Сущность способа УЗ сварки с косвенным импульсным нагревом состоит в том, что свариваемые элементы подвергаются воздействию УЗ колебаний и нагрева одновременно или в определенной последовательности. Схема устройства для сварки данным способом приведена на рисунке 1.35.
Процесс УЗ сварки с косвенным импульсным нагревом осуществляется следующим образом. Сначала сварочный инструмент небольшим усилием прижимается к свариваемым деталям. Затем через инструмент пропускается импульс тока, производящий нагрев инструмента, и одновременно (или с некоторым опережением или запаздыванием) подаются УЗ колебания, создаваемые в инструменте. Нагрев и воздействие ультразвука могут длиться доли секунды. Значение энергии каждого импульса и их длительность могут регулироваться раздельно и в весьма широких пределах, что позволяет сваривать материалы с различными физико-химическими свойствами.
УЗ сварка с косвенным импульсным нагревом применительно к монтажу микроэлектронных схем имеет следующие преимущества: совместное воздействие ультразвука и нагрева позволяет значительно снизить необходимую температуру нагрева при сварке; максимальная прочность соединения проводников с пленками обеспечивается при меньшей деформации проводника; позволяет соединять трудносвариваемые сочетания материалов при небольшом нагреве и деформации.
Для получения качественных соединений большое значение имеют форма и размер рабочей части инструмента. Распространенной конструкцией УЗ сварочного инструмента (сварочной иглы) является стержень с конической частью. Коническая часть иглы, с помощью которой осуществляется контактирование с проволокой и передача давления на свариваемые элементы, имеет заданные радиусы закругления.
Размеры рабочего торца выбираются в зависимости от диаметра привариваемого проводника. Диаметр торца d (или размер а) обычно составляет 3–4 диаметра привариваемого проводника dпр. Это необходимо для уменьшения влияния неточности размещения проводника под инструментом (во избежание выскальзывания проводника). Длина деформируемого при сварке участка проводника, определяемая размером b, выбирается равной 2...3dпр. Увеличение длины b до 4dпр способствует повышению прочности сварного соединения, однако это не всегда удается сделать из-за малых размеров контактных площадок микросхем.