ულტრაბგერითი შედუღება არის მოწინავე შედუღების ტექნოლოგია, რომელიც იყენებს მაღალი - სიხშირის მექანიკური ვიბრაციის ენერგიას ლითონის კავშირის მისაღწევად. ეს მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ტრადიციული გამაძლიერებელი მეთოდების შეზღუდვებს სპეციალური მასალების შედუღებისას ულტრაბგერითი ენერგიის შემოღებით, შედუღების პროცესში. ეს ტექნოლოგია წარმოიშვა შუა რიცხვებში - მე -20 საუკუნის შუა პერიოდში და თავდაპირველად შეიქმნა ალუმინის და მისი შენადნობების შედუღების სირთულის პრობლემის გადასაჭრელად. ის ახლა გადაიქცა მიკროელექტრონული შეფუთვისა და ზუსტი ინსტრუმენტების წარმოების სფეროებში შეუცვლელ პროცესში.
ტრადიციული გამანადგურებელი ტექნოლოგიასთან შედარებით, ულტრაბგერითი გამანადგურებელი აქვს რამდენიმე მნიშვნელოვანი უპირატესობა: პირველი, მას შეუძლია მიაღწიოს შედუღებას დაბალ ტემპერატურაზე, შეამციროს სითბოს დაზიანების რისკი - მგრძნობიარე კომპონენტები; მეორე, ულტრაბგერითი ვიბრაციამ შეიძლება ეფექტურად გაანადგუროს ოქსიდის ფენა ლითონის ზედაპირზე, კოროზიული ნაკადის საჭიროების გარეშე; მესამე, ამ ტექნოლოგიას შედარებით დაბალი მოთხოვნები აქვს შედუღების გარემოსთვის, ხოლო შედუღების კარგი შედეგების მიღება შესაძლებელია დამცავი გაზის გარეშე. ეს მახასიათებლები ულტრაბგერითი გამაძლიერებელია განსაკუთრებით შესაფერისი თანამედროვე ელექტრონიკის ინდუსტრიაში უფრო მინიატურული და დახვეწილი პროდუქციის წარმოების საჭიროებებისთვის.
სამრეწველო პროგრამების თვალსაზრისით, ულტრაბგერითი გამანადგურებელი მოწყობილობები ფართოდ იქნა გამოყენებული მაღალ - ზუსტი ველებში, როგორიცაა LED ჩიპის შეფუთვა, მზის პანელის წარმოება, მიკროელექტრონული სენსორის შეკრება და სამედიცინო მოწყობილობის წარმოება. განვითარებადი ინდუსტრიების სწრაფი განვითარებით, როგორიცაა 5G საკომუნიკაციო მოწყობილობა და ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებების ბატარეის მართვის სისტემები, ულტრაბგერითი გამაძლიერებელი ტექნოლოგიის მოთხოვნილებამ აჩვენა უწყვეტი ზრდის ტენდენცია.
2. ულტრაბგერითი გამანადგურებელი აღჭურვილობის სამუშაო პრინციპი
ულტრაბგერითი გამაძლიერებელი სისტემის ძირითადი პრინციპია პიეზოელექტრული ეფექტის გამოყენება ელექტრული ენერგიის მაღალ - სიხშირის მექანიკური ვიბრაციის გადაქცევისთვის. როდესაც მაღალი - სიხშირე ელექტრული სიგნალი მოქმედებს პიეზოელექტრულ გადამყვანზე, გამტარებელი წარმოქმნის ულტრაბგერითი სიხშირის ვიბრაციას 20kHz– დან 60kHz– მდე, რომელიც გაძლიერებულია რქის (ამპლიტუდის გადამყვანი) და გადადის შედუღების ხელსაწყოს თავში.
შედუღების პროცესის დროს, ულტრაბგერითი ვიბრაცია წარმოქმნის მრავალფეროვან ფიზიკურ ეფექტს საკონტაქტო ინტერფეისით გამაგრილებელ და სუბსტრატს შორის: ერთი მხრივ, მაღალი - სიხშირის გამჭვირვალე ძალა პირდაპირ ანადგურებს ოქსიდის ფილმს ლითონის ზედაპირზე, გამოავლენს სუფთა ლითონს; მეორეს მხრივ, ხახუნის სითბოს ეფექტი წარმოქმნის საკმარის ტემპერატურას ადგილობრივად დნობის მიზნით, ხოლო ვიბრაციით გამოწვეული კავიტაციის ეფექტი ხელს უწყობს თხევადი გამაძლიერებლის ნაკადს და დიფუზიას. ამ კომპოზიციურ მოქმედების მექანიზმს შეუძლია მიაღწიოს საიმედო მეტალურგიულ კავშირს გაცილებით დაბალ ტემპერატურაზე, ვიდრე ტრადიციული გამაგრილებელი (ჩვეულებრივ, 30 - 50 ° C დაბალია, ვიდრე გამაძლიერებელი წერტილი).
აღჭურვილობის სიხშირის შერჩევა სისტემის დიზაინის ძირითადი პარამეტრია, ხოლო საერთო საოპერაციო სიხშირე მოიცავს 20kHz, 35kHz და 60kHz. ქვედა სიხშირე უზრუნველყოფს უფრო მეტ ამპლიტუდა და ენერგიის გამომუშავებას, შესაფერისია სქელი მასალების შედუღებისთვის; უფრო მაღალ სიხშირეებს შეუძლიათ მიაღწიონ უკეთეს კონტროლს, შესაფერისი მიკრო კომპონენტების ზუსტი შედუღებისთვის. თანამედროვე მოწინავე ულტრაბგერითი გამაძლიერებელი სისტემები ხშირად აღჭურვილია ავტომატური სიხშირის თვალთვალის ტექნოლოგიით, რომელსაც რეალურ დროში შეუძლია შეცვალოს რეზონანსული მდგომარეობის შესანარჩუნებლად და უზრუნველყოს ენერგიის გადაცემის მაქსიმალური ეფექტურობა.
3. განაცხადის ველები და ტიპიური შემთხვევები
ულტრაბგერითი გამანადგურებელი მოწყობილობა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ბევრ მაღალ - ტექნიკურ სფეროებში. მიკროელექტრონიკის შეფუთვის ინდუსტრიაში, ეს ტექნოლოგია ფართოდ გამოიყენება ჩიპებსა და სუბსტრატებს შორის ურთიერთკავშირისთვის, განსაკუთრებით დიდი - ელექტროენერგიის მოწყობილობების ფართობის შედუღებისთვის (მაგალითად, IGBT მოდულები). კარგად - ცნობილი საავტომობილო ელექტრონიკის მწარმოებელი იყენებს მრავალ - ხელმძღვანელის ულტრაბგერითი გამაძლიერებელი სისტემას, ენერგიის მოდულების მასობრივი წარმოების მისაღწევად, ხოლო გამაგრილებელი სახსრების მოსავლიანობის სიჩქარე გაიზარდა ტრადიციული მეთოდის 92%-დან 99.8%-მდე, ხოლო სითბოს ამცირებს - დაზარალებული ზონა 60%-ით.
LED წარმოება არის კიდევ ერთი ტიპიური განაცხადის ველი. ულტრაბგერითი შედუღება გამოიყენება LED ჩიპების ფრჩხილებთან დასაკავშირებლად, თავიდან აიცილებს თერმული წინააღმდეგობის პრობლემას, რომელიც გამოწვეულია ვერცხლის წებოს ტრადიციული სამკურნალო გზით. მას შემდეგ, რაც დიდმა LED მწარმოებელმა შემოიღო სრულად ავტომატური ულტრაბგერითი გამაძლიერებელი წარმოების ხაზი, პროდუქტის თერმული წინააღმდეგობა შემცირდა 35%-ით, მსუბუქი ეფექტურობა გაიზარდა 8%-ით, ხოლო ნაკადის ნარჩენებით გამოწვეული საიმედოობის რისკები მთლიანად აღმოფხვრიან.
ახალი ენერგიის სფეროში, ულტრაბგერითი შედუღება აგვარებს მზის პანელების ავტობუსის შედუღების პრობლემას. ტრადიციულ ცხელ ჰაერის შედუღებასთან შედარებით, ულტრაბგერითი პროცესი ამცირებს ბატარეის უჯრედების დაზიანების სიჩქარეს 5% -დან 0.2% -მდე, ხოლო შედუღების სიჩქარე 3 -ჯერ იზრდება. Photovoltaic Enterprise იყენებს ულტრაბგერითი შედუღების სისტემას ინტეგრირებული ვიზუალური პოზიციონირებით, რათა მიაღწიოს სრულად ავტომატური მაღალი - სიზუსტით შედუღება 156 მმ მზის უჯრედებით, საშუალო ყოველდღიური წარმოების სიმძლავრით 8000 ცალი.
განვითარებადი 5G საკომუნიკაციო აღჭურვილობის წარმოებისას, ულტრაბგერითი გამაძლიერებელი ტექნოლოგია კარგად ასრულებს მაღალი - სიხშირის ფილტრების, ანტენის მასივების და სხვა კომპონენტების შეფუთვაში. საბაზო სადგურის აღჭურვილობის მწარმოებელი იყენებს 60 კჰცჰც სიმაღლეს - სიხშირის ულტრაბგერითი სისტემით, რათა წარმატებით მიაღწიოს საიმედო კავშირს 0.2 მმ ინტერვალით გამაძლიერებელი სახსრების მილიმეტრში - ტალღის მოწყობილობებში, 0.1dB- ზე ნაკლები ჩასმის დაკარგვით, რომელიც სრულად აკმაყოფილებს 5G მაღალი სიხშირის სიგნალის გადაცემას.