Устройство ультразвуковой пайки

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники(72) Автор Ланин Владимир Леонидович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники(57) Устройство ультразвуковой пайки, содержащее магнитострикционный преобразователь, волновод и излучающую пластину, отличающееся тем, что снабжено отражателем энергии ультразвуковых колебаний в виде жесткой пластины из материала с высокой акустической добротностью, связанным гибкой акустической связью с излучающей пластиной и погруженным в расплав припоя на глубину, определяемую размерами паяемых деталей. Полезная модель относится к устройствам ультразвуковой пайки и металлизации металлических и неметаллических материалов в производстве изделий электронной техники. В настоящее время для ультразвуковой (УЗ) пайки металлических материалов применяют УЗ ванны различных конструкций. Для повышения эффективности процессов пайки и снижения окисления припоя в ванне используют локальный ввод УЗ колебаний в расплавленный припой с помощью волноводных систем и специальной формы рабочих инструментов. Существующее устройство УЗ лужения стеклокерамических конденсаторов без их погружения в расплав припоя 1 содержит две УЗ колебательные системы, состоящие из магнитострикционных преобразователей, акустических трансформаторов упругих колебаний, волноводов, рабочие концы которых Г-образной формы погружены в ванну с припоем. Г-образные концы двух волноводов колеблются в полуволновом резонансе, что приводит к появлению двух пучностей и узла колебаний. Зона верхней пучности, распо 80382012.04.30 ложенная выше уровня припоя в ванне, используется для лужения контактных поверхностей конденсаторов. Недостатками известного устройства являются малые размеры рабочей зоны лужения,ограниченные высотой подъема припоя по волноводу, неравномерность распределения амплитуды колебаний вдоль Г-образного конца волновода, необходимость использования двух УЗ колебательных систем, питаемых от отдельных генераторов УЗ. По своей технической сущности и достигаемому техническому результату к предложению заявителя наиболее близким является патент РФ Устройство УЗ лужения изделий 2, в котором на волноводной системе в месте пучности колебаний закреплена излучающая пластина, погруженная в расплав припоя на глубину, равную длине облуживаемых изделий, и имеющая длину, не превышающую /8, где- длина УЗ волны в материале пластины. Пластина излучает УЗ колебания в локальную зону расплавленного припоя, в результате чего снижается окисление припоя, повышается качество лужения,снижается мощность, потребляемая от источника УЗ колебаний. Недостатком данного устройства является неравномерность распределения амплитуд УЗ колебаний по излучающей пластине, которая в зависимости от ее размеров составляет от 20 до 30 . Это приводит к снижению прочности сцепления припоя с металлическими материалами и затрудняет металлизацию неметаллических материалов. Задача предлагаемой разработки состоит в увеличении эффективности ультразвуковой пайки деталей из металлических и неметаллических материалов, увеличении прочности сцепления припоя с металлическими и неметаллическими материалами изделий электронной техники. Поставленная задача решается тем, что в устройстве УЗ пайки в локальный объем припоя с обратной стороны детали дополнительно вводится УЗ энергия с помощью отражателя в виде жесткой пластины из материала с высокой акустической добротностью, что увеличивает интенсивность УЗ колебаний в рабочей зоне припоя, снижает неравномерность распределения амплитуды колебаний и повышает прочность паяных соединений. Сущность предлагаемой полезной модели заключается в снижении неравномерности распределения амплитуд УЗ колебаний в рабочей зоне расплавленного припоя и повышении доли УЗ энергии, передаваемой в расплав припоя за счет излучения части УЗ энергии, прошедшей в отражатель, в припой с обратной стороны детали. Для достижения указанного выше технического эффекта устройство ультразвуковой пайки, содержащее магнитострикционный преобразователь, волновод и излучающую пластину,снабжено огражателем энергии УЗ колебаний в виде жесткой пластины из материала с высокой акустической добротностью, связанным гибкой акустической связью с излучающей пластиной и погруженным в расплав припоя на глубину, определяемую размерами паяемых деталей. Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического эффекта, поясняются фигурой. На фигуре представлена схема предлагаемого устройства УЗ пайки деталей из металлических и неметаллических материалов. Устройство состоит из магнитострикционного преобразователя 1, волновода 2, излучающей пластины 3, отражателя 4 и гибкой акустической связи 5. Гибкая акустическая связь в виде спиральных пружин обеспечивает передачу УЗ энергии отражателю. Повышение эффективности УЗ пайки деталей из металлических и неметаллических материалов расплавами припоев достигается за счет излучения части УЗ энергии, прошедшей в отражатель в виде жесткой пластины из материала с высокой акустической добротностью, в расплавленный припой с обратной стороны детали, что увеличивает интенсивность УЗ колебаний в рабочей зоне припоя, снижает неравномерность распределения амплитуды колебаний и повышает прочность паяных соединений деталей из материалов различного химического состава. В производстве монолитных конденсаторов,2 80382012.04.30 пьезоэлектрических преобразователей, варикондов, электретов и др. металлизация контактных поверхностей пастами серебра, палладия, платины или других металлов может быть заменена на УЗ металлизацию более дешевыми припоями, что позволит экономить драгоценные металлы, повысить производительность процессов и качество контактных соединений в электронных компонентах. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3