Знаете ли вы ультразвуковой паяльник?

Просмотры:88 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2024-01-17 Происхождение:Работает

Ультразвуковая пайка — это метод пайки, не требующий флюса, который считается более экологически чистым по сравнению с традиционными методами пайки.Он удаляет поверхностные оксидные слои с поверхности пайки посредством явлений вибрации и кавитации вместо использования химикатов.

Технология ультразвуковой пайки отличается от ультразвуковой сварки пластмасс, поскольку в ней используется вибрация для генерации тепла и плавления соединяемых компонентов.Основной принцип ультразвуковой пайки аналогичен процессу ультразвуковой очистки, при котором энергия вибрации вызывает кавитацию в водяной бане или чистящем растворителе.Погруженная в жидкую среду часть тщательно очищается сильным эрозионным действием кавитационных пузырьков.

Во время процесса ультразвуковой пайки тепло от отдельного источника энергии плавит припой перед применением энергии вибрации.Расплавленный припой затем действует как акустическая среда передачи ультразвуковых колебаний.Когда к расплавленному припою прикладывается высокочастотная вибрационная энергия, на кончике паяльного инструмента возникает контролируемая акустическая кавитация, разрушающая и рассеивающая поверхностные оксиды.Кавитационные микропузырьки разрываются, очищая всю поверхность, позволяя жидкому припою смачиваться и связываться с чистым металлом.

Вибрация также обеспечивает отсутствие зазоров в паяном соединении, так как энергия вибрации заставляет жидкий припой проникать в зазоры и микропоры основного материала.Это помогает герметизировать компоненты и увеличивает площадь поверхности, доступную для склеивания припоем.Ультразвуковая вибрация также может выдавливать пузырьки из жидкого припоя, что делает этот метод подходящим для применений, требующих герметичных соединений в условиях высокого вакуума.

raotie4-768x432

Ультразвуковая пайка позволяет соединять различные материалы и может использоваться для материалов, которые трудно паять обычными методами.Поскольку флюс не требуется, пользователи могут сэкономить время и деньги, связанные с очисткой остатков флюса, одновременно уменьшая коррозию и повышая долговечность паяных соединений.

Метод ультразвуковой пайки удобно осуществлять с помощью ручных ультразвуковых паяльных устройств для ручной пайки, а также встраивать в ультразвуковые паяльные аппараты и сборочные линии.

Сварка стекла, керамики, нержавеющей стали и алюминия

В ходе обширных исследований соединения стекла с металлом на протяжении многих лет японские инженеры разработали специальный припой под названием CERASOLZER (припойная проволока).Этот активный припой специально разработан для работы с методом ультразвуковой пайки и обладает уникальными связующими свойствами, которые могут заменить обычно используемые методы пайки серебром, пайки индием, молибден-марганца и смолы.CERASOLZER помимо прямого соединения металл-металл образует химические связи (стеклянная подложка).Сплав состоит из тех же основных компонентов, что и стандартные припои (свинец/олово), но он также содержит небольшое количество таких элементов, как цинк, титан, кремний, алюминий, бериллий, редкоземельные элементы и т. д., которые имеют сильное химическое родство с кислород.

В процессе пайки эти дополнительные элементы соединяются с окружающим кислородом, образуя оксид, который химически связывается с различными материалами, включая стекло, керамику, алюминий, нержавеющую сталь, проводящие оксиды и многие другие подложки, которые ранее считались неподдающимися пайке.Образующийся оксид прочно связывается с припаянной подложкой, образуя прочную химическую связь (RO) на границе раздела.

Таким образом, прочность сцепления CERASOLZER снижается, если кислород эффективно удаляется за счет использования инертного газа (например, азота) вместо окружающего воздуха в оборудовании для склеивания.Установлено, что подходящая критическая концентрация кислорода для связывания составляет около 2%.Температура плавления сплава CERASOLZER колеблется от 155 до 297°С, а благодаря ультразвуковой вибрации метод пайки является бесфлюсовым.Фактически, если наш метод ультразвуковой пайки будет использоваться с флюсом, это нарушит кислородные связи и поставит под угрозу весь процесс пайки, поэтому его не следует использовать.

Приложение

Производство стеклянной посуды

Покрытие/металлизация оптических линз

Создание электродов на стеклянных и керамических подложках

Сварка нагревательных контактов на задних стеклах автомобилей

Пайка сверхпроводников, компонентов и керамических деталей.

Вакуумная запайка стеклянных трубок и склеивание фурнитуры.

Герметизация стекловолокна (металлическая полоса)

Приклеивание электродов к передним/задним контактам солнечных элементов (кристаллических, тонкопленочных)

Клеевое соединение металлического стекла, стекла ЖК-дисплея, кварцевых генераторов, выводов гибридных интегральных схем (прикрепление кристалла)

Основные методы ультразвуковой пайки

При нанесении припоя Cerasolzer на стекло, керамику или оксиды металлов должен быть достаточный контакт между припоем и подложкой, исключающий появление мелких пузырьков, которые могут существовать на границе между поверхностью подложки и мягким припоем.Ультразвуковая вибрация устраняет слой воздуха в граничной зоне за очень короткое время, в результате чего получается однородное паяное соединение без пузырьков.Если подложка имеет высокое теплопоглощение, для поддержания надлежащих условий пайки следует использовать вспомогательный источник тепла, например, нагревательную пластину.

Рекомендуемый подход заключается в нанесении Cerasolzer на прозрачное предметное стекло, при этом обратная сторона служит установленной граничной областью, напоминающей отражающую поверхность, подобную зеркалу.

Двухэтапный метод (предварительная пайка + склеивание):

На первом этапе Cerasolzer доставляется на наконечник ультразвукового паяльника с помощью высокой температуры и ультразвуковой вибрации и наносится на подложку (например, стекло).Затем для пайки металлических компонентов, проводов, полос и т. д. в зоне предварительной пайки используется обычный припой или предпочтительный Cerasolzer.

Одноэтапный метод (прямая пайка):

Когда Cerasolzer помещен между металлом и стеклом, керамикой или оксидами металлов, ультразвуковая вибрация напрямую воздействует на металл.Соединение осуществляется в очень короткие сроки.Производительность, обеспечиваемая этим методом, несколько ниже, чем у предыдущего метода.

Метод погружения:

Метод окунания является идеальным методом для нанесения покрытия на большие поверхности.Припой Cerasolzer расплавляется в специальной паяльной ванне с помощью ультразвукового вибратора.Когда на поверхности мягкого припоя из-за ультразвуковой вибрации образуется рябь, участок с покрытием погружают в воду, предпочтительно с использованием устройства для ультразвуковой пайки погружением.

с (1)