Rutulinis rišiklis, pleištinis rišiklis ir sunkiosios vielos rišiklis: pasirinkimo vadovas

Vielos suvirinimo mašinos pasirinkimas prasideda nuo gaminiui reikalingos jungties, o ne nuo pageidaujamo mašinos prekės ženklo. Rutulinės vielos, plonos vielos pleištinės vielos ir sunkios vielos suvirinimo mašinos naudoja skirtingus įrankius, vielos valdymo sistemas ir proceso sąlygas, net jei visos trys apibūdinamos kaip vielos suvirinimo įranga.

Šis skirtumas taip pat yra tikslesnis, nei gali pasirodyti iš trijų etikečių. Storosios vielos sujungimas paprastai yra pleišto formos sujungimas, skirtas didesniems aliuminio arba vario vielos, juostos ir didesnės srovės sujungimams. Jis neturėtų būti laikomas visiškai atskiru sujungimo principu nuo pleišto formos sujungimo.

Bendrą laidų sujungimo įrangos ir pagrindinių proceso etapų paaiškinimą rasitevielos rišiklio technologijos vadovasŠiame straipsnyje daugiausia dėmesio skiriama tinkamos įrangos krypties pasirinkimui pagal apibrėžtą pakuotę ir gamybos reikalavimus.

Pradėkite nuo sujungimo reikalavimo

Mašinos kategorijos negalima patikimai pasirinkti vien pagal pakuotės pavadinimą. Dviem gaminiams, apibūdinamiems kaip galios įtaisai, jutikliai arba puslaidininkiniai moduliai, gali reikėti labai skirtingų laidų medžiagų, jungčių geometrijų ir gamybos sistemų.

Šie reikalavimai turėtų būti apibrėžti prieš lyginant atskirus modelius. Staklės, kurios palaiko tinkamą vielos medžiagą, vis tiek gali būti netinkamos dėl savo sujungimo ploto, apdirbamojo laikiklio, automatizavimo, kilpos galimybių ar programinės įrangos konfigūracijos.

Rutulinių junginių gamintojai teikia pirmenybę plonų vielų našumui ir lankstumui

Rutulinis sujungimas paprastai suformuoja laisvo oro rutulį plonos vielos gale, naudojant elektroninę liepsnos gesinimo sistemą. Keraminis kapiliaras uždeda rutulį ant pirmosios sujungimo vietos, suformuoja vielos kilpą ir užbaigia sujungimą siūliniu sujungimu antrojoje vietoje.

Šiuolaikinis rutulinis suvirinimas dažniausiai siejamas su plona aukso ir vario viela, didelio tankio puslaidininkių pakavimu ir automatizuota gamyba. Priklausomai nuo mašinos ir pakavimo proceso, pritaikymas gali apimti:

• Logika, atmintis ir analoginės integrinės grandinės

• Diskretiniai puslaidininkiniai įtaisai

• LED ir optoelektronikos paketai

• Sluoksniuoti ir daugialuščiai korpusai

• Sistemos pakuotėje ir didelio tankio sujungimo projektai

• Didelio tūrio švino rėmo ir pagrindo pagrindu pagamintas surinkimas

Priežastys, kodėl verta įvertinti „Ball Bonder“

• Svarbu didelis gamybos našumas.

• Pakuotėje naudojama plona aukso arba vario viela.

• Dėl jungties išdėstymo laidai turi išsiskleisti įvairiomis kryptimis.

• Produktas turi daug jungčių viename įrenginyje.

• Reikalingas smulkaus žingsnio ir didelio tankio pakuočių surinkimas.

• Automatizuotas medžiagų tvarkymas ir didelių kiekių receptūrų kontrolė yra prioritetai.

Kapiliaras užtikrina didelį krypties lankstumą, nes apvalus įrankis gali suformuoti kilpas link skirtingų antrojo sujungimo vietų, nereikalaujant, kad pats sujungimas atitiktų pleišto orientaciją.

Sąlygos, kurias vis dar reikia patikrinti

Rutulinio sujungimo galvutės buvimas neįrodo suderinamumo su kiekvienu plonos vielos paketu. Renkantis mašiną vis tiek reikia atsižvelgti į:

• Palaikoma vielos medžiaga ir skersmuo

• EFO sistema ir laisvo oro kamuoliuko stabilumas

• Kapiliarinė geometrija ir įrankio prošvaisa

• Padėklų žingsnis ir sukibimo išdėstymo reikalavimas

• Kilpos aukštis, tarpatramis ir sukrautos matricos geometrija

• Darbinio laikiklio temperatūra ir pakuotės palaikymas

• Varinių laidų tinkamumas ir apsauginių dujų reikalavimai, jei taikoma

• Valdiklio, švino rėmelio arba substrato formatas

Todėl greitaeigis rutulinis suvirinimo įrenginys gali būti tinkama mašinos kategorija, tačiau jam vis tiek reikės kitokios suvirinimo galvutės, apdirbamojo laikiklio, kapiliarinio įrenginio ar programinės įrangos, atsižvelgiant į numatytą pakuotę.

Plonaviela su pleištiniais klijais palaiko mažą kilpų skaičių ir kryptinį klijavimą

Pleišto formos sujungimui naudojamas pleišto formos įrankis, kuriuo viela prispaudžiama prie jungiamojo paviršiaus, o ultragarso energija ir jėga sukuria jungtį. Paprastai šio proceso metu pleišto formos sujungimai sukuriami abiejuose vielos galuose ir nereikia formuoti laisvo oro kamuoliukų.

Plonos vielos pleištinis sujungimas gali būti atliekamas naudojant aliuminio, aukso arba vario vielą, priklausomai nuo mašinos, įrankio ir proceso. Dažnai vertinama, ar dėl korpuso geometrijos, terminių ribų ar jungčių formos pleištinis sujungimas yra tinkamesnis nei įprastas rutulinis sujungimo būdas.

Priežastys, kodėl verta įvertinti plonos vielos pleištinį rišiklį

• Paketui reikalingos labai žemos arba trumpos kilpos.

• Vertikalus atstumas virš pakuotės yra ribotas.

• Programoje naudojama plona aliuminio viela.

• Pageidautinas žemos temperatūros ultragarsinis klijavimas.

• Jungties geometrijai reikalingos pailgos pleištinės jungtys.

• Juosta reikalinga RF arba aukšto dažnio sujungimui.

• Produktas yra hibridinė grandinė, jutiklis, MEMS įrenginys, RF modulis arba specializuotas mikroelektronikos mazgas.

Pleištinio įrankio kryptingumas yra svarbus konstrukcijos veiksnys. Įrankis, rišamoji galvutė arba ruošinys turi būti orientuoti pagal vielos kelią. Tai gali užtikrinti tvirtą rišamosios medžiagos krypties ir žemo profilio geometrijos valdymą, tačiau tai taip pat gali turėti įtakos ciklo laikui ir mašinos architektūrai.

Smulkus žingsnis nebūtinai reiškia pleištinį suklijavimą

Esant tinkamoms sąlygoms, tiek šiuolaikiniai rutuliniai, tiek pleištiniai suvirinimo įrenginiai gali atlaikyti smulkaus žingsnio klijavimo darbus. Teisingas pasirinkimas priklauso nuo visos geometrijos.

Rutulinis sujungimas gali likti pageidautinas, kai svarbiau didelis našumas ir daugiakryptis išplėtimas. Pleištinis sujungimas gali tapti patrauklesnis, kai mažas kilpos aukštis, siauros pailgos jungtys, gilus priėjimas, vielos medžiaga arba juostelės orientacija lemia konstrukciją.

Sunkieji vielos jungtys tarnauja galios ir didelės srovės jungtims

Storosios vielos suvirinimo įrenginys paprastai yra ultragarsinė pleišto formos sistema, sukonfigūruota didesnei vielai ar juostai. Suvirinimo galvutė, keitiklis, vielos kreiptuvai, spaustukai, pjaustytuvas ir ruošinio laikiklis yra skirti iš esmės kitokioms mechaninėms apkrovoms nei plonosios vielos sistema.

Tipinės medžiagų kryptys apima aliuminio arba vario apvaliąją vielą ir aliuminio arba vario juostą. Faktinis palaikomas diapazonas priklauso nuo jungimo galvutės ir įrenginio konfigūracijos.

Tipinės sunkiųjų laidų taikymo sritys

• Galios puslaidininkių moduliai

• IGBT ir SiC įtaisų surinkimas

• Automobilių traukos keitikliai

• DC/DC keitikliai ir pramoninė galios elektronika

• Baterijos modulio ir elementų sujungimai

• Didelės srovės diskretiniai įtaisai

• Hibridinės galios grandinės

• Didelio ploto vario arba aliuminio jungtys

Priežastys, kodėl verta įvertinti sunkiosios vielos rišiklį

• Jungtis turi praleisti didesnę srovę nei įprasta plona viela.

• Dizainui reikalinga stora aliuminio arba vario viela.

• Juosta reikalinga norint padidinti sujungimo plotą arba paremti konkrečią elektros konstrukciją.

• Pakuotėje yra didelis sujungimo plotas arba galios modulio formatas.

• Procesui reikalingos kelios lygiagrečios vielos arba juostelės.

• Mechaninis patvarumas esant šiluminiam ir vibraciniam įtempimui yra svarbus.

• Gamybos linijai reikalingas automatizuotas modulių, laidų rėmų arba akumuliatorių tvarkymas.

Storosios vielos įrangos nereikėtų rinktis vien pagal galutinio įrenginio srovės stiprumą. Įrenginys taip pat turi atitikti pagalvėlės dydį, paviršiaus medžiagą, vielos deformaciją, ultragarso galią, ruošinio laikiklio atramą, korpuso standumą ir reikiamą sukibimo bandymo metodą.

Palyginkite tris įrangos kryptis

Šioje lentelėje nurodoma tikėtina įrangos kryptis. Ji nepakeičia taikymo peržiūros, nes atskiros tos pačios kategorijos mašinos gali turėti labai skirtingus sujungimo plotus, laidų diapazonus, automatizavimo ir kokybės stebėjimo funkcijas.

Vien tik vielos medžiaga negali pasirinkti mašinos

Tokie teiginiai kaip „mes naudojame varinę vielą“ arba „produktui reikalinga aliuminio viela“ nėra pakankami mašinos pasirinkimui.

Varis gali būti naudojamas plonos vielos rutuliniame suvirinime, plonos vielos pleištiniame suvirinime arba sunkios vielos maitinimo sistemose. Aliuminis yra glaudžiai susijęs su pleištiniu suvirinimu, tačiau jo reikalingas skersmuo ir korpuso geometrija lemia, ar projektui reikalinga plonos vielos sistema, ar sunkios vielos gamybos platforma.

Kiekvienai siūlomai vielai ar juostelei patvirtinkite:

• Medžiaga ir lydinys

• Skersmuo arba juostelės plotis ir storis

• Ritės tipas ir padavimo išdėstymas

• Reikalinga įrankio geometrija

• Jungiamojo pado ir gnybtų medžiaga

• Ultragarsinis dažnis ir proceso energijos diapazonas

• Ciklo arba juostelės-takos geometrija

• Tikėtinas traukimo, šlyties arba lupimo elgesys

Staklių sąrašas, kuriame nurodytas teisingas metalas, bet nenurodyti palaikomi matmenys, jungties galvutė ir įrankiai, yra nepilnas atrankos tikslais.

Paketo geometrija gali nepaisyti bendrosios taikymo taisyklės

Tipinės taikymo etiketės yra naudingos, bet ne absoliučios. Su energija susijusiam gaminiui nebūtinai reikalingas storalaidis sujungiklis, o integrinių grandinių korpusui nebūtinai reikalingas rutulinis sujungimas.

Įvertinkite fizinį dizainą:

• Ar klijavimo įrankis gali pasiekti kiekvieną elektrodą neliesdamas netoliese esančių konstrukcijų?

• Ar viela turi išsiplėsti į daugelį krypčių?

• Ar vertikalus laisvas atstumas pakankamas numatytai kilpai?

• Ar jungtis turi būti pailgos pleišto formos?

• Ar juostelės orientacija yra svarbi elektros projektavimui?

• Ar ruošinio laikiklis gali palaikyti pakuotę ultragarsinio klijavimo metu?

• Ar sujungimo sritis yra mašinos judėjimo diapazone?

• Ar produktui reikia vieno laido vienai jungčiai, ar kelių lygiagrečių laidų?

Atsakymas gali pakeisti pasirinktą procesą net ir tada, kai medžiagos ir produkto kategorija iš pradžių rodo kitą kryptį.

Gamybos reikalavimai. Nustatykite mašinos konfigūraciją.

Pasirinkus klijavimo procesą, palyginkite, kaip mašina veiks gamyboje.

Kūrimo laboratorija gali teikti pirmenybę rankinei prieigai, proceso lankstumui ir keičiamoms sujungimo galvutėms. Masinės gamybos integrinių grandinių linija gali teikti pirmenybę rutulinio sujungimo greičiui ir automatizuotam valdymui. Galios modulių ar akumuliatorių linijai gali reikėti didelės darbo vietos, sunkiųjų laidų galvutės, tvirto tvirtinimo elemento ir konkrečiam produktui skirtos automatizacijos.

Praktinė vielos rišiklio parinkimo seka

1. Apibrėžkite elektros jungtį.Nustatykite srovės, dažnio, varžos ir patikimumo reikalavimus.

2. Pasirinkite vielos arba juostelės kryptį.Nustatykite jungiamųjų detalių medžiagą, skerspjūvį ir skaičių.

3. Peržiūrėkite sujungimo paviršius.Patikrinkite kristalo lizdą, terminalą, išvadų rėmelį arba pagrindo metalizavimą.

4. Nubraižykite pakuotės geometriją.Užrašykite pado žingsnį, įrankio prieigą, kilpos aukštį, sujungimo kryptį ir darbo plotą.

5. Patvirtinkite šiluminį biudžetą.Nustatykite, ar pakuotė gali atlaikyti reikiamą kaitinimo arba žemos temperatūros procesą.

6. Pasirinkite klijavimo procesą.Palyginkite rutulinį sujungimą, plonos vielos pleištinį sujungimą ir storos vielos pleištinį sujungimą su apibrėžta jungtimi.

7. Pasirinkite mašinos konfigūraciją.Peržiūrėkite rišimo galvutę, vielos kelią, įrankį, ruošinio laikiklį, regos plokštę, rankeną ir programinę įrangą.

8. Bandymo reprezentatyvios medžiagos.Pademonstruokite numatytą jungčių seką, ciklą ir išmatuojamą jungties rezultatą.

9. Peržiūrėkite gamybos tinkamumą.Patvirtinkite išvesties, perjungimo, automatizavimo, duomenų ir palaikymo reikalavimus.

10. Patikrinkite tikslią mašiną.Naudotos įrangos atveju prijunkite įdiegtą konfigūraciją ir bandymo įrodymus prie mašinos serijos numerio.

Ši seka sumažina riziką pasirinkti pažįstamą prekės ženklą ar mašinos modelį dar neapibrėžus faktinio sujungimo poreikio.

Kai gali prireikti daugiau nei vieno rišiklio tipo

Kai kuriems gaminiams reikalingas daugiau nei vienas sujungimo reikalavimas. Signalų jungtims korpusų šeimoje gali būti naudojamas plonas vielos rutulinis sujungimas, o susijusiame maitinimo gaminyje – storas aliuminio laidas arba juostelė.

Nereikėtų manyti, kad viena mašina gali atlikti darbą abiem kryptimis, nebent ji turi patikrintą keičiamą vielos padavimo galvutės architektūrą ir reikiamą vielos padavimo, įrankių, apdirbamojo laikiklio bei programinės įrangos palaikymą. Net ir tokiu atveju, atsižvelgiant į pakeitimo laiką, kalibravimą ir gamybos apimtį, atskiros mašinos gali būti praktiškesnės.

Todėl mišrius produktų portfelius reikėtų peržiūrėti pagal procesų šeimą, o ne kiekvienam paketui pasirinkti vieną universalų vielos sujungimo įrenginį.

Rutulinių, pleištinių ir sunkiųjų vielų suvirinimo aparatų DUK

Ar storos vielos suvirinimo įrenginys skiriasi nuo pleištinio suvirinimo įrenginio?

Storosios vielos suvirinimo įrenginys paprastai yra specializuota pleišto formos suvirinimo sistema. Joje naudojama suvirinimo galvutė, keitiklis, vielos kelias ir pjaustytuvas, skirti didesnei vielai ar juostai, ir ji dažniausiai naudojama su galios ir didelės srovės gaminiais.

Ar rutulinis klijavimas visada greitesnis nei pleištinis klijavimas?

Rutulinis suvirinimas paprastai yra pageidaujamas greitaeigėms plonų vielų gamyboms, tačiau faktinis našumas priklauso nuo pakuotės, suvirinimų skaičiaus, ciklo programos, mašinos automatizavimo ir tikrinimo reikalavimų. Paskelbtas maksimalus greitis neturėtų pakeisti konkrečiam produktui skirtos ciklo peržiūros.

Ar pleištiniam rištuvui galima naudoti auksinę vielą?

Taip, atitinkamose pleištų sistemose galima naudoti auksinę vielą, tačiau sujungimo būdas, temperatūra, pleišto įrankis ir įrenginio konfigūracija turi atitikti pasirinktą vielą ir sujungiamus paviršius.

Ar galios puslaidininkių gaminiuose visada turėtų būti naudojama stora viela?

Ne. Teisingas sujungimas priklauso nuo srovės, korpuso konstrukcijos, kontaktų dydžio, terminio atsparumo ir patikimumo reikalavimų. Kai kuriuose su maitinimu susijusiuose įrenginiuose gali būti naudojama plona viela, juostelė, spaustukai ar kita sujungimo technologija.

Ar vienas įrenginys gali sujungti ir ploną, ir storą vielą?

Kai kurios lanksčios arba tobulinamos sistemos siūlo keičiamas vielos sujungimo galvutes, tačiau šią galimybę reikia patikrinti naudojant konkrečią mašiną. Negalima manyti, kad plonos vielos galvutė apdoros sunkią vielą vien dėl to, kad abiejose naudojamas pleištinis sujungimas.

Galutinė rekomendacija

Prieš pasirinkdami mašinos modelį, pasirinkite sujungimo procesą. Rutuliniai sujungimo įrenginiai paprastai yra stipriausia greitaeigių smulkiagrūdžių puslaidininkių pakuočių kryptis. Plonagrūdžiai pleištiniai sujungimo įrenginiai tampa svarbūs ten, kur konstrukcijai įtakos turi mažos kilpos, kryptiniai sujungimai, žemos temperatūros apdorojimas arba specializuotos medžiagos. Storagrūdžiai ir juostiniai sujungimo įrenginiai skirti energetikos, automobilių, akumuliatorių ir didelės srovės taikymams, kuriems reikalingas didesnis jungiamasis elementas ir galingesnė pleištinio sujungimo sistema.

Nustačius teisingą proceso kryptį, palyginkite turimusvielos sujungimo įrangapagal tikslią jungimo galvutę, vielos asortimentą, įrankius, apdirbamą laikiklį, automatizavimo ir bandymo galimybes. Norėdami aptarti pakuotę ar identifikuotą mašiną, atsiųskite vielos ar juostos specifikaciją, pakuotės brėžinį, kontaktų medžiagas, kilpos reikalavimus ir gamybos tikslą perVisų SMT kontaktų puslapis.