Ultrasonic lodding er en avansert sveiseteknologi som bruker høy - frekvens mekanisk vibrasjonsenergi for å oppnå metallforbindelse. Det forbedrer begrensningene i tradisjonelle lodde metoder i sveising av spesielle materialer ved å introdusere ultralydenergi i loddingsprosessen. Denne teknologien har sin opprinnelse i midten av det 20. århundre og ble opprinnelig utviklet for å løse vanskelighetsgraden med sveise aluminium og dens legeringer. Det har nå utviklet seg til en uunnværlig prosess innen feltene mikroelektronisk emballasje og presisjonsinstrumentproduksjon.
Sammenlignet med tradisjonell lodde -teknologi, har ultralydlodding flere betydelige fordeler: For det første kan den oppnå sveising ved en lavere temperatur, noe som reduserer risikoen for skade på varme - følsomme komponenter; For det andre kan ultralydvibrasjon effektivt ødelegge oksydlaget på metalloverflaten uten behov for etsende fluks; For det tredje har denne teknologien relativt lave krav til sveisemiljøet, og gode sveiseresultater kan oppnås uten beskyttelsesgass. Disse egenskapene gjør ultrasonisk lodding spesielt egnet for de stadig mer miniatyriserte og sofistikerte produktproduksjonsbehovene i den moderne elektronikkindustrien.
Når det gjelder industrielle applikasjoner, har ultralydloddutstyr blitt mye brukt i høye - presisjonsfelt som LED -chipemballasje, produksjon av solcellepanel, mikroelektronisk sensormontering og medisinsk utstyrsproduksjon. Med den raske utviklingen av fremvoksende næringer som 5G -kommunikasjonsutstyr og batteriets styringssystemer for elektriske kjøretøyer, har etterspørselen etter ultralydloddeknologi vist en kontinuerlig veksttrend.
2. Arbeidsprinsippet for ultralyd loddingsutstyr
Kjerneprinsippet for ultralydloddingssystem er å bruke piezoelektrisk effekt for å konvertere elektrisk energi til høy - frekvensmekanisk vibrasjon. Når høy - Frekvens elektrisk signal virker på piezoelektrisk svinger, vil transduseren generere ultralydfrekvensvibrasjon på 20 kHz til 60 kHz, som er amplifisert med horn (amplitude -omformer) og overført til sveiseverktøyhode.
Under sveiseprosessen gir ultralydvibrasjon en rekke fysiske effekter ved kontaktgrensesnittet mellom lodde og underlag: På den ene siden ødelegger høye - frekvensskjærkraft direkte oksydfilmen på metalloverflaten, og utsetter rent metall; På den annen side genererer friksjonsvarmeeffekt nok temperatur til å smelte lodde lokalt, og kavitasjonseffekt forårsaket av vibrasjoner fremmer strømmen og diffusjonen av flytende loddet. Denne sammensatte virkningsmekanismen kan oppnå pålitelig metallurgisk binding ved mye lavere temperatur enn tradisjonell lodde (vanligvis 30 - 50 ° C lavere enn smeltepunktet til loddet).
Valg av utstyrsfrekvens er en nøkkelparameter for systemdesign, og vanlige driftsfrekvenser inkluderer 20 kHz, 35kHz og 60 kHz. Lavere frekvenser gir større amplitude og energiutgang, egnet for sveising av tykkere materialer; Høyere frekvenser kan oppnå finere kontroll, egnet for presisjonssveising av mikrokomponenter. Moderne avanserte ultrasoniske loddingssystemer er ofte utstyrt med automatisk sporingsteknologi for frekvens, som i sanntid kan justere for å opprettholde resonansstaten og sikre maksimal energioverføringseffektivitet.
3. Søknadsfelt og typiske tilfeller
Ultrasonic loddeutstyr spiller en nøkkelrolle i mange høye - teknologiske felt. I mikroelektronikkemballasjebransjen er denne teknologien mye brukt for sammenkoblingen mellom chips og underlag, spesielt for store - områdesveising av strømenheter (for eksempel IGBT -moduler). En vel - kjent bilelektronikkprodusent bruker et multi - Hode ultralydloddingssystem for å oppnå masseproduksjon av kraftmoduler, og loddefugerhastigheten har økt fra 92%av den tradisjonelle metoden til 99,8%, samtidig som den reduserte varmen - berørt sone med 60%.
LED -produksjon er et annet typisk applikasjonsfelt. Ultrasonisk lodding brukes til å koble LED -brikker til parentes, og unngår det termiske motstandsproblemet forårsaket av tradisjonell sølvlim herding. Etter at en stor LED -produsent introduserte en helautomatisk ultralyddyrproduksjonslinje, ble produktets termiske motstand redusert med 35%, lyseffektiviteten ble økt med 8%, og pålitelighetsrisikoen forårsaket av fluksrester ble fullstendig eliminert.
I feltet ny energi løser ultralydlodding problemet med buslinne -sveising av solcellepaneler. Sammenlignet med tradisjonell varmluftssveising, reduserer ultralydprosessen bruddhastigheten for batterisceller fra 5% til mindre enn 0,2%, mens du øker sveisehastigheten med 3 ganger. En fotovoltaisk virksomhet bruker et ultralydsveisesystem med integrert visuell posisjonering for å oppnå helautomatisk høy - presisjonssveising av 156 mm solceller, med en gjennomsnittlig daglig produksjonskapasitet på 8000 stykker.
I produksjonen av nye 5G -kommunikasjonsutstyr fungerer ultralyddeknologi bra i emballasjen til høye - frekvensfilter, antennearrays og andre komponenter. En produsent av basestasjonsutstyr bruker et 60 kHz høy - frekvens ultralydsystem for å oppnå pålitelig tilkobling av 0,2 mm avstand loddefuger i millimeter - bølgeenheter, med et innsettingstap på mindre enn 0,1 dB, som fullt ut oppfyller kravene til 5g høy - frekvenssignaloverføring.