Клин для скріплення дроту

Ця стаття знайомить із структурою, матеріалами та ідеями вибору часто використовуваного склеювального клина для склеювання мікромонтажного дроту. Розгалужувач, також відомий як сталева насадка та вертикальна голка, є важливим компонентом скріплення дроту в процесі пакування напівпровідників, який загалом включає очищення, спікання чіпів пристроїв, склеювання дроту, герметизацію кришки та інші процеси. З’єднання проводів — це технологія для реалізації електричного взаємозв’язку та обміну інформацією між мікросхемою та підкладкою. Заноза встановлюється на апарат для склеювання дроту. Під дією зовнішньої енергії (ультразвук, тиск, тепло), через пластичну деформацію металу та дифузію атомів у твердій фазі дріт (золотий дріт, золота стрічка, алюмінієвий дріт, алюмінієва стрічка, мідний дріт, мідна стрічка) і формується сполучна площадка. Щоб досягти взаємозв’язку між мікросхемою та схемою, як показано на малюнку 1.

1. Склеювальна клинова конструкція

Основний корпус розколюючого інструменту зазвичай має циліндричну форму, а форма різальної головки — клиноподібну. На тильній стороні різака є отвір для проходження з’єднувального кабелю, а отвір залежить від діаметра дроту використовуваного проводу. Торець ріжучої головки має різні структури відповідно до потреб використання, а торець ріжучої головки визначає розмір і форму паяного з’єднання. Під час використання провідний провід проходить через отвір розгалужувача та утворює кут 30° ~ 60° між провідним дротом і горизонтальною площиною області з’єднання. Коли розгалужувач опускається до зони з’єднання, він притискає провідний дріт до місця з’єднання, утворюючи лопатку або підкову. Деякі з’єднувальні клини показані на малюнку 2.

2. Склеювальний клиновий матеріал

Під час робочого процесу склеювання з’єднувальні дроти, що проходять через клин для з’єднання, створюють тиск і тертя між сколюючою головкою та металом контактної площадки. Тому для виготовлення колун зазвичай використовують матеріали з високою твердістю і в'язкістю. Поєднуючи вимоги методів рубання та склеювання, необхідно, щоб матеріал для рубання мав високу щільність, високу міцність на вигин і міг обробляти гладку поверхню. Звичайні ріжучі матеріали включають карбід вольфраму (твердий сплав), карбід титану та кераміку.

Карбід вольфраму має високу стійкість до пошкоджень і широко використовувався у виробництві ріжучих інструментів у перші дні. Однак механічна обробка карбіду вольфраму відносно складна, і непросто отримати щільну поверхню без пор. Карбід вольфраму має високу теплопровідність. Щоб запобігти віднесенню тепла на паяльній площадці ріжучою кромкою під час процесу склеювання, ріжучу кромку з карбіду вольфраму необхідно нагріти під час процесу склеювання.

Щільність матеріалу карбіду титану нижча, ніж у карбіду вольфраму, і він більш гнучкий, ніж карбід вольфраму. При використанні того самого ультразвукового перетворювача та такої самої структури леза амплітуда леза, створюваного ультразвуковою хвилею, що передається на лезо з карбіду титану, на 20% більше, ніж у леза з карбіду вольфраму.

В останні роки кераміка широко використовується у виробництві ріжучого інструменту завдяки своїм відмінним характеристикам гладкості, щільності, відсутності пор і стабільним хімічним властивостям. Обробка торця і отвору керамічними сколами краще, ніж карбідом вольфраму. Крім того, теплопровідність керамічних сколів низька, а сам скол можна не нагрівати.

3. Вибір склеювального клина

Вибір визначає якість з’єднання підвідного дроту. Такі фактори, як розмір з’єднувальної площадки, відстань з’єднувальної площадки, глибина зварювання, діаметр і твердість свинцю, швидкість і точність зварювання повинні враховуватися комплексно. Клиноподібні розрізи зазвичай мають діаметр 1/16 дюйма (1,58 мм) і поділяються на суцільні та порожнисті. Більшість клинових розрізів подають дріт у нижню частину різця під кутом подачі 30°, 45° або 60°. Для виробів із глибокою порожниною вибирають порожнисті розгалужувачі, а дріт вертикально пропускають через порожнистий розгалужувач, як показано на малюнку 3. Суцільні розколювачі часто вибирають для масового виробництва через їх швидку швидкість з’єднання та високу консистенцію паяного з’єднання. Порожнисті розрізи вибираються через їх здатність склеювати вироби з глибокими порожнинами, а різницю в склеюванні з суцільними розколами показано на малюнку 3.

Як видно з фігури 3, при склеюванні глибокої порожнини або наявності бічної стінки дріт суцільного розрізного ножа легко торкнутися бічної стінки, викликаючи приховане скріплення. Порожнистий розрізний ніж може уникнути цієї проблеми. Однак, порівняно з суцільним розрізним ножем, порожнистий розрізний ніж також має деякі недоліки, такі як низька швидкість з’єднання, важко контролювати консистенцію паяного з’єднання та важко контролювати консистенцію хвостового дроту.

Конструкція наконечника клейового клина показана на малюнку 4.

Діаметр отвору（H）: отвір визначає, чи може лінія з’єднання гладко проходити крізь фрезу. Якщо внутрішній отвір занадто великий, точка з’єднання буде зміщена або зміщена LOOP, і навіть деформація паяного з’єднання є ненормальною. Внутрішній отвір занадто малий, лінія з’єднання та внутрішня стінка розділювача тертя, що призводить до зносу, знижує якість з’єднання. Оскільки з’єднувальний дріт має кут подачі дроту, проміжок між отвором з’єднувального дроту та роз’ємним ножем зазвичай має бути більше 10 мкм, щоб гарантувати відсутність тертя чи опору під час процесу подачі дроту.

Передній радіус (FR): FR в основному не впливає на перший зв’язок, головним чином забезпечує процес LOOP для другого переходу зв’язку, щоб полегшити формування дуги лінії. Занадто малий вибір FR призведе до збільшення тріщини або розтріскування другого зварювального кореня. Як правило, вибір розміру FR такий самий або трохи більший за діаметр дроту; Для золотого дроту FR може бути меншим за діаметр дроту.

Задній радіус (BR): BR в основному використовується для переходу першого зв’язку під час процесу LOOP, полегшуючи формування дуги першої лінії зв’язку. По-друге, це полегшує обрив дроту. Вибір BR допомагає підтримувати послідовність у формуванні хвостових проводів під час процесу розриву дроту, що є корисним для контролю хвостового дроту та дозволяє уникнути коротких замикань, спричинених довгими хвістовими проводами, а також слабкої деформації паяного з’єднання, спричиненої коротким хвостом. дроти. Взагалі кажучи, для золотого дроту використовується менший BR, щоб допомогти чисто розрізати дріт. Якщо BR вибрано замале, можна легко спричинити тріщини або розломи в корені паяного з’єднання; Надмірний вибір може призвести до неповного розриву дроту в процесі зварювання. Вибір розміру загального BR такий самий, як діаметр дроту; Для золотого дроту BR може бути меншим за діаметр дроту.

Bond Flat（BF）: Вибір BF залежить від діаметра дроту та розміру колодки. Згідно з GJB548C, довжина клинового шва має бути в 1,5-6 разів більшою за діаметр дроту, оскільки занадто короткі шпонки можуть легко вплинути на міцність з’єднання або з’єднання може бути ненадійним. Тому, як правило, він має бути в 1,5 рази більшим за діаметр дроту, а довжина не повинна перевищувати розмір прокладки або в 6 разів більше за діаметр дроту.

Довжина з’єднання (BL): BL в основному складається з FR, BF і BR, як показано на малюнку 4. Тому, коли розмір прокладки занадто малий, ми повинні звернути увагу на те, чи розмір FR, BF і BR розколюючого ножа знаходиться в межах розміру колодки, щоб уникнути перевищення паяного з’єднання контактної площадки. Зазвичай BL=BF+1/3FR+1/3BR.

4.Підведіть підсумок

З’єднувальний клин є важливим інструментом для склеювання проводів мікромонтажів. У цивільній сфері склеювання свинцю в основному використовується в мікросхемах, пам’яті, флеш-пам’яті, датчиках, побутовій електроніці, автомобільній електроніці, силових пристроях та інших галузях. У військовій сфері свинцевий зв’язок в основному використовується в радіочастотних мікросхемах, фільтрах, системі самонаведення, озброєнні та обладнанні, системі електронної інформаційної протидії, компонентах T/R радіолокаційних радіолокаційних станцій космічного борту, військовій електроніці, аерокосмічній, авіаційній та комунікаційній промисловості. У цьому документі представлено матеріал, структуру та ідею вибору загального зв’язувального клина, що допомагає користувачам вибрати найбільш підходящі клинові розрізи, щоб отримати хорошу якість зварювання та зменшити вартість.