Устройство для ультразвуковой сварки

 

CCNO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3833276/25-27 (22) 25. 12. 84 (46) 23.05.86. Бюл. У 19 (71) Институт электроники АН БССР (72) В.М.Колешко, В.Я.Сунка, С.С.Кривоносов и А.В.Гулай (53) 621.791.16.037(088.8) (56) Патент ФРГ У 1810406 кл. В 06 В 3/04, 1973.

Патент Японии Ф 53-3627, кл. В 06 В 1/06, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 620354, кл. В 23 К 20/10, 1977.

Авторское свидетельство СССР

В 1098719, кл. В 23 К 20/10, 1984. (54)(57) УСТРОЙСТВО AJAR УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ, содержащее излучатель с пьезоэлементами, выполненный с пассивной отражающей и активной излучающей накладками, трансформатор скорости и сварочный инструмент, установленный перпендикулярно продольной (Р11 В 23 К 20/10 В 06 В 3/00 оси трансформатора скорости, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения качества сварных соединений за счет уменьшения паразитных изгибных колебаний, пассивная отражающая и активная излучающая накладки выполнены в виде полушариев, соединенных между собой дисковыми пьезоэлементами, установленными перпендикулярно продольной осн трансформатора скорости, в пассивной отражающей накладке и на свободном тор(1е трансформатора скорости выполнены конусообразные выборки, вершины которых расположены на продольной оси ., трансформатора скорости, при этом вершина выборки пассивной накладки направлена в сторону от пьезоэлементов, вершина выборки трансформатора скорости направлена в сторону сварочного инструмента, а диаметр полутариев равен половине длины волны, 1232435

4$

Изобретение относится к области оборудования для ультразвуковой сварки, в частности для ультразвуковой сварки полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Целью изобретения является повышение качества сварных соединений за счет уменьшения параэитных изгибных колебаний низкой частоты.

На фиг.l показано устройство для ультразвуковой сварки, общий вид; на фиг.2 †. направления распространения волн.

Устройство содержит отражающую накладку 1, конусообразную выборку 2 в отражающей накладке, дисковые пьезоэлементы 3, трансформатор 4 скорости, сварочный инструмент 5, конусообразную выборку 6 в трансформаторе скорости, излучатель 7 и излучающую накладку 8.

Пьезоэлементы 3 расположены по экваториальному диаметру излучателя 7 . перпендикулярно продольной оси преобразователя. Трансформатор 4 скорости (волновод) служит для усиления ультразвуковых колебаний и имеет конусообразную выборку 6, направленную вершиной к излучателю, тем самыми играет роль уголкового отражателя для прямой продольной волны. Угол растра

О е лежит в пределах 0 iaL 180

Диаметр излучателя 7, имеющего форму шара, равен половине длины волны h/2. Шарообразная форма излучатес ля 7 позволяет концентрировать ультразвуковые колебания, так как размер па экваториальному диаметру значие тельно больше диаметра начала трансформатора скорости. Конусообразная выборка 2 в отражающей накладке 1" направлена вершиной от пьезоэлементов 3 и служит уголковым отражателем для обратной волны, тем самым исключая взаимодействия ее с прямой воло ной. Угол растра составляет О К<180, а глубина равна Э /8.

Прямая волна 9, падая на поверхность отражающей накладки, частично превращаясь в обратную волну 10, направлена к центру излучателя, так как его поверхность сферическая. Волна

10 отражается от поверхности конусо$

1$

2$

3S образной выборки 11 перпендикулярно направлению прямой волны, в результате этого не наблюдается взаимодействия отраженной волны 10 с прямой волной 12, которое ведет к образованию стоячих волн, модуляции прямой волны, что способствует образованию паразитных изгибных колебаний сварочного инструмента низкой частоты. Аналогичное явление происходит и на торце трансформатора скорости. Прямая волна 12, падая на конусообразную поверхность торца волновода, отражается перпендикулярно направлению прямой волны и таким образом исключается взаимодействие прямой 12 и отраженной 13 волн.

При подаче на излучатель напряжения возбуждения амплитудой, равной

250-300 В, амплитуда механических ко" лебаний ультразвуковой частоты составляет 4-6 мкм, при этом паразитные колебания низкой частоты достигают величины 0,3-0,5 мкм по сравнению с другими ультразвуковыми устройствами, где они соответственно были 34 мкм полезные и 4-5 мкм (параэитные) низкочастотные. Наряду с этим КПД предлагаемого устройства повысился на 10-15У., так как концентрация ультразвуковой энергии происходит не только за счет конусообразной формы трансформатора скорости, но также за счет шарообразной формы излучателя и уменьшения паразитных изгибных колебаний низкой частоты сварочного инструмента. Это обусловлено тем, что наличие этих колебаний вынуждает располагать сварочный инструмент в узле, а не в пучности продольных колебаний трансформатора скорости, или применять демпферы, которые одновременно ведут к потерям полезных колебаний.

Использование предлагаемого устройства позволяет реализовать технологический процесс микросварки проволоки больших диаметров с использованием ультразвуковых колебаний на оптимальных режимах и повышает качество сварки полупроводниковых приборов и гибридных интегральных схем различного назначения.!

232435

Составитель Н.Тютченкова

Техред И.Попович

Корректор С.Черни

Редактор Л.Гратилло

Заказ 2729/!5

Тираж lOOI

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ултород, ул. Проектная, 4 о