СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №4/2016

ИНСТРУМЕНТЫ И ОБОРУДОВАНИЕ 34 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2016 а б мальное значение 250 отн. ед. соответ- ствует электрической мощности 4,5 Вт. Единица измерения амплитудымехани- ческих колебаний по вертикальной оси указана в нанометрах. Красная и синяя линии зависимостей относятся к УЗП с частотой резонанса 106 кГц при зажиме капилляра длиной 11 мм и 16 мм соот- ветственно. Из рисунка 3 видно, что на частоте 106 кГц капилляр длиной 11 мм плохо согласуется и имеет спадающую характеристику после достижения мак- симума (красная линия). При зажиме инструмента длиной 16 мм увеличе- ние подводимой мощности приводит к увеличению амплитуды механиче- ских колебаний (синяя линия). Для УЗП с частотой резонанса 60 кГц (зелёная линия) характеристика близка к линей- ной зависимости. Данные результаты показывают, что существует необхо- димость тестирования ультразвуковой системы, в частности, при разработке новых ультразвуковых систем. Нели- нейная зависимость характеристики (красная линия) не связана с «особой» частотой. Это лишь показывает, что требуется оптимизация конструкции УЗП, в частности, волновода, и пред- варительное моделирование вылета капилляра [9]. Известно, что в процессе микросвар- ки импеданс УЗП увеличивается [10]. Соответственно, в режиме стабилиза- ции выходного напряжения ультразву- кового генератора ток через УЗП будет уменьшаться. При измерении ампли- туды механических колебаний уль- тразвуковой частоты во время микро- сварки проволочного вывода было получено подтверждение связи вели- чины протекающего электрическо- го тока через УЗП с амплитудой меха- нических колебаний на инструменте (см. рис. 4). Подъём амплитуды в про- цессе микросварки (см. рис. 4б) обычно свидетельствует о разупрочнении свар- ного соединения или срыве очагов вза- имодействия свариваемых материалов, что приводит к снижению прочности соединения или его отказу. В ЫВОДЫ Системы контроля параметров УЗС микросварки на основе лазерной виброметрии помогают при разработке новых ультразвуковых систем и инстру- ментов и позволяют оценить возмож- ности их согласования в различных диапазонах частот. Данные системы полезны для оперативной и перио- дической диагностики УЗС сварочно- го оборудования в цеховых условиях, поскольку для этого не требуется тру- доёмкой разборки сварочной голов- ки и использования стендового обо- рудования. Л ИТЕРАТУРА 1. Ланин В.Л., Петухов И.Б. Получение сое- динений повышенной плотности термо- звуковой микросваркой в 3D интеграль- ных микросхемах. Технология и констру- ирование в электронной аппаратуре . 2014. № 2–3. 2. Емельянов В.А., Ланин В.Л., Ласточки- на В.Ф. Термозвуковая разварка межсо- единений золотой проволокой на мед- ных рамках. Технология и конструиро- вание в электронной аппаратуре. 1998. № 2. С. 20–30. 3. Lanin V.L., Petuhov I.B. The Spark Process of Ball Formation Upon Thermoacoustic Welding in Electronics. Surface Engineering Applied Electrochemistry. 2013. Vol. 49. Issue 2. 4. Ланин В.Л., Петухов И.Б. Методика рас- чёта параметров УЗ-преобразователей повышенной частоты. Технология и кон- струирование в электронной аппаратуре . 2013. № 5. 5. Goh K.S., Zhong Z.W. Development of Capillaries for Wire Bonding of Low-K Ultra-Fine-Pitch Devices. Microelectronic Engineering. 2006. Vol. 83. Issue 10. 6. CLV-2534 Compact Laser Vibrometer. www. polytec.com/us/products/vibration-sensors/ single-point-vibrometers/complete-systems/ clv-2534-compact-laser-vibrometer. 7. DeAngelis D.A., Schulze G.W. Performance of PIN-PMN-PT Single Crystal Piezoelectric Versus PZT8 Piezoceramic Materials in Ultrasonic Transducers. Physics Procedia. 2015. Vol. 63. 8. Zhang H., Wang F., Tian Y., Zhao X., Zhang D., Han L. Electrical Matching of Low Power Piezoelectric Ultrasonic Transducers for Microelectronic Bonding. Sensors and Actuators A. 2013. Vol. 199. 9. Петухов И.Б. Оптимизация параметров ультразвуковой системы повышенной частоты для микросварки проволочных выводов. Доклады БГУИР. 2012. №1 (63). 10. Feng W., Meng Q., Xie Y., Fan H. Wire Bonding Quality Monitoring Via Refining Process of Electrical Signal fromUltrasonic Generator. Mechanical Systems and Signal Processing. 2011. Vol. 25. Рис. 4. Амплитуда механических колебаний на торце капилляра в процессе присоединения вывода: а – качественная сварка; б – отлип сварного соединения