Ultrasonik lehimləmə, metal bağlantısına çatmaq üçün yüksək qiymətləndirilmiş bir qaynaq texnologiyasıdır. Ultrasonik enerjini lehimləmə prosesinə təqdim etməklə ənənəvi lehimləmə metodlarının qaynaqlanması məhdudiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır. Bu texnologiya 9-cu əsrin ortalarında yaranmış və əvvəlcə qaynaq alüminium və onun ərintilərində çətinlik problemini həll etmək üçün hazırlanmışdır. İndi mikroelektronik qablaşdırma və dəqiq alət istehsalının sahələrində əvəzolunmaz bir prosesə çevrilmişdir.
Ənənəvi lehimləmə texnologiyası ilə müqayisədə, ultrasəs lehimləmə bir neçə əhəmiyyətli üstünlüklərə malikdir: birincisi, istilik üçün zərər riskini azaltmaqla, daha aşağı temperaturda qaynaqlana bilər - Həssas komponentlər; İkincisi, ultrasəs titrəməsi, korroziv axına ehtiyac olmadan metal səthdəki oksid qatını effektiv şəkildə məhv edə bilər; Üçüncüsü, bu texnologiyanın qaynaq mühiti üçün nisbətən aşağı tələbləri var və yaxşı qaynaq nəticələri qoruyucu qaz olmadan əldə edilə bilər. Bu xüsusiyyətlər, müasir elektronika sənayesində getdikcə daha çox miniatürləşdirilmiş və inkişaf etmiş məhsul istehsal ehtiyacları üçün xüsusilə uyğun olan ultrasəs lehimləmə edir.
Sənaye tətbiqləri baxımından, ultrasəs lehimləmə avadanlığı yüksək səviyyədə geniş istifadə edilmişdir. LED çip qablaşdırma, günəş paneli istehsalı, mikroelektronis sensor montajı və tibbi cihaz istehsalı kimi dəqiqliklər 5G rabitə avadanlığı və elektrikli nəqliyyat vasitəsi batareya idarəetmə sistemləri kimi inkişaf etməkdə olan sahələrin sürətli inkişafı ilə ultrasəs lehimləmə texnologiyasına olan tələbi davamlı bir böyümə tendensiyasını göstərdi.
2. Ultrasonik lehimləmə avadanlıqlarının iş prinsipi
Ultrasonik lehimləmə sisteminin əsas prinsipi elektrik enerjisini yüksək səviyyəyə çevirmək üçün piezoelektrik effektindən istifadə etməkdir. Yüksək - Tezlik elektrik siqnalı piezoelektrik transducer üzərində hərəkət edir, transducer, buynuz (amplituda çevirici) tərəfindən gücləndirilmiş və qaynaq alətinin başına ötürülən 20 kHz-ə qədər 60 khz-ə qədər ultrasəs tezlikli titrəmə yaradacaqdır.
Qaynaq prosesi zamanı, ultrasəs vibrasiyası, lehimli və substrat arasındakı əlaqə interfeysində müxtəlif fiziki təsir göstərir: bir tərəfdən, yüksək - tezlik qırxma qüvvəsi, təmiz metal ifşa edən metal səthindəki oksid filmini birbaşa məhv edir; Digər tərəfdən, sürtünmə istilik effekti yerli ərimənin əriməsi üçün kifayət qədər temperatur yaradır və vibrasiya nəticəsində kavitasiya effekti maye lehimin axını və yayılmasına kömək edir. Bu kompozit fəaliyyət mexanizmi ənənəvi lehimdən daha aşağı temperaturdan etibarlı metallurgiya bağlamasına nail ola bilər (adətən 30 - 50 ° C, ərimənin ərimə nöqtəsindən daha aşağı).
Avadanlıqların tezliyi seçimi sistem dizaynının əsas parametridir və ümumi əməliyyat tezliklərində 20 kHz, 35xz və 60xz daxildir. Aşağı tezliklər daha geniş amplitüd və enerji çıxışı təmin edir, qaynaq qalın materiallar üçün uyğundur; Daha yüksək tezliklər, mikro komponentlərin dəqiq qaynaqları üçün uyğun incə nəzarət edə bilər. Müasir inkişaf etmiş ultrasəs lehimləmə sistemləri, rezonans vəziyyətini qorumaq və maksimum enerji ötürmə səmərəliliyini təmin etmək üçün real vaxtda tənzimləyə bilən avtomatik tezlik izləmə texnologiyası ilə təchiz olunmuşdur.
3. Tətbiq sahələri və tipik hallar
Ultrasonik lehimləmə avadanlığı bir çox yüksək səviyyədə əsas rol oynayır. Mikroelektronik qablaşdırma sənayesində, bu texnologiya, xüsusən də böyük - elektrik cihazlarının (IGBT modulları) sahəsinin qaynaqları arasında fiş və substratlar arasındakı əlaqələr üçün geniş istifadə olunur. Bir quyu - Tanınmış avtomobillər elektronikası istehsalçısı, güc modullarının kütləvi istehsalına nail olmaq üçün çox ultrasəs lehimləmə sistemindən istifadə edir və lehim birgə məhsuldarlıq dərəcəsi ənənəvi metodun 92% -dən 99,8% -ə qədər artmışdır, istiliyi azaldır, təsirlənən zona 60% -ə qədərdir.
LED istehsalı başqa bir tipik bir tətbiq sahəsidir. Ultrasonik lehimləmə, ənənəvi gümüş yapışqan müalicəsi nəticəsində yaranan termal müqavimət problemindən qaçaraq, LED fişləri mötərizədə birləşdirmək üçün istifadə olunur. Böyük bir LED istehsalçısının tam avtomatik bir ultrasəs lehimləmə istehsal xətti təqdim etdikdən sonra məhsulun istilik müqaviməti 35% azaldı, yüngül səmərəliliyi 8% artırıldı və Flux qalyeninin səbəb olduğu etibarlılıq riskləri tamamilə aradan qaldırıldı.
Yeni enerji sahəsində, ultrasəs lehimləmə, günəş panellərinin busbar qaynağı problemini həll edir. Ənənəvi isti hava qaynağı ilə müqayisədə, ultrasəs prosesi, 3 dəfə qaynaq sürətini artırarkən 5% -dən 0,2% -dən az olan batareya hüceyrələrinin qırılma sürətini azaldır. Bir fotovoltaik müəssisə, tam avtomatik yüksək səviyyəyə çatmaq üçün inteqrasiya edilmiş vizual yerləşdirmə sistemi olan bir ultrasəs qaynaq sistemindən istifadə edir, 156mm günəş hüceyrəsinin dəqiqlik qaynağı, orta gündəlik istehsal gücü 8000 ədəd.
İnkişaf etməkdə olan 5G rabitə avadanlıqlarının istehsalında, ultrasəs lehimləmə texnologiyası Yüksək - Tezlik filtrləri, anten seriallarının və digər komponentlərin qablaşdırılmasında yaxşı çıxış edir. Bir baza stansiyası avadanlıq istehsalçısı, 60 kHz yüksəkdir - Frezononik sistem istifadə edir, 0.2mm boşalma birləşmələri, 5G yüksək qiymətləndirmə tələblərinə tam cavab verən 0.1d-dən az olan dalğa cihazları, dalğa cihazları.