемещение сварочной головки 3 передается через шток 7, рьршги 14, 15, ось 16, пластину 12 штырю 11 механотрона 10. Штырь 11 механотрона 10 перемещается.

5152

повторяя движение сварочного инструмента только во время процесса микросварки, В это время на выходе механо- трона 10 появляется электрический сигнал, зависяпщй от перемещения штыря 11. Этот сигнал поступает на измерительную схему усилитель, блок контроля деформации (не показаны). При достижении деформации проводника оптимального значения (35-45%) блок контроля деформации подает сигнал через механизм 5 вертикального перемещения на отключение ультразвукового генератора и электромагнитов 18, сва- рочная головка 3 уходит вверх, рычаги 14 и 15 освобождают шток 7 и процесс сварки прекращается.

Технический эффект достигается за счет стабилизации деформации присое- диняемого проводника и отсутствия необходимости переналадки сварочной установки при изменении типоразмера изделия . Формула изобретения

Установка для ультразвуковой микросварки, содержащая корпус, оптическое устройство, сварочную головку с ультразвуковые преобразователем, блок

контроля деформа1р1Й, механизм вертикальных перемещений и датчик линейных перемещений сварочной г оловки, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности микросварки, распирения функциональ- ньк возможностей и повышения качества сварки путем повышения точности измерения деформации сварного соединения, датчик линейного перемещения выполнен в вида закрепленных на основании механотрона со штырем, подпружиненной пластины с осью и двух электромагнитов, двух взаимно подпружиненных двуплечих рычагов, размещенных на оси пластины, И проходящего через отверстие, выполненное в пластине, штока установленного на корпусе с возможностью взаимодействия одним концом со сварочной головкой, а другим - с двуплечими рычагами, при этом двуплечие рычаги ..закреплены с возможностью периодического взаимодействия одной парой плеч со штоком,а другой парой - с электромагнитами, подпружиненная пластика жестко связана со штырем механотрона, а электромагниты расположены на оси, перпендикулярной оси механотрона.

Изобретение относится к сварке, в частности к установкам для ультразвуковой микросварки, и может быть использовано в электронной промышленности при сборке полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Цель изобретения - повышение производительности, расширение функциональных возможностей и повышение качества сварки путем повышения точности измерения деформации сварного соединения. При движении вниз сварочная головка взаимодействует с верхним концом подпружиненного штока, который опускается вниз через резьбовую втулку, стакан, отверстия пластины 12 и основания 13. В момент касания сварочного инструмента со свариваемыми деталями происходит нарушение механического и электрического контакта Г-образного рычага с кулачком механизма вертикальных перемещений сварочной головки. Включаются электромагниты 18 и блок контроля деформации. На головку подается сварочный импульс, и начинается процесс сварки. Дальнейшее перемещение сварочной головки передается через шток, рычаги 14, 15, ось 16, пластину 12 штырю 11 механотрона 10. Штырь 11 механотрона 10 перемещается, повторяя движение сварочного инструмента только в процессе сварки. При достижении деформацией проводника оптимального значения блок контроля прекращает процесс сварки. 4 ил.

/

Фиг.1