અલ્ટ્રાસોનિક સોલ્ડરિંગ એ એક અદ્યતન વેલ્ડીંગ તકનીક છે જે મેટલ કનેક્શન પ્રાપ્ત કરવા માટે ઉચ્ચ - આવર્તન યાંત્રિક કંપન energy ર્જાનો ઉપયોગ કરે છે. તે સોલ્ડરિંગ પ્રક્રિયામાં અલ્ટ્રાસોનિક energy ર્જા રજૂ કરીને વેલ્ડીંગ વિશેષ સામગ્રીમાં પરંપરાગત સોલ્ડરિંગ પદ્ધતિઓની મર્યાદાઓને નોંધપાત્ર રીતે સુધારે છે. આ તકનીકીની શરૂઆત 20 મી સદીના મધ્યમાં થઈ હતી અને મૂળ વેલ્ડીંગ એલ્યુમિનિયમ અને તેના એલોયમાં મુશ્કેલીની સમસ્યાને હલ કરવા માટે વિકસિત કરવામાં આવી હતી. તે હવે માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક પેકેજિંગ અને ચોકસાઇ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ મેન્યુફેક્ચરિંગના ક્ષેત્રોમાં અનિવાર્ય પ્રક્રિયામાં વિકસિત થયું છે.
પરંપરાગત સોલ્ડરિંગ તકનીકની તુલનામાં, અલ્ટ્રાસોનિક સોલ્ડરિંગના ઘણા નોંધપાત્ર ફાયદા છે: પ્રથમ, તે નીચલા તાપમાને વેલ્ડીંગ પ્રાપ્ત કરી શકે છે, ગરમીને નુકસાનનું જોખમ ઘટાડે છે - સંવેદનશીલ ઘટકો; બીજું, અલ્ટ્રાસોનિક કંપન કાટમાળ પ્રવાહની જરૂરિયાત વિના ધાતુની સપાટી પરના ox કસાઈડ સ્તરને અસરકારક રીતે નાશ કરી શકે છે; ત્રીજું, આ તકનીકીમાં વેલ્ડીંગ વાતાવરણ માટે પ્રમાણમાં ઓછી આવશ્યકતાઓ છે, અને વેલ્ડીંગ પરિણામો રક્ષણાત્મક ગેસ વિના મેળવી શકાય છે. આ લાક્ષણિકતાઓ આધુનિક ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉદ્યોગમાં વધુને વધુ લઘુચિત્ર અને સુસંસ્કૃત અને સુસંસ્કૃત ઉત્પાદન ઉત્પાદનની જરૂરિયાતો માટે અલ્ટ્રાસોનિક સોલ્ડરિંગને ખાસ કરીને યોગ્ય બનાવે છે.
Industrial દ્યોગિક કાર્યક્રમોની દ્રષ્ટિએ, અલ્ટ્રાસોનિક સોલ્ડરિંગ સાધનોનો ઉપયોગ એલઇડી ચિપ પેકેજિંગ, સોલર પેનલ મેન્યુફેક્ચરિંગ, માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક સેન્સર એસેમ્બલી અને તબીબી ઉપકરણ ઉત્પાદન જેવા ઉચ્ચ - ચોકસાઇવાળા ક્ષેત્રોમાં કરવામાં આવે છે. 5 જી કમ્યુનિકેશન ઇક્વિપમેન્ટ અને ઇલેક્ટ્રિક વ્હિકલ બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ્સ જેવા ઉભરતા ઉદ્યોગોના ઝડપી વિકાસ સાથે, અલ્ટ્રાસોનિક સોલ્ડરિંગ તકનીકની માંગમાં સતત વૃદ્ધિનો વલણ દર્શાવવામાં આવ્યું છે.
2. અલ્ટ્રાસોનિક સોલ્ડરિંગ સાધનોનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત
અલ્ટ્રાસોનિક સોલ્ડરિંગ સિસ્ટમનો મુખ્ય સિદ્ધાંત ઇલેક્ટ્રિકલ energy ર્જાને ઉચ્ચ - આવર્તન યાંત્રિક કંપનમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે પાઇઝોઇલેક્ટ્રિક અસરનો ઉપયોગ કરવો છે. જ્યારે ઉચ્ચ - ફ્રીક્વન્સી ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલ પાઇઝોઇલેક્ટ્રિક ટ્રાંસડ્યુસર પર કાર્ય કરે છે, ત્યારે ટ્રાંસડ્યુસર 20kHz થી 60kHz ના અલ્ટ્રાસોનિક આવર્તન કંપન પેદા કરશે, જે હોર્ન (કંપનવિસ્તાર કન્વર્ટર) દ્વારા વિસ્તૃત કરવામાં આવે છે અને વેલ્ડીંગ ટૂલ હેડમાં પ્રસારિત થાય છે.
વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન, અલ્ટ્રાસોનિક કંપન સોલ્ડર અને સબસ્ટ્રેટ વચ્ચેના સંપર્ક ઇન્ટરફેસ પર વિવિધ શારીરિક અસરો ઉત્પન્ન કરે છે: એક તરફ, high ંચી - ફ્રીક્વન્સી શીઅર ફોર્સ મેટલ સપાટી પર ox કસાઈડ ફિલ્મનો સીધો નાશ કરે છે, શુદ્ધ ધાતુનો પર્દાફાશ કરે છે; બીજી બાજુ, ઘર્ષણ ગરમીની અસર સ્થાનિક રીતે સોલ્ડરને ઓગળવા માટે પૂરતું તાપમાન ઉત્પન્ન કરે છે, અને કંપન દ્વારા થતાં પોલાણ અસર પ્રવાહી સોલ્ડરના પ્રવાહ અને પ્રસરણને પ્રોત્સાહન આપે છે. આ સંયુક્ત ક્રિયા મિકેનિઝમ પરંપરાગત સોલ્ડર (સામાન્ય રીતે સોલ્ડરના ગલનબિંદુ કરતા 30 - 50 ° સે ઓછી) કરતા ઘણા નીચા તાપમાને વિશ્વસનીય ધાતુશાસ્ત્ર બંધન પ્રાપ્ત કરી શકે છે.
ઉપકરણોની આવર્તન પસંદગી એ સિસ્ટમ ડિઝાઇનનું મુખ્ય પરિમાણ છે, અને સામાન્ય operating પરેટિંગ ફ્રીક્વન્સીઝમાં 20kHz, 35kHz અને 60kHz નો સમાવેશ થાય છે. નીચી ફ્રીક્વન્સીઝ વધુ કંપનવિસ્તાર અને energy ર્જા આઉટપુટ પ્રદાન કરે છે, જે વેલ્ડીંગ ગા er સામગ્રી માટે યોગ્ય છે; ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ ફાઇનર કંટ્રોલ પ્રાપ્ત કરી શકે છે, જે માઇક્રો ઘટકોના ચોકસાઇ વેલ્ડીંગ માટે યોગ્ય છે. આધુનિક અદ્યતન અલ્ટ્રાસોનિક સોલ્ડરિંગ સિસ્ટમ્સ ઘણીવાર સ્વચાલિત આવર્તન ટ્રેકિંગ તકનીકથી સજ્જ હોય છે, જે રેઝોનન્ટ સ્ટેટને જાળવવા અને મહત્તમ energy ર્જા ટ્રાન્સમિશન કાર્યક્ષમતાની ખાતરી કરવા માટે રીઅલ ટાઇમમાં સમાયોજિત કરી શકે છે.
3. એપ્લિકેશન ફીલ્ડ્સ અને લાક્ષણિક કેસ
અલ્ટ્રાસોનિક સોલ્ડરિંગ સાધનો ઘણા ઉચ્ચ - ટેક ક્ષેત્રોમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ પેકેજિંગ ઉદ્યોગમાં, આ તકનીકનો ઉપયોગ ચિપ્સ અને સબસ્ટ્રેટ્સ વચ્ચેના ઇન્ટરકનેક્શન માટે વ્યાપકપણે થાય છે, ખાસ કરીને મોટા - પાવર ડિવાઇસીસ (જેમ કે આઇજીબીટી મોડ્યુલો) ના ક્ષેત્ર વેલ્ડીંગ માટે. એક સારી - જાણીતા ઓટોમોટિવ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉત્પાદક પાવર મોડ્યુલોના મોટા પ્રમાણમાં ઉત્પાદન પ્રાપ્ત કરવા માટે મલ્ટિ - હેડ અલ્ટ્રાસોનિક સોલ્ડરિંગ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરે છે, અને સોલ્ડર સંયુક્ત ઉપજ દર પરંપરાગત પદ્ધતિના 92%થી વધીને 99.8%થઈ ગયો છે, જ્યારે ગરમી - અસરગ્રસ્ત ઝોનને 60%ઘટાડે છે.
એલઇડી મેન્યુફેક્ચરિંગ એ બીજું લાક્ષણિક એપ્લિકેશન ક્ષેત્ર છે. અલ્ટ્રાસોનિક સોલ્ડરિંગનો ઉપયોગ એલઇડી ચિપ્સને કૌંસ સાથે કનેક્ટ કરવા માટે થાય છે, પરંપરાગત ચાંદીના ગુંદર ક્યુરિંગને કારણે થર્મલ પ્રતિકારની સમસ્યાને ટાળીને. મોટા એલઇડી ઉત્પાદકે સંપૂર્ણ સ્વચાલિત અલ્ટ્રાસોનિક સોલ્ડરિંગ પ્રોડક્શન લાઇન રજૂ કર્યા પછી, ઉત્પાદનના થર્મલ પ્રતિકારમાં 35%ઘટાડો થયો હતો, પ્રકાશ કાર્યક્ષમતામાં 8%નો વધારો થયો હતો, અને પ્રવાહના અવશેષોને કારણે થતાં વિશ્વસનીયતાના જોખમો સંપૂર્ણપણે દૂર કરવામાં આવ્યા હતા.
નવી energy ર્જાના ક્ષેત્રમાં, અલ્ટ્રાસોનિક સોલ્ડરિંગ સૌર પેનલ્સના બસબાર વેલ્ડીંગની સમસ્યાને હલ કરે છે. પરંપરાગત હોટ એર વેલ્ડીંગની તુલનામાં, અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા બેટરી કોષોના ભંગાણ દરને 5% થી 0.2% કરતા ઓછી કરે છે, જ્યારે વેલ્ડીંગની ગતિમાં 3 ગણો વધારો થાય છે. ફોટોવોલ્ટેઇક એન્ટરપ્રાઇઝ સંપૂર્ણ સ્વચાલિત ઉચ્ચ - 156 મીમી સોલર સેલ્સની ચોકસાઇ વેલ્ડીંગ પ્રાપ્ત કરવા માટે ઇન્ટિગ્રેટેડ વિઝ્યુઅલ પોઝિશનિંગ સાથે અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરે છે, જેમાં સરેરાશ દૈનિક ઉત્પાદન ક્ષમતા 8,000 ટુકડાઓ છે.
ઉભરતા 5 જી કમ્યુનિકેશન સાધનોના ઉત્પાદનમાં, અલ્ટ્રાસોનિક સોલ્ડરિંગ ટેકનોલોજી ઉચ્ચ - ફ્રીક્વન્સી ફિલ્ટર્સ, એન્ટેના એરે અને અન્ય ઘટકોના પેકેજિંગમાં સારું પ્રદર્શન કરે છે. બેઝ સ્ટેશન ઇક્વિપમેન્ટ ઉત્પાદક 60kHz ઉચ્ચ - આવર્તન અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને મિલીમીટર - વેવ ડિવાઇસેસમાં 0.2 મીમી અંતરવાળા સોલ્ડર સાંધાના વિશ્વસનીય જોડાણને પ્રાપ્ત કરવા માટે, 0.1 ડીબી કરતા ઓછાના નિવેશની ખોટ સાથે, જે 5 જી ઉચ્ચ - આવર્તન સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશનની આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે.