Методи приєднання виводів
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
sp;
Рис. 1.2 Схема термокомпресії з підігріванням: 1 - робочий інструмент; 2 - підігрівач робочого інструменту; 3 - приєднувальний провідник; 4 - підкладка; 5 - підігрівач підкладки, встановлений на робочому столику [3].
При температурах вище tп спостерігаються процеси, залежні від часу: повзучість, рекристалізація, дифузія. Ці три процеси грають велику роль в утворенні термокомпресійної зєднання, тому тривалість зварки впливає на міцність зєднання.
Аналіз металографії зони доброякісного термокомпресорного зєднання показує, що кордон між зварюваними металами досить чіткий, без помітної дифузії одного металу в іншій. Дифузійний процес має місце в дуже обмеженій області, оскільки невисока температура міста зварки і короткочасність недостатні для протікання глибокої дифузії. Основну роль в зміцненні зєднання грають процеси повзучості і рекристалізації.
Рис. 1.3. Умови вибору тиску і температури при термокомпресії методом гарячої голки [3].
Як приклад розглянемо умови виконання термокомпресорного зєднання золотих дротяних виводів діаметром 100 мкм із золото-хромовій плівкою на скляній підкладці (рис. 1.3). Зєднання, отримані в області Б, відрізняються хорошою якістю, їх зчеплення перевищує міцність на розрив зволікання. Деформація зволікання складає близько 50%. Зєднання, отримані в області А, спочатку характеризуються хорошим зчепленням. Але із-за вживання дуже високого тиску зволікання зазнає надлишкову деформацію, в результаті незабаром втрачає механічну міцність і руйнується безпосередньо біля контактного шва. Зєднання в області В, отримані при заниженій температурі і тиску, характеризуються слабким зчепленням. [2]
Інструмент, яким здійснюють термокомпресорне зєднання, є долотоподібною голкою, за допомогою якої притискують зволікання виводу до контактного майданчика на підкладці. Інструмент закріплений на важелі, рух якого від руки оператора регулюється пружиною. Жало інструменту має на кінці виступ, завдяки чому матеріал зволікання відтісняється при тиску по обидві сторони виступу (рис. 1.4). Найбільш важким при виконанні зварки є забезпечення точності установки тиснула. Тиск при термокомпресії складає близько 100 г при діаметрі контактного зволікання до 50 мкм, тривалість 1,5 сек. Майдан, займаний контактною зоною, дуже малий. Наприклад, при зволіканні 25 мкм майдан складає 150x30 мкм.
Рис. 1.4. Термокомпресорне формування: інструментом з капіляром (а) і з виступом (б) [3].
Жало має бути виконане з матеріалів, з якими не відбувається схоплювання при зварці: з твердого сплаву ВК-15, кераміки окислу берилія, молібдену. Метод термокомпресії вимагає ретельного контролю основних параметрів процесу: тиску, температури і часу зварки.
Міцність зварки оцінюється значеннями контрольного зусилля від 0,3 до 2,5 г, що додається уздовж осі зволікання і ще не викликає відривши. Наприклад, для зволікання діаметром 25 мкм при зєднанні з товстим зовнішнім виводом типова величина контрольного зусилля складає 0,5 г [3].
Таблиця 1.1 Оптимальні режими термокомпресійного зварювання різних металів [4]
Матеріал виводівМатеріал напівпровідника або покриттяТемпература нагріванняПитомій тиск
10-7 н/м2Деформація %Година зварюванняAu
Si
Ge
Al (напилений)
Au (напилене)
Au (гальванічне)
Ag (впалене)350
350
250-350
300-350
250-400
40014-15
10-15
10-15
9-11
10-15
13-1475
75
30-50
30-50
50-75
9010
5
5-10
5-20
3-5
10Al
Si
Ge
Al (напилений)
Au (напилене)
Au (гальванічне)
Ag (впалене)440
390
350-400
350
350
4005
3
6-7
3
3
6-790
75
90
75
75
9030
30
5
20
20
20Ag
Al (напилений)
Au (напилене)
Au (гальванічне)400
350-400
350-40018-19
14
18-1970
70
7020
20
20
1.2 Конденсаторна зварка електроконтактів
Конденсаторна зварка (ЕКС) електроконтактів - це процес отримання нерозємного зєднання нагрівом зварюваних кромок до пластичного стану і подальшим їх стискуванням (осіданням). Для нагріву зварюваних кромок через них пропускають електричний струм. При цьому кількість необхідної теплоти можна визначити по наступній формулі (закон Джоуляленца): а = 0,24I2Кt (де I зварювальний струм; К опір ділянки ланцюгу в місці контакту; t час дії струму). Окрім зварювального струму, який зазвичай складає декілька десятків тисяч ампер, і тривалість його проходження, основним параметром зварки електроконтакта є: зусилля стискування електродів, яке залежно від зварюваних матеріалів складає 1-20 кН. Монолітні електроди виготовляють з бронзи БрБ2, БрХБ або БрНБТ, підстава; комбінованих з міді М1, М2 або МЗ, а робочу частку із сплаву ВМ. [7]
Найбільш поширена зварка електроконтакта нерухомими електродами, при якій деталі, що сполучаються, встановлюють в спеціальне гніздо нижнього електроду, а верхній електрод при опусканні центрує їх і стискує з питомим тиском 50100 Н/мм2. При роликовій зварці електроконтакта деталі, що сполучаються, переміщаються між двома вращающимися роликами.
ЕКС допускає зєднання тонкостінкових (0,15 мм) балона і ніжки, що отримуються штампуванням. У круглому металлостеклянном корпусі міцність і герметичність виводів збільшені за рахунок заполнения склом порожнистої тонкостінної коваровой ніжки. Глибоко розташований зварний шов виключає можливість випліскування металу всередину корпусу. Матеріал ніжки - ковар, балона - ков