Alat pengikat kawat pengikat baji

Artikel ini memperkenalkan struktur, material, dan ide pemilihan irisan pengikat yang umum digunakan untuk pengikatan kawat rakitan mikro. Pemisah, juga dikenal sebagai nosel baja dan jarum vertikal, merupakan komponen penting pengikatan kawat dalam proses pengemasan semikonduktor, yang umumnya mencakup pembersihan, sintering chip perangkat, pengikatan kawat, tutup penyegel, dan proses lainnya. Pengikatan kawat adalah teknologi untuk mewujudkan interkoneksi listrik dan interkomunikasi informasi antara chip dan substrat. Serpihan dipasang pada mesin pengikat kawat. Di bawah aksi energi eksternal (ultrasonik, tekanan, panas), melalui deformasi plastik logam dan difusi fase padat atom, kawat (kawat emas, strip emas, kawat aluminium, strip aluminium, kawat tembaga, strip tembaga) dan bantalan pengikat dibentuk. Untuk mencapai interkoneksi antara chip dan sirkuit, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

1. Struktur baji ikatan

Badan utama alat pemisah biasanya berbentuk silinder, dan bentuk kepala pemotong berbentuk baji. Bagian belakang pemotong memiliki lubang untuk menembus kabel pengikat, dan lubang bukaan terkait dengan diameter kabel yang digunakan. Permukaan ujung kepala pemotong memiliki berbagai struktur sesuai dengan kebutuhan penggunaan, dan permukaan ujung kepala pemotong menentukan ukuran dan bentuk sambungan solder. Saat digunakan, kabel timah berjalan melalui lubang pembuka pemisah dan membentuk sudut 30° ~ 60° antara kabel timah dan bidang horizontal area pengikatan. Saat pemisah jatuh ke area pengikatan, pemisah akan menekan kabel timah pada area pengikatan untuk membentuk sambungan solder sekop atau tapal kuda. Beberapa baji pengikatan ditunjukkan pada Gambar 2.

2. Bahan pengikat baji

Selama proses kerja pengikatan, kawat pengikat yang melewati baji bongding menghasilkan tekanan dan gesekan antara kepala pemotong dan logam bantalan solder. Oleh karena itu, bahan dengan kekerasan dan ketangguhan tinggi biasanya digunakan untuk membuat pemotong. Dengan menggabungkan persyaratan metode pemotongan dan pengikatan, diperlukan bahan pemotong yang memiliki kepadatan tinggi, kekuatan tekuk tinggi, dan dapat memproses permukaan yang halus. Bahan pemotong yang umum termasuk tungsten karbida (paduan keras), titanium karbida, dan keramik.

Karbida tungsten memiliki ketahanan yang kuat terhadap kerusakan dan digunakan secara luas dalam produksi alat pemotong pada awalnya. Namun, pemesinan karbida tungsten relatif sulit, dan tidak mudah untuk mendapatkan permukaan pemrosesan yang padat dan bebas pori. Karbida tungsten memiliki konduktivitas termal yang tinggi. Untuk menghindari panas pada bantalan solder terbawa oleh ujung pemotong selama proses pengikatan, ujung pemotong karbida tungsten harus dipanaskan selama proses pengikatan.

Kepadatan material titanium karbida lebih rendah daripada kepadatan material tungsten karbida, dan lebih fleksibel daripada kepadatan material tungsten karbida. Saat menggunakan transduser ultrasonik yang sama dan struktur bilah yang sama, amplitudo bilah yang dihasilkan oleh gelombang ultrasonik yang ditransmisikan ke bilah titanium karbida adalah 20% lebih besar daripada bilah tungsten karbida.

Dalam beberapa tahun terakhir, keramik telah banyak digunakan dalam produksi alat pemotong karena karakteristiknya yang sangat baik, yaitu kehalusan, kepadatan, tidak berpori, dan sifat kimia yang stabil. Pemrosesan permukaan ujung dan lubang pada pemotong keramik lebih baik daripada tungsten karbida. Selain itu, konduktivitas termal pemotong keramik rendah, dan pemotong itu sendiri dapat dibiarkan tidak dipanaskan.

3. Pemilihan irisan ikatan

Pemilihan menentukan kualitas ikatan kawat timah. Faktor-faktor seperti ukuran bantalan ikatan, jarak bantalan ikatan, kedalaman pengelasan, diameter dan kekerasan timah, kecepatan dan akurasi pengelasan harus dipertimbangkan secara komprehensif. Belahan baji biasanya berdiameter 1/16 inci (1,58 mm) dan dibagi menjadi belahan padat dan berongga. Sebagian besar belahan baji memasukkan kawat ke bagian bawah pemotong pada sudut umpan 30°, 45°, atau 60°. Pemisah berongga dipilih untuk produk rongga dalam, dan kawat dilewatkan secara vertikal melalui pemisah baji berongga, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Cleaver padat sering dipilih untuk produksi massal karena laju ikatannya yang cepat dan konsistensi sambungan solder yang tinggi. Belahan berongga dipilih karena kemampuannya untuk mengikat produk rongga dalam, dan perbedaan ikatan dengan belahan padat ditunjukkan pada Gambar 3.

Seperti yang dapat dilihat dari gambar 3, saat merekatkan rongga yang dalam atau terdapat dinding samping, kawat pisau belah padat mudah menyentuh dinding samping, sehingga menyebabkan ikatan tersembunyi. Pisau belah berongga dapat menghindari masalah ini. Namun, dibandingkan dengan pisau belah padat, pisau belah berongga juga memiliki beberapa kekurangan, seperti laju ikatan yang rendah, sulit untuk mengontrol konsistensi sambungan solder, dan sulit untuk mengontrol konsistensi kawat ekor.

Struktur ujung irisan ikatan ditunjukkan pada Gambar 4.

Diameter Lubang（H）：Lubang menentukan apakah garis ikatan dapat melewati pemotong dengan lancar. Jika lubang bagian dalam terlalu besar, titik ikatan akan bergeser atau bergeser LOOP, dan bahkan deformasi sambungan solder tidak normal. Lubang bagian dalam terlalu kecil, garis ikatan dan dinding bagian dalam pemisah bergesekan, mengakibatkan keausan, mengurangi kualitas ikatan. Karena kawat ikatan memiliki Sudut pengumpanan kawat, celah antara lubang kawat ikatan dan pisau pemisah umumnya harus lebih besar dari 10μm untuk memastikan tidak ada gesekan atau hambatan selama proses pengumpanan kawat.

Radius Depan (FR): FR pada dasarnya tidak memengaruhi ikatan pertama, terutama menyediakan proses LOOP, untuk transisi ikatan kedua, guna memfasilitasi pembentukan busur garis. Pemilihan FR yang terlalu kecil akan meningkatkan retakan atau keretakan akar pengelasan kedua. Umumnya, pemilihan ukuran FR sama dengan atau sedikit lebih besar dari diameter kawat; Untuk kawat emas, FR dapat dipilih agar lebih kecil dari diameter kawat.

Radius Belakang (BR): BR terutama digunakan untuk mengubah ikatan pertama selama proses LOOP, memfasilitasi pembentukan busur dari garis ikatan pertama. Kedua, memfasilitasi putusnya kawat. Pemilihan BR membantu menjaga konsistensi dalam pembentukan kawat ekor selama proses putusnya kawat, yang bermanfaat untuk kontrol kawat ekor dan menghindari korsleting yang disebabkan oleh kawat ekor yang panjang, serta deformasi yang buruk pada sambungan solder yang disebabkan oleh kawat ekor pendek. Secara umum, kawat emas menggunakan BR yang lebih kecil untuk membantu memotong kawat dengan bersih. Jika BR dipilih terlalu kecil, mudah menyebabkan retakan atau patah pada akar sambungan solder; Pemilihan yang berlebihan dapat mengakibatkan putusnya kawat yang tidak lengkap dalam proses pengelasan. Pemilihan ukuran BR umum sama dengan diameter kawat; Untuk kawat emas, BR dapat dipilih lebih kecil dari diameter kawat.

Bond Flat（BF）：Pemilihan BF bergantung pada Diameter Kawat dan Ukuran Bantalan. Menurut GJB548C, panjang las baji harus antara 1,5 dan 6 kali Diameter Kawat, karena pasak yang terlalu pendek dapat dengan mudah memengaruhi kekuatan ikatan atau ikatan mungkin tidak aman. Oleh karena itu, umumnya perlu 1,5 kali lebih besar dari Diameter Kawat, dan panjangnya tidak boleh melebihi Ukuran Bantalan atau 6 kali lebih panjang dari Diameter Kawat.

Panjang Ikatan（BL）：BL terutama terdiri dari FR, BF, dan BR seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. Oleh karena itu, ketika Ukuran Pad terlalu kecil, kita harus memperhatikan apakah Ukuran FR, BF, dan BR dari pisau pemisah berada dalam Ukuran Pad untuk menghindari melebihi sambungan solder Pad. Umumnya BL=BF+1/3FR+1/3BR.

4.Ringkasan

Baji pengikat merupakan alat penting untuk pengikatan timbal mikrorakitan. Dalam bidang sipil, pengikatan timbal terutama digunakan dalam chip, memori, memori flash, sensor, elektronik konsumen, elektronik otomotif, perangkat daya, dan industri lainnya. Dalam bidang militer, pengikatan timbal terutama digunakan dalam chip RF, filter, pencari rudal, senjata dan peralatan, sistem penanggulangan informasi elektronik, komponen T/R radar array bertahap antariksa, elektronik militer, kedirgantaraan, penerbangan, dan industri komunikasi. Dalam makalah ini, diperkenalkan material, struktur, dan ide pemilihan irisan pengikat umum, yang membantu pengguna memilih irisan pemisah yang paling sesuai, sehingga memperoleh kualitas pengelasan yang baik dan mengurangi biaya.