گوه اتصال ابزار اتصال سیم

این مقاله به معرفی ساختار، مواد و ایده‌های انتخاب گوه باندینگ معمولی برای اتصال سیم مونتاژ میکرو می‌پردازد. شکاف‌دهنده، که به عنوان نازل فولادی و سوزن عمودی نیز شناخته می‌شود، یکی از اجزای مهم اتصال سیم در فرآیند بسته‌بندی نیمه هادی است. به طور کلی شامل تمیز کردن، پخت تراشه دستگاه، اتصال سیم، درپوش آب بندی و سایر فرآیندها است. اتصال سیم یک فناوری برای تحقق اتصال الکتریکی و ارتباطات اطلاعاتی بین تراشه و زیرلایه است. اسپلینتر روی دستگاه اتصال سیم نصب می شود. تحت تأثیر انرژی خارجی (التراسونیک، فشار، گرما)، از طریق تغییر شکل پلاستیک فلز و انتشار فاز جامد اتم ها، سیم (سیم طلا، نوار طلا، سیم آلومینیوم، نوار آلومینیوم، سیم مس، نوار مس) و پد باندینگ تشکیل می شود. برای دستیابی به اتصال بین تراشه و مدار، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است.

1. ساختار گوه پیوند

بدنه اصلی ابزار شکاف معمولا استوانه ای است و شکل سر کاتر گوه ای شکل است. پشت کاتر دارای سوراخی برای نفوذ به سرب باندینگ است و دهانه سوراخ مربوط به قطر سیم سرب مصرفی است. صفحه انتهایی سر کاتر بنا به نیاز استفاده دارای ساختارهای متنوعی است و وجه انتهایی سر کاتر اندازه و شکل محل اتصال لحیم کاری را تعیین می کند. در هنگام استفاده، سیم سربی از سوراخ باز کننده اسپلیتر عبور می کند و یک زاویه 30 تا 60 درجه بین سیم سرب و صفحه افقی ناحیه اتصال ایجاد می کند. هنگامی که اسپلیتر به ناحیه اتصال می افتد، اسپلیتر سیم سربی را روی ناحیه اتصال فشار می دهد تا یک اتصال لحیم کاری بیل یا نعل اسبی ایجاد شود. برخی از گوه های اتصال در شکل 2 نشان داده شده است.

2. چسباندن مواد گوه

در طول فرآیند کار اتصال، سیم‌های پیوندی که از گوه اتصالی عبور می‌کنند، فشار و اصطکاک بین سر برش و فلز پد لحیم ایجاد می‌کنند. از این رو معمولاً از موادی با سختی و چقرمگی بالا برای ساخت قیچی استفاده می شود. با ترکیب الزامات روش های خرد کردن و چسباندن، لازم است که مواد خرد شده دارای چگالی بالا، استحکام خمشی بالا باشد و بتواند یک سطح صاف را پردازش کند. مواد برش متداول عبارتند از کاربید تنگستن (آلیاژ سخت)، کاربید تیتانیوم و سرامیک.

کاربید تنگستن مقاومت بالایی در برابر آسیب دارد و در روزهای اولیه به طور گسترده در تولید ابزارهای برش استفاده می شد. با این حال، ماشینکاری کاربید تنگستن نسبتاً دشوار است و به دست آوردن یک سطح پردازش متراکم و بدون منافذ آسان نیست. کاربید تنگستن رسانایی حرارتی بالایی دارد. برای جلوگیری از انتقال حرارت روی لحیم کاری توسط لبه برش در طول فرآیند اتصال، لبه برش کاربید تنگستن باید در طول فرآیند اتصال گرم شود.

چگالی مواد کاربید تیتانیوم کمتر از کاربید تنگستن است و نسبت به کاربید تنگستن انعطاف پذیرتر است. هنگام استفاده از همان مبدل اولتراسونیک و ساختار تیغه یکسان، دامنه تیغه تولید شده توسط موج اولتراسونیک ارسال شده به تیغه کاربید تیتانیوم 20 درصد بیشتر از تیغه کاربید تنگستن است.

در سال‌های اخیر، سرامیک‌ها به دلیل ویژگی‌های عالی مانند صافی، تراکم، بدون منافذ و خواص شیمیایی پایدار، به طور گسترده در تولید ابزارهای برش استفاده شده‌اند. پردازش سطح انتهایی و سوراخ برش‌کن‌های سرامیکی بهتر از کاربید تنگستن است. علاوه بر این، رسانایی حرارتی برش های سرامیکی کم است و خود شکاف را می توان بدون حرارت رها کرد.

3. انتخاب گوه پیوند

انتخاب کیفیت اتصال سیم سرب را تعیین می کند. عواملی مانند اندازه لنت باندینگ، فاصله لنت باندینگ، عمق جوش، قطر و سختی سرب، سرعت و دقت جوش باید به طور جامع در نظر گرفته شود. شکاف های گوه معمولاً 1/16 اینچ (1.58 میلی متر) قطر دارند و به دو دسته توپر و توخالی تقسیم می شوند. بیشتر شکاف‌های گوه‌ای، سیم را با زاویه تغذیه 30، 45 یا 60 درجه به پایین کاتر وارد می‌کنند. شکاف دهنده های توخالی برای محصولات حفره عمیق انتخاب می شوند و سیم به طور عمودی از طریق شکاف گوه توخالی عبور می کند، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است. برش های جامد اغلب برای تولید انبوه انتخاب می شوند زیرا سرعت اتصال سریع و قوام اتصال لحیم کاری بالا دارند. شکاف های توخالی به دلیل توانایی آنها در اتصال محصولات حفره عمیق انتخاب شده اند و تفاوت در پیوند با شکاف های جامد در شکل 3 نشان داده شده است.

همانطور که از شکل 3 مشاهده می شود، هنگام اتصال یک حفره عمیق یا وجود یک دیوار جانبی، سیم چاقوی شکاف جامد به راحتی به دیواره جانبی برخورد می کند و باعث ایجاد باند پنهان می شود. چاقوی شکاف توخالی می تواند از این مشکل جلوگیری کند. با این حال، در مقایسه با چاقوی تقسیم جامد، چاقوی شکاف توخالی دارای کاستی هایی مانند سرعت اتصال کم، دشواری کنترل قوام اتصال لحیم کاری، و دشواری کنترل قوام سیم دم است.

ساختار نوک گوه باندینگ در شکل 4 نشان داده شده است.

قطر سوراخ (H): دیافراگم تعیین می کند که آیا خط اتصال می تواند به آرامی از کاتر عبور کند یا خیر. اگر دیافراگم داخلی بیش از حد بزرگ باشد، نقطه اتصال افست یا LOOP offset خواهد شد و حتی تغییر شکل مفصل لحیم کاری غیر طبیعی است. دیافراگم داخلی خیلی کوچک است، خط اتصال و دیواره داخلی اصطکاک شکافنده، در نتیجه سایش، کیفیت اتصال را کاهش می دهد. از آنجایی که سیم اتصال دارای زاویه تغذیه سیم است، شکاف بین سوراخ سیم اتصال و چاقوی شکاف معمولاً باید بیشتر از 10 میکرومتر باشد تا اطمینان حاصل شود که هیچ اصطکاک یا مقاومتی در طول فرآیند تغذیه سیم وجود ندارد.

شعاع جلو (FR): FR اساساً روی پیوند اول تأثیر نمی گذارد، عمدتاً فرآیند LOOP را برای انتقال پیوند دوم برای تسهیل تشکیل قوس خط ارائه می دهد. انتخاب خیلی کوچک FR باعث افزایش ترک یا ترک خوردگی ریشه دوم جوش می شود. به طور کلی، انتخاب اندازه FR یکسان یا کمی بزرگتر از قطر سیم است. برای سیم طلایی، FR می تواند کمتر از قطر سیم باشد.

شعاع پشت (BR): BR عمدتاً برای انتقال اولین پیوند در طول فرآیند LOOP استفاده می‌شود و تشکیل قوس اولین خط پیوند را تسهیل می‌کند. ثانیا، شکستگی سیم را تسهیل می کند. انتخاب BR به حفظ ثبات در شکل گیری سیم های دم در طول فرآیند شکستگی سیم کمک می کند، که برای کنترل سیم دم مفید است و از اتصال کوتاه ناشی از سیم های دم بلند و همچنین تغییر شکل ضعیف اتصال لحیم کاری ناشی از دم کوتاه جلوگیری می کند. سیم ها. به طور کلی، سیم طلا از یک BR کوچکتر برای تمیز کردن سیم استفاده می کند. اگر BR خیلی کوچک انتخاب شود، ایجاد ترک یا شکستگی در ریشه اتصال لحیم کاری آسان است. انتخاب بیش از حد ممکن است منجر به شکستگی ناقص سیم در فرآیند جوشکاری شود. انتخاب اندازه BR عمومی همان قطر سیم است. برای سیم طلا، BR می تواند کوچکتر از قطر سیم را انتخاب کند.

باند فلت (BF): انتخاب BF به قطر سیم و اندازه پد بستگی دارد. طبق GJB548C، طول جوش گوه باید بین 1.5 تا 6 برابر قطر سیم باشد، زیرا کلیدهای خیلی کوتاه می توانند به راحتی بر استحکام اتصال تأثیر بگذارند یا ممکن است اتصال ایمن نباشد. بنابراین، معمولاً باید 1.5 برابر بزرگتر از قطر سیم باشد و طول آن نباید از اندازه پد یا 6 برابر بیشتر از قطر سیم باشد.

طول پیوند (BL)：BL عمدتاً از FR، BF و BR تشکیل شده است همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است. بنابراین، زمانی که اندازه پد خیلی کوچک است، باید توجه کنیم که آیا اندازه FR، BF و BR چاقوی شکافنده است یا خیر. برای جلوگیری از تجاوز از لحیم کاری پد در اندازه پد است. به طور کلی BL=BF+1/3FR+1/3BR.

4-خلاصه کردن

گوه پیوند یک ابزار مهم برای اتصال سرب ریز مونتاژ است. در زمینه عمران، پیوند سرب عمدتا در تراشه، حافظه، حافظه فلش، حسگر، لوازم الکترونیکی مصرفی، الکترونیک خودرو، دستگاه های برق و سایر صنایع استفاده می شود. در زمینه نظامی، پیوند سرب عمدتاً در تراشه‌های RF، فیلترها، جستجوگر موشک، تسلیحات و تجهیزات، سیستم اقدامات متقابل اطلاعات الکترونیکی، اجزای رادار فازی T/R، الکترونیک نظامی، هوافضا، هوانوردی و صنایع ارتباطات استفاده می‌شود. در این مقاله، ماده، ساختار و ایده انتخاب گوه باندینگ رایج معرفی شده است که به کاربران کمک می‌کند تا مناسب‌ترین شکاف‌های گوه را انتخاب کنند تا کیفیت جوش خوب به دست آید و هزینه کاهش یابد.