Основы электротехнологий. Анненков Ю.М - 62 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

каф. ЭИКТ ЭЛТИ ТПУ
62
УЛЬТРАЗВУКОВАЯ МИКРОСВАРКА
ЭЛЕМЕНТОВ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ
1.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1. Физика и техника ультразвуковой сварки
Главная задача любого вида сварки состоит в получении прочного
соединения свариваемых материалов. Прочность соединения обеспечи-
вается образованием химических связей между атомами соединяемых
образцов. Атомы на поверхности материалов имеют ненасыщенные свя-
зи. Поэтому, если сблизить поверхности двух тел на расстояние дейст-
вия межатомных сил, составляющих (2 - 4) Å, то образуется прочная
химическая связь, что обеспечивает
соединение материалов в единый
монолит. Проблема состоит в том, что реальная поверхность металлов
имеет неровности, она покрыта загрязнениями, состоящими из оксидов,
адсорбированных газов и органических пленок.
Таким образом, чтобы осуществить процесс сварки, необходимо уда-
лить с поверхности металлов чужеродные атомы и добиться плотного
контакта свариваемых деталей на атомном уровне. Такую
поверхност-
ную обработку материала при минимальных энергетических затратах
осуществляет ультразвук. Поэтому ультразвуковая сварка относится к
числу наиболее эффективных и экономичных видов сварки.
Для получения неразъемного соединения при сварке ультразвуком
детали в области требуемого соединения предварительно сжимают, а
затем к зоне контакта с помощью специального инструмента подводят
ультразвуковые колебания с частотой (15-70) кГц
.
В результате этого в тонких слоях контактирующих поверхностей
создаются сдвиговые деформации, разрушающие поверхностные плен-
ки и производящие своеобразную шлифовку соприкасающихся мате-
риалов. Тонкие поверхностные слои металлов нагреваются в результате
трения. Металл в этих слоях размягчается и под действием сжимающего
усилия пластически деформируется. При сближении поверхностей на
расстояние действия межатомных сил,
между ними возникает прочная
связь. Сравнительно небольшое тепловое воздействие на свариваемые
материалы обеспечивают минимальные изменения их структуры, меха-
нических и других свойств. Например, при сварке меди температура в
зоне контакта не превышает 600
о
С, а при сварке алюминия 200-300
о
С.
Принципиальная схема аппарата для УЗ-сварки состоит в следую-
щем. Высокочастотный генератор (1) служит для преобразования энер-
гии низкой частоты (50 Гц) в выходную энергию высокой частоты (15 –
70 кГц). Питание от высокочастотного генератора с плавной настройкой

Страницы