Ультрагукавое паянне - гэта перадавая тэхналогія зварачнага зваркі, якая выкарыстоўвае высокую - Механічную энергію частотнай вібрацыі для дасягнення металічнага злучэння. Гэта значна паляпшае абмежаванні традыцыйных метадаў паяння ў зварцы спецыяльных матэрыялаў, уводзячы ўльтрагукавую энергію ў працэс паяння. Гэтая тэхналогія ўзнікла ў сярэдзіне - 20 -га стагоддзя і першапачаткова была распрацавана для вырашэння праблемы складанасці з зваркі алюмінія і яго сплаваў. Цяпер ён ператварыўся ў незаменны працэс у галіне мікраэлектроннай упакоўкі і вырабу дакладнасці інструментаў.
У параўнанні з традыцыйнай тэхналогіяй паяння, ультрагукавая паянне мае некалькі істотных пераваг: па -першае, яна можа дасягнуць зваркі пры больш нізкай тэмпературы, зніжаючы рызыку пашкоджання цяпла - адчувальныя кампаненты; Па -другое, ультрагукавая вібрацыя можа эфектыўна знішчыць аксідны пласт на металічнай паверхні без неабходнасці агрэсіўнага патоку; Па -трэцяе, гэтая тэхналогія мае адносна нізкія патрабаванні да зваркі, і добрыя вынікі зваркі можна атрымаць без ахоўнага газу. Гэтыя характарыстыкі робяць ультрагукавую паянне асабліва прыдатная для ўсё больш мініяцюрных і складаных патрэбаў вырабу прадуктаў у сучаснай галіны электронікі.
З пункту гледжання прамысловага прымянення, ультрагукавое абсталяванне для паяння шырока выкарыстоўваецца ў высокіх З хуткім развіццём новых галін, такіх як 5G камунікацыйнае абсталяванне і сістэмы кіравання батарэямі электрамабіляў, попыт на ультрагукавую тэхналогію паяння паказаў пастаянную тэндэнцыю росту.
2. Прынцып працы ўльтрагукавога паяльнага абсталявання
Асноўным прынцыпам ультрагукавой сістэмы паяння з'яўляецца выкарыстанне п'езаэлектрычнага эфекту для пераўтварэння электрычнай энергіі ў высокую - Частата механічнай вібрацыі. Пры высокім - Частата электрычнага сігналу дзейнічае на п'езаэлектрычны пераўтваральнік, пераўтваральнік будзе генераваць ультрагукавую вібрацыю частоты ад 20 кГц да 60 кГц, які ўзмацняецца рогам (амплітудны канвэртар) і перадаецца ў галоўку зваркі.
У працэсе зваркі ультрагукавая вібрацыя стварае розныя фізічныя эфекты на кантактным інтэрфейсе паміж прыпоем і субстратам: з аднаго боку, высокая - сіла зруху частоты непасрэдна разбурае аксідную плёнку на паверхні металу, выстаўляючы чысты метал; З іншага боку, цеплавы эфект трэння выклікае дастатковую тэмпературу, каб расплавіць прыпой на мясцовым узроўні, а эфект кавітацыі, выкліканы вібрацыяй, спрыяе патоку і дыфузіі вадкага прыпоя. Гэты кампазітны механізм дзеяння можа дасягнуць надзейнай металургічнай сувязі пры значна больш нізкай тэмпературы, чым традыцыйны прыпой (звычайна на 30 - 50 ° С ніжэй, чым тэмпература плаўлення прыпоя).
Выбар частоты абсталявання - гэта ключавы параметр дызайну сістэмы, а агульныя працоўныя частоты ўключаюць 20 кГц, 35 кГц і 60 кГц. Ніжнія частоты забяспечваюць вялікую амплітуду і энергію, падыходзяць для зваркі больш тоўстых матэрыялаў; Больш высокія частоты могуць дасягнуць больш тонкага кантролю, прыдатнага для дакладнай зваркі мікра -кампанентаў. Сучасныя ўдасканаленыя ўльтрагукавыя сістэмы паяння часта абсталяваны аўтаматычнай тэхналогіяй адсочвання частот, якая можа ў рэжыме рэальнага часу наладзіць, каб падтрымліваць рэзананснае стан і забяспечыць максімальную эфектыўнасць перадачы энергіі.
3. Паля прыкладанняў і тыповыя выпадкі
Ультрагукавое абсталяванне для паяння гуляе ключавую ролю ў многіх высокіх - тэхналагічных палях. У мікраэлектроннай упакоўцы гэтая тэхналогія шырока выкарыстоўваецца для ўзаемасувязі паміж чыпамі і субстратамі, асабліва для вялікіх - зваркі электраэнергіі (напрыклад, модулі IGBT). Добрая - Вядомы вытворца аўтамабільнай электронікі выкарыстоўвае мульты - ультрагукавую сістэму паяння галавы для дасягнення масавага вытворчасці модуляў харчавання, а хуткасць ураджайнасці паяў павялічылася з 92%ад традыцыйнага метаду да 99,8%, пры гэтым зніжаючы цяпло - закранутую зону на 60%.
Вытворчасць святлодыёдаў - яшчэ адно тыповае поле прыкладання. Ультрагукавое паянне выкарыстоўваецца для злучэння святлодыёдных чыпсаў да кранштэйнаў, пазбягаючы праблемы цеплавога супраціву, выкліканай традыцыйным срэбным клеем. Пасля таго, як буйны святлодыёдны вытворца ўвёў цалкам аўтаматычную ультрагукавую вытворчую лінію паяння, цеплавы супраціў прадукту знізіўся на 35%, эфектыўнасць святла павялічылася на 8%, а рызыкі надзейнасці, выкліканыя рэшткам флюсу, былі цалкам ліквідаваны.
У галіне новай энергіі ультрагукавое паянне вырашае праблему зваркі сонечных батарэй. У параўнанні з традыцыйнай зваркай гарачага паветра, ультрагукавы працэс зніжае хуткасць паломкі клетак батарэі з 5% да менш за 0,2%, адначасова павялічваючы хуткасць зваркі ў 3 разы. Фотаэлектрычнае прадпрыемства выкарыстоўвае ультрагукавую сістэму зваркі з убудаваным візуальным пазіцыянаваннем для дасягнення цалкам аўтаматычнай высокай - дакладнай зваркі 156 -мм сонечных элементаў, пры сярэдняй сутачнай вытворчай магутнасці ў 8000 штук.
У вытворчасці новага 5G камунікацыйнага абсталявання тэхналогія ультрагукавой паяння добра працуе ў упакоўцы з высокімі - фільтрамі частот, масівам антэны і іншымі кампанентамі. Вытворца абсталявання для базавай станцыі выкарыстоўвае ўльтрагукавую сістэму вышынёй 60 кГц - для паспяховага дасягнення надзейнага злучэння 0,2 -мм прамежку папояў у міліметрах - хвалевых прылад, з стратай устаўкі менш 0,1 дБ, што цалкам адпавядае патрабаванням 5G High - Частата перадачы сігналу.