Ответы в ворде (02)

Посмотреть архив целиком

02. Конструкции бескорпусных компонентов микросборок (стр. 3 из №1). Технологические процессы сборки и монтажа. Виды микросварки, оборудование, режимы микросварки. Монтаж с использованием эвтектических сплавов.

13.5. Монтажная микросварка

Микросоединения выпол­няют золотой или алюминиевой проволокой диаметром менее 50 мкм. Основными из них являются следующие методы сварки: термокомпрессионная, с косвенным импульсным нагревом, расщепленным электродом, ультразвуковая. Микросварные соеди­нения выполняют на установках, оснащенных оптическими устрой­ствами и манипуляторами.


Рис 13.17. Термокомпрессионная сварка:

а - принципиальная схема; б - клином; в - с помощью двух игл; г - капилляром


Термокомпрессионная сварка. Она осуществляется при одновременном воздействии повышенной температуры и давления

Свариваемые детали 2 и 3 (рис. 13.17, а) устанавливают на ра­бочий стол 4 Пуансон 1 имеет вертикальное перемещение, давление можно регулировать в определенных пределах. Теплота подво­дится к пуансону и рабочему столу от нагревателя 5, представляющего собой нихромовую спираль.

Нагрев увеличивает пластичность выводов и позволяет уменьшить усилие, необходимое для их деформации. В зависимости о конкретных условий усилие выбирают в пределах 0,5... 1,8 Н, температуру 250...400°С, время сварки 5... 30 с. При термокомпрессионной сварке часто применяют защитную среду (аргон, азот и др.)

Пуансон изготовляют из материалов, не обладающих адгезиея к металлическому проводнику в условиях сварки. К таким мате­риалам относятся вольфрам, молибден, оксид бериллия и др. инструмент может иметь форму клина (рис. 13.17, б) двух игл (рис. 13.17, в) или капилляра (рис. 13.17, г).

Механизм образования термокомпрессионного соединения свя­зан с разрушением оксидной пленки и созданием тесного контакта между соединяемыми поверхностями. При этом происходит диспергирование поверхностных пленок с последующей взаимной диффузией металлов.

По мере увеличения площади сечения проводника прочность соединения уменьшается. Это объясняется повышением теплопотерь через проводник. Для выводов применяют специальные материалы (обычно золото, позолоченную медь), обладающие, хорошими электрическими и ме­ханическими свойствами.

Термокомпрессионная сварка получила широкое распространение. Недостатками ее являются высокие требования к качеству подготовки поверхности соединяемых деталей, низкая производительность процесса (не более 200 соединений в час) и низкая надежность при сварке алюминиевых проводов.








Рис. 13.18. Установка для сварки давлением с косвенным импульсным нагревом:

1 – инструмент; 2 – проволока;

3 – контактная площадка










Рис. 13.19. Электроконтактная сварка расщепленным электродом:

1 - плата; 2 - контактная площадка; 3 - электрод; 4 - прокладка; 5 - вывод микросхемы

Сварка с косвенным импульсным нагревом. Такая сварка является наиболее прогрессивной. Она отличается от термокомпрессионной тем, что рабочий инструмент нагревается только в момент сварки, а, выделение теплоты сосредоточено в нижней части, инструмента.

Электрод-инструмент под небольшим давлением приводится в соприкосновение с проводником (рис. 13.18). При прохождении импульса тока торец электрода нагревается и локально нагревает проводник до более высокой температуры чем при термокомпрессионной сварке. При этом проводник переходит в пластическое состояние, происходит его осадка под воздействием давления и о6разуется соединение.

Электрод имеет У-образную форму, что позволяет регулировать продолжительность и степень нагрева, с большой точностью. Размеры электрода выбирают такими, чтобы разогревался только его торец, т.е. та часть которая непосредственно контактирует со свариваемым элементом. Усилие сжатия зависит от пластичности материала и диаметра привариваемой проволоки. Для золотых и алюминиевых проводов давление берут в пределах 0,5...5 Н, а температуру 400...490°С.

Электроконтактная сварка расщепленным электродом (Рис. 13.19).

Эта сварка осуществляется за счет нагрева при пропускании электрического тока через свариваемые проводники между изолированными друг от друга электродами. Изолятором служит воздух (рис.13,19, а) или прокладка из диэлектри­ка (рис. 13.19, б). Основная часть теплоты выделяется в точках контакта «электрод - вывод». Электрод вы­полняют из металлов, с хорошей теп­лопроводностью и высокой температурой плавления (вольфрама, молибдена и др.). Количество выделяемой теплоты зависит от свойств поверхности раздела.

При нагреве проводников и наличии давления электродов выступы, нагретые до температуры рекристаллизации, сминаются. Площадь контакта вследствие этого увеличивается и облегчается сцепление за счет металлических связей. Длительность нагрева при сварке сдвоенным электродом значительно меньше, чем при сварке с косвенным импульсным нагревом, и возможность повреждения элементов схемы сведена к минимуму.

Расщепленный электрод применяют и для бесфлюсовой пайки. В отличие от сварки здесь нагрев требуется только для расплавления припоя, предварительно нанесенного на соединяемые детали. Этот метод особенно, пригоден в тех случаях, когда подводить припой в момент нагрева затруднительно.

При пайке сопротивлением необходимо строгое соблюдение режимов технологического процесса. Для этого, используют схемы с обратной связью работающие по принципу поддержания определенного напряжения между электродами или сохранения заданной температуры.

Ультразвуковая сварка. Ультразвуковая сварка позволяет получить неразъемное соединение металлов при совместном воздействии на деталь механических колебаний, высокой частоты; и относительно небольших сдавливающих усилий (рис. 13.20).





Рис. 13.20. Ультразвуковая сварка:

1 - плата; 2 - капилляр; 3 - про­волока; 4 - ультразвуковая голов­ка; 5 - контактная площадка


Это воздействие приводит к разрушению оксидных пленок и сглаживанию неровностей с созданием чистых поверхностей, что интенсифицирует процесс образования активных центров и приводит к образованию соединения.

Для выполнения монтажных соединений в микросхемах используют ультразвуковые генераторы мощностью около 100 Вт с час­тотой колебаний 20 ...60 кГц и при амплитуде колебаний инструмента 0,5 ... 10 мкм.

Преимуществами ультразвуковой сварки являются отсутствие нагрева, что позволяет соединять химически активные металлы; возможность соединения тонких деталей; небольшие усилия. Время, затрачиваемое на сварку, вдвое меньше, чем при термокомп­рессии, а надежность в 3 раза выше. Недостатки ультразвуковой сварки заключаются в сложности поддержания режима в зоне контакта и в более высоких требованиях, предъявляемых к по­верхности соединяемых деталей, чем при термокомпрессии.

Для улучшения качества сварки применяют комбинированные методы, при которых косвенный импульсный нагрев сочетается с ультразвуковыми колебаниями. Микросварные соединения можно получить при помощи лазерной, электронно-лучевой и плазменной сварок.


Случайные файлы

Файл
157174.rtf
109027.rtf
157415.rtf
84843.rtf
178827.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.