Ултразвучно лемљење је напредна технологија заваривања која користи високу - механичку енергију у фреквенцији за постизање металне везе. Значајно побољшава ограничења традиционалних метода лемљења у заваривање посебних материјала увођењем ултразвучне енергије у процес лемљења. Ова технологија је настала средином 20. века и првобитно је развијена да би се решио проблем потешкоће у алуминијуму за заваривање и његове легуре. Сада је развило у неопходан процес у областима микроелектронске амбалажне и прецизне производње инструмената.
У поређењу са традиционалном технологијом лемљења, ултразвучно лемљење има неколико значајних предности: прво, може постићи заваривање на нижој температури, смањујући ризик од оштећења на топлотној - осетљивим компонентама; Друга, ултразвучна вибрација може ефикасно уништити оксидни слој на металној површини без потребе за корозивним флуксом; Треће, ова технологија има релативно ниске захтеве за заваривање, а добри резултати заваривања могу се добити без заштитног гаса. Ове карактеристике чине ултразвучним лемљењем посебно погодним за све минијатуризованије и софистициране потребе за производњу производа у модерној индустрији електронике.
У погледу индустријских апликација, ултразвучна опрема за лемљење широко се користи у високим прецизним областима као што су ЛЕД ЦХИП паковање, производња соларне плоче, монтажа микроелектронске сензора и производња медицинских уређаја. Уз брзо развој индустрије у настајању, као што је 5Г комуникацијска опрема и системи за управљање електричним возилима, потражња за ултразвучном технологијом лемљења показала је континуирани тренд раста.
2 Принцип рада ултразвучне опреме за лемљење
Основни принцип ултразвучног система лемљења је употреба пиезоелектричног ефекта да претвори електричну енергију у високу - фреквенцију механичке вибрације. Када високи - фреквенцијски електрични сигнал делује на пиезоелектричном претварачу, претварачи ће створити ултразвучну фреквенцију вибрације 20КХз до 60кХз, што је појачан рогом (амплитуд претварачем) и преношени на главу алата за заваривање.
Током процеса заваривања, ултразвучна вибрација производи различите физичке ефекте на контакт интерфејсу између лемљења и подлоге: С једне стране, висока - сила за смицање фреквенције директно уништава оксидни филм на металној површини, излажући чисти метал; С друге стране, ефекат топлоте за трење ствара довољно температуре да се растопи лешевно место и ефекат кавитације проузроковане вибрацијом промовише проток и дифузију течног лемљења. Овај композитни акциони механизам може постићи поуздано металуршко лепљење на много нижој температури од традиционалног лемљења (обично 30 - 50 ° Ц нижи од тачке топљења лемљења).
Избор фреквенције опреме је кључни параметар дизајна система и уобичајене радне фреквенције укључују 20КХз, 35КХз и 60КХз. Ниже фреквенције пружају већу амплитуду и енергетску излаз, погодне за заваривање дешћа материјала; Висе фреквенције могу постићи лепшу контролу, погодне за прецизно заваривање микро компоненти. Савремени напредни ултразвучни системи за лемљење често су опремљени аутоматском технологијом праћења фреквенције, што се може прилагодити у реалном времену да би се одржао резонантно стање и осигурало максималну ефикасност преноса енергије.
3. Поља за пријављивање и типични случајеви
Ултразвучна опрема за лемљење игра кључну улогу у многим високим - технолошким пољима. У индустрији амбалаже микроелектронике, ова технологија се широко користи за међусобно повезивање између чипова и подлога, посебно за велике - заваривање површине уређаја (као што су ИГБТ модули). Добро познати произвођач аутомобила за аутомобилску електронику користи мулти - ултразвучни систем лемљења за постизање масовне производње модула напајања, а стопа приноса за акцију, а стопа приноса за соли је порасла са 92% традиционалне методе на 99,8%, уз смањење погођене зоне топлоте за 60%.
ЛЕД производња је још једно типично поље за пријаву. Ултразвучно лемљење користи се за повезивање ЛЕД чипова на заграде, избегавајући проблем топлотног отпора изазваног традиционалном сребрном лешењем лепка. Након што је велики ЛЕД произвођач увео потпуно аутоматско ултразвучно лемљење производње, топлотни отпор производа смањен је за 35%, лагана ефикасност је повећана за 8%, а ризици поузданости изазване остаком флукса у потпуности су елиминисани.
У области нове енергије ултразвучно лемљење решава проблем заваривања сабирнице соларних панела. У поређењу са традиционалним заваривањем врућег ваздуха, ултразвучни процес смањује брзину паузе батерије са 5% на мање од 0,2%, истовремено повећавајући брзину заваривања за 3 пута. Фотонолтачно предузеће користи ултразвучни систем заваривања са интегрисаним визуелним позиционирањем како би се постигло потпуно аутоматско висок прецизно заваривање 156 мм соларних ћелија, са просечним дневним производном капацитетом од 8.000 комада.
У производњи улазне 5Г комуникацијске опреме, ултразвучна технологија лемљења добро се врши у паковању високих - фреквенцијских филтера, антенских низова и других компоненти. Произвођач базне станице користи 60КХз високи фреквенцијски ултразвучни систем да би успешно постигао поуздану повезаност зглобова лемљења од 0,2 мм у милиметарским - таласним уређајима, са губитком уметања мањих од 0,1 дБ, који у потпуности испуњава захтеве од 5Г високог преноса сигнала од 5Г.