Ultraljudslödning

Ultraljudslödning ( U/S-lödning) är en flusslös lödningsprocess som använder ultraljudsenergi , utan behov av kemikalier för att löda material, såsom glas, keramik och kompositer , svårlödda metaller och andra känsliga komponenter som inte kan lödas. med konventionella medel.

Ultraljudslödning får växande tillämpning vid lödning av metaller och keramik från solceller och medicinska formminneslegeringar till specialiserade elektronik- och sensorpaket. Den har använts sedan 1955 för att löda aluminium och andra metaller utan användning av flussmedel. ^{[ citat behövs ]}

Bearbeta

Ultraljudslödning är en helt annan process än ultraljudssvetsning . Ultraljudssvetsning använder ultraljudsenergi för att sammanfoga delar utan att lägga till någon form av fyllnadsmaterial medan ultraljudslödning använder extern uppvärmning för att smälta tillsatsmetallmaterial, nämligen lod, för att bilda en fog.

Ultraljudslödning kan göras med antingen en specialiserad lödkolv eller en specialiserad lödkärl . I båda fallen kan processen automatiseras för storskalig produktion eller kan göras för hand för prototyp- eller reparationsarbete. Ursprungligen syftade U/S-lödning till att sammanfoga aluminium och andra metaller; Men med uppkomsten av aktiva lödningar kan ett mycket bredare utbud av metaller, keramik och glas nu lödas.

Ultraljudslödning använder antingen ultraljud kopplade uppvärmda lödkolvspetsar (0,5-10 mm) eller ultraljud kopplade lödbad. I dessa anordningar används piezoelektriska kristaller för att generera högfrekventa (20-60 kHz) akustiska vågor i smälta lodskikt eller satser, för att mekaniskt störa oxider som bildas på de smälta lodytorna. Spetsarna för ultraljudslödkolvar är också kopplade till ett värmeelement medan den piezoelektriska kristallen är termiskt isolerad, för att förhindra nedbrytning av det piezoelektriska elementet. Ultraljudslödkolvspetsar kan värmas (upp till 450 °C) samtidigt som de svänger mekaniskt vid 20–60 kHz. Denna lödspets kan smälta lödfyllnadsmetaller eftersom akustiska vibrationer induceras i den smälta lodpoolen. Vibrationen och kavitationen i det smälta lodet tillåter sedan lod att väta och fästa på många metallytor.

Den akustiska energin som skapas av lödspetsen eller ultraljudslödkärlet fungerar via kavitation av det smälta lodet som mekaniskt stör oxidskikten på själva lödskikten och på metallytor som sammanfogas.

Kavitation i den smälta lodpoolen kan vara mycket effektiv för att störa oxiderna på många metaller, men det är inte effektivt vid lödning till keramik och glas eftersom de själva är oxider eller annan icke-metallförening som inte kan störas eftersom de är basen material. Vid lödning direkt på glas och keramik måste ultraljudslödning av fyllnadsmetaller modifieras med aktiva element som In, Ti, Hf, Zr och sällsynta jordartsmetaller (Ce, La och Lu). Löd när de är legerade med dessa element kallas aktiva lod eftersom de direkt verkar på glaset/keramiska ytorna för att skapa en bindning.

Adoption

Användningen av ultraljudslödning ökar, eftersom den är ren och flusslös i kombination med att aktiva lödningar specificeras för sammanfogning av sammansättningar där antingen korrosivt flussmedel kan fångas in eller på annat sätt störa driften eller förorena rena produktionsmiljöer eller där det finns olika material / metaller / keramik / glasögon sammanfogas. För att vara effektiv för att fästa på ytor måste aktivlodets egen begynnande oxid vid smältning avbrytas och ultraljudsomrörning är väl lämpad.

Vidare läsning

Vianco, PT; Hosking, FM; Rejent, JA (1996). "Ultraljudslödning för strukturella och elektroniska applikationer". Svetsjournal . 75 (11): 343-s till 355-s.
Antonevich, J. (1976). "Grunderna för ultraljudslödning". Svetsjournal . 55 (7): 200-s till 207-s.
P. Vianco, AWS Soldering Handbook, Ed. 3. 1999, utgiven av amerikanen

externa länkar