Выбор микропривода механизма зажима и подачи проволоки в установках термозвуковой микросварки
Исследованы три типа микроприводов механизма зажима проволоки для установок термозвуковой микросварки выводов диаметром от 12,5 до 75 мкм и даны рекомендации по их выбору в зависимости от диаметра проволоки....
Збережено в:
| Дата: | 2010 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2010
|
| Назва видання: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/51955 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Выбор микропривода механизма зажима и подачи проволоки в установках термозвуковой микросварки / В.Л. Ланин, И.Б. Петухов, В.В. Шевцов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2010. — № 3. — С. 54-57. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-51955 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-519552013-12-21T03:15:43Z Выбор микропривода механизма зажима и подачи проволоки в установках термозвуковой микросварки Ланин, В.Л. Петухов, И.Б. Шевцов, В.В. Технологические процессы и оборудование Исследованы три типа микроприводов механизма зажима проволоки для установок термозвуковой микросварки выводов диаметром от 12,5 до 75 мкм и даны рекомендации по их выбору в зависимости от диаметра проволоки. Досліджено три типи мікроприводу механізму затиску дротута системи навантаження для приладів термозвукової мікрозварки приєднуваних виводів діаметром 12,5,75 мкм. Найбільш придатними за швидкодією та можливістю програмування параметрів виявились механізми затиску провідника з приводами на біморфних пўэзоелементах і система навантаження на базі електромагніту типу voice-coil. The article describes research of three types of wire clamp microdrive for termosonic microwelding equipment, covering an expanded range microconductors from 12,5 up to 75 mm. The most preferable, in the light of their high-speed and easy-programming qualities, proved to be the mechanisms of conductor clamp with piezoelement drives and the loading system based on "voice-coil" type electromagnet. 2010 Article Выбор микропривода механизма зажима и подачи проволоки в установках термозвуковой микросварки / В.Л. Ланин, И.Б. Петухов, В.В. Шевцов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2010. — № 3. — С. 54-57. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/51955 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Технологические процессы и оборудование Технологические процессы и оборудование |
| spellingShingle |
Технологические процессы и оборудование Технологические процессы и оборудование Ланин, В.Л. Петухов, И.Б. Шевцов, В.В. Выбор микропривода механизма зажима и подачи проволоки в установках термозвуковой микросварки Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description |
Исследованы три типа микроприводов механизма зажима проволоки для установок термозвуковой микросварки выводов диаметром от 12,5 до 75 мкм и даны рекомендации по их выбору в зависимости от диаметра проволоки. |
| format |
Article |
| author |
Ланин, В.Л. Петухов, И.Б. Шевцов, В.В. |
| author_facet |
Ланин, В.Л. Петухов, И.Б. Шевцов, В.В. |
| author_sort |
Ланин, В.Л. |
| title |
Выбор микропривода механизма зажима и подачи проволоки в установках термозвуковой микросварки |
| title_short |
Выбор микропривода механизма зажима и подачи проволоки в установках термозвуковой микросварки |
| title_full |
Выбор микропривода механизма зажима и подачи проволоки в установках термозвуковой микросварки |
| title_fullStr |
Выбор микропривода механизма зажима и подачи проволоки в установках термозвуковой микросварки |
| title_full_unstemmed |
Выбор микропривода механизма зажима и подачи проволоки в установках термозвуковой микросварки |
| title_sort |
выбор микропривода механизма зажима и подачи проволоки в установках термозвуковой микросварки |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2010 |
| topic_facet |
Технологические процессы и оборудование |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/51955 |
| citation_txt |
Выбор микропривода механизма зажима и подачи проволоки в установках термозвуковой микросварки / В.Л. Ланин, И.Б. Петухов, В.В. Шевцов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2010. — № 3. — С. 54-57. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| series |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| work_keys_str_mv |
AT laninvl vybormikroprivodamehanizmazažimaipodačiprovolokivustanovkahtermozvukovojmikrosvarki AT petuhovib vybormikroprivodamehanizmazažimaipodačiprovolokivustanovkahtermozvukovojmikrosvarki AT ševcovvv vybormikroprivodamehanizmazažimaipodačiprovolokivustanovkahtermozvukovojmikrosvarki |
| first_indexed |
2025-07-04T14:16:10Z |
| last_indexed |
2025-07-04T14:16:10Z |
| _version_ |
1836726166048735232 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 3
54
ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
09.02 2010 ã.
Îïïîíåíò ê. ò. í. Í. Ò. ÃÐÈÍ×ÅÍÊÎ
(Èí-ò ìèêðîïðèáîðîâ, ã. Êèåâ)
ê. ò. í. Ë. È. ÏÀÍÎÂ (ÎÍÏÓ, ã. Îäåññà)
Ä. ò. í. Â. Ë. ËÀÍÈÍ, È. Á. ÏÅÒÓÕÎÂ, Â. Â. ØÅÂÖÎÂ
Ðåñïóáëèêà Áåëàðóñü, ã. Ìèíñê, Áåëîðóññêèé óíèâåðñèòåò èíôîðìàòèêè
è ðàäèîýëåêòðîíèêè; ÊÁÒÝÌ�ÑÎ
E-mail: vlanin@bsuir.by; petuchov@kbtem.by
ÂÛÁÎÐ ÌÈÊÐÎÏÐÈÂÎÄÀ ÌÅÕÀÍÈÇÌÀ ÇÀÆÈÌÀ
È ÏÎÄÀ×È ÏÐÎÂÎËÎÊÈ
 ÓÑÒÀÍÎÂÊÀÕ ÒÅÐÌÎÇÂÓÊÎÂÎÉ ÌÈÊÐÎÑÂÀÐÊÈ
Èññëåäîâàíû òðè òèïà ìèêðîïðèâîäîâ
ìåõàíèçìà çàæèìà ïðîâîëîêè äëÿ óñòà-
íîâîê òåðìîçâóêîâîé ìèêðîñâàðêè âûâî-
äîâ äèàìåòðîì îò 12,5 äî 75 ìêì è äàíû
ðåêîìåíäàöèè ïî èõ âûáîðó â çàâèñèìî-
ñòè îò äèàìåòðà ïðîâîëîêè.
Îñíîâíûìè âèäàìè ìèêðîñâàðêè ïðîâîäíèêîâ â
ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðàõ è èíòåãðàëüíûõ ìèê-
ðîñõåìàõ ÿâëÿþòñÿ ñâàðêà òåðìîêîìïðåññèîííàÿ, óëü-
òðàçâóêîâàÿ, òåðìîçâóêîâàÿ, ñâàðêà ðàñùåïëåííûì
ýëåêòðîäîì, êîñâåííûì èìïóëüñíûì íàãðåâîì. Íàè-
áîëåå øèðîêîå ðàñïðîñòðàíåíèå â íàñòîÿùåå âðåìÿ
ïîëó÷èëà òåðìîçâóêîâàÿ ìèêðîñâàðêà ìåòîäîì «øà-
ðèê-êëèí» ñ èñïîëüçîâàíèåì çîëîòîé, à â ïîñëåäíåå
âðåìÿ � ìåäíîé ïðîâîëîêè äèàìåòðîì 17,5�50 ìêì,
è ìåòîäîì «êëèí-êëèí» äëÿ àëþìèíèåâîé ïðîâîëîêè
äèàìåòðîì 20�500 ìêì [1, 2].Îñíîâíûì ïðåèìó-
ùåñòâîì ñîåäèíåíèé òèïà «êëèí-êëèí» äëÿ ïðîâîä-
íèêîâ ìàëîãî äèàìåòðà ÿâëÿåòñÿ ìàëàÿ ïëîùàäü, ÷òî
ïîçâîëÿåò ïðèìåíÿòü ýòîò ìåòîä ïðè ìèêðîñâàðêå èç-
äåëèé ñ ðàññòîÿíèåì ìåæäó êîíòàêòíûìè ïëîùàäêà-
ìè ìåíåå 40 ìêì. Äëÿ ìàëîìîùíûõ ïðèáîðîâ íàè-
áîëåå ÷àñòî ïðèìåíÿþòñÿ ìèêðîïðîâîäíèêè äèàìåò-
ðîì îò 20 äî 35 ìêì.
Ñîâðåìåííûå òðåáîâàíèÿ ïîëóïðîâîäíèêîâîé òåõ-
íîëîãèè ïðåäïîëàãàþò îòõîä îò ìåòîäà ìîíòàæà êðè-
ñòàëëîâ ñ ïðèìåíåíèåì âûñîêîòåìïåðàòóðíîé ýâòåê-
òèêè Au�Si (377°Ñ) è øèðîêîå èñïîëüçîâàíèå âìåñòî
ýòîãî íèçêîòåìïåðàòóðíûõ êëååâ, êîìïîçèöèîííûõ
ìàòåðèàëîâ è ïðèïîåâ äëÿ ìîíòàæà êðèñòàëëîâ â êîð-
ïóñ èçäåëèÿ. Ýòî âûçûâàåò íåîáõîäèìîñòü îáåñïå÷è-
âàòü ñîåäèíåíèå ïðè òåìïåðàòóðå 100�150°Ñ âìåñòî
180�250°Ñ. Âûñîêàÿ ñòåïåíü èíòåãðàöèè èíòåãðàëü-
íûõ ìèêðîñõåì è óìåíüøåíèå ðàçìåðîâ êîíòàêòíûõ
ïëîùàäîê äî 50�75 ìêì ïðèâîäèò ê íåîáõîäèìîñòè
èñïîëüçîâàòü ïðîâîëîêó ìàëîãî ñå÷åíèÿ � äèàìåò-
ðîì îò 17,5 äî 20 ìêì (çîëîòî, àëþìèíèé) è ïëîñêèå
ïðîâîäíèêè èç àëþìèíèÿ òîëùèíîé 12,5�18 ìêì,
îñîáåííî â èçäåëèÿõ ÑÂ×-ýëåêòðîíèêè. Ñ óìåíüøå-
íèåì äèàìåòðà ïðîâîëîêè ñîîòâåòñòâåííî óìåíüøà-
åòñÿ óñèëèå åå ðàçðûâà, à òðåáîâàíèÿ ê óïðàâëåíèþ
ñèñòåìîé ïîäà÷è ïðîâîëîêè è ê ôîðìèðîâàíèþ ðà-
áî÷åãî óñèëèÿ ñâàðêè ðåçêî âîçðàñòàþò. Òàêèì îá-
ðàçîì, íåîáõîäèìà ðàçðàáîòêà ïðåöèçèîííûõ ìèêðî-
ïðèâîäîâ ìåõàíèçìà îòðûâà-ïîäà÷è (çàæèìà) ïðèñî-
åäèíÿåìûõ ïðîâîäíèêîâ â óñòàíîâêàõ òåðìîçâóêîâîé
ìèêðîñâàðêè è ñèñòåìû ôîðìèðîâàíèÿ ðàáî÷èõ óñè-
ëèé íà ñâàðî÷íûé ìèêðîèíñòðóìåíò. Ïðèñîåäèíåíèå
ïðîâîäíèêîâ äèàìåòðîì ìåíüøå 20 ìêì â óñòàíîâ-
êàõ òåðìîçâóêîâîé ìèêðîñâàðêè ñâÿçàíî ñ âûïîëíå-
íèåì ðÿäà ñëåäóþùèõ òåõíè÷åñêèõ òðåáîâàíèé.
1. Óñòàíîâêà äîëæíà ñîäåðæàòü ïðåöèçèîííûé
ìåõàíèçì äîçèðîâàííîé áåçäåôåêòíîé ïîäà÷è ïðîâî-
ëîêè ñî ñòàíäàðòíûõ êàòóøåê ñ ïðîâîëîêîé ôèðì-
ïðîèçâîäèòåëåé, íàïðèìåð, òàêèõ êàê SPM (Ìàëàé-
çèÿ), HERAEUS (Ãåðìàíèÿ) è AFW (ÑØÀ), ÷òî èñ-
êëþ÷àåò îïåðàöèþ ïåðåìîòêè ïðîâîëîêè íà êàòóøêè
ñîáñòâåííîãî ïðîèçâîäñòâà, ñîõðàíÿÿ ôèçèêî-õèìè-
÷åñêèå ñâîéñòâà ïðîâîëîêè.
2. Ïðåöèçèîííûé ïðèâîä ïî êîîðäèíàòå Z äîëæåí
èìåòü áûñòðîäåéñòâóþùèé äàò÷èê êàñàíèÿ äëÿ îïðå-
äåëåíèÿ ìîìåíòà êîíòàêòèðîâàíèÿ ðàáî÷åãî èíñòðó-
ìåíòà ñ ìåñòîì ñâàðêè, îáåñïå÷èâàþùèé ìèíèìàëü-
íóþ äåôîðìàöèþ ïðîâîäíèêà äî íà÷àëà ñâàðêè.
3. Ñâàðî÷íàÿ ãîëîâêà ñ ïðîãðàììèðóåìûì
óñòðîéñòâîì íàãðóæåíèÿ äîëæíà îáåñïå÷èâàòü ìè-
íèìàëüíîå óñèëèå êîíòàêòà ïðè êàñàíèè ìåñòà ñâàð-
êè äî íà÷àëà ïðîöåññà ïðèñîåäèíåíèÿ (îò 5 äî 10 ã) è
íåîáõîäèìûé ïðîôèëü ñâàðî÷íîãî óñèëèÿ (ïîñòîÿí-
íûé, òðàïåöåèäàëüíûé, ñòóïåí÷àòûé) ñ äèñêðåòíîñ-
òüþ çàäàíèÿ íàãðóçêè íå áîëåå 0,1 ã â äèàïàçîíå îò
10 äî 150 ã â òå÷åíèå ïðîöåññà ïðèñîåäèíåíèÿ.
4. Äëÿ ñíèæåíèÿ òåìïåðàòóðû ñâàðêè äî 100�
150°Ñ íåîáõîäèìà óëüòðàçâóêîâàÿ ñèñòåìà (ÓÇ-ãåíå-
ðàòîð + ÓÇ-ïðåîáðàçîâàòåëü) ñ ðàñøèðåííûì äèàïà-
çîíîì ðàáî÷èõ ÷àñòîò 90�140 êÃö, êîòîðàÿ äîëæíà
îáåñïå÷èâàòü îïòèìàëüíîå ñîãëàñîâàíèå ñ ðàáî÷åé
÷àñòîòîé ñòàíäàðòíûõ ìèêðîèíñòðóìåíòîâ îòå÷åñòâåí-
íîãî è çàðóáåæíîãî ïðîèçâîäñòâà. Äèñêðåòíîñòü ïîä-
âîäèìîé îò ÓÇ-ãåíåðàòîðà ìîùíîñòè äîëæíà áûòü íå
áîëåå 0,001 Âò â äèàïàçîíå 0�2,5 Âò íà íàãðóçêå 15�
30 Îì.
5. Â ïðîöåññå ñâàðêè íåîáõîäèìî êîíòðîëèðîâàòü
äåôîðìàöèþ ïðîâîäíèêà ïî ìåòîäó îòêëîíåíèÿ ïðî-
ôèëÿ äåôîðìàöèè îò çàäàííûõ ïàðàìåòðîâ ñ àâòîìà-
òè÷åñêîé ïðîâåðêîé òåõ ñâàðíûõ ñîåäèíåíèé, ïðîôèëü
êîòîðûõ âûõîäèò èç çàäàííûõ äîïóñêîâ.
Ïðè ðàçðàáîòêå îïòèìàëüíîé êîíñòðóêöèè ìåõà-
íèçìà îòðûâà-ïîäà÷è ïðîâîëîêè èññëåäîâàëèñü òðè
òèïà ìåõàíèçìîâ ñ ðàçëè÷íûìè ïðèâîäàìè: ñîëåíîè-
äîì, ýëåêòðîìàãíèòîì ñ ïîäâèæíûì ÿêîðåì è ïðè-
âîäîì íà áèìîðôíûõ ïüåçîýëåìåíòàõ èçãèáíîãî òèïà
(ðèñ. 1).Óïðàâëåíèå ïðèâîäàìè ìåõàíèçìà îòðûâà-
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 3
55
ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ
ïîäà÷è (çàæèìà) ïðè èññëåäîâàíèè äèíàìè÷åñêèõ õà-
ðàêòåðèñòèê îñóùåñòâëÿëîñü äëÿ ïåðâûõ äâóõ òèïîâ
� ñ ïîìîùüþ òðàíçèñòîðíûõ êëþ÷åé, à äëÿ ïðèâî-
äîâ ñ èñïîëüçîâàíèåì ïüåçîêåðàìèêè è ýëåêòðîìàã-
íèòà íàãðóæåíèÿ òèïà «voice coil» � ñ ïîìîùüþ ìîù-
íîãî îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ ñ îáðàòíîé ñâÿçüþ.
Íàãðóæåíèå ñâàðèâàåìûõ ýëåìåíòîâ ñîçäàâàëîñü
ñ ïîìîùüþ ýëåêòðîìàãíèòà, âûïîëíåííîãî ïî ïðèí-
öèïó «voice coil» (êàòóøêà â ïîëå ïîñòîÿííîãî ìàã-
íèòà). Óñèëèå íàãðóæåíèÿ çàäàåòñÿ óñòàíîâêîé îïðå-
äåëåííîé âåëè÷èíû òîêà êàòóøêè, êîòîðûé ôîðìè-
ðóåòñÿ óñèëèòåëåì ñ òîêîâûì âûõîäîì (ãåíåðàòîð
òîêà, óïðàâëÿåìûé íàïðÿæåíèåì). Óñèëèòåëü ðåàëè-
çîâàí íà ìîùíîì îïåðàöèîííîì óñèëèòåëå ñ îòðèöà-
òåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçüþ ïî òîêó íàãðóçêè. Âõîäíîé
ñèãíàë óñèëèòåëÿ ôîðìèðóåòñÿ öèôðî-àíàëîãîâûì
ïðåîáðàçîâàòåëåì (ÖÀÏ), óïðàâëÿåìûì ïðîãðàììíî.
Ýëåêòðîìàãíèò íàãðóæåíèÿ ïðîõîäèò ïðåäâàðèòåëü-
íóþ êàëèáðîâêó, ôîðìèðóåìîå óñèëèå ó÷èòûâàåò ìàñ-
ñó êà÷àþùåéñÿ ÷àñòè ñâàðî÷íîé ãîëîâêè è ïîëîæå-
íèå êàòóøêè â ïîëå ïîñòîÿííîãî ìàãíèòà. Êàëèáðî-
âî÷íûé ãðàôèê ïðèâåäåí íà ðèñ. 2.
Ýëåêòðè÷åñêàÿ ñõåìà óñèëèòåëÿ óïðàâëåíèÿ ïðè-
âîäîì íàãðóæåíèÿ ïðèâåäåíà íà ðèñ. 3.  êà÷åñòâå
âûõîäíîãî óñèëèòåëÿ èñïîëüçîâàëñÿ îïåðàöèîííûé
óñèëèòåëü òèïà ÎÐÀ544 ôèðìû Burr-Brown. Ñõåìà
óïðàâëåíèÿ ïîñòðîåíà íà èñïîëüçîâàíèè îáðàòíîé
ñâÿçè ïî òîêó íàãðóçêè ÷åðåç öåïü íàãðóçêè (êàòóø-
êó ýëåêòðîìàãíèòà) R5. Äåìïôèðóþùèå öåïè R7�
C2 è R8�C4 ïðåäîòâðàùàþò ñàìîâîçáóæäåíèå îïå-
ðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ ïðè ðàáîòå íà èíäóêòèâíóþ íà-
ãðóçêó. Óïðàâëÿþùåå âîçäåéñòâèå îñóùåñòâëÿëîñü
ñ ïîìîùüþ óñòàíîâëåííîé â êîìïüþòåð ïëàòû òèïà
PCL-726, ñîäåðæàùåé øåñòü 12-ðàçðÿäíûõ öèôðîà-
íàëîãîâûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé. Äëÿ çàäàíèÿ àìïëèòó-
äû è ïðîôèëÿ ñèãíàëà óïðàâëåíèÿ èñïîëüçîâàëèñü
òåñòîâûå óòèëèòû ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ ïîëó-
àâòîìàòè÷åñêîé óñòàíîâêè ÝÌ-4320Ó. Èíòåðôåéñ
à)
á) â)
Ðèñ. 1. Ìåõàíèçì çàæèìà-îòðûâà ïðîâîëîêè ñ ïðèâîäîì ðàçëè÷íûõ òèïîâ:
à � ñîëåíîèä; á � ýëåêòðîìàãíèò ñ ïîäâèæíûì ÿêîðåì; â � ïðèâîä íà áèìîðôíûõ ïüåçîýëåìåíòàõ
Ó
ñè
ëè
å
íà
ãð
óæ
åí
èÿ
,
ã
200
100
0 200 400 600 800
Òîê êàòóøêè, ìÀ
Ðèñ. 2. Êàëèáðîâî÷íûé ãðàôèê ïðèâîäà íàãðóæåíèÿ òèïà
«voice-coil»
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 3
56
ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ
óïðàâëåíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíûì íàãðóæåíèåì ïîêàçàí
íà ðèñ. 4.
Ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå íàïðÿæåíèÿ óïðàâëÿþ-
ùåãî ÖÀÏ (10 Â) ñîîòâåòñòâóåò ìàêñèìàëüíîìó çíà-
÷åíèþ òîêà êàòóøêè ýëåêòðîìàãíèòà íàãðóæåíèÿ
(750 ìÀ). Ïðè ðàáîòå ýëåêòðîìàãíèòà ïðîèñõîäèò åãî
ðàçîãðåâ ïðîõîäÿùèì òîêîì. Òåìïåðàòóðà ïðîâîäà
îáìîòêè â íàèáîëåå æåñòêèõ ðåæèìàõ ìîæåò äîñòè-
ãàòü 80°Ñ. Ýòî íèæå ìàêñèìàëüíîé ðàáî÷åé òåìïåðà-
òóðû îáìîòî÷íîãî ïðîâîäà (130°Ñ), îäíàêî ïðè ýòîì
ðàñòåò ñîïðîòèâëåíèå êàòóøêè è ïðè ñòàáèëüíîì òîêå
óâåëè÷èâàåòñÿ ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà íåé. Äëÿ ñî-
õðàíåíèÿ ëèíåéíîñòè ïðåîáðàçîâàíèÿ íàïðÿæåíèÿ ÖÀÏ
â òîê ýëåêòðîìàãíèòà äîëæíî ñîáëþäàòüñÿ óñëîâèå
Uk≤U+�(3,8+Ik R5), (1)
Çàâèñèìîñòü òîêà êàòóøêè îò íàïðÿæåíèÿ ÖÀÏ
(íàðàñòàíèå îò 0 äî 10 Â) â äèàïàçîíå òåìïåðàòóðû îò
20 äî 80°Ñ ñ äèñêðåòíîñòüþ 10°Ñ èìååò ëèíåéíûé
õàðàêòåð â äèàïàçîíå óïðàâëÿþùåãî íàïðÿæåíèÿ ÖÀÏ.
Ïðåèìóùåñòâî ïðèâîäà íàãðóæåíèÿ íà îñíîâå
ýëåêòðîìàãíèòà òèïà «voice-coil» ïî ñðàâíåíèþ ñ ìå-
õàíè÷åñêèì íàãðóæåíèåì íà îñíîâå ïðóæèí è ïðîòè-
âîâåñîâ î÷åâèäíî � ýòî âîçìîæíîñòü ïðîãðàììè-
ðîâàíèÿ óñèëèÿ ñâàðêè, à òàêæå óìåíüøåíèÿ äèíà-
ìè÷åñêîãî óäàðà ïðè ïåðåõîäå îò óñèëèÿ êàñàíèÿ íà
ðàáî÷åå óñèëèå ñâàðêè.
Áûë èññëåäîâàí òàêæå àëüòåðíàòèâíûé ìåõàíèçì
çàæèìà ñèñòåìû îòðûâà-ïîäà÷è ïðîâîëîêè íà îñíî-
âå ïåðñïåêòèâíîãî ïüåçîïðèâîäà íà èçãèáíûõ ýëåìåí-
òàõ òèïà PL127.251, ñîñòîÿùèé èç äâóõ ñêëååííûõ
ïüåçîêåðàìè÷åñêèõ ïëàñòèí èç ìíîãîñëîéíîé êåðà-
ìèêè ôèðìû PIC (Ãåðìàíèÿ) [3]. Ïðåèìóùåñòâàìè
àêòþàòîðîâ òàêîãî òèïà ÿâëÿþòñÿ ìàëîå âðåìÿ ñðàáà-
òûâàíèÿ (íå áîëåå 5 ìñ), âûñîêàÿ æåñòêîñòü, íåâû-
ñîêîå óïðàâëÿþùåå íàïðÿæåíèå (íå áîëåå ±30 Â). Íå-
áîëüøèå èõ ðàçìåðû è ìàëàÿ ìàññà ïîçâîëÿþò ñî-
çäàâàòü êîìïàêòíûå óñòðîéñòâà, çàìåíÿþùèå ñîáîé
óñòðîéñòâà ñ ýëåêòðîìàãíèòàìè â ñëó÷àå ìàëûõ ïå-
ðåìåùåíèé è ïîâûøåííûõ òðåáîâàíèé ê ñêîðîñòè ñðà-
áàòûâàíèÿ [4]. Òàêèå ïüåçîïðèâîäû îáåñïå÷èâàþò
ïåðåìåùåíèå îò 250 äî 1000 ìêì ïðè èçãèáàþùåì
óñèëèè îò 0,5 äî 2,0 Í. Ýëåêòðè÷åñêàÿ ñõåìà óñèëèòåëÿ
ïüåçîàêòþàòîðà èçãèáíîãî òèïà ïðèâåäåíà íà ðèñ. 5.
Ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå íàïðÿæåíèÿ óïðàâëÿþùå-
ãî öèôðîàíàëîãîâîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ (ÖÀÏ, íà ñõå-
ìå � èñòî÷íèê V1) ñîîòâåòñòâóåò ìàêñèìàëüíîìó
çíà÷åíèþ íàïðÿæåíèÿ íà âõîäå ïüåçîàêòþàòîðà. Ïî-
ñêîëüêó ìàòåðèàë ïüåçîàêòþàòîðà îáëàäàåò ãèñòåðå-
çèñíûìè ñâîéñòâàìè, ïðè ïîäà÷å óïðàâëÿþùåãî íà-
ïðÿæåíèÿ îäíîé ïîëÿðíîñòè (ïåðåìåùåíèå â îäíîì
íàïðàâëåíèè) è ñíÿòèè åãî çàòåì äî íóëåâîãî çíà÷å-
íèÿ àêòþàòîð íå âîçâðàùàåòñÿ òî÷íî â ïåðâîíà÷àëü-
íîå ïîëîæåíèå, à íå äîõîäèò äî íåãî íà 10�15 ìêì.
×òîáû èçáåæàòü ýòîãî, íà íåãî ïîäàåòñÿ ñíà÷àëà íà-
ïðÿæåíèå ïðîòèâîïîëîæíîé ïîëÿðíîñòè, à çàòåì íó-
ëåâîå. Ïîýòîìó â ñõåìå ïðèìåíåí óñèëèòåëü ñ äâóõ-
ïîëÿðíûì ïèòàíèåì (±30 Â). Âõîäíîå íàïðÿæåíèå óñè-
ëèòåëÿ ïîñòóïàåò ñ ÖÀÏ.
Ðèñ. 4. Èíòåðôåéñ óïðàâëåíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíûì íàãðó-
æåíèåì
íàïðÿæåíèå íà êàòóøêå;
òîê ÷åðåç êàòóøêó;
ïîëîæèòåëüíîå íàïðÿæåíèå èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ.
ãäå Uk �
Ik �
U+ �
V1
Ñèãíàë
óïðàâëÿþùåãî ÖÀÏ
R1
10 ê
R2
10 ê
R4
510
R3
510
R6
390 ê
R5
0,66
R7
1
R8
4,7
R9
15
0
D3 D4
D2
D1
2
1
1
2
+
�
3
5
4V�
V+
�18 B
+18 B
0
Ñ1
1,8 íÔ
Ñ2
0,01 ìêÔ
Ñ4
10 ìêÔ
0
+18 B
�18 B
1 ìÃí
L4
Ýëåêòðîìàãíèò
íàãðóæåíèÿ
Ðèñ. 3. Ýëåêòðè÷åñêàÿ ñõåìà óñèëèòåëÿ óïðàâëåíèÿ ïðèâîäîì íàãðóæåíèÿ òèïà «voice-coil»
U4
1
2
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 3
57
ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ
Ìàêñèìàëüíîå ïåðåìåùåíèå àêòþàòîðà ïðè èç-
ãèáå ïüåçîýëåìåíòà ïðè íàïðÿæåíèè 30 Â ñîñòàâëÿåò
350 ìêì ïðè óñèëèè 100 ã, êîòîðîãî äîñòàòî÷íî äëÿ
ðàáîòû ñ ïðîâîäíèêàìè äèàìåòðîì îò 12,5 äî 75 ìêì.
Ïðåèìóùåñòâî ïðèâîäà íà áèìîðôíûõ ïüåçîýëåìåí-
òàõ çàêëþ÷àåòñÿ â åãî ìàëîé ìàññå, ìàëîì ïîòðåáëå-
íèè ýíåðãèè è âîçìîæíîñòè ïðîãðàììèðîâàíèÿ íå
òîëüêî óñèëèÿ çàæèìà, íî è ñêîðîñòè ïåðåìåùåíèÿ
ïîäâèæíîé ÷àñòè ìåõàíèçìà çàæèìà, ÷òî îáåñïå÷è-
âàåò åãî áåçóäàðíóþ ðàáîòó, èñêëþ÷àþùóþ äåôîð-
ìàöèþ ïðîâîäíèêà. Ìåõàíèçìû çàæèìà ñ ýëåêòðî-
ìàãíèòàìè ñîëåíîèäíîãî òèïà è ñ ïîäâèæíûì ÿêî-
ðåì öåëåñîîáðàçíî èñïîëüçîâàòü äëÿ ïðîâîäíèêîâ
äèàìåòðîì áîëåå 20 ìêì, ïîñêîëüêó â òàêîì ñëó÷àå
åñòü ðèñê óäàðíîãî âîçäåéñòâèÿ íà ïðîâîëîêó âî âðåìÿ
öèêëà åå îòðûâà-ïîäà÷è.
***
Òàêèì îáðàçîì, îïðåäåëåíû îïòèìàëüíûå ïàðàìåò-
ðû óïðàâëåíèÿ êàòóøêîé ìàãíèòà íàãðóæåíèÿ äëÿ
ïîëó÷åíèÿ ëèíåéíîé õàðàêòåðèñòèêè «óïðàâëÿþùåå
íàïðÿæåíèå � óñèëèå íàãðóæåíèÿ», ÷òî ïîçâîëÿåò
ïðîãðàììíî çàäàâàòü íåîáõîäèìîå óñèëèå íà ñâàðî÷-
íîì èíñòðóìåíòå è óñèëèå çàæèìà ïðîâîëîêè, èñ-
êëþ÷àþùèå äåôîðìàöèþ ïðîâîäíèêà ïðè òåðìîçâó-
êîâîé ìèêðîñâàðêå. Íàèáîëåå ïîäõîäÿùèìè ìåõàíèç-
ìàìè îòðûâà-ïîäà÷è ïðîâîäíèêîâ äèàìåòðîì îò 12,5
äî 75 ìêì ÿâëÿþòñÿ ìåõàíèçìû ñ ïðèâîäàìè íà áè-
ìîðôíûõ ïüåçîýëåìåíòàõ.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Harman G. Wire bonding in microelectronics: materials, pro-
cesses, reliability and yield.� N. Y.: McGraw-Hill, 1997.� Ð. 11�32.
2. Shah A., Mayer M., Zhon Y. et al. In situ ultrasonic force
signals during low-temperature thermosonic copper wire bonding //
Microelectronic Engineering.� 2008.� Vol. 85.� P. 1851�1857.
3. Pertsch P., Richter S., Kopsch D. et al. Reliability of piezoele-
ctric multilayer actuators // Proceed. Conf. ACTUATOR.� Germany,
Bremen.� 2006.� P. 1�3.
4. À. ñ. 1391831 ÑÑÑÐ. Óñòàíîâêà äëÿ óëüòðàçâóêîâîé ñâàðêè
/ À. È. Áåëÿêîâ, È. Á. Ïåòóõîâ, À. Ï. Ðûäçåâñêèé è äð.� 1988.�
Áþë. ¹ 16.
V1
R1
10 ê
R2
10 ê
0
10 ê
R3
0
�
1
2
3
5
4V�
V+
�30 B
+30 B
U4
R4
47 ê
R5
10
R6
10
R7
10
0,7 ìÃí
L1
0,7 ìÃí
L2
Ñ1
1 íÔ
Ñ3
3,4 ìêÔ
Ñ2
1 íÔ
Ñ4
3,4 ìêÔ
+30 B
�30 B
Ðèñ. 5. Ýëåêòðè÷åñêàÿ ñõåìà óñèëèòåëÿ ïüåçîàêòþàòîðà èçãèáíîãî òèïà
Ïüåçîàêòþàòîð
|