Способ управления процессом микросварки и контроля качества сварного соединения Советский патент 1982 года по МПК B23K11/24 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов сборки микроэлектронной аппаратуры и может быть использовано при сброке полупроводниковых приборов и интегральных схем. Известен способ управления процессом микросварки, при котором осущест;Вляют измере«ие одного из параметров режима с последующим регулированием мощности, выделяемой в зоне сЬединения 1J . Недостатком известного способа является низкая точность управления при микросварке, за счет чего снижается воспроизводимость качества микросварных соединений. Данный способ не позволяет автоматически выбирать экспери ментально обоснованные и необходимые режимы сварки для каждой контактной пары. Необходимость выбора режима сварки, особенно при сброке больших .интегральных и гибридных схем, состоит в том, что каждая контактная пло щадка обычно характеризуется различным состоянием поверхности и структу ры. Из известных наиболее близким к предлагаемому является способ управл Ленин процессом микросварки и контро ля 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 параметре измерения и параметром режима сварки. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения и автоматизация его контроля. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления процесссм 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 сварочного тока, после прдачи 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. На фиг. 1 предоставлена бло.К -схема устройства для осуществления способа управления процессом микросварки; на фиг. 2 представлены примеры записи зондирующего импульса ( кривая а), измеряемого импульса термоЭДС (кривая б), используемого для :выбора экспериментально обоснованных режимов сварки, сварочного импульса (крийая -В), импульса теЕямо-ЭДС (кр вая г ), по которому оценивается ка чество полученного соединения. . Способ осуществляют с помощью устройства, которое содержит генератор 1 зондирующих импульсов, генератор 2 сварочных импульсов, вычислительное устройство 3 и коммутатор 4, синхронизирующий работу всего устройства. Сигнал термо-ЭДС усиливают усилителем 5, подключенным к соединяемым элементам 6 и проводникам 7, располо женным на подложке 8. Данные о пара:метрах импульса терло-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 J.:. зондирующих импульсов пропускают через проводник 6 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 преобразователем 9. Результаты измерений подаются на вычислительное устройство 3. ,С помощью вычислительного устройства 3 выбирают оптимальную мощность сварочного импульса тока для каждой кон тактной пары б и 7 (фиг. 1). Затем пропускают через проводник б оптимальный сварочный импульс тока с помощью Генератора 2 сварочных импульсов тока. По ркончании воздействия сварочного импульса (кривая а) на соединяеьше; .элементы в и 7, расположенные н подлЬжке 8, снова измеряют импульс терио-ВДС (фиг. 2г) между СдедНйяема ми элементами, и по его параметрам с помощью вычислительного устройства 3 оценивают качество полученного сварн го соединения. Пример. Способ опробован при формировании соединений на контактны площадках со структурой Сг - Си - N1 рбщая толщина контактных площадок со гавляла 6000-8000 А. В качестве проводников применялась золотая проволока марки 3л 999,9 диаметром О,04.мм. Сварка выполнялась электродом ЭК1 Я2М4.088.172-(0,4-0,9)ОСТ11П0.409.00572 при давлении 95Гс. Данным методом было сформовано 200 сварных соединений НИИ. По результатам разрушающих испытаний было определено, что качество сварки по сравнению с обычными методами сварки повысилось на 20-25%. Было выявлено 5% 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 сварочн.ой установки. Процент выхода годных интегральных схем за счет повышения качества соединений увеличивается в среднем на 1517%. Формула изобретения Способ управления процессом микросварки и контроля качества сварного соединения , основанный на формирова-. нии зондирующего импульса тока и подаче его через подготовленное к сварк.е соединение с последующим измерением одного из параметров режима и регулировании сварочного тока, о тл и чающийся 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 i, соединенных элементах и по его параметрам определяют качество сварного соединения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 263320, кл. В 23;кИ/24, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР . 461816, В 23 К 11/24, 1973 (прототип) .

и