Ультразвуковая пайка - Википедия - Ultrasonic soldering

Эта статья включает в себя список общих Рекомендации, но он остается в основном непроверенным, потому что ему не хватает соответствующих встроенные цитаты. Пожалуйста, помогите улучшать эта статья введение более точные цитаты. (Январь 2019) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Ультразвуковая пайка это поток -меньше пайка процесс, который использует ультразвуковая энергия, без необходимости использования химикатов для пайки материалов, таких как стекло, керамика и композиты, трудно паяемые металлы и другие чувствительные компоненты, которые нельзя паять обычными средствами. Ультразвуковая (U / S) пайка, как процесс пайки без флюса, находит все большее применение при пайке металлы и керамика из солнечная фотогальваника и медицинские сплавы с памятью формы к специализированным электронным и сенсорным блокам. Пайка U / S известна с 1955 года как метод пайки алюминий и другие металлы без использования флюса.

Ультразвуковая пайка - это совершенно другой процесс, чем ультразвуковая сварка. Ультразвуковая сварка использует ультразвуковую энергию для соединения деталей без добавления какого-либо присадочного материала, в то время как при обычной пайке используется внешний нагрев для плавления присадочных материалов, а именно припоев, для образования соединения. Ультразвуковая пайка может выполняться с помощью специального паяльник или специализированный припой. В любом случае процесс может быть автоматизирован для крупносерийного производства или может выполняться вручную для прототипирование или ремонтные работы. Первоначально пайка U / S была направлена ​​на соединение алюминия и других металлов; однако с появлением активных припоев теперь можно паять гораздо более широкий спектр металлов, керамики и стекла.

Ультразвуковая пайка использует либо нагретые ультразвуком наконечники паяльника (0,5 - 10 мм), либо ванны для пайки с ультразвуковой связью, как упоминалось выше. В этих устройствах пьезоэлектрические кристаллы используются для генерации высокочастотных (20-60 кГц) акустических волн в расплавленных слоях припоя или партии, чтобы механически разрушать оксиды которые образуются на поверхностях расплавленного припоя. Наконечники для паяльников U / S также соединены с нагревательный элемент в то время как пьезоэлектрический кристалл термически изолирован, чтобы предотвратить деградацию пьезоэлектрического элемента. Жала ультразвукового паяльника могут нагреваться (до 450 ° C) при механических колебаниях с частотой 20-60 кГц. Это паяльное жало может плавить припой, так как в ванне с расплавленным припоем возникают акустические колебания. Вибрация и кавитация в расплавленном припое затем позволяют припоям смачиваться и прилипать ко многим металлическим поверхностям.

Акустическая энергия, создаваемая наконечником припоя или ультразвуковым припоем, работает через кавитацию расплавленного припоя, которая механически разрушает оксидные слои на самих слоях припоя и на соединяемых металлических поверхностях.

Кавитация в ванне расплавленного припоя может быть очень эффективным для разрушения оксидов на многих металлах, однако он не эффективен при пайке керамики и стекла, поскольку они сами являются оксидами или другим неметаллическим соединением, которое не может быть разрушено, поскольку они являются основными материалами . В случаях непосредственной пайки стекла и керамики присадочные металлы для ультразвуковой пайки необходимо модифицировать активными элементами, такими как In, Ti, Hf, Zr и редкоземельные элементы (Ce, La и Lu). Припои, легированные этими элементами, называются «активные припои », Поскольку они непосредственно воздействуют на стеклянные / керамические поверхности, создавая сцепление.^[1]

Использование ультразвуковой пайки расширяется, поскольку она является чистой и не содержит флюса в сочетании с активными припоями, предназначенными для соединения сборок, где либо разъедающий флюс может быть захвачен или иным образом нарушить работу или загрязнить чистую производственную среду, либо соединяются разнородные материалы / металлы / керамика / стекло. Чтобы обеспечить эффективное прилипание к поверхностям, собственный оксид активного припоя, образующийся при плавлении, должен быть разрушен и ультразвуковое перемешивание хорошо подходит.

В приложениях, где площадь паяного соединения небольшая или ленточная, пайка U / S с использованием наконечников 1-10 мм может быть очень эффективной, поскольку объем расплавленного металла невелик и его можно эффективно перемешивать с помощью U / S 1-10 мм. Жала паяльника S. На рисунках в этой статье показано паяльное оборудование U / S (источник питания и наконечники для паяльников) и нанесение припоя на стекло с помощью наконечников для паяльника U / S. В других приложениях для склеивания больших поверхностей используются широкие нагретые наконечники U / S для распределения и смачивания активных припоев на больших алюминиевых поверхностях (и применимо к другим металлическим, керамическим и стеклянным поверхностям).

Рекомендации

^{[2][3][4][5][6][7][8][9][10][11]}