Ultrasonic Soldering adalah teknologi pengelasan canggih yang menggunakan energi getaran mekanik frekuensi tinggi untuk mencapai koneksi logam. Ini secara signifikan meningkatkan keterbatasan metode penyolderan tradisional dalam pengelasan bahan khusus dengan memperkenalkan energi ultrasonik ke dalam proses penyolderan. Teknologi ini berasal dari abad ke -20 dan awalnya dikembangkan untuk menyelesaikan masalah kesulitan dalam pengelasan aluminium dan paduannya. Sekarang telah berkembang menjadi proses yang sangat diperlukan di bidang kemasan mikroelektronik dan pembuatan instrumen presisi.
Dibandingkan dengan teknologi solder tradisional, solder ultrasonik memiliki beberapa keunggulan yang signifikan: pertama, dapat mencapai pengelasan pada suhu yang lebih rendah, mengurangi risiko kerusakan pada komponen panas - Kedua, getaran ultrasonik dapat secara efektif menghancurkan lapisan oksida pada permukaan logam tanpa perlu fluks korosif; Ketiga, teknologi ini memiliki persyaratan yang relatif rendah untuk lingkungan pengelasan, dan hasil pengelasan yang baik dapat diperoleh tanpa gas pelindung. Karakteristik ini membuat penyolderan ultrasonik sangat cocok untuk kebutuhan manufaktur produk yang semakin miniatur dan canggih di industri elektronik modern.
Dalam hal aplikasi industri, peralatan solder ultrasonik telah banyak digunakan di bidang presisi tinggi seperti kemasan chip LED, pembuatan panel surya, perakitan sensor mikroelektronik, dan produksi perangkat medis. Dengan perkembangan cepat industri yang muncul seperti peralatan komunikasi 5G dan sistem manajemen baterai kendaraan listrik, permintaan untuk teknologi solder ultrasonik telah menunjukkan tren pertumbuhan yang berkelanjutan.
2. Prinsip kerja peralatan solder ultrasonik
Prinsip inti dari sistem solder ultrasonik adalah menggunakan efek piezoelektrik untuk mengubah energi listrik menjadi getaran mekanik frekuensi tinggi - Ketika sinyal listrik yang tinggi
Selama proses pengelasan, getaran ultrasonik menghasilkan berbagai efek fisik pada antarmuka kontak antara solder dan substrat: di satu sisi, gaya geser frekuensi tinggi - secara langsung menghancurkan film oksida pada permukaan logam, memaparkan logam murni; Di sisi lain, efek panas gesekan menghasilkan suhu yang cukup untuk melelehkan solder secara lokal, dan efek kavitasi yang disebabkan oleh getaran meningkatkan aliran dan difusi solder cair. Mekanisme aksi gabungan ini dapat mencapai ikatan metalurgi yang andal pada suhu yang jauh lebih rendah daripada solder tradisional (biasanya 30 - 50 ° C lebih rendah dari titik leleh solder).
Pemilihan frekuensi peralatan adalah parameter utama desain sistem, dan frekuensi operasi umum termasuk 20kHz, 35kHz dan 60kHz. Frekuensi yang lebih rendah memberikan amplitudo yang lebih besar dan output energi, cocok untuk pengelasan bahan yang lebih tebal; Frekuensi yang lebih tinggi dapat mencapai kontrol yang lebih baik, cocok untuk pengelasan presisi komponen mikro. Sistem solder ultrasonik canggih modern sering dilengkapi dengan teknologi pelacakan frekuensi otomatis, yang dapat menyesuaikan secara real time untuk mempertahankan keadaan resonansi dan memastikan efisiensi transmisi energi maksimum.
3. bidang aplikasi dan kasus khas
Peralatan solder ultrasonik memainkan peran penting dalam banyak bidang teknologi tinggi. Dalam industri pengemasan mikroelektronika, teknologi ini banyak digunakan untuk interkoneksi antara chip dan substrat, terutama untuk pengelasan luas perangkat daya (seperti modul IGBT). Produsen elektronik otomotif yang diketahui dengan baik menggunakan sistem solder ultrasonik multi - untuk mencapai produksi massal modul daya, dan tingkat hasil sendi solder telah meningkat dari 92%dari metode tradisional menjadi 99,8%, sambil mengurangi zona panas - yang terpengaruh 60%.
LED Manufacturing adalah bidang aplikasi khas lainnya. Solder ultrasonik digunakan untuk menghubungkan chip LED ke kurung, menghindari masalah resistensi termal yang disebabkan oleh obat perak tradisional. Setelah produsen LED besar memperkenalkan jalur produksi solder ultrasonik yang sepenuhnya otomatis, resistensi termal produk berkurang sebesar 35%, efisiensi cahaya meningkat 8%, dan risiko reliabilitas yang disebabkan oleh residu fluks sepenuhnya dihilangkan.
Di bidang energi baru, solder ultrasonik memecahkan masalah pengelasan busbar panel surya. Dibandingkan dengan pengelasan udara panas tradisional, proses ultrasonik mengurangi laju kerusakan sel baterai dari 5% menjadi kurang dari 0,2%, sambil meningkatkan kecepatan pengelasan 3 kali. Perusahaan fotovoltaik menggunakan sistem pengelasan ultrasonik dengan penentuan posisi visual terintegrasi untuk mencapai pengelasan tertinggi - presisi sel surya 156mm, dengan kapasitas produksi harian rata -rata 8.000 buah.
Dalam pembuatan peralatan komunikasi 5G yang muncul, teknologi solder ultrasonik berkinerja baik dalam kemasan filter frekuensi tinggi, array antena dan komponen lainnya. Produsen peralatan stasiun pangkalan menggunakan sistem ultrasonik frekuensi tinggi 60kHz untuk berhasil mencapai koneksi yang andal dari sambungan solder jarak 0.2mm dalam perangkat gelombang milimeter -