اللحام بالموجات فوق الصوتية مقابل اللحام بالمقاومة لمجموعات الاتصال الكهربائية وقضبان التوصيل

يعمل اللحام بالموجات فوق الصوتية على ربط المعادن الموصلة من خلال-اهتزاز ميكانيكي عالي التردد مع تسخين محدود للحجم، بينما يولد اللحام بالمقاومة منطقة اندماج محلية من خلال التيار الكهربائي ومقاومة التلامس. بالنسبة لتجميعات التلامس الكهربائي وقضبان التوصيل، يعتمد الاختيار على مجموعة المواد، وسمك القسم، والتعرض الحراري المسموح به، وقوة القص المطلوبة، والمقاومة الكهربائية للمفصل النهائي.

 

القرار الهندسي ليس مجرد "أي عملية لحام أقوى". يجب أن يحافظ المفصل على مقاومة كهربائية منخفضة، وقوة ميكانيكية يمكن التحكم فيها، وترابط معدني مستقر، ودقة الأبعاد، وجودة إنتاج قابلة للتكرار بعد الختم والتجميع.

 

 

 

درجة حرارة منخفضة-لربط مجموعات اتصال AgSnO₂-Cu

ينطبق اللحام بالموجات فوق الصوتية بشكل خاص عندما يحتوي التلامس الكهربائي على سبيكة فضية والركيزة من النحاس. يمكن لمجموعة اللحام بالتلامس بالموجات فوق الصوتية أن تنشئ رابطًا صلبًا-دون الحاجة إلى وصول واجهة المفصل بالكامل إلى درجة حرارة انصهار المواد الأساسية.

 

تشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:

AgSnO₂-تتطلب تجميعات ملامسة النحاس تعرضًا حراريًا محدودًا لسبائك الفضة.
Cu-وصلات سلكية مضفرة من النحاس حيث يجب أن يظل تشوه الخيوط تحت السيطرة.
صفائح نحاسية رفيعة، وأكوام من الرقائق، وأطراف، وموصلات مرنة.
توصيلات البطارية وإلكترونيات الطاقة-حيث يمكن للحرارة الزائدة أن تلحق الضرر بالعزل المجاور.
تتطلب جسور الاتصال الكهربائية مقاومة اتصال ثابتة بعد الانضمام.

تجمع آلية اللحام بين ضغط التثبيت المتحكم فيه والاهتزاز بالموجات فوق الصوتية. يتم تعطيل الأكاسيد والملوثات السطحية عند الواجهة، بينما يزيد تشوه البلاستيك الموضعي من مساحة التلامس المعدنية الحقيقية.

لتأهيل الإنتاج، لا تقتصر المتغيرات الحاسمة على تردد الموجات فوق الصوتية. يجب التحكم في سعة اللحام، وقوة اللحام، والطاقة، وزمن الدورة، وصلابة المادة، ومنطقة التداخل، وحالة السطح كنافذة عملية.

 

AgSnO₂-متغيرات وصلة النحاس

عامل	الاعتبار الهندسي	التركيز على الجودة النموذجية
مادة الاتصال AgSnO₂	سبيكة ملامسة للكهرباء من أكسيد الفضة-القصدير-	تجنب التدهور الحراري المفرط
الركيزة النحاسية	C1100 / نحاس -عالي الموصلية	الحفاظ على الموصلية والاستقرار الأبعاد
سمك المفاصل	صفائح رقيقة وهياكل ذات طبقات-.	منع التشوه المفرط
قوة اللحام	يحدد ضغط الواجهة	ترابط مستقر دون سحق
سعة الموجات فوق الصوتية	يتحكم في احتكاك الواجهة وتشوهها	تجنب الإفراط في-اللحام
طاقة اللحام	يرتبط مع اتساق الترابط	إنشاء نافذة العملية من خلال وزارة الطاقة
المقاومة الكهربائية	يشير إلى جودة المسار-الحالية	التحقق من المقاومة بنسبة 100% أو-على أساس العينات
قوة القص	يشير إلى السلامة الميكانيكية	ربط بيانات الاختبار المدمرة مع معلمات اللحام

 

 

 

يستخدم اللحام بالمقاومة التيار الكهربائي الذي يمر عبر قطع العمل لتوليد تسخين جول موضعي. ترتبط الحرارة المتولدة في الواجهة تقريبًا بما يلي:

 

س=I²Rt

 

حيث I هو تيار اللحام، R هي المقاومة الكهربائية، وt هي المدة الحالية.

وهذا يجعل قوة القطب والتيار ووقت اللحام ومقاومة المواد وهندسة التلامس ذات صلة مباشرة بتكوين اللحام.

بالنسبة للمكونات المختومة الأكثر سمكًا، يمكن أن يؤدي اللحام النقطي بالمقاومة إلى إنشاء منطقة اندماج محددة ذات اختراق أكبر من العديد من عمليات الربط في الحالة الصلبة. وهذا يجعلها مناسبة لجهات الاتصال النحاسية لحام البقعة المقاومة والجسور الكهربائية المختومة والمحطات الطرفية والمكونات الموصلة متعددة الطبقات.

 

لحام المقاومة لمكونات النحاس C1100

يمثل النحاس تحديًا محددًا في مجال اللحام-لأن مقاومته الكهربائية منخفضة وموصليته الحرارية عالية. ولذلك يمكن أن تكون هناك حاجة إلى تيار كبير لتوليد حرارة موضعية كافية.

 

تركز هندسة الإنتاج عادة على:

هندسة القطب ومنطقة الاتصال.
استقرار قوة القطب.
اللحام-التكرار الحالي.
خصائص الارتفاع والانخفاض الحالية.
سُمك الورقة وتكديسها-.
الأكسدة السطحية والتلوث.
ارتداء القطب.
قطر الكتلة والاختراق.
ما بعد اللحام-المقاومة الكهربائية.
اختبار القص أو التقشير المدمر.

 

يجب ألا يتم تأهيل جسر التلامس الملحوم بالمقاومة-من خلال الفحص البصري فقط. يجب أن يرتبط تكوين الكتلة والقوة الميكانيكية والمقاومة الكهربائية ووضع الفشل بنافذة عملية اللحام.

 

طلب تقييم وسعر مجاني من سوق دبي المالي

 

 

C1100 النحاس مقابل المواد الاتصال AgSnO₂

يحدد مزيج المواد ما إذا كان المدخلات الحرارية أو التشوه الميكانيكي هو القيد الهندسي السائد.

 

المعلمة	اللحام بالموجات فوق الصوتية	اللحام بالمقاومة
آلية الترابط الأولية	الحالة الصلبة-الترابط الميكانيكي	تولد المقاومة-تدفئة موضعية
ذوبان المواد السائبة	عادة تجنبها	منطقة الانصهار تشكلت عادة
المنطقة المتضررة بالحرارة	محدودة نسبيا	أكثر محلية ولكن أعلى درجة حرارة الذروة
صفائح نحاسية رقيقة	مناسبة للغاية	مناسبة مع المعلمات الأمثل
جديلة النحاس	مناسبة للغاية	يكون الأمر أكثر صعوبة بالنسبة إلى هياكل-الخيوط الدقيقة
نحاس سميك مختوم	التطبيق-يعتمد	مناسب تمامًا
اتصال AgSnO₂	مناسبة حيث يجب أن يكون التعرض الحراري محدودًا	ممكن مع مدخلات الحرارة التي تسيطر عليها
لحام الكتلة	ليست ميزة التأهيل الأساسية	خاصية جودة اللحام الأساسي-.
متطلبات القطب	نظام القرن/السندان	الأقطاب الكهربائية المطلوبة
ارتداء القطب	يعتمد تآكل الأداة على المادة والسعة	متغير إنتاج كبير
التحقق النموذجي	القص + المقاومة الكهربائية + علم المعادن	كتلة صلبة + قص/قشر + مقاومة كهربائية
تحسين العملية	القوة + السعة + الطاقة + الوقت	التيار + القوة + الزمن + هندسة القطب

 

نحاس-إلى-سلك نحاسي مجدول

يمثل الجديل النحاسي مشكلة ربط مختلفة عن الصفائح المعدنية المختومة. تحتوي الخيوط الفردية على -مقاطع عرضية صغيرة وطبقات أكسيد، في حين أن الإدخال الحراري الزائد يمكن أن يسبب التلدين الموضعي أو التشوه غير المرغوب فيه.

يمكن أن يقوم اللحام بالموجات فوق الصوتية بدمج عدة خيوط نحاسية مع طرف نحاسي مع الحفاظ على منطقة متأثرة بالحرارة مضغوطة نسبيًا.

 

الهدف الهندسي هو تحقيق :

مقاومة كهربائية منخفضة + قوة سحب/قص كافية + توحيد حبلا يمكن التحكم فيه.

لذلك يجب أن تحدد مواصفات الإنتاج المقاومة الكهربائية المقبولة ووضع الفشل الميكانيكي بدلاً من الاعتماد فقط على مظهر اللحام.

 

 

يحتوي التوصيل الكهربائي الملحوم على وظيفتين مستقلتين:

تحمل التيار مع فقدان الكهربائية التي تسيطر عليها.
البقاء على قيد الحياة أثناء التحميل الميكانيكي أثناء التجميع والخدمة.

يمكن أن يتمتع المفصل بقوة ميكانيكية مقبولة بينما يُظهر مقاومة كهربائية مفرطة. وعلى العكس من ذلك، فإن الوصلة ذات المقاومة المنخفضة-قد لا تتمتع بقوة ميكانيكية كافية.

 

قياس المقاومة الكهربائية

يُفضل قياس أربعة أسلاك كلفن- عندما تكون مقاومة الهدف منخفضة بدرجة كافية بحيث تؤثر مقاومة الرصاص والاتصال على القياس.

يجب أن يتحكم نظام الاختبار في:

اختبار الحالي.
موقف التحقيق.
اتجاه القياس.
ضغط الاتصال.
درجة حرارة.
وقت الاستقرار.
تردد أخذ العينات.

بالنسبة للتوصيلات النحاسية ذات التيار العالي-، يجب أن ترتبط قيمة المقاومة بهندسة الموصل ومساحة حمل التيار الفعال- بدلاً من تفسيرها كرقم معزول.

 

اختبار القص والسحب

يمكن أن يشمل التحقق الميكانيكي ما يلي:

اختبار القص-اللفة.
اسحب-الاختبار.
اختبار التقشير للهياكل ذات الطبقات.
اختبار الشد للمحطات.
تحليل مقطعي مدمر-.

يوفر وضع الفشل معلومات إضافية. يشير الكسر في المادة الأم إلى حالة عملية مختلفة عن الانفصال بين الوجه.

 

 

 

IATF 16949 ضوابط العملية لجهات الاتصال الملحومة

بالنسبة لمكونات الاتصال الكهربائية في السيارات، يجب التعامل مع اللحام كعملية خاصة خاضعة للرقابة بدلاً من عملية تجميع معزولة.

يمكن أن تشمل خطة مراقبة الإنتاج ما يلي:

التحقق من المواد الواردة.
فحص الأبعاد CMM.
ختم-مراقبة العملية.
مراقبة معلمات اللحام.
فحص حالة القطب أو البوق.
اختبار المقاومة الكهربائية.
القص-فرض التحقق من الصحة.
فحص المعادن.
إمكانية التتبع حسب الدفعة أو دفعة الإنتاج.
MSA وقياس R&R.
SPC للأبعاد الحرجة وخصائص اللحام.

بالنسبة لتقديم PPAP المستوى 3، قد يحتاج المورد إلى إنشاء علاقة موثقة بين DFMEA ← PFMEA ← خطة التحكم ← تعليمات العمل ← سجلات التفتيش ← دراسات القدرة ← نتائج التحقق من الصحة.

 

فحص CMM والتحكم في الأبعاد ± 0.01 مم

يجب أن تحتفظ المجموعة الملحومة بتوافق الأبعاد مع مجموعة الموصلات أو المرحل أو المصهر أو مجموعة المفاتيح الكهربائية أو شريط التوصيل.

اعتمادًا على هندسة المنتج، قد تتضمن الأبعاد المهمة ما يلي:

اتصل بـ-الموضع المركزي.
قطر الثقب.
التسطيح النهائي.
موقع اللحام.
ارتفاع الاتصال.
زاوية الانحناء.
الطول الكلي.
سمك ورقة النحاس.

بالنسبة للمكونات المختومة بدقة، يمكن التحكم في الأبعاد المحددة حتى ±0.01 مم، مع مراعاة رسم المنتج الفعلي ومجموعة التسامح الوظيفي-.

 

 

يجب تقييم مورد جسر الاتصال الملحوم مقابل سلسلة التصنيع الكاملة بدلاً من قدرة اللحام وحدها.

 

البند المؤهل	التحقق الموصى به
مادة خام	شهادة المواد والتحقق من تكوينها
ختم	فحص الأبعاد وسجلات المعالجة-للأداة
لحام	نافذة المعلمة والتحقق من صحة العملية
الأداء الكهربائي	قياس المقاومة-منخفضة
الأداء الميكانيكي	اختبار القص / الشد / التقشير
علم المعادن	المقطع العرضي-والفحص المجهري
دقة الأبعاد	فحص سي إم إم
إمكانية التتبع	مجموعة-سجلات إنتاج على مستوى
جودة السيارات	نظام IATF 16949
حزمة التقديم	قدرة PPAP المستوى 3
الامتثال البيئي	وثائق بنفايات / الوصول
القدرة على العملية	SPC / Cp / Cpk حيثما تم تحديد ذلك

 

إن المورد القادر على الختم ولكنه غير قادر على ربط معلمات اللحام بالمقاومة والنتائج الميكانيكية يخلق عملاً تأهيليًا إضافيًا للمشتري. نموذج المصادر المفضل هو النموذج الذي يتم فيه إدارة الختم والربط والفحص والتتبع وتوثيق PPAP ضمن نظام تصنيع واحد يتم التحكم فيه.

 

 

اللحام بالموجات فوق الصوتية: نحاس رقيق، جديلة، وتعرض حراري منخفض

حدد اللحام بالموجات فوق الصوتية عندما يتطلب التصميم:

توحيد جديلة النحاس.
صفائح موصلة رقيقة.
تسخين بكميات محدودة.
الحالة الصلبة- الانضمام.
AgSnO₂-إلى-ربط جهات الاتصال النحاسية.
مناطق التوصيل الكهربائية المدمجة.
تشوه متحكم فيه للمواد الموصلة الرقيقة.

اللحام بالمقاومة: المكونات السميكة المختومة وشذرات اللحام المحددة

حدد لحام المقاومة عندما يتطلب التصميم:

مكونات نحاسية سميكة مختومة.
ارتفاع المدخلات الحرارية المحلية.
شذرات الانصهار المحددة.
إنتاجية عالية.
تحديد موضع القطب المتكرر.
الربط الهيكلي لجسور الاتصال المختومة.

يجب أن يعتمد القرار النهائي للعملية على كمية المواد-، والسمك، وهندسة المفاصل، وهدف المقاومة الكهربائية، ومتطلبات الحمل الميكانيكي-، والحساسية الحرارية، وحجم الإنتاج.

 

تنزيل مواصفات تصميم تجميع جهات الاتصال

 

 

يجب أن تحتوي مجموعة الاتصال الكهربائية المؤهلة على ثلاثة أشكال تكميلية من الأدلة.

 

التحقق من الصحة الكهربائية

قم بقياس المسار الحالي المكتمل وحدد نطاق المقاومة المقبول في ظل ظروف اختبار محددة.

بالنسبة للمفاصل النحاسية ذات المقاومة المنخفضة-، تصبح طريقة القياس نفسها جزءًا من المواصفات.

 

التحقق الميكانيكي

يحدد اختبار القص أو الشد ما إذا كان المفصل يمكنه تحمل قوى التجميع والاهتزاز والتدوير الحراري وأحمال الخدمة.

يجب أن يحدد معيار القبول الحد الأدنى من القوة وطريقة الفشل المقبولة.

 

التحقق من صحة المعادن

يمكن للتحليل المقطعي-التعرف على:

الترابط غير الكامل.
الفراغات.
الشقوق.
تشوه مفرط.
اختراق اللحام غير كاف.
المناطق المتضررة من الحرارة المفرطة-.
هندسة الكتلة غير النظامية.

 

 

 

قبل إطلاق مجموعة الاتصال الملحومة للإنتاج الضخم، يجب أن يحدد الرسم الهندسي ومواصفات المورد ما يلي:

 

المواد: C1100، C2680، AgSnO₂، أو سبيكة فضية محددة.
سمك المادة: سمك الورقة أو الموصل الفعلي.
التكوين المشترك: اللفة، المؤخرة، التداخل، الجديلة-إلى-الطرف، أو الاتصال-إلى-الناقل.
عملية اللحام: اللحام بالموجات فوق الصوتية أو المقاومة.
المتطلبات الكهربائية: الحد الأقصى المسموح به لمقاومة المفاصل.
المتطلبات الميكانيكية: الحد الأدنى من قوة القص أو الشد.
متطلبات الأبعاد: الأبعاد الحرجة والتسامح، مثل ±0.01 مم حيثما ينطبق ذلك.
حالة السطح: متطلبات الطلاء والأكسدة والتلوث والتنظيف.
طريقة الفحص: قياس مقاومة كلفن، CMM، علم المعادن والاختبارات التدميرية.
نظام الجودة: IATF 16949 حيث تنطبق متطلبات توريد السيارات.
التقديم: PPAP المستوى 3 حيث يحدده العميل.
الامتثال البيئي: متطلبات RoHS وREACH.

 

 

ما هي وثائق PPAP النموذجية من المستوى 3 المطلوبة؟جمعيات الاتصال الملحومة?

يتطلب المستوى 3 من PPAP عادةً سجلات التصميم المعمول بها، وتدفق العملية، وPFMEA، وخطة التحكم، ونتائج الأبعاد، ونتائج اختبار المواد والأداء، وأدلة MSA، وبيانات قدرة العملية، وأجزاء العينة، وPSW، وفقًا لمتطلبات التقديم المحددة للعميل.

 

كيف أختار اللحام بالموجات فوق الصوتية لضفيرة النحاس بدلاً من اللحام بالمقاومة؟

يتم أخذ اللحام بالموجات فوق الصوتية في الاعتبار بشكل عام عندما يتطلب الجديل النحاسي توحيد الخيوط مع تسخين كميات كبيرة محدودة. يكون اللحام بالمقاومة أكثر ملاءمة عندما يتطلب المفصل منطقة اندماج محددة في مكونات مختومة أكثر سمكًا.

 

كيف يتم اختبار المقاومة الكهربائية على اتصال النحاس الملحوم؟

يتم استخدام طريقة قياس -أربعة أسلاك كلفن بشكل شائع للمفاصل ذات المقاومة المنخفضة-. يجب أن تحدد مواصفات الاختبار التيار وموقع المسبار ودرجة الحرارة وظروف التثبيت وتكرار أخذ العينات والحد الأقصى المسموح به لمقاومة المفاصل.