अल्ट्रासोनिक सोल्डरिंग हे एक प्रगत वेल्डिंग तंत्रज्ञान आहे जे धातूचे कनेक्शन साध्य करण्यासाठी उच्च - वारंवारता यांत्रिक कंपन ऊर्जा वापरते. हे सोल्डरिंग प्रक्रियेमध्ये अल्ट्रासोनिक उर्जेचा परिचय करून वेल्डिंगमध्ये पारंपारिक सोल्डरिंग पद्धतींच्या मर्यादा लक्षणीय सुधारते. हे तंत्रज्ञान 20 व्या शतकाच्या मध्यभागी उद्भवले आणि मूळतः वेल्डिंग अॅल्युमिनियम आणि त्याच्या मिश्र धातुंच्या अडचणीच्या समस्येचे निराकरण करण्यासाठी विकसित केले गेले. हे आता मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक पॅकेजिंग आणि अचूक इन्स्ट्रुमेंट मॅन्युफॅक्चरिंगच्या क्षेत्रात एक अपरिहार्य प्रक्रियेत विकसित झाले आहे.
पारंपारिक सोल्डरिंग तंत्रज्ञानाच्या तुलनेत, अल्ट्रासोनिक सोल्डरिंगचे अनेक महत्त्वपूर्ण फायदे आहेत: प्रथम, ते कमी तापमानात वेल्डिंग प्राप्त करू शकते, उष्णतेचे नुकसान होण्याचा धोका कमी करते - संवेदनशील घटक; दुसरे म्हणजे, अल्ट्रासोनिक कंपने संक्षारक फ्लक्सची आवश्यकता न घेता धातूच्या पृष्ठभागावरील ऑक्साईड थर प्रभावीपणे नष्ट करू शकते; तिसर्यांदा, या तंत्रज्ञानामध्ये वेल्डिंग वातावरणासाठी तुलनेने कमी आवश्यकता आहे आणि संरक्षणात्मक वायूशिवाय चांगले वेल्डिंग परिणाम मिळू शकतात. ही वैशिष्ट्ये आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योगातील वाढत्या लघु आणि अत्याधुनिक उत्पादन उत्पादनाच्या गरजा भागविण्यासाठी विशेषतः अल्ट्रासोनिक सोल्डरिंग योग्य बनवतात.
औद्योगिक अनुप्रयोगांच्या बाबतीत, अल्ट्रासोनिक सोल्डरिंग उपकरणे मोठ्या प्रमाणात उच्च - एलईडी चिप पॅकेजिंग, सौर पॅनेल मॅन्युफॅक्चरिंग, मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक सेन्सर असेंब्ली आणि वैद्यकीय डिव्हाइस उत्पादन यासारख्या सुस्पष्ट क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणात वापरली जातात. 5 जी कम्युनिकेशन इक्विपमेंट आणि इलेक्ट्रिक व्हेईकल बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टम सारख्या उदयोन्मुख उद्योगांच्या वेगवान विकासामुळे, अल्ट्रासोनिक सोल्डरिंग तंत्रज्ञानाच्या मागणीमुळे सतत वाढीचा कल दिसून आला आहे.
2. अल्ट्रासोनिक सोल्डरिंग उपकरणांचे कार्यरत तत्व
अल्ट्रासोनिक सोल्डरिंग सिस्टमचे मुख्य तत्व म्हणजे पायझोइलेक्ट्रिक इफेक्टचा वापर विद्युत उर्जेला उच्च - वारंवारता यांत्रिक कंपमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी. जेव्हा उच्च - फ्रीक्वेंसी इलेक्ट्रिकल सिग्नल पायझोइलेक्ट्रिक ट्रान्सड्यूसरवर कार्य करते, ट्रान्सड्यूसर 20 केएचझेड ते 60 केएचझेडचे अल्ट्रासोनिक वारंवारता कंपन तयार करेल, जे हॉर्न (मोठेपणा कन्व्हर्टर) द्वारे विस्तारित केले जाते आणि वेल्डिंग टूल हेडमध्ये प्रसारित केले जाते.
वेल्डिंग प्रक्रियेदरम्यान, अल्ट्रासोनिक कंपन सोल्डर आणि सब्सट्रेट दरम्यानच्या संपर्क इंटरफेसवर विविध प्रकारचे शारीरिक प्रभाव तयार करते: एकीकडे, उच्च - वारंवारता कातर शक्ती धातूच्या पृष्ठभागावरील ऑक्साईड फिल्मचा थेट नष्ट करते, शुद्ध धातूचा पर्दाफाश करते; दुसरीकडे, घर्षण उष्णता प्रभाव स्थानिक पातळीवर सोल्डर वितळण्यासाठी पुरेसे तापमान निर्माण करते आणि कंपमुळे होणा vent ्या पोकळ्या निर्माण होण्यामुळे द्रव सोल्डरचा प्रवाह आणि प्रसार वाढतो. ही संमिश्र कृती यंत्रणा पारंपारिक सोल्डर (सामान्यत: 30 - 50 डिग्री सेल्सियस कमी सोल्डरच्या बिंदूपेक्षा कमी) पेक्षा कमी तापमानात विश्वसनीय धातूंचे बंधन साध्य करू शकते.
उपकरणे वारंवारता निवड सिस्टम डिझाइनचे एक मुख्य मापदंड आहे आणि सामान्य ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सीमध्ये 20 केएचझेड, 35 केएचझेड आणि 60 केएचझेड समाविष्ट आहे. कमी फ्रिक्वेन्सी वेल्डिंग जाड सामग्रीसाठी योग्य, मोठे मोठेपणा आणि उर्जा उत्पादन प्रदान करतात; उच्च फ्रिक्वेन्सी सूक्ष्म घटकांच्या अचूक वेल्डिंगसाठी योग्य, उत्कृष्ट नियंत्रण प्राप्त करू शकतात. आधुनिक प्रगत अल्ट्रासोनिक सोल्डरिंग सिस्टम बर्याचदा स्वयंचलित वारंवारता ट्रॅकिंग तंत्रज्ञानासह सुसज्ज असतात, जे रेझोनंट राज्य टिकवून ठेवण्यासाठी आणि जास्तीत जास्त उर्जा संक्रमणाची कार्यक्षमता सुनिश्चित करण्यासाठी रिअल टाइममध्ये समायोजित करू शकतात.
3. अनुप्रयोग फील्ड आणि ठराविक प्रकरणे
बर्याच उच्च - टेक फील्डमध्ये अल्ट्रासोनिक सोल्डरिंग उपकरणे महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स पॅकेजिंग उद्योगात, हे तंत्रज्ञान चिप्स आणि सब्सट्रेट्स दरम्यानच्या परस्पर जोडणीसाठी मोठ्या प्रमाणात वापरले जाते, विशेषत: मोठ्या - एरिया वेल्डिंग (जसे की आयजीबीटी मॉड्यूल). एक विहीर - ज्ञात ऑटोमोटिव्ह इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माता पॉवर मॉड्यूल्सचे मोठ्या प्रमाणात उत्पादन साध्य करण्यासाठी मल्टी - हेड अल्ट्रासोनिक सोल्डरिंग सिस्टम वापरते, आणि सोल्डर संयुक्त उत्पन्नाचा दर पारंपारिक पद्धतीच्या 92%वरून 99.8%पर्यंत वाढला आहे, तर उष्णता - बाधित झोन 60%कमी आहे.
एलईडी मॅन्युफॅक्चरिंग हे आणखी एक वैशिष्ट्यपूर्ण अनुप्रयोग फील्ड आहे. अल्ट्रासोनिक सोल्डरिंगचा वापर एलईडी चिप्सला कंसात जोडण्यासाठी केला जातो, पारंपारिक चांदीच्या गोंद बरा झाल्यामुळे थर्मल प्रतिरोधक समस्या टाळणे. मोठ्या एलईडी निर्मात्याने पूर्णपणे स्वयंचलित अल्ट्रासोनिक सोल्डरिंग प्रॉडक्शन लाइन सादर केल्यानंतर, उत्पादनाचा थर्मल रेझिस्टन्स 35%कमी झाला, हलकी कार्यक्षमता 8%वाढली आणि फ्लक्सच्या अवशेषांमुळे होणारी विश्वसनीयता जोखीम पूर्णपणे काढून टाकली गेली.
नवीन उर्जेच्या क्षेत्रात, अल्ट्रासोनिक सोल्डरिंग सौर पॅनेलच्या बसबार वेल्डिंगची समस्या सोडवते. पारंपारिक हॉट एअर वेल्डिंगच्या तुलनेत, अल्ट्रासोनिक प्रक्रियेमुळे बॅटरी पेशींचा ब्रेक दर 5% वरून 0.2% पेक्षा कमी होतो, तर वेल्डिंगची गती 3 वेळा वाढवते. एक फोटोव्होल्टिक एंटरप्राइझ संपूर्ण स्वयंचलित उच्च प्राप्त करण्यासाठी एकात्मिक व्हिज्युअल पोझिशनिंगसह अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग सिस्टम वापरते - सरासरी दैनंदिन उत्पादन क्षमता 8,000 तुकड्यांसह 156 मिमी सौर पेशींची अचूक वेल्डिंग.
उदयोन्मुख 5 जी संप्रेषण उपकरणांच्या निर्मितीमध्ये, अल्ट्रासोनिक सोल्डरिंग तंत्रज्ञान उच्च - वारंवारता फिल्टर, अँटेना अॅरे आणि इतर घटकांच्या पॅकेजिंगमध्ये चांगले प्रदर्शन करते. बेस स्टेशन उपकरणे निर्माता 60 केएचझेड उच्च - मिलिमीटर - वेव्ह डिव्हाइसमध्ये 0.2 मिमी अंतर सोल्डर जोडांचे विश्वसनीय कनेक्शन यशस्वीरित्या प्राप्त करण्यासाठी फ्रीक्वेंसी अल्ट्रासोनिक सिस्टमचा वापर करते, जे 5 जी उच्च - वारंवारता सिग्नल ट्रान्समिशनची आवश्यकता पूर्ण करते.