Σφήνα συγκόλλησης εργαλείου συγκόλλησης καλωδίων

Αυτό το άρθρο εισάγει τη δομή, τα υλικά και τις ιδέες επιλογής της συνήθως χρησιμοποιούμενης σφήνας συγκόλλησης για τη συγκόλληση σύρματος μικροσυναρμολόγησης. Ο διαχωριστής, επίσης γνωστός ως χαλύβδινο ακροφύσιο και η κάθετη βελόνα, είναι ένα σημαντικό στοιχείο της συγκόλλησης σύρματος στη διαδικασία συσκευασίας ημιαγωγών, η οποία γενικά περιλαμβάνει καθαρισμό, πυροσυσσωμάτωση τσιπ συσκευής, συγκόλληση σύρματος, πώμα σφράγισης και άλλες διαδικασίες. Η συγκόλληση καλωδίων είναι μια τεχνολογία για την πραγματοποίηση της ηλεκτρικής διασύνδεσης και της επικοινωνίας πληροφοριών μεταξύ του τσιπ και του υποστρώματος. Το θραύσμα είναι εγκατεστημένο στη μηχανή συγκόλλησης σύρματος. Υπό τη δράση εξωτερικής ενέργειας (υπερήχων, πίεση, θερμότητα), μέσω της πλαστικής παραμόρφωσης του μετάλλου και της διάχυσης στερεάς φάσης των ατόμων, το σύρμα (χρυσό σύρμα, λωρίδα χρυσού, σύρμα αλουμινίου, λωρίδα αλουμινίου, σύρμα χαλκού, λωρίδα χαλκού) και σχηματίζεται το μαξιλαράκι συγκόλλησης. Για να επιτευχθεί η διασύνδεση μεταξύ του τσιπ και του κυκλώματος, όπως φαίνεται στο σχήμα 1.

1. Δομή σφήνας συγκόλλησης

Το κύριο σώμα του εργαλείου σχισίματος είναι συνήθως κυλινδρικό και το σχήμα της κεφαλής κοπής έχει σχήμα σφήνας. Το πίσω μέρος του κοπτικού έχει μια οπή για τη διείσδυση του καλωδίου συγκόλλησης και το άνοιγμα της οπής σχετίζεται με τη διάμετρο του καλωδίου του χρησιμοποιούμενου καλωδίου. Η ακραία όψη της κεφαλής κοπής έχει μια ποικιλία δομών ανάλογα με τις ανάγκες χρήσης και η τελική όψη της κεφαλής κοπής καθορίζει το μέγεθος και το σχήμα της ένωσης συγκόλλησης. Όταν χρησιμοποιείται, το καλώδιο ηλεκτροδίου περνά μέσα από την οπή ανοίγματος του διαχωριστή και σχηματίζει μια γωνία 30° ~ 60° μεταξύ του σύρματος ηλεκτροδίου και του οριζόντιου επιπέδου της περιοχής συγκόλλησης. Όταν ο διαχωριστής πέσει στην περιοχή συγκόλλησης, ο διαχωριστής θα πιέσει το σύρμα μολύβδου στην περιοχή συγκόλλησης για να σχηματίσει ένα φτυάρι ή μια συγκόλληση με πέταλο. Ορισμένες σφήνες συγκόλλησης φαίνονται στο σχήμα 2.

2. Συγκόλληση σφηνοειδούς υλικού

Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εργασίας της συγκόλλησης, τα σύρματα συγκόλλησης που περνούν μέσα από το σφήνα συγκόλλησης δημιουργούν πίεση και τριβή μεταξύ της κεφαλής του κοπτήρα και του μεταλλικού μαξιλαριού συγκόλλησης. Ως εκ τούτου, συνήθως χρησιμοποιούνται υλικά με υψηλή σκληρότητα και σκληρότητα για την κατασκευή σχιστηρίων. Συνδυάζοντας τις απαιτήσεις των μεθόδων κοπής και συγκόλλησης, απαιτείται το υλικό κοπής να έχει υψηλή πυκνότητα, υψηλή αντοχή κάμψης και να μπορεί να επεξεργαστεί μια λεία επιφάνεια. Τα κοινά υλικά κοπής περιλαμβάνουν καρβίδιο βολφραμίου (σκληρό κράμα), καρβίδιο τιτανίου και κεραμικά.

Το καρβίδιο του βολφραμίου έχει ισχυρή αντοχή στη φθορά και χρησιμοποιήθηκε ευρέως στην παραγωγή κοπτικών εργαλείων στις πρώτες μέρες. Ωστόσο, η κατεργασία του καρβιδίου του βολφραμίου είναι σχετικά δύσκολη και δεν είναι εύκολο να ληφθεί μια πυκνή και χωρίς πόρους επιφάνεια επεξεργασίας. Το καρβίδιο βολφραμίου έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα. Προκειμένου να αποφευχθεί η μεταφορά της θερμότητας στο μαξιλάρι συγκόλλησης από την κοπτική άκρη κατά τη διαδικασία συγκόλλησης, η κοπτική ακμή καρβιδίου του βολφραμίου πρέπει να θερμαίνεται κατά τη διαδικασία συγκόλλησης.

Η πυκνότητα υλικού του καρβιδίου του τιτανίου είναι χαμηλότερη από αυτή του καρβιδίου του βολφραμίου και είναι πιο εύκαμπτη από το καρβίδιο του βολφραμίου. Όταν χρησιμοποιείτε τον ίδιο μορφοτροπέα υπερήχων και την ίδια δομή λεπίδας, το πλάτος της λεπίδας που δημιουργείται από το υπερηχητικό κύμα που μεταδίδεται στη λεπίδα καρβιδίου τιτανίου είναι 20% μεγαλύτερο από αυτό της λεπίδας καρβιδίου του βολφραμίου.

Τα τελευταία χρόνια, τα κεραμικά έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στην παραγωγή κοπτικών εργαλείων λόγω των εξαιρετικών χαρακτηριστικών της ομαλότητας, της πυκνότητας, της έλλειψης πόρων και των σταθερών χημικών ιδιοτήτων τους. Η τελική όψη και η επεξεργασία οπών των κεραμικών σχιστηρίων είναι καλύτερες από αυτές του καρβιδίου του βολφραμίου. Επιπλέον, η θερμική αγωγιμότητα των κεραμικών σχισμών είναι χαμηλή και η ίδια η σχισμή μπορεί να μείνει χωρίς θέρμανση.

3. Επιλογή σφήνας συγκόλλησης

Η επιλογή καθορίζει την ποιότητα συγκόλλησης του καλωδίου μολύβδου. Παράγοντες όπως το μέγεθος του μαξιλαριού συγκόλλησης, η απόσταση των μαξιλαριών συγκόλλησης, το βάθος συγκόλλησης, η διάμετρος και η σκληρότητα του ηλεκτροδίου, η ταχύτητα και η ακρίβεια συγκόλλησης θα πρέπει να λαμβάνονται πλήρως υπόψη. Οι σχισμές σφήνας έχουν συνήθως διάμετρο 1/16 ίντσας (1,58 mm) και χωρίζονται σε συμπαγή και κούφια σχίσματα. Οι περισσότερες σχισμές σφήνας τροφοδοτούν το σύρμα στο κάτω μέρος του κόφτη σε γωνία τροφοδοσίας 30°, 45° ή 60°. Οι κοίλοι διαχωριστές επιλέγονται για προϊόντα βαθιάς κοιλότητας και το σύρμα διέρχεται κατακόρυφα μέσω του διαχωριστή κοίλων σφηνών, όπως φαίνεται στην Εικόνα 3. Οι συμπαγείς σχιστήρες επιλέγονται συχνά για μαζική παραγωγή λόγω του γρήγορου ρυθμού συγκόλλησης και της υψηλής συνοχής των αρμών συγκόλλησης. Τα κοίλα σχίσματα επιλέγονται για την ικανότητά τους να δεσμεύουν προϊόντα βαθιάς κοιλότητας και η διαφορά στη συγκόλληση με στερεά σχίσματα φαίνεται στο Σχήμα 3.

Όπως φαίνεται από το σχήμα 3, όταν κολλάτε μια βαθιά κοιλότητα ή υπάρχει ένα πλευρικό τοίχωμα, το σύρμα του συμπαγούς σχιστού μαχαιριού είναι εύκολο να αγγίξει το πλευρικό τοίχωμα, προκαλώντας ένα κρυφό Bond. Το κοίλο μαχαίρι μπορεί να αποφύγει αυτό το πρόβλημα. Ωστόσο, σε σύγκριση με το συμπαγές μαχαίρι διαίρεσης, το κοίλο μαχαίρι διαίρεσης έχει επίσης ορισμένες ελλείψεις, όπως χαμηλό ποσοστό συγκόλλησης, δύσκολο να ελεγχθεί η συνοχή της άρθρωσης συγκόλλησης και δύσκολο να ελεγχθεί η συνοχή του σύρματος ουράς.

Η δομή του άκρου της σφήνας Bonding φαίνεται στο Σχήμα 4.

Διάμετρος οπής (H): Το άνοιγμα καθορίζει εάν η γραμμή συγκόλλησης μπορεί να περάσει ομαλά από τον κόφτη. Εάν το εσωτερικό άνοιγμα είναι πολύ μεγάλο, το σημείο συγκόλλησης θα είναι μετατόπιση ή μετατόπιση LOOP, και ακόμη και η παραμόρφωση της άρθρωσης συγκόλλησης είναι ανώμαλη. Το εσωτερικό άνοιγμα είναι πολύ μικρό, η γραμμή συγκόλλησης και το εσωτερικό τοίχωμα της τριβής του διαχωριστή, με αποτέλεσμα τη φθορά, μειώνουν την ποιότητα συγκόλλησης. Εφόσον το σύρμα συγκόλλησης έχει γωνία τροφοδοσίας σύρματος, το κενό μεταξύ της οπής του σύρματος συγκόλλησης και του μαχαιριού πρέπει γενικά να είναι μεγαλύτερο από 10μm για να διασφαλιστεί ότι δεν υπάρχει τριβή ή αντίσταση κατά τη διαδικασία τροφοδοσίας σύρματος.

Front Radius (FR): Το FR βασικά δεν επηρεάζει τον πρώτο δεσμό, κυρίως παρέχει τη διαδικασία LOOP, για τη δεύτερη μετάβαση δεσμού, για να διευκολύνει το σχηματισμό γραμμικού τόξου. Πολύ μικρή επιλογή FR θα αυξήσει τη ρωγμή ή το ράγισμα της δεύτερης ρίζας συγκόλλησης. Γενικά, η επιλογή μεγέθους του FR είναι ίδια ή ελαφρώς μεγαλύτερη από τη διάμετρο του σύρματος. Για χρυσό σύρμα, το FR μπορεί να επιλεγεί ώστε να είναι μικρότερο από τη διάμετρο του σύρματος.

Back Radius (BR): Το BR χρησιμοποιείται κυρίως για τη μετάβαση του πρώτου δεσμού κατά τη διαδικασία LOOP, διευκολύνοντας το σχηματισμό τόξου της πρώτης γραμμής δεσμού. Δεύτερον, διευκολύνει το σπάσιμο του σύρματος. Η επιλογή του BR βοηθά στη διατήρηση της συνέπειας στο σχηματισμό των συρμάτων της ουράς κατά τη διαδικασία θραύσης του σύρματος, κάτι που είναι ευεργετικό για τον έλεγχο του σύρματος της ουράς και αποφεύγει βραχυκυκλώματα που προκαλούνται από σύρματα μακριάς ουράς, καθώς και κακή παραμόρφωση της άρθρωσης συγκόλλησης που προκαλείται από κοντή ουρά σύρματα. Σε γενικές γραμμές, το χρυσό σύρμα χρησιμοποιεί ένα μικρότερο BR για να καθαρίσει το σύρμα. Εάν το BR επιλεχθεί πολύ μικρό, είναι εύκολο να προκληθούν ρωγμές ή σπασίματα στη ρίζα μιας ένωσης συγκόλλησης. Η υπερβολική επιλογή μπορεί να οδηγήσει σε ατελές σπάσιμο του σύρματος κατά τη διαδικασία συγκόλλησης. Η επιλογή μεγέθους του γενικού BR είναι ίδια με τη διάμετρο του σύρματος. Για το χρυσό σύρμα, το BR μπορεί να επιλέξει να είναι μικρότερο από τη διάμετρο του σύρματος.

Bond Flat (BF): Η επιλογή του BF εξαρτάται από τη διάμετρο του καλωδίου και το μέγεθος του μαξιλαριού. Σύμφωνα με το GJB548C, το μήκος της σφηνωτής συγκόλλησης πρέπει να είναι μεταξύ 1,5 και 6 φορές μεγαλύτερο από αυτό της διαμέτρου σύρματος, καθώς τα πολύ κοντά πλήκτρα μπορούν εύκολα να επηρεάσουν την αντοχή συγκόλλησης ή η συγκόλληση μπορεί να μην είναι ασφαλής. Επομένως, γενικά πρέπει να είναι 1,5 φορές μεγαλύτερο από τη διάμετρο καλωδίου και το μήκος δεν πρέπει να υπερβαίνει το μέγεθος του μαξιλαριού ή 6 φορές μεγαλύτερο από τη διάμετρο καλωδίου.

Μήκος δεσμού (BL): BL αποτελείται κυρίως από FR, BF και BR όπως φαίνεται στο Σχήμα 4. Επομένως, όταν το μέγεθος του μαξιλαριού είναι πολύ μικρό, πρέπει να προσέχουμε εάν το μέγεθος των FR, BF και BR του σχιστηρίου είναι εντός του μεγέθους μαξιλαριού για να αποφευχθεί η υπέρβαση της άρθρωσης συγκόλλησης Pad. Γενικά BL=BF+1/3FR+1/3BR.

4.Συνοψίστε

Σφήνα συγκόλλησης είναι ένα σημαντικό εργαλείο για τη συγκόλληση μολύβδου μικροσυναρμολόγησης. Στον πολιτικό τομέα, η συγκόλληση μολύβδου χρησιμοποιείται κυρίως σε τσιπ, μνήμη, μνήμη flash, αισθητήρες, ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, ηλεκτρονικά αυτοκίνητα, συσκευές ισχύος και άλλες βιομηχανίες. Στον στρατιωτικό τομέα, η συγκόλληση μολύβδου χρησιμοποιείται κυρίως σε τσιπ ραδιοσυχνοτήτων, φίλτρα, ανιχνευτές πυραύλων, όπλα και εξοπλισμό, ηλεκτρονικό σύστημα αντίμετρων πληροφοριών, εξαρτήματα ραντάρ T/R διαστημικής συστοιχίας, στρατιωτικά ηλεκτρονικά, αεροδιαστημική, αεροπορία και επικοινωνίες. Σε αυτό το άρθρο, εισάγεται το υλικό, η δομή και η ιδέα επιλογής της κοινής σφήνας συγκόλλησης, η οποία είναι χρήσιμη για να βοηθήσει τους χρήστες να επιλέξουν τις καταλληλότερες σφήνες, έτσι ώστε να αποκτήσουν καλή ποιότητα συγκόλλησης και να μειώσουν το κόστος.