Ультразвуковая пайка

Эта статья включает в себя список общих ссылок , но он остается в значительной степени непроверенным, поскольку в нем отсутствует достаточное количество соответствующих встроенных ссылок . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив более точные цитаты. ( Январь 2019 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Ультразвуковая пайка представляет собой поток -Меньше пайку процесс , который использует ультразвуковую энергию , без необходимости использования химических веществ для пайки материалов, таких как стекло, керамика, и композиты , твердых , чтобы припой металлов и других чувствительных компоненты , которые не могут быть припаяны с помощью обычных средств. Ультразвуковая (U / S) пайка, как процесс пайки без флюса, находит все более широкое применение при пайке металлов и керамики от солнечных фотоэлектрических элементов и медицинских сплавов с памятью формы до специализированных электронных и сенсорных корпусов. Пайка U / S известна с 1955 года как метод пайки алюминия. 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 быть выполнена с помощью специального паяльника или специальной ванны для припоя . В любом случае процесс может быть автоматизирован для крупномасштабного производства или может выполняться вручную для создания прототипов или ремонтных работ. 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 упомянуто 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 расплавленных поверхностях припоя. Наконечники для паяльников U / S также соединены с нагревательным элементом.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, поскольку 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 эффективной для разрушения оксидов на многих металлах, однако она неэффективна при пайке керамики и стекла, поскольку они сами являются оксидами или другим неметаллическим соединением, которое нельзя разрушить, поскольку они являются основой. материалы. В случаях пайки непосредственно к стеклу и керамике присадочные металлы для ультразвуковой пайки необходимо модифицировать активными элементами, такими как In, Ti, Hf, Zr и редкоземельные элементы (Ce, La и Lu). Припои, сплавленные с этими элементами, называются « активными припоями », поскольку они непосредственно воздействуют на стеклянные / керамические поверхности, создавая связь. ^[1]

Использование ультразвуковой пайки расширяется, поскольку она является чистой и не содержит флюса в сочетании с активными припоями, предназначенными для соединения сборок, где либо может задерживаться коррозионный флюс, либо иным образом нарушать работу или загрязнять чистую производственную среду, либо присутствуют разнородные материалы / металлы / керамика / стекло соединяются. Чтобы обеспечить эффективное прилипание к поверхностям, необходимо разрушить собственный оксид, образующийся в активных припоях при плавлении, и хорошо подходит ультразвуковое перемешивание .

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 использованием 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).

Ссылки [ править ]

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