Устройство для получения сварочного импульса Советский патент 1980 года по МПК B23K11/24 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРОЧНОГО

ИМПУЛЬСА

Устройство относится к микроэлектронике и может быть использовано в уйтановках для микросварки при монтаже гибридных интегральных схем инструментом расщепленный электрод и косвенным импульсным нагревом. Известно устройство для получения сварочного импульса, содержащее задаки щий генератор, усилитель мсяднобти, сварочный трансформатор, соединенные последовательно, стабилизатор напряжения, выход которого подключен ко второму , входу усилителя модности, а вход соединен с выходом формирователя QQ . Недостаток устройства - отсутствие надежного контакта в сварочной цепи электрод-монтажная проволока - контактная площадка микросхемы. Получаемые при сварке соединения иМеют большой разброс величины прочности. Известно устройство, содержащее формирсватель, задающий генератор, усилитель мощности, сварочный трансформат(Ч стабилизат 4 множитель, интегратор и компаратор J23 . Недостаток устройства - невозможность onpeAerfeHBH полной энергии выд ливщейся за время сва{)ки. Наиболее близким техническим решением является устройство, содержащее задающий генератсч, усилитель мощности, сварочный трансформатор, соединенные последовательно формирователь, стабилизатор напрязкения, выход которого подключен ко второму входу усилителя мощности, а вход соединен с выходом формирователя, компаратор, амплитудный детектор, состоящий из выпрямляквдего каскада и интегратора S . Недостаток известного устройства низкая воспроизводимость прочности сварных соединений, так как время протекания сварочного тока устанавливается при наладке установки и остается неизменным в процессе эксплуатации. Ток и мощность в,сварочной цепи изменяются на протяжении всего процесса сварки и

имеют низкую воспроизводимость от сварки к сварке из-за изменения контактного сопротивления электрод-проволока и сот рЬтивления самой проволоки вследствие окисления Торца электрода в йрсяхессе эксплуатации, загрязнения электрода и проволоки, неравномерности сечения проволоки и т.д. Все это Приводит к низкой воспроизводимости температурного режима сварки, а следовательно, и недост1аточной воспроизводимости прочности сварных соединений.

Цель изобретения - повышение воспроизводимости прочности сварных соединени

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен второй интегратор, входом подключенный к выходу первогр интегратора , а выходом - ко второму входу компаратора.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство для получения сварочного импульса содержит задающий генератор 1 усилитель мощности 2, сварочный трансформатор 3, соединенные последователь но, формирователь 4, соединенный своим выходом со входом стабилизатора 5 напряжения, выход которого подключён ко второму входу усилителя мощности 2, ге- нератор 6 тестового сигнала, усилитель 7 тестового сигнала, детектор 8, триггер 9, соединенные последовательно, причем выход генератора 6 тестового сигна1ш соединен со вторичной обмоткой сварочного трансформатора 3, а выход триггера 9 подключен к дополнительному входу формирователя 4, а такгке последовательно соединенные множитель 1О, амплитудный детектор 11. HtjTerpaTop ,12 и компаратор 13, при этом входы множителя 9 подключены один к выходной обмотке сварочнохх) трансформатора 3, второй - к токовому резистору 14, зключенноМу в цепь той же обмотки, а дополнительный вход формирователя 4 соединен с выходом кЬмпаратора 13,на второйвход которого подано регулируемое опорное напряжение.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии стабилизатор 5 закрыт и на сварочном трансформаторе , 3 напряжение отсутствует. После поступления пускового сигнала от сварочной установки включается генератор 6 тестового сигнала, вырабатывакяций переменное напряжение высокой частоты с амплитудой 0,1-0,2В. При наличии контакта в сварочной цепи триггер 8 разрешает

включение формирователя 4, с выхода которого линейно нарастающее напряжение поступает на стабилизатор 5 и далее на усилитель мощности 2 , В множителе

1О происходит вычисление мощности, поступающей в сварочную цепь.

Для определения тепловой энергии, выделяющейся в зоне сварки, и отключения сварочного импульса сигнал от детектора 11 интегрируется интегратором 12 и поступает на один из входов колшаратора 13, где происходит сравнивание сигнала, пропорционального тепловой энергии, с опорным напряжением о, которое подается на второй вход компаратора 13. При равенстве сигналов на обоих входах компаратора 13 последний отрабатывает сигнал на дополнительный вход формирователя 4, который отключает стабилизатор 5 и прекращает прснхесс сварки.

Значение опорного напряжения подбирается при наладке по критерию, которым является прочность сварного соединения. Проверка качества соединений по прочночти на отрыв показывает повышение . воспроизводимости прочности при различных режимах сварки. Так, разброс средней прочности при изменении сварочного напряжения в пределах 0,3-0,5 В не превышает 4,2% при сварке золотых проводников с золотыми пленками на ситалле и 3% при сварке тех же материалов на коваре. При этом величина опорного напряжения UQ тепловой д нерЛ1И за сварочный цикл остается неизменной. Время сварки не регламентируется и определяется автоматически.

Применение устройства для моетажа гибридных интеграль1Ёых схем позволяет снизить процент брака на операции сборки, повысить надежность установок для контактной сварки, а также значительно снизить зависимость величины прочности соединений от режимов сварки, что сокращает время поиска оптимальных режимов сварки.

Формула изобретения

Устройство для получения сварочного импульса, содержащее задающий гейератор, усилитель мощности, сварочный трансформатор, соединенные последовательно формирователь, стабилизатор напряжения, выход которого подключен ко второму входу усилителя мощности, а вход соединен с выходом формирователя, компаратор и амплитудный детектор, СТО5ЭШИЙ из выпрямляющего каскада и интегратора, отличающееся тем, что, с целью повышения воспроизводимости прочности сварных соединений, в него введен второй инч егратор, входом подключенный к выходу первого интергатора, а выходом - ко второму входу компаратора. 42 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 493092, кл. В 23 К 9/10, 1974. 2.Патент ФРГ № 2526870, кл. В 23 К 11/24, 1975. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке N9 2500830/25-27, кл, В 23 К 11/24, 1977.