Контактная точечная сварка

Контактная точечная сварка основана на нагреве металла в местах наибольшего сопротивления при про­хождении электрического тока и одновременном сжатии соединяемых деталей. Контактная точечная сварка мо­жет осуществляться как с образованием литого ядра, так и в твердой фазе.

Основными параметрами, определяющими процесс точечной сварки, являются: величина сварочного тока (в первую очередь скорость нарастания тока и макси­мальное амплитудное значение), длительность протека­ния тока, усилие сжатия электродов.

При контактной точечной сварке проводников все типы образующихся соединений в зависимости от усло­вий сварки могут быть классифицированы на два вида:

соединение с литым ядром и соединение в твердой фазе.

При сварке в твердой фазе соединение может образо­ваться за счет рекристаллизации, когда происходит вза­имное прорастание зерен через поверхность раздела, или в результате пластической деформации при температуре ниже температуры рекристаллизации, когда происходит молекулярное сцепление по поверхности раздела двух материалов.

Контактная сварка является достаточно распростра­ненным методом соединения различных микроэлектрон­ных компонентов.

Данный метод обладает рядом преи­муществ:

1.  можно обеспечить высокую плотность монта­жа компонентов;
2. нагрев при сварке значительно более локален, чем при пайке;
3. прочность соединений и их электропроводность весьма высокие;
4. процесс сварки в значительно меньшей степени зависит от оператора, чем при ручной пайке.

Метод контактной сварки может быть приспособлен для различных типов и конструкций микросхем. При монтаже и сборке микросхем могут использоваться три основных способа контактной сварки (рис. 1.4).

При обычном способе контактной точечной сварки (рис. 1.4,а) электроды располагаются с противополож­ных сторон свариваемых деталей, которые сжимаются электродами с требуемым усилием.

При односторонней контактной сварке (рис. 1.4,б) один электрод прижимает проволоку или ленту к кон­тактной площадке, а второй электрод устанавливается на контактную площадку или вблизи со свариваемой верхней деталью, или на некотором удалении от места сварки.

Для сварки навесных элементов, имеющих круглые и плоские выводы, с тонкими пленками на хрупких под­ложках и с печатным монтажом наиболее перспектив­ным является способ односторонней контактной сварки сдвоенным электродом (рис. 1.4,в).

Этот способ еще на­зывают сваркой электродами с параллельным зазором, или сваркой “расщепленным” электродом. При этом спо­собе сварки электроды представляют или единую кон­струкцию, в которой они изолированы друг от друга диэлектриком, или электроды закрепляются в специаль­ной сварочной головке, позволяющей регулировать за­зор между электродами. При сварке оба электрода уста­навливают на верхнюю привариваемую деталь (прово­локу, ленту) и прижимают к нижней детали. При про­пускании электрического тока происходит, в основном, разогрев верхней детали, а сварка может произойти как под электродами, так и в зазоре.

Рис. 1.4. Основные способы контактной         точечной сварки соединений схем:

1. сварка с двусторонним расположением электродов;
2. односторонняясварка;
3. сварка сдвоенным электродом (с параллельным зазором).

нижний электрод:

1. верхний электрод;
2. свариваемые детали;
3. элек­трод для сжатия свариваемых деталей и подвода тока к проволоке;
4. элек­трод для подвода тока к шине печатной платы;
5. контактная площадка или шина печатной платы;
6. диэлектрическое основание печатной пластины;
7. привариваемая проволока или лента;
8. сдвоенный электрод.

В зависимости от раз­меров свариваемых проводников и требований, предъяв­ляемых к соединениям, зазор между электродами может составлять от 10 мкм до 1,0 мм.

Для сварки внешних выводов рекомендуется исполь­зовать электроды из молибдена и сплавов меди с хро­мом; для внутренних соединений в гибридных схемах предпочтительны электроды из вольфрама или молибде­на. Способом сварки сдвоенным электродом можно с успехом соединять проводники диаметром от 20 до 150—200 мкм с различными тонкими пленками.

Для присоединения проводников с изоляцией к раз­личным компонентам целесообразно использовать контактную сварку с дополнительным подогревом электро­да. Нагрев электрода может осуществляться специальным нагревателем, вставляемым в полость электрода. Для контроля и регулирования температуры используется тер­мопара с терморегулятором.

Просмотров - 2998.