10 1 A hőkompressziós hegesztés lényege
10.1. A hőkompressziós hegesztés lényege.
A termo-kompresszió (a hegesztés a csatlakoztatott alkatrészek hevítésével) módszer a fémek és a nemesített fémek fémmel való összekapcsolására, viszonylag alacsony fajlagos nyomással.
A termokompressziós hegesztés a legelterjedtebb módszer a félvezető mikro-eszközök és az integrált áramkörök szereléséhez különféle szekrényekhez vezetőkábellel (vezetékek). A hőcserélő hegesztéshez csatlakoztatandó egyik elemnek (általában egy tűnek) elegendően magas duktilitása kell, hogy legyen. A hőkezelés során a hőmérséklet nem haladja meg az összekapcsolandó anyagok eutektikus hőmérsékletét, és általában egyenlő a hajlékonyabb fém temperálásával vagy hegesztésével.
A hevített hegesztési eljárás fűtött nyomáson történő hegesztése indirekt impulzusfűtéssel (SKIN) történik. A SKIN módszerben, ellentétben a hőkompresszióval, a szerszámot impulzus fűti a rajta áthaladó áram. A fűtési folyamat rövid időtartamának köszönhetően az érintkező ponton lévő fémkábel magasabb hőmérsékletre melegíthető, mint hőcserélő hegesztéssel.
Ez lehetővé teszi a vezetékek viszonylag alacsony műanyag fóliákból a vékony filmek kerámiatermékre történő hegesztését, ha a hegesztett részek teljes felmelegedése nem megengedett.
Ábra. 10.1. A hegesztési rendszer indirekt fűtéssel:
1 - munkaasztal; 2 - szubsztrátum vagy félvezető kristály; 3 - a vezető; 4 - lyukasztó; 5 - fej a szerszám rögzítéséhez és kompressziós erő létrehozásához; 6 - tápegység; 7-es időrelé.
10.1.1. A hőkompressziós hegesztés alkalmazási területe.
A félvezető gyártás során aranyból, alumíniumból és rézből vékony filmrétegekhez, a félvezető kristályok metallizált felületéhez és a házak termináljához csatlakoztatható rugalmas vezetékekhez.
10.2. Hőtömörítési hegesztési módszerek osztályozása.
A hőkompressziós hegesztés típusai három fő jellemző szerint osztályozhatók:
1) a fűtési eljárással;
A hegesztési zónába történő hőellátás háromféle módon valósul meg:
a) csak a munkatáblázatot melegíti;
b) a munkagép felmelegítése;
c) a munkaasztal és a műszer egyidejű fűtése.
Ábra. 10.2. A fűtési módtól függően a termikus tömörítés típusai:
a - csak a munkaasztalot melegíti; b - a munkagép fűtése; c - a munkaasztal és az eszköz egyidejű fűtése; 1 - munkaeszköz; 2 - összekötő vezeték; 3 - félvezető eszköz szubsztrátja vagy kristálya; 4 - munkaasztal; 5 - spirál fűtéshez.
2) a kapcsolat végrehajtásának módja;
A következő ragasztási módszereket használják hőcserélő hegesztéshez: lapping és butt welding.
Ábra. 10.3. A hőcserélő hegesztés típusai a csatlakozás módja szerint:
a - lapping; b - csikk.
Egy átfedés hegesztésénél a huzalvezetéket egy fémezett érintkezőlemezre helyezzük. A visszahúzás tengelye párhuzamos az érintkezőpad síkjával, és a kimenetet a szerszámba egy speciális fúvókán keresztül vagy közvetlenül a munkaeszközön keresztül vezetik be.
Csavaros hegesztésnél a huzalrúd vége előolvadt. A kialakított gömb átmérője megegyezik az előkészített előremenő átmérőjének kétszereseivel. A hegesztett kötések szilárdsága sokkal nagyobb, mint a hegesztett kötések szilárdsága, és egyenlő a hegesztési folyamat optimális paramétereivel a hegesztett teljesítmény erősségével;
3) az alkalmazott szerszám alakjának köszönhetően keletkező vegyület típusa.
Az ívcsukló kialakítása a szerszám végfelületének alakjától függ.
Ábra. 10.4. A hőcserélő vegyületek fő típusai a használt eszköz alakjától függően:
a - lapos hegesztési pont (ékhő-kompresszió) formájában; b - körömfej formájában (termokompresszió kapillárissal, amely golyót képez); a merevség szélével (hőcserélő szerszám hornyokkal); g - "fisheye" típusú (termokompressziós szerszám, vetítéssel)
10.3. Hőkompressziós hegesztési technológia.
10.3.1. Felület előkészítése hegesztésre.
A hegesztett anyagok lehetséges szennyeződésének négy fő típusa van:
1. Kémiailag nem kapcsolódik a mechanikai szennyeződés felületéhez (por és különböző apró részecskék).
2. Kémiai szennyeződés (oxid, nitrid és más filmek), amelyek a hegesztett elemek kémiai és hőkezelése során keletkeznek tárolás közben.
3. Szennyezés szerves vegyületek formájában (zsíros foltok, viaszmaradékok stb.).
4. Lúgok, savak vagy sók, folyasztószer-maradékok előkémiai kezeléséből származó ionos szennyeződés.
A termo-kompressziós hegesztés négy fő módszert alkalmaz a szennyeződés eltávolítására a felületről:
1. Oldódás (például a NaCl könnyen oldható vízben).
2. Emulgeálás (a zsíros film eltávolítása a felszínről lúgossal emulzióvá).
3. Kémiai hatás, amely a szennyező anyagokat oldható termékké alakítja, majd öblítéssel eltávolítható.
4. Mechanikus hatás a szennyező részecskék folyadék- vagy gázáramlással történő eltávolítására (például a porrészecskék eltávolítása folyékony sugárral vagy folyadékfürdőjében, amikor ultrahangos rezgéseknek vannak kitéve).
10.3.2. A hegesztési paraméterek kiválasztása.
A hőcserélő hegesztési rendszer fő paraméterei a P nyomóerő, a csatlakoztatandó anyagok fűtési hőmérséklete vagy a T eszköz, valamint a nyomás t tartási ideje.
A nyomóerõ nagysága a vezetõanyag plaszticitásától, a hegesztett anyagok kombinációjától, a hegesztett kimenet átmérõjétõl és a szerszám végének típusától függõen kerül kiválasztásra. Alumíniumvezetékek hegesztése esetén p = (4-8) 10 7 N / m 2. aranyvezetők p = (10-14) 10 7 N / m 2.
A hegesztett anyagok érintkezésbe kerülésének hőmérséklete nem haladhatja meg az összekapcsolandó anyagok eutektikus képződésének hőmérsékletét.
Az expozíció időtartamát kísérletileg határoztuk meg az ízületek szilárdságának értékelésével és 0,1 és több tíz másodperc között.
10.3.3. Hőtömörítő hegesztéshez használt berendezések.
A hőcserélő hegesztéshez a következő főegységek és elemek tartoznak: egy fűtési oszlopos vagy anélküli munkaasztal; tömörítési mechanizmus; munkaeszköz; a takarmányozási és vágási mechanizmus; a ház ellátásának mechanizmusa; manipulátorok a csatlakoztatott elemek összekapcsolásához; felügyeleti rendszer; tápegységek és a munka mechanizmusok irányítása.
1. Mi a termikus tömörítés?
2. Melyek a hőkompressziós hegesztés alkalmazása?
3. Milyen alapon lehet osztályozni a termikus kompressziós hegesztési folyamatokat?
4. Milyen módszereket alkalmaznak a felületi előkészítésre a hőcserélő hegesztéshez?