Ferramenta de unión de fío cuña de unión

Este artigo presenta a estrutura, os materiais e as ideas de selección da cuña de unión de uso común para a unión de fíos de microensamblaxe. O divisor, tamén coñecido como boquilla de aceiro e agulla vertical, é un compoñente importante da unión de fíos no proceso de envasado de semicondutores, que xeralmente inclúe limpeza, sinterización de chip do dispositivo, unión de fíos, tapa de selado e outros procesos. A conexión por cable é unha tecnoloxía para realizar a interconexión eléctrica e a intercomunicación de información entre o chip e o substrato. A astilla está instalada na máquina de unión de fíos. Baixo a acción da enerxía externa (ultrasóns, presión, calor), a través da deformación plástica do metal e da difusión en fase sólida dos átomos, o fío (fío de ouro, tira de ouro, fío de aluminio, tira de aluminio, fío de cobre, tira de cobre) e fórmanse a almofada de unión. Para conseguir a interconexión entre o chip e o circuíto, como se mostra na Figura 1.

1. Estrutura de cuña de unión

O corpo principal da ferramenta de división adoita ser cilíndrico e a forma da cabeza de corte ten forma de cuña. A parte traseira do cortador ten un orificio para penetrar no cable de unión, e a apertura do orificio está relacionada co diámetro do fío do cable utilizado. A cara final da cabeza de corte ten unha variedade de estruturas segundo as necesidades de uso, e a cara final da cabeza de corte determina o tamaño e a forma da unión de soldadura. Cando está en uso, o fío condutor atravesa o orificio de abertura do separador e forma un ángulo de 30 ° ~ 60 ° entre o fío conductor e o plano horizontal da área de unión. Cando o divisor cae na zona de unión, o divisor presionará o fío condutor na zona de unión para formar unha xunta de soldeo de pa ou de ferradura. Na figura 2 móstranse algunhas cuñas de unión.

2. Material de cuña de unión

Durante o proceso de traballo de unión, os fíos de unión que pasan pola cuña de unión xeran presión e fricción entre a cabeza da fenda e o metal da almofada de soldadura. Polo tanto, adoitan utilizarse materiais con alta dureza e tenacidade para facer cuchillas. Combinando os requisitos dos métodos de picado e unión, requírese que o material de picado teña alta densidade, alta resistencia á flexión e poida procesar unha superficie lisa. Os materiais de corte comúns inclúen carburo de volframio (aliaxe dura), carburo de titanio e cerámica.

O carburo de volframio ten unha forte resistencia ao dano e foi amplamente utilizado na produción de ferramentas de corte nos primeiros días. Non obstante, o mecanizado do carburo de tungsteno é relativamente difícil e non é fácil obter unha superficie de procesamento densa e sen poros. O carburo de volframio ten unha alta condutividade térmica. Co fin de evitar que a calor da almofada de soldadura sexa arrastrada polo bordo de corte durante o proceso de unión, o bordo de corte de carburo de tungsteno debe ser quentado durante o proceso de unión.

A densidade do material do carburo de titanio é menor que a do carburo de volframio e é máis flexible que o carburo de volframio. Cando se usa o mesmo transdutor de ultrasóns e a mesma estrutura da lámina, a amplitude da lámina xerada pola onda ultrasónica transmitida á lámina de carburo de titanio é un 20% maior que a da lámina de carburo de tungsteno.

Nos últimos anos, a cerámica foi moi utilizada na produción de ferramentas de corte debido ás súas excelentes características de suavidade, densidade, ausencia de poros e propiedades químicas estables. A cara final e o procesamento do burato das cuchillas cerámicas son mellores que as do carburo de tungsteno. Ademais, a condutividade térmica das fendas cerámicas é baixa e a propia fenda pódese deixar sen quentar.

3. Selección de cuña de unión

A selección determina a calidade de unión do fío condutor. Factores como o tamaño da almofada de unión, o espazamento da almofada de unión, a profundidade de soldeo, o diámetro e a dureza do chumbo, a velocidade e a precisión de soldeo deben considerarse de forma exhaustiva. As divisións en cuña teñen normalmente 1/16 de polgada (1,58 mm) de diámetro e divídense en divisións sólidas e ocas. A maioría das divisións en cuña alimentan o fío na parte inferior do cortador nun ángulo de alimentación de 30°, 45° ou 60°. Os divisores ocos son seleccionados para produtos de cavidade profunda e o fío pásase verticalmente a través do divisor de cuña oca, como se mostra na Figura 3. As cuchillas sólidas adoitan seleccionarse para a produción en masa debido á súa rápida taxa de enlace e á súa alta consistencia de xuntas de soldadura. Escóllense as divisións ocas pola súa capacidade de unir produtos de cavidade profunda, e a diferenza na unión con divisións sólidas móstrase na Figura 3.

Como se pode ver na figura 3, ao unir unha cavidade profunda ou hai unha parede lateral, o fío do coitelo partido sólido é fácil de tocar a parede lateral, provocando un vínculo oculto. O coitelo partido oco pode evitar este problema. Non obstante, en comparación co coitelo partido sólido, o coitelo dividido oco tamén ten algunhas deficiencias, como a baixa taxa de unión, a dificultade de controlar a consistencia da unión de soldadura e a dificultade de controlar a consistencia do fío de cola.

A estrutura da punta da cuña de unión móstrase na figura 4.

Diámetro do burato (H): a abertura determina se a liña de unión pode atravesar o cortador suavemente. Se a abertura interior é demasiado grande, o punto de unión será compensado ou LOOP offset, e mesmo a deformación da unión de soldadura é anormal. A apertura interna é demasiado pequena, a liña de unión e a parede interna da fricción do divisor, o que provoca desgaste, reduce a calidade da unión. Dado que o fío de unión ten un ángulo de alimentación do fío, a brecha entre o burato do fío de unión e o coitelo dividido xeralmente debe ser superior a 10 μm para garantir que non haxa fricción ou resistencia durante o proceso de alimentación do fío.

Radio frontal (FR): FR basicamente non afecta o primeiro enlace, principalmente proporciona o proceso LOOP, para a segunda transición de enlace, para facilitar a formación de arco de liña. Unha selección de FR moi pequena aumentará a fenda ou a rachadura da segunda raíz de soldadura. Xeralmente, a selección de tamaño de FR é igual ou lixeiramente maior que o diámetro do fío; Para o fío de ouro, FR pódese seleccionar para que sexa menor que o diámetro do fío.

Raio traseiro (BR): BR úsase principalmente para facer a transición do primeiro enlace durante o proceso LOOP, facilitando a formación do arco da primeira liña de enlace. En segundo lugar, facilita a rotura do fío. A selección de BR axuda a manter a consistencia na formación de fíos de cola durante o proceso de rotura do fío, o que é beneficioso para o control do fío de cola e evita curtoscircuítos causados ​​por fíos de cola longa, así como a mala deformación dunha unión de soldadura causada pola cola curta. fíos. En xeral, o fío de ouro usa un BR máis pequeno para axudar a cortar o fío limpo. Se se selecciona BR demasiado pequeno, é fácil provocar gretas ou fracturas na raíz dunha unión de soldadura; A selección excesiva pode producir unha rotura incompleta do fío no proceso de soldadura. A selección de tamaño do BR xeral é o mesmo que o diámetro do fío; Para o fío de ouro, BR pode optar por ser máis pequeno que o diámetro do fío.

Bond Flat (BF): a selección de BF depende do diámetro do fío e do tamaño da almofada. Segundo GJB548C, a lonxitude da soldadura en cuña debe estar entre 1,5 e 6 veces a do diámetro do fío, xa que as chaves demasiado curtas poden afectar facilmente a forza de unión ou a unión pode non ser segura. Polo tanto, xeralmente debe ser 1,5 veces maior que o diámetro do fío, e a lonxitude non debe exceder o tamaño da almofada ou 6 veces maior que o diámetro do fío.

Lonxitude de enlace (BL): BL está composto principalmente por FR, BF e BR como se mostra na Figura 4. Polo tanto, cando o tamaño da almofada é demasiado pequeno, debemos prestar atención a se o tamaño de FR, BF e BR do coitelo de división está dentro do tamaño da almofada para evitar exceder a unión de soldadura da almofada. Xeralmente BL=BF+1/3FR+1/3BR.

4.Resumo

Cuña de unión é unha ferramenta importante para a unión de chumbos de microensamblaxe. No campo civil, a unión de chumbo úsase principalmente en chips, memorias, memorias flash, sensores, produtos electrónicos de consumo, electrónicos automotivos, dispositivos de enerxía e outras industrias. No campo militar, a unión de chumbo úsase principalmente en chips de RF, filtros, buscador de mísiles, armas e equipos, sistemas de contramedidas de información electrónica, compoñentes T/R de radar de matriz en fase espacial, electrónica militar, aeroespacial, aviación e industrias de comunicacións. Neste documento, introdúcese o material, a estrutura e a idea de selección da cuña de unión común, o que é útil para axudar aos usuarios a escoller as divisións de cuña máis adecuadas, para obter unha boa calidade de soldadura e reducir o custo.