ظاهرة الشيخوخة وطرق تنظيف الوتد

وتد هي أداة مهمة لربط الأسلاك في عملية تعبئة أشباه الموصلات. توضح هذه المقالة ظاهرة شيخوخة الإسفين. أظهرت الدراسة أن أسباب شيخوخة الإسفين هي تآكل الوجه الطرفي للشفرة الإسفينية وتأثير منتج الوجه النهائي للشفرة. إن تآكل وجه نهاية الشفرة الإسفينية لا رجعة فيه. يمكن إزالة منتج الوجه النهائي للشفرة الإسفينية عن طريق طرق التنظيف، بحيث يمكن الاستمرار في استخدام الإسفين قبل أن يفشل بسبب التآكل.

يعد الربط إحدى العمليات في صناعة تعبئة الدوائر المتكاملة. إنها تستخدم أسلاك معدنية مثل الأسلاك الذهبية أو أسلاك الألمنيوم أو شرائح الذهب والألومنيوم لتوصيل الشريحة وإطار الرصاص، بحيث يمكن ربط الشريحة الصغيرة بالدائرة الخارجية. وفقًا لطرق اللحام ذات الأشكال المختلفة، يتم تقسيمها إلى ربط كروي وربط إسفيني. يتمتع الاثنان بنقاط لحام أولى مختلفة تمامًا ونقاط لحام ثانية، لذلك لديهم خصائص مكانية مختلفة. يتمتع الترابط الإسفيني بقدرة تشغيل مكانية أصغر، ويقلل من تشويه الإشارة بين الترددات العالية، ويجعل تناسق الإشارة أفضل. وفي الوقت نفسه، فهي مناسبة لحام المنتجات عالية الطاقة. الأداة المطلوبة تسمى إسفين الترابط.

ظاهرة شيخوخة الإسفين

يكون الوجه النهائي للإسفين الجديد نظيفًا وناعمًا وخاليًا من الشقوق والحفر. بعد اللحام المتعدد، سوف يلتصق الإسفين بالجزيئات الملوثة ويتضرر جزئيًا، مما يؤدي إلى شيخوخة الإسفين، والذي يتجلى بشكل رئيسي في تدهور شكل مفصل اللحام، وتقليل قوة سحب الرصاص، وفي الحالات الشديدة، سيتم كسر السلك أو تشويهه. في التشغيل الفعلي لربط الأسلاك الذهبية بالتجميع الدقيق، عادة بعد 7000 إلى 9000 لحام، سيبلغ المشغل عن مشاكل مثل تشوه مفصل اللحام المفرط أو وصلات اللحام غير المكتملة، ويكون عمر خدمة الإسفين أقل بكثير من القيمة الاسمية للمصنع من 50،000 مرة. في هذا الوقت، إذا قام المشغل بضبط معلمات اللحام أو تقنيات اللحام بشكل خاص للحصول على شكل أفضل لمفصل اللحام، فسوف يتسبب ذلك في وصلة لحام باردة. يوضح الشكل 2 مورفولوجية وصلة اللحام لإسفين ربط سبائك كربيد التيتانيوم تحت نفس معلمات اللحام ولحام سلك الذهب المتكرر على نفس الركيزة، إسفين جديد وبعد 3000، 6000، 9000، 12000، 14000، و 16000 لحام. يمكن ملاحظة أن شكل مفصل اللحام للإسفين الجديد جيد، لكنه يتدهور بعد 9000 دورة لحام، ولا يمكنه تلبية متطلبات الفحص بعد 16000 دورة لحام.

أسباب وحلول شيخوخة الإسفين

1. ضعيه على الوجه النهائي للقاطع

أثناء عملية ربط الأسلاك، سيطبق اللحام بالضغط الساخن ضغطًا من الوجه النهائي للإسفين، مما يتسبب في ضغط الرصاص ومعدن الوسادة لإنتاج تشوه بلاستيكي متبادل معين واتصال وثيق، وتنتشر جزيئاتها وتترابط بقوة. سوف يولد اللحام بالموجات فوق الصوتية طاقة بالموجات فوق الصوتية من محول الطاقة ليهتز الإسفين، ويولد احتكاك تردد بالموجات فوق الصوتية بين الرصاص ومعدن الوسادة، ويزيل طبقة الأكسيد على الواجهة، ويسبب تشوهًا مرنًا. سيؤدي كل من مبدأي الربط هذين إلى الضغط على الوجه النهائي للإسفين، وسوف تتآكل نهاية الإسفين بعد اللحام المتعدد، مما يؤدي إلى تشوه شديد لمفصل اللحام. تشتمل وسادات الربط الشائعة في عملية التجميع الجزئي على وسادات الرقائق العارية، ومنصات لوحات الدوائر المطبوعة، ومنصات لوحات الدوائر ذات الأغشية الرقيقة، ومنصات لوحات الدوائر LTCC، ومنصات الصناديق المعدنية المجمعة. في التشغيل الفعلي، يكون تآكل الوجه النهائي للشفرة أكثر خطورة على سطح اللحام مع صلابة عالية وخشونة السطح، مثل تآكل وسادة الصندوق المعدني للعبوة أكثر خطورة من الوسادات الأخرى.

بالإضافة إلى ذلك، فإن تآكل الوجه النهائي لرأس القطع يتأثر أيضًا بطريقة التشغيل. عند استخدام معدات الربط اليدوية لعمليات الربط، يكون لطريقة التشغيل تأثير أكبر على الوجه النهائي للإسفين. على سبيل المثال، إذا اهتزت أيدي المشغل أو استخدمت الكثير من القوة أثناء اللحام، فسيتم تسريع تآكل الوجه النهائي لرأس القاطع. تحدث هذه الظاهرة غالبًا عندما يعمل المبتدئون. عند استخدام المعدات الآلية لعمليات الربط، سيتم تحسين عمر الإسفين بشكل كبير لأن معلمات التشغيل قابلة للتحكم ومتسقة للغاية. أثناء عملية ربط الأسلاك، يعد تآكل الوجه النهائي لرأس القاطع خسارة طبيعية ولا مفر منه. الطريقة الوحيدة هي تجنب التشغيل غير السليم وتقليل تآكل الإسفين.

2. قطع المنتج السطحي لنهاية الرأس

في التشغيل الفعلي لربط الأسلاك، وجد أن عمر الخدمة لبعض الأوتاد كان أقصر بكثير من العمر التجريبي. من خلال المراقبة المجهرية، لم يتم العثور على أي تآكل واضح على الوجه النهائي للإسفين، ولكن تم ربط طبقة من الفيلم بالوجه النهائي. يوضح الشكل 3 صورة مجهرية بصرية وصورة مجهرية SEM للوجه النهائي للإسفين بعد 9000 لحام. يمكن ملاحظة أنه تم ربط طبقة من الفيلم بالوجه النهائي للإسفين، مما أثر على تسطيح الوجه النهائي للإسفين وتسبب في تشوه خطير لمفصل اللحام.

من خلال تحليل طيف EDX، وجد أن محتوى السيليكون والأكسجين في الفيلم عند نهاية الإسفين كان مرتفعًا، كما هو موضح في الشكل 4. الحكم الأولي هو أن السيليكون قد يأتي من الرقائق والوصلات والركائز وما إلى ذلك. ينتشر العنصر (أو يندمج) تدريجيًا إلى الإسفين أثناء عملية الربط، ويتراكم على الوجه النهائي للإسفين لفترة طويلة، مما يؤثر على اللحام.

تنظيف إسفين

1. عامل تنظيف الإسفين: SG-309W
2. خطوات التنظيف

①قم بإعداد حاويتين، واحدة مملوءة بعامل التنظيف (يجب أن يكون عمق عامل التنظيف كافياً لتغطية الإسفين)، والأخرى مملوءة بالماء النظيف؛

②ضع الإسفين بشكل مسطح في حاوية عامل التنظيف وانقعه لمدة 20-30 ثانية. أثناء عملية النقع، استخدم الملقط لتثبيت الإسفين وهزه ذهابًا وإيابًا 3-5 مرات. بعد الانتهاء من النقع، ضع الإسفين على الفور في الماء النظيف؛

③ ضع الإسفين عموديًا في الوحدة (مع توجيه الطرف لأعلى)، ثم قم بهتزه في حمام بالموجات فوق الصوتية مملوء بالماء النظيف أو كحول الأيزوبروبيل أو الإيثانول لمدة 5 دقائق. ثم أخرج الإسفين واستخدم مسدس الهواء لتجفيف السطح وداخل الحفرة.

3. احتياطات

① تواجه عملية التشغيل طرفًا إسفينيًا

② ارتد قفازات مطاطية أثناء التشغيل لتجنب ملامسة الإسفين بالأيدي العارية

③يجب ألا يتلامس عامل التنظيف بشكل مباشر مع الجلد. إذا لامس الجلد، اشطفه بالماء النظيف على الفور.

أنان الاستنتاج

يتم تثبيت الإسفين على Wire Bonder وهو أداة مهمة لربط أسلاك التجميع الجزئي. تقدم هذه المقالة ظاهرة شيخوخة الإسفين وتوضح سببين لظاهرة الشيخوخة: تآكل الوجه النهائي للشفرة الإسفينية وتوليد مركبات السيليكون والأكسجين على الوجه النهائي للشفرة. إن تآكل الوجه النهائي للشفرة الإسفينية لا رجعة فيه. يمكن إزالة جيل الوجه النهائي لشفرة الإسفين عن طريق طرق التنظيف، بحيث يمكن الاستمرار في استخدام الإسفين قبل أن يفشل بسبب التآكل. إذا كنت تريد معرفة المزيد عن الإسفين، مثلالمواد والهيكل والأفكار الاختيار، رجاء خذ حريتك فياتصل بنا . شكرا لتصفحك.