أداة ربط الأسلاك إسفين الربط

تقدم هذه المقالة الهيكل والمواد وأفكار الاختيار الخاصة بإسفين الربط الشائع الاستخدام لربط أسلاك التجميع الصغيرة. يعد جهاز الفاصل، المعروف أيضًا باسم الفوهة الفولاذية والإبرة العمودية، مكونًا مهمًا لربط الأسلاك في عملية تعبئة أشباه الموصلات، والتي تتضمن بشكل عام التنظيف، وتلبيد شرائح الجهاز، وربط الأسلاك، وغطاء الختم، وغيرها من العمليات. ربط الأسلاك هو تقنية لتحقيق التوصيل البيني الكهربائي والتواصل المعلوماتي بين الشريحة والركيزة. يتم تثبيت الشظية على آلة ربط الأسلاك. تحت تأثير الطاقة الخارجية (الموجات فوق الصوتية، الضغط، الحرارة)، من خلال التشوه البلاستيكي للمعادن وانتشار الطور الصلب للذرات، يتم استخدام السلك (سلك الذهب، شريط الذهب، سلك الألومنيوم، شريط الألومنيوم، الأسلاك النحاسية، شريط النحاس) و يتم تشكيل وسادة الترابط. لتحقيق الترابط بين الشريحة والدائرة، كما هو مبين في الشكل 1.

1. هيكل إسفين الترابط

عادة ما يكون الجسم الرئيسي لأداة التقسيم أسطوانيًا، وشكل رأس القاطع على شكل إسفين. يحتوي الجزء الخلفي من القاطع على فتحة لاختراق سلك الربط، وترتبط فتحة الثقب بقطر سلك الرصاص المستخدم. يحتوي الوجه النهائي لرأس القاطع على مجموعة متنوعة من الهياكل وفقًا لاحتياجات الاستخدام، ويحدد الوجه النهائي لرأس القاطع حجم وشكل مفصل اللحام. عند الاستخدام، يمر سلك الرصاص من خلال الفتحة المفتوحة للمقسم ويشكل زاوية 30 درجة ~ 60 درجة بين سلك الرصاص والمستوى الأفقي لمنطقة الربط. عندما يسقط الفاصل إلى منطقة الربط، سيضغط الفاصل على سلك الرصاص في منطقة الربط لتشكيل مجرفة أو وصلة لحام على شكل حدوة حصان. وتظهر بعض إسفين الترابط في الشكل 2.

2. مادة إسفين الترابط

أثناء عملية الربط، فإن أسلاك الربط التي تمر عبر إسفين الربط تولد الضغط والاحتكاك بين رأس الساطور ومعدن وسادة اللحام. ولذلك، عادة ما تستخدم المواد ذات الصلابة والمتانة العالية لصنع السواطير. من خلال الجمع بين متطلبات طرق التقطيع والربط، من الضروري أن تكون مادة التقطيع ذات كثافة عالية وقوة انحناء عالية ويمكنها معالجة سطح أملس. تشمل مواد القطع الشائعة كربيد التنغستن (سبيكة صلبة)، وكربيد التيتانيوم، والسيراميك.

يتمتع كربيد التنغستن بمقاومة قوية للتلف وكان يستخدم على نطاق واسع في إنتاج أدوات القطع في الأيام الأولى. ومع ذلك، فإن تصنيع كربيد التنغستن صعب نسبيًا، وليس من السهل الحصول على سطح معالجة كثيف وخالي من المسام. كربيد التنغستن لديه الموصلية الحرارية العالية. من أجل تجنب نقل الحرارة الموجودة على وسادة اللحام بواسطة حافة القطع أثناء عملية الربط، يجب تسخين حافة قطع كربيد التنجستن أثناء عملية الربط.

كثافة المواد من كربيد التيتانيوم أقل من كربيد التنغستن، وأكثر مرونة من كربيد التنغستن. عند استخدام نفس محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية ونفس هيكل الشفرة، تكون سعة الشفرة الناتجة عن الموجات فوق الصوتية المنقولة إلى شفرة كربيد التيتانيوم أكبر بنسبة 20% من شفرة كربيد التنجستن.

في السنوات الأخيرة، تم استخدام السيراميك على نطاق واسع في إنتاج أدوات القطع نظرًا لخصائصه الممتازة من حيث النعومة والكثافة وعدم وجود مسامات وخصائص كيميائية مستقرة. إن معالجة الوجه النهائي والثقب للسواطير الخزفية أفضل من معالجة كربيد التنغستن. وبالإضافة إلى ذلك، فإن الموصلية الحرارية للقطع الخزفية منخفضة، ويمكن ترك القطعة نفسها دون تسخين.

3. اختيار إسفين الترابط

يحدد الاختيار جودة ربط سلك الرصاص. عوامل مثل حجم لوحة الربط، وتباعد لوحة الربط، وعمق اللحام، وقطر الرصاص والصلابة، وسرعة اللحام والدقة يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار بشكل شامل. يبلغ قطر الشقوق الإسفينية عادةً 1/16 بوصة (1.58 مم) وتنقسم إلى شقوق صلبة وجوفاء. تقوم معظم الشقوق الإسفينية بتغذية السلك في الجزء السفلي من القاطع بزاوية تغذية 30 درجة أو 45 درجة أو 60 درجة. يتم اختيار المقسمات المجوفة للمنتجات ذات التجويف العميق، ويتم تمرير السلك عموديًا من خلال المقسم الإسفيني المجوف، كما هو موضح في الشكل 3. غالبًا ما يتم اختيار السواطير الصلبة للإنتاج الضخم بسبب معدل الارتباط السريع واتساق وصلة اللحام العالية. يتم اختيار الانقسامات المجوفة لقدرتها على ربط منتجات التجويف العميق، ويظهر الفرق في الترابط مع الانقسامات الصلبة في الشكل 3.

كما يتبين من الشكل 3، عند ربط تجويف عميق أو وجود جدار جانبي، من السهل أن يلمس سلك السكين المقسم الصلب الجدار الجانبي، مما يتسبب في رابطة مخفية. يمكن للسكين المقسم المجوف تجنب هذه المشكلة. ومع ذلك، بالمقارنة مع سكين الانقسام الصلب، فإن سكين الانقسام المجوف لديه أيضًا بعض العيوب، مثل انخفاض معدل الترابط، وصعوبة التحكم في اتساق وصلة اللحام، وصعوبة التحكم في اتساق سلك الذيل.

يظهر هيكل طرف إسفين الترابط في الشكل 4.

قطر الثقب (H): تحدد الفتحة ما إذا كان خط الربط يمكن أن يمر عبر القاطع بسلاسة. إذا كانت الفتحة الداخلية كبيرة جدًا، فسيتم إزاحة نقطة الربط أو إزاحة LOOP، وحتى تشوه مفصل اللحام يكون غير طبيعي. الفتحة الداخلية صغيرة جدًا، وخط الترابط والجدار الداخلي للاحتكاك المقسم، مما يؤدي إلى التآكل، يقلل من جودة الترابط. نظرًا لأن سلك الربط لديه زاوية تغذية سلكية، فإن الفجوة بين فتحة سلك الربط وسكين الانقسام يجب أن تكون بشكل عام أكبر من 10μm لضمان عدم وجود احتكاك أو مقاومة أثناء عملية تغذية السلك.

نصف القطر الأمامي (FR): FR لا يؤثر بشكل أساسي على الرابطة الأولى، ويوفر بشكل أساسي عملية LOOP، لانتقال الرابطة الثانية، لتسهيل تشكيل قوس الخط. سيؤدي اختيار FR الصغير جدًا إلى زيادة تشقق أو تشقق جذر اللحام الثاني. بشكل عام، يكون اختيار حجم FR هو نفس قطر السلك أو أكبر منه قليلاً؛ بالنسبة للسلك الذهبي، يمكن اختيار FR ليكون أقل من قطر السلك.

نصف القطر الخلفي (BR): يستخدم BR بشكل أساسي لنقل الرابطة الأولى أثناء عملية LOOP، مما يسهل تشكيل القوس لخط الرابطة الأول. ثانيا، أنه يسهل كسر الأسلاك. يساعد اختيار BR في الحفاظ على الاتساق في تكوين أسلاك الذيل أثناء عملية كسر الأسلاك، وهو أمر مفيد للتحكم في سلك الذيل ويتجنب الدوائر القصيرة الناجمة عن أسلاك الذيل الطويلة، فضلاً عن التشوه السيئ لمفصل اللحام الناتج عن الذيل القصير الأسلاك. بشكل عام، يستخدم السلك الذهبي BR أصغر للمساعدة في قطع السلك نظيفًا. إذا تم تحديد BR صغير جدًا، فمن السهل أن يسبب تشققات أو كسور في جذر وصلة اللحام؛ قد يؤدي الاختيار المفرط إلى كسر الأسلاك بشكل غير كامل في عملية اللحام. اختيار حجم BR العام هو نفس قطر السلك؛ بالنسبة للأسلاك الذهبية، يمكن أن تختار BR أن تكون أصغر من قطر السلك.

Bond Flat(BF): يعتمد اختيار BF على قطر السلك وحجم الوسادة. وفقًا لـ GJB548C، يجب أن يتراوح طول اللحام الإسفيني بين 1.5 و6 أضعاف قطر السلك، حيث يمكن للمفاتيح القصيرة جدًا أن تؤثر بسهولة على قوة الترابط أو قد لا يكون السند آمنًا. لذلك، يجب أن يكون أكبر بمقدار 1.5 مرة من قطر السلك، ويجب ألا يتجاوز الطول حجم اللوحة أو 6 مرات أطول من قطر السلك.

طول السندات (BL): يتكون BL بشكل أساسي من FR وBF وBR كما هو موضح في الشكل 4. لذلك، عندما يكون حجم اللوحة صغيرًا جدًا، يجب أن ننتبه إلى ما إذا كان حجم FR وBF وBR لسكين التقسيم يقع ضمن حجم الوسادة لتجنب تجاوز وصلة لحام الوسادة. بشكل عام BL=BF+1/3FR+1/3BR.

4. تلخيص

إسفين الترابط هي أداة مهمة لربط الرصاص بالتجميع الدقيق. في المجال المدني، يتم استخدام رابطة الرصاص بشكل رئيسي في الرقائق والذاكرة وذاكرة الفلاش وأجهزة الاستشعار والإلكترونيات الاستهلاكية وإلكترونيات السيارات وأجهزة الطاقة وغيرها من الصناعات. في المجال العسكري، يتم استخدام رابطة الرصاص بشكل رئيسي في رقائق الترددات اللاسلكية، والمرشحات، والباحث الصاروخي، والأسلحة والمعدات، ونظام التدابير المضادة للمعلومات الإلكترونية، ومكونات T/R الرادارية ذات المصفوفة المرحلية الفضائية، والإلكترونيات العسكرية، والفضاء، والطيران والاتصالات. في هذه الورقة، تم تقديم فكرة المادة والهيكل والاختيار لإسفين الربط المشترك، وهو أمر مفيد لمساعدة المستخدمين على اختيار شقوق الإسفين الأكثر ملاءمة، وذلك للحصول على جودة لحام جيدة وتقليل التكلفة.