Сварка сдвоенным электродом

Сварка давлением с косвенным нагревом

Сварка давлением с косвенным нагревом в отличие от термокомпрессии проводится инструментом, который импульсно нагревается проходящим по нему током. Вследствие кратковременности процесса нагрева металлический проводник в месте контакта нагревается до более высоких температур, чем при термокомпрессии. Это позволяет приваривать проводники из относительно малопластичных металлов к тонким пленкам на керамических подложках. Высокая точность поддержания температуры и малая инерционность обеспечиваются при нагреве инструмента током с частотой следования импульсов 0,5...1,5 кГц. Данный метод применяется при монтаже навесных элементов, имеющих гибкие выводы (Т =300...600^оС, Р =80...200 МПа, t =0,1...0,5 с). Сочетание термокомпрессии с косвенным импульсным нагревом и наложения УЗ-колебаний позволяют в 1,5 — 2 раза снизить усилие сжатия деталей (15...50 МПа) и увеличить прочность соединения.

Сварка сдвоенным (расщепленным) электродом применяется в технологии поверхностного монтажа, в частности при получении контактных соединений планарных выводов ИС и дискретных ЭРЭ с контактными площадками плат, жестких ленточных проводов с выводами печатных соединителей и др. Свариваемыми материалами являются медь, серебро, золото, алюминий, никель; толщина их составляет 0,03...0,5 мм.

Подготовка свариваемых поверхностей заключается в предварительном отжиге материалов для снятия внутренних напряжений и увеличения пластичности, в обезжиривании поверхностей химическими растворителями. Сварку осуществляют инструментом-электродом, изготовленным из вольфрама или молибдена в виде двух токопроводящих частей, разделенных зазором 0,02...0,25 мм в зависимости от толщины или диаметра привариваемых выводов (рис. 2.4). Для повышения жесткости инструмента между электродами устанавливают диэлектрическую прокладку. Зазор между электродами оказывает значительное влияние на глубину проникновения тока и на термическую нагрузку печатного проводника в месте соединения с диэлектриком.

Рис. 2.4. Схема сварки сдвоенным электродом:

1 — электрод; 2 — вывод; 3 — контактная площадка; 4 — основание

Как видно из рисунка ток проходит по цепи электрод-вывод-электрод. Сварку проводят одним или несколькими импульсами конденсаторного разряда с регулировкой длительности, мощности и интервалов между импульсами. Это обеспечивает предварительный нагрев зоны сварки без резкого подъема температур в начале сварочного цикла и отжиг материалов. Усилие прижима электродов Р при сварке (0,2...1,5 Н) создается в момент нагрева до максимальной температуры и снимается до окончания действия импульса тока.

Качество сварки сдвоенным электродом определяется сочетанием температур плавления соединяемых металлов, соотношением размеров выводов и толщины печатных проводников, термостойкостью платы. Медные печатные проводники вследствие высокой тепло- и электропроводности плохо свариваются, поэтому их предварительно покрывают электролитическим способом слоем никеля или золота.

Недостатками рассмотренного метода являются необходимость никелирования плат и золочение выводов ИС, точное позиционирование выводов, трудность группового контактирования, более высокая стоимость по сравнению с пайкой.

Как показывает анализ, большинство методов сварки обеспечивает индивидуальное выполнение каждого соединения, что отрицательно сказывается на их производительности.

Дата добавления: 2014-10-31