Способ ультразвуковой микросварки Советский патент 1977 года по МПК B23K19/04 

(54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МИКРОСВАРКИ

такта с активными центрами для схватывания металлов.

Экспериментально установлено, что сигнал акустической эмиссии возникает за очень короткий нромежуток времени, например для алюминия порядка 0,03 мксек, н ричем спектр лежит в килогерцовом диапазоне. Затем второй полосовой фильт|р из шумового спектра частот вырезает спектр частот гиперзвукового диапазона, например 1-3 кГц. Это позволяет уменьшить силовое воздействие на соединяемые элементы, резко ускорить процессы взаимной диффузии, растворение окисных пленок и образование монолитного соединения. Это обуславливает резкое проявление фонон-фононного и фонон-электронного взаимодействия соединяемых м атериалов, что сказывается на качестве микросварки.

Все это способствует уменьшению времени микросварки до 0,04-0,1 сек, так как килогерцевая (ультразвуковая) область оказывает превалируюш,ее влияние на процесс пластической деформации и создание физического контакта, а мегагерцевая или гегагерцевая (гиперзвуковая) область -на схватывание металлов, процесс диффузии и снятие внутренних напряжений в зоне соединения. Лепестки перфорированной алюминиевой ленты сваривались описываемым способом с контактной площадкой из алюминиевой пленки толш,иной 1,2 мкм на кристалле интегральной схемы без пассивации окислом, при этом получили следующие качественные показатели соединений: прочность соединения 12-14 г; коэффициент вариации на обрыв электроконтактное сопротивление 0,5-1,2 ом; коэффициент воспроизводимости контактного сопротивления 6-8%.

При пассивации кристалла интегральной

о

схемы пленкой SiO2 толшиной 760А получили следующие качественные показатели соединений: прочность соединения 7-11 г; коэффициент вариации на обрыв 9-14%; контактное электросопротивление 2-5 ом, коэффициент воспроизводимости контактного сопротивления 9-13%.

При этом время сварки составляло 0,22 сек.

Исследования показали, что при соединении проволочных выводов из алюминия диаметром 30 мкм с тонкопленочными контактами из алюминия толщиной 0,8 мйм на двуокиси кремния, прочность соединения увеличивается в 1,2-1,3 раза, электросопротивление переходного слоя уменьшается в 1,9- 2,1 раза, а воспроизводимость качества оо0 единений как по переходному элеклросоПротивлению, так и прочности увеличивается до 3 раз.

Отличительная особенность эффективности

данного способа состоит в том, что имеется

5 возможность осуществлять качественную

сварку через тонкие пассивирующие диэлеко

трические пленки толщиной до 1000-ЗОООА. Это особенно эффективно, так как исключает

0 прУДОемкую технологическую операцию удаления пассивирующих окисных пленок на контактных площадках, что сокращает срок службы соединения, так как с течением времени наблюдается появление охрупчивания

5 за счет коррозии.

Формула изобретения

1.Способ ультразвуковой микросварки, П|ри котором на свариваемые детали подают

0 ультразвуковые колебания спектра частот, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества сварных соединений, в начальный период процесса при создании физического контакта на свариваемые изделия

5 подают колебания спектра частот ультразвукового диапазона, а затем подают колебания спектра частот гиперзвукового диапазона.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что спектр частот колебаний ультразвукового

0 диапазона выбирают соответствующим спектру акустической эмиссии свариваемых деталей.

Источники информации, спринятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №502728, кл. В 23К 19/04, 1974.