अल्ट्रासोनिक टांका लगाना एक उन्नत वेल्डिंग तकनीक है जो धातु कनेक्शन को प्राप्त करने के लिए उच्च -आवृत्ति यांत्रिक कंपन ऊर्जा का उपयोग करती है। यह टांका लगाने की प्रक्रिया में अल्ट्रासोनिक ऊर्जा शुरू करके विशेष सामग्री को वेल्डिंग में पारंपरिक टांका लगाने के तरीकों की सीमाओं में काफी सुधार करता है। यह तकनीक 20 वीं शताब्दी के मध्य में हुई थी और मूल रूप से वेल्डिंग एल्यूमीनियम और इसके मिश्र धातुओं में कठिनाई की समस्या को हल करने के लिए विकसित की गई थी। यह अब माइक्रोइलेक्ट्रोनिक पैकेजिंग और सटीक इंस्ट्रूमेंट मैन्युफैक्चरिंग के क्षेत्रों में एक अपरिहार्य प्रक्रिया में विकसित हुआ है।
पारंपरिक टांका लगाने वाली तकनीक की तुलना में, अल्ट्रासोनिक टांका लगाने के कई महत्वपूर्ण लाभ हैं: सबसे पहले, यह कम तापमान पर वेल्डिंग प्राप्त कर सकता है, गर्मी को नुकसान के जोखिम को कम करता है। संवेदनशील घटक; दूसरा, अल्ट्रासोनिक कंपन संक्षारक प्रवाह की आवश्यकता के बिना धातु की सतह पर ऑक्साइड परत को प्रभावी ढंग से नष्ट कर सकता है; तीसरा, इस तकनीक में वेल्डिंग वातावरण के लिए अपेक्षाकृत कम आवश्यकताएं हैं, और सुरक्षात्मक गैस के बिना अच्छे वेल्डिंग परिणाम प्राप्त किए जा सकते हैं। ये विशेषताएं आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में तेजी से लघु और परिष्कृत उत्पाद निर्माण की जरूरतों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त अल्ट्रासोनिक टांका लगाने के लिए।
औद्योगिक अनुप्रयोगों के संदर्भ में, अल्ट्रासोनिक टांका लगाने वाले उपकरणों का व्यापक रूप से उच्च में उपयोग किया गया है। एलईडी चिप पैकेजिंग, सोलर पैनल मैन्युफैक्चरिंग, माइक्रोइलेक्ट्रोनिक सेंसर असेंबली और मेडिकल डिवाइस उत्पादन जैसे प्रिसिजन फ़ील्ड। 5G संचार उपकरण और इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी प्रबंधन प्रणालियों जैसे उभरते उद्योगों के तेजी से विकास के साथ, अल्ट्रासोनिक टांका लगाने की प्रौद्योगिकी की मांग ने निरंतर विकास की प्रवृत्ति दिखाई है।
2। अल्ट्रासोनिक टांका लगाने वाले उपकरणों का कार्य सिद्धांत
अल्ट्रासोनिक सोल्डरिंग सिस्टम का मुख्य सिद्धांत विद्युत ऊर्जा को उच्च में परिवर्तित करने के लिए पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग करना है। आवृत्ति यांत्रिक कंपन। जब उच्च - आवृत्ति इलेक्ट्रिकल सिग्नल पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर पर कार्य करता है, तो ट्रांसड्यूसर 20kHz से 60kHz के अल्ट्रासोनिक आवृत्ति कंपन उत्पन्न करेगा, जो कि हॉर्न (आयाम कनवर्टर) द्वारा प्रवर्धित होता है और वेल्डिंग टूल हेड पर प्रेषित होता है।
वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, अल्ट्रासोनिक कंपन मिलाप और सब्सट्रेट के बीच संपर्क इंटरफ़ेस पर विभिन्न प्रकार के भौतिक प्रभाव पैदा करता है: एक तरफ, उच्च -आवृत्ति कतरनी बल सीधे धातु की सतह पर ऑक्साइड फिल्म को नष्ट कर देता है, शुद्ध धातु को उजागर करता है; दूसरी ओर, घर्षण गर्मी प्रभाव स्थानीय रूप से मिलाप को पिघलाने के लिए पर्याप्त तापमान उत्पन्न करता है, और कंपन के कारण होने वाला गुहिकायन प्रभाव तरल मिलाप के प्रवाह और प्रसार को बढ़ावा देता है। यह समग्र एक्शन मैकेनिज्म पारंपरिक मिलाप की तुलना में बहुत कम तापमान पर विश्वसनीय धातुकर्म बॉन्डिंग प्राप्त कर सकता है (आमतौर पर 30 - 50 ° C सोल्डर के पिघलने बिंदु की तुलना में कम)।
उपकरण आवृत्ति चयन सिस्टम डिज़ाइन का एक प्रमुख पैरामीटर है, और सामान्य ऑपरेटिंग आवृत्तियों में 20kHz, 35kHz और 60kHz शामिल हैं। कम आवृत्तियां अधिक आयाम और ऊर्जा उत्पादन प्रदान करती हैं, जो मोटी सामग्री वेल्डिंग के लिए उपयुक्त है; उच्च आवृत्तियों सूक्ष्म घटकों की सटीक वेल्डिंग के लिए उपयुक्त, महीन नियंत्रण प्राप्त कर सकते हैं। आधुनिक उन्नत अल्ट्रासोनिक टांका लगाने वाले सिस्टम अक्सर स्वचालित आवृत्ति ट्रैकिंग तकनीक से लैस होते हैं, जो गुंजयमान राज्य को बनाए रखने और अधिकतम ऊर्जा संचरण दक्षता सुनिश्चित करने के लिए वास्तविक समय में समायोजित कर सकते हैं।
3। अनुप्रयोग क्षेत्र और विशिष्ट मामले
अल्ट्रासोनिक टांका लगाने वाले उपकरण कई उच्च - तकनीकी क्षेत्रों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग उद्योग में, इस तकनीक का उपयोग व्यापक रूप से चिप्स और सब्सट्रेट के बीच परस्पर संबंध के लिए किया जाता है, विशेष रूप से बड़े के लिए। पावर डिवाइसों के क्षेत्र वेल्डिंग (जैसे कि IGBT मॉड्यूल)। एक अच्छी तरह से ज्ञात ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माता पावर मॉड्यूल के बड़े पैमाने पर उत्पादन को प्राप्त करने के लिए एक मल्टी -हेड अल्ट्रासोनिक टांका लगाने की प्रणाली का उपयोग करता है, और मिलाप संयुक्त उपज दर 92%पारंपरिक विधि से बढ़कर 99.8%हो गई है, जबकि गर्मी को कम करते हुए। प्रभावित क्षेत्र 60%तक।
एलईडी विनिर्माण एक और विशिष्ट अनुप्रयोग क्षेत्र है। अल्ट्रासोनिक टांका लगाने का उपयोग एलईडी चिप्स को कोष्ठक से जोड़ने के लिए किया जाता है, पारंपरिक चांदी के गोंद के इलाज के कारण थर्मल प्रतिरोध समस्या से बचने के लिए। एक बड़े एलईडी निर्माता ने पूरी तरह से स्वचालित अल्ट्रासोनिक टांका लगाने वाली उत्पादन लाइन पेश करने के बाद, उत्पाद के थर्मल प्रतिरोध को 35%तक कम कर दिया गया था, प्रकाश दक्षता में 8%की वृद्धि हुई थी, और फ्लक्स अवशेषों के कारण होने वाली विश्वसनीयता जोखिम पूरी तरह से समाप्त हो गए थे।
नई ऊर्जा के क्षेत्र में, अल्ट्रासोनिक टांका लगाने से सौर पैनलों की बसबार वेल्डिंग की समस्या हल हो जाती है। पारंपरिक गर्म हवा वेल्डिंग की तुलना में, अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया वेल्डिंग की गति को 3 गुना बढ़ाते हुए, बैटरी कोशिकाओं के टूटने की दर को 5% से कम कर देती है। एक फोटोवोल्टिक एंटरप्राइज पूरी तरह से स्वचालित उच्च उच्च स्तर को प्राप्त करने के लिए एकीकृत दृश्य स्थिति के साथ एक अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग प्रणाली का उपयोग करता है। 156 मिमी सौर कोशिकाओं की सटीक वेल्डिंग, 8,000 टुकड़ों की औसत दैनिक उत्पादन क्षमता के साथ।
उभरते 5 जी संचार उपकरणों के निर्माण में, अल्ट्रासोनिक टांका लगाने की तकनीक उच्च -आवृत्ति फिल्टर, एंटीना सरणियों और अन्य घटकों की पैकेजिंग में अच्छा प्रदर्शन करती है। एक बेस स्टेशन उपकरण निर्माता एक 60kHz उच्च का उपयोग करता है। मिलीमीटर में 0.2 मिमी रिक्ति मिलाप जोड़ों के विश्वसनीय कनेक्शन को सफलतापूर्वक प्राप्त करने के लिए आवृत्ति अल्ट्रासोनिक प्रणाली। वेव डिवाइस, 0.1db से कम के सम्मिलन हानि के साथ, जो पूरी तरह से 5g उच्च की आवश्यकताओं को पूरा करता है। आवृत्ति सिग्नल ट्रांसमिशन।