Fenómeno del envejecimiento y métodos de limpieza de la cuña.

Cuña Es una herramienta importante para la unión de cables en el proceso de envasado de semiconductores. Este artículo describe el fenómeno del envejecimiento en cuña. El estudio muestra que las causas del envejecimiento de la cuña son el desgaste de la cara del extremo de la cuchilla y la influencia del producto de la cara del extremo de la cuchilla. El desgaste del extremo de la hoja de cuña es irreversible. El producto de la cara del extremo de la hoja de cuña se puede quitar mediante métodos de limpieza, de modo que la cuña pueda seguir utilizándose antes de que falle debido al desgaste.

La unión es uno de los procesos en la industria del embalaje de circuitos integrados. Utiliza cables metálicos como alambre de oro, alambre de aluminio o tiras de oro y aluminio para conectar el chip y el marco de cables, de modo que el pequeño chip pueda interconectarse con el circuito externo. Según los métodos de soldadura de diferentes formas, se divide en unión de bolas y unión de cuña. Los dos tienen primeros puntos de soldadura y segundos puntos de soldadura completamente diferentes, por lo que tienen características espaciales diferentes. La unión en cuña tiene una capacidad de operación espacial más pequeña, reduce la distorsión de la señal entre frecuencias altas y mejora la consistencia de la señal. Al mismo tiempo, es adecuado para soldadura de productos de alta potencia. La herramienta necesaria se llama cuña de unión.

Fenómeno del envejecimiento en cuña

La cara del extremo de una cuña nueva está limpia, lisa y libre de grietas y hoyos. Después de múltiples soldaduras, la cuña se adherirá a partículas contaminantes y se dañará parcialmente, lo que provocará el envejecimiento de la cuña, que se manifiesta principalmente en el deterioro de la morfología de la unión soldada, la reducción de la fuerza de extracción del plomo y, en casos severos, la El cable se romperá o deformará. En la operación real de unión de alambre de oro de microensamblaje, generalmente después de 7000 a 9000 soldaduras, el operador informará problemas como deformación excesiva de la junta de soldadura o juntas de soldadura incompletas, y la vida útil de la cuña es mucho menor que el valor nominal de fábrica. de 50.000 veces. En este momento, si el operador ajusta de forma privada los parámetros de soldadura o las técnicas de soldadura para obtener una mejor morfología de la junta de soldadura, se producirá una junta de soldadura en frío. La Figura 2 muestra la morfología de la unión de soldadura de una cuña de unión de aleación de carburo de titanio bajo los mismos parámetros de soldadura y soldadura repetida con alambre de oro en el mismo sustrato, una nueva cuña y después de 3000, 6000, 9000, 12000, 14000 y 16000 soldaduras. Se puede ver que la morfología de la junta de soldadura de la nueva cuña es buena, pero se deteriora después de 9.000 ciclos de soldadura y no puede cumplir con los requisitos de inspección después de 16.000 ciclos de soldadura.

Causas y soluciones del envejecimiento en cuña.

1. Desgaste en el extremo del cortador.

Durante el proceso de unión del cable, la soldadura por prensado en caliente aplicará presión desde la cara final de la cuña, lo que hará que el cable y el metal de la almohadilla se compriman para producir una cierta deformación plástica mutua y un contacto cercano, y sus moléculas se difunden y se unen firmemente. La soldadura ultrasónica generará energía ultrasónica desde el transductor para hacer vibrar la cuña, generará fricción de frecuencia ultrasónica entre el cable y el metal de la almohadilla, eliminará la capa de óxido en la interfaz y provocará deformación elástica. Ambos principios de unión harán que la cara del extremo de la cuña se esfuerce y el extremo de la cuña se desgastará después de varias soldaduras, lo que provocará una deformación severa de la unión de soldadura. Las almohadillas de unión comunes en el proceso de microensamblaje incluyen almohadillas de chip desnudo, almohadillas de placa de circuito impreso, almohadillas de placa de circuito de película delgada, almohadillas de placa de circuito LTCC y almohadillas de caja metálica en paquete. En la operación real, el desgaste de la cara del extremo de la hoja es más grave en la superficie de soldadura con alta dureza y rugosidad superficial, como el desgaste de la almohadilla de la caja de metal del paquete es más grave que otras almohadillas.

Además, el desgaste de la cara extrema del cabezal cortador también se ve afectado por el método de operación. Cuando se utiliza equipo de unión manual para las operaciones de unión, el método de operación tiene un mayor impacto en la cara del extremo de la cuña. Por ejemplo, si las manos del operador tiemblan o usan demasiada fuerza durante la soldadura, se acelerará el desgaste de la cara del extremo del cabezal de corte. Este fenómeno ocurre a menudo cuando operan principiantes. Cuando se utilizan equipos automatizados para operaciones de unión, la vida útil de la cuña mejorará enormemente porque los parámetros operativos son controlables y altamente consistentes. Durante el proceso de unión de cables, el desgaste de la cara del extremo del cabezal de corte es una pérdida natural e inevitable. La única forma es evitar un funcionamiento inadecuado y reducir el desgaste de la cuña.

2. Producto de superficie del extremo del cabezal de corte

En la operación real de unión de cables, se descubrió que la vida útil de algunas cuñas era mucho más corta que la vida empírica. Mediante observación microscópica, no se encontró ningún desgaste evidente en la cara del extremo de la cuña, pero se adhirió una capa de película a la cara del extremo. La Figura 3 muestra la micrografía óptica y la micrografía SEM de la cara extrema de una cuña después de 9000 soldaduras. Se puede ver que se adhirió una capa de película a la cara del extremo de la cuña, lo que afectó la planitud de la cara del extremo de la cuña y provocó una deformación grave de la junta de soldadura.

Mediante el análisis del espectro EDX, se encontró que el contenido de silicio y oxígeno en la película al final de la cuña era alto, como se muestra en la Figura 4. El juicio preliminar es que el silicio puede provenir de chips, cables y sustratos, etc. El elemento se difunde (o fusiona) gradualmente en la cuña durante el proceso de unión y se acumula en la cara del extremo de la cuña durante mucho tiempo, lo que afecta la soldadura.

Limpieza de cuñas

1. Agente de limpieza de cuñas: SG-309W
2. Pasos de limpieza

①Prepare dos recipientes, uno lleno con agente de limpieza (la profundidad del agente de limpieza debe ser suficiente para cubrir la cuña) y el otro lleno con agua limpia;

②Coloque la cuña en un recipiente con agente de limpieza y déjela en remojo durante 20-30 segundos. Durante el proceso de remojo, use unas pinzas para sujetar la cuña y agítela hacia adelante y hacia atrás de 3 a 5 veces. Una vez completado el remojo, coloque inmediatamente la cuña en agua limpia;

③ Coloque la cuña verticalmente en el dispositivo (con la punta hacia arriba) y vibrela en un baño ultrasónico lleno de agua limpia, alcohol isopropílico o etanol durante 5 minutos. Luego saca la cuña y usa una pistola de aire para secar la superficie y el interior del agujero.

3. Precauciones

① El proceso de operación encuentra una punta de cuña

② Use guantes de goma durante la operación para evitar el contacto con la cuña con las manos desnudas.

③El agente de limpieza no debe entrar en contacto directo con la piel. Si entra en contacto con la piel, enjuáguela inmediatamente con agua limpia.

In conclusión

La cuña se instala en el Wire Bonder y es una herramienta importante para la unión de cables de microensamblajes. Este artículo presenta el fenómeno del envejecimiento de la cuña y aclara las dos razones del fenómeno del envejecimiento: el desgaste de la cara del extremo de la hoja de la cuña y la generación de compuestos de silicio y oxígeno en la cara del extremo de la hoja. El desgaste del extremo de la hoja de cuña es irreversible. La generación de la cara frontal de la hoja de cuña se puede eliminar mediante métodos de limpieza, de modo que la cuña pueda seguir utilizándose antes de que falle debido al desgaste. Si desea saber más sobre la cuña, como por ejemploMateriales, estructura e ideas de selección., Por favor, siéntase libre deContáctenos . Gracias por tu navegación.