Kas yra vielos sujungimo įrenginys? Išsamus puslaidininkių laidų sujungimo mašinų vadovas

Vielos sujungimo įrenginys yra viena iš svarbiausių puslaidininkių pakavimo ir mikroelektronikos gamyboje naudojamų mašinų. Jis atsakingas už elektros jungčių tarp puslaidininkių lustų ir pakavimo laidų sukūrimą naudojant itin plonus sujungimo laidus. Be vielos sujungimo technologijos daugelis šiuolaikinėje pramonėje naudojamų elektronikos gaminių neveiktų tinkamai.

Vieliniai suvirinimo aparatai plačiai naudojami:

• Puslaidininkinė pakuotė

• LED pakuotė

• IC surinkimas

• RF įrenginių gamyba

• Automobilių elektronika

• Galios puslaidininkių gamyba

• Jutiklių pakuotė

• Mikroelektronikos surinkimas

Puslaidininkiniams įtaisams tampant mažesniems, greitesniems ir sudėtingesniems, reikalingos modernios vielos sujungimo mašinos, kurios užtikrintų didesnį tikslumą, didesnį sujungimo greitį ir geresnį gamybos stabilumą.

Šiame vadove paaiškinama, kaip veikia vielos sujungimo įrenginiai, jų tipai, pritaikymas, privalumai, apribojimai ir kaip pasirinkti tinkamą vielos sujungimo įrenginį puslaidininkių gamybos aplinkai.

Kas yra vielos rišiklis?

Avielos rišiklisyra automatinė arba pusiau automatinė puslaidininkių pakavimo mašina, naudojama puslaidininkinio lusto sujungimo vietoms sujungti su išoriniais laidais arba pagrindais, naudojant plonus metalinius laidus.

Jungiamasis laidas paprastai gaminamas iš:

• Auksas

• Varis

• Aliuminis

• Sidabro lydinys

Mašina sukuria itin tikslius elektros sujungimus, kurie leidžia puslaidininkiniams įtaisams bendrauti su išorinėmis grandinėmis.

Šiuolaikiniai vielos sujungimo įrenginiai gali atlikti tūkstančius sujungimo operacijų per valandą, išlaikydami labai stabilią sujungimo kokybę ir tikslų vielos kilpos valdymą.

Vielos sujungimo įrenginiai laikomi viena iš pagrindinių puslaidininkių galinio pakavimo procesų mašinų.

Kodėl vielos sujungimas yra svarbus puslaidininkių pakuotėse

Puslaidininkiniai lustai yra itin maži ir trapūs. Lusto viduje generuojami elektriniai signalai turi būti perduoti į korpusą, o tada į spausdintinę plokštę arba elektroninę sistemą.

Vielos sujungimas suteikia:

• Patikimos elektros jungtys

• Didelis gamybos efektyvumas

• Stabilus signalo perdavimas

• Lankstus paketų suderinamumas

• Ekonomiškai efektyvi puslaidininkių pakuotė

Palyginti su kai kuriomis pažangiomis pakavimo technologijomis, laidų sujungimas išlieka vienu iš plačiausiai naudojamų sujungimo metodų dėl savo brandaus proceso, mažesnių gamybos sąnaudų ir puikaus patikimumo.

Šiandien vielinis sujungimas vis dar plačiai naudojamas:

• IC pakuotė

• LED gamyba

• MEMS įrenginiai

• Maitinimo moduliai

• RF komponentai

• Automobilių puslaidininkiniai įtaisai

Kaip veikia vielos rišiklis?

Vielos sujungimo įrenginiai naudoja ultragarso energiją, šiluminę energiją, slėgį arba šių metodų derinį, kad pritvirtintų jungiamuosius laidus prie puslaidininkių kontaktų.

Pagrindinis vielos sujungimo procesas apima kelis etapus.

1 veiksmas – plokštelės arba pakuotės pozicionavimas

Puslaidininkinis įtaisas dedamas ant mašinos darbinio stalo. Pažangios vaizdo sistemos labai tiksliai nustato sujungimo vietas.

Šiuolaikiniai vielos sujungimo įrenginiai naudoja vaizdo atpažinimo technologiją, kad automatiškai aptiktų sujungimo kontaktus ir padėties koordinates.

2 veiksmas – vielos tiekimas

Per kapiliarą arba sujungimo įrankį paduodama labai plona sujungimo viela. Įprastas vielos skersmuo gali būti 15 µm, 20 µm, 25 µm arba 50 µm, priklausomai nuo taikymo reikalavimų.

3 žingsnis – pirmojo ryšio formavimasis

Mašina suformuoja pirmąjį ryšį ant puslaidininkinio padėklo naudodama ultragarsinę vibraciją, slėgį, šilumą arba šių jėgų derinį. Taip sukuriamas tvirtas metalurginis ryšys.

4 žingsnis – vielos kilpos formavimas

Užbaigus pirmąjį sujungimą, sujungimo galvutė juda ir sukuria vielos kilpą. Kilpos forma ir aukštis yra labai svarbūs, nes jie turi įtakos signalo perdavimui, korpuso patikimumui, elektrinėms charakteristikoms ir šiluminio plėtimosi tolerancijai.

5 žingsnis – antrojo ryšio formavimasis

Antrasis sujungimas suformuojamas ant laido rėmelio, pagrindo arba korpuso gnybto. Tada laidas nupjaunamas automatiškai.

6 žingsnis – nepertraukiama gamyba

Masinės puslaidininkių gamybos metu mašina procesą kartoja dideliu greičiu. Šiuolaikiniai automatiniai vielų sujungimo įrenginiai gali sujungti kelis laidus per sekundę, išlaikydami stabilią sujungimo kokybę.

Pagrindiniai vielinių klijų tipai

Vielos sujungimo įrenginiai skirstomi į skirtingas kategorijas pagal sujungimo būdą, vielos medžiagą ir taikymo reikalavimus.

Kamuolys Bonder

Rutuliniai vielos sujungimo įrenginiai yra labiausiai paplitę puslaidininkių pakavimo įrenginiai. Jie daugiausia naudoja aukso arba vario vielą ir pirmame sujungimo taške suformuoja sferinį sujungimą.

Nauda

• Didelis sukibimo greitis

• Puikios automatizavimo galimybės

• Tinka smulkiagrūdžiams paketams

• Stabilus gamybos našumas

Programos

• IC pakuotė

• LED pakuotė

• Loginiai įrenginiai

• Atminties lustai

Pleišto Bonder

Pleišto formos suvirinimo aparatuose vietoj rutulio formavimo naudojami pleišto formos suvirinimo įrankiai. Šios mašinos dažniausiai naudojamos su aliuminio viela ir sunkia viela.

Nauda

• Tinka galios puslaidininkiniams įtaisams

• Geriau tinka didelėms srovės programoms

• Stiprus sukibimo patikimumas

Programos

• Maitinimo moduliai

• Automobilių elektronika

• Hibridinės grandinės

• RF įrenginiai

Termosoninis vielos rišiklis

Termosoninis sujungimas apjungia ultragarso energiją, šilumą ir slėgį. Šis metodas pagerina sujungimo kokybę ir sumažina sujungimo defektus.

Nauda

• Stabilus sukibimo stiprumas

• Pagerintas patikimumas

• Tinka smulkiagrūdžiams įrenginiams

Automatinis vielos rišiklis

Automatiniai vielos sujungimo įrenginiai yra visiškai automatizuotos gamybos sistemos, skirtos didelio masto gamybos aplinkai.

Savybės

• Automatinis regėjimo suderinimas

• Didelės spartos klijavimas

• Pažangus procesų valdymas

• Automatinis ciklo optimizavimas

• Gamybos duomenų stebėsena

Programos

• Puslaidininkių gamyklos

• LED pakavimo linijos

• Masinė IC gamyba

Auksinės vielos klijavimas ir varinės vielos klijavimas

Pasirinkimas tarp auksinės ir varinės vielos priklauso nuo gamybos reikalavimų ir sąnaudų.

Aukso vielos sujungimas plačiai naudojamas didelio patikimumo puslaidininkių taikymuose, o vario vielos sujungimas yra pageidautinas sąnaudoms jautrioje gamyboje.

Vielos rišamųjų medžiagų pritaikymas

Vielos sujungimo technologija plačiai naudojama daugelyje puslaidininkių pramonės šakų.

LED pakuotės

Vieliniai sujungimo įrenginiai sujungia LED lustus su korpuso elektrodais naudodami aukso arba vario vielą. Šis procesas yra būtinas SMD LED, didelio galingumo LED, COB LED ir automobilių LED.

IC pakuotės

Vieliniai jungiamieji elementai yra plačiai naudojami integrinių grandynų pakavimo procesuose, įskaitant loginius IC, atminties įrenginius, analoginius lustus ir jutiklių IC.

Galios puslaidininkių pakuotės

Maitinimo įrenginiams reikalingi tvirti ir patikimi laidiniai sujungimai. Taikymo sritys apima IGBT modulius, MOSFET pakuotes ir energijos valdymo įrenginius.

RF įrenginio pakuotė

RF puslaidininkiniams įtaisams reikalingas labai tikslus laidų sujungimas, kad signalas būtų perduotas stabiliai. Jie taikomi ryšio moduliuose, RF stiprintuvuose ir belaidžiuose įrenginiuose.

Automobilių elektronika

Dėl atšiaurių eksploatavimo sąlygų automobilių puslaidininkiniams įtaisams reikalinga itin patikima laidų sujungimo kokybė.

Vielos rišimo įrenginių privalumai

Vieliniai surišikliai išlieka viena iš plačiausiai naudojamų puslaidininkių pakavimo technologijų dėl kelių svarbių privalumų.

Aukštas gamybos efektyvumas

Šiuolaikinės vielos sujungimo mašinos gali atlikti tūkstančius vielos sujungimo per valandą. Automatinės mašinos žymiai padidina gamybos pajėgumus.

Didelis tikslumas

Pažangūs vieliniai sujungimo įrenginiai palaiko smulkaus žingsnio sujungimą, mikroelektronikos surinkimą ir didelio tankio puslaidininkių pakavimą.

Stabilus gamybos našumas

Šiuolaikinės sujungimo sistemos užtikrina pastovų vielos kilpos formavimąsi ir sujungimo kokybę ilgalaikio naudojimo metu.

Lankstus paketų suderinamumas

Vieliniai sujungimo įrenginiai atitinka daugelį puslaidininkių korpusų tipų ir gamybos reikalavimų.

Brandžios gamybos technologijos

Vielos sujungimas išlieka viena stabiliausių ir plačiausiai pripažintų puslaidininkių sujungimo technologijų.

Vielos klijavimo iššūkiai ir apribojimai

Nors vielinis sujungimas yra plačiai naudojamas, vis dar yra keletas gamybos iššūkių.

Smulkaus žingsnio sudėtingumas

Puslaidininkiniams įtaisams mažėjant, žymiai padidėja sujungimo tikslumo reikalavimai.

Priežiūros reikalavimai

Vielos sujungimo įrenginiams reikalingas reguliarus kalibravimas, kapiliarų keitimas, regos sistemos priežiūra ir proceso optimizavimas.

Operatoriaus patirtis

Stabilus vielinio sujungimo gamybos procesas labai priklauso nuo proceso nustatymo, sujungimo parametrų kontrolės ir įrangos priežiūros.

Medžiagų jautrumas

Jungiamieji laidai yra itin ploni ir jautrūs aplinkos sąlygoms.

Atnaujintas vielos rišiklis ir naujas aparatas

Daugelis puslaidininkių gamintojų renkasi atnaujintus vielos sujungimo įrenginius, kad sumažintų įrangos investavimo išlaidas.

Atnaujintų vielos surišėjų privalumai

• Mažesnė pirkimo kaina

• Greitesnis pristatymo laikas

• Patikrintas mašinos stabilumas

• Mažesnės pradinės investicijos

• Tinka gamybos plėtrai

Svarbūs aspektai

Prieš pirkdami atnaujintą vielos sujungimo įrenginį, pirkėjai turėtų patikrinti įrenginio būklę, techninės priežiūros istoriją, kalibravimo būseną, atsarginių dalių prieinamumą ir inžinierių pagalbą.

Kaip išsirinkti tinkamą vielos rišiklį

Tinkamo vielos lygintuvo pasirinkimas priklauso nuo kelių veiksnių.

Gamybos reikalavimai

Pirkėjai turėtų atsižvelgti į gamybos apimtį, klijavimo greitį, produkto tipą ir pakuotės dydį.

Vielos medžiaga

Skirtingoms klijavimo medžiagoms reikalingos skirtingos mašinos konfigūracijos.

Pakuotės tipas

Mašina turi atitikti puslaidininkių pakavimo proceso reikalavimus.

Techninė parama

Patikimas inžinierių palaikymas yra nepaprastai svarbus ilgalaikiam gamybos stabilumui.

Atsarginių dalių prieinamumas

Stabilus atsarginių dalių tiekimas sumažina gamybos prastovas ir techninės priežiūros riziką.

Pagrindiniai vielos rišimo įrenginių prekių ženklai

Puslaidininkių laidų sujungimo įrangos srityje plačiai pripažinti keli prekių ženklai.

ASMPT vielos rišiklis

ASM vielos sujungimo įrenginiaiyra žinomi dėl greito sujungimo, tikslios ultragarsinės technologijos ir stabilaus puslaidininkių pakavimo našumo.

K&S vielos rišiklis

K&S vielos sujungimo įrenginiai plačiai naudojami puslaidininkių pakuotėse, radijo dažnių įrenginių surinkime ir mikroelektronikos gamyboje.

KAIJO vielos klijavimo priemonė

KAIJO vielos klijuotojaidažniausiai naudojami LED pakuotėse, SMD gamyboje ir aukso vielos sujungimo srityse.

Palomar vielos rišiklis

„Palomar“ sistemos naudojamos pažangiems pakavimo, hibridinių grandinių ir tiksliosios mikroelektronikos sprendimams.

Būsimos laidų sujungimo technologijos tendencijos

Puslaidininkių pakavimo technologija toliau tobulėja. Tikimasi, kad ateities laidų sujungimo sistemos užtikrins didesnį automatizavimą, didesnį sujungimo greitį, dirbtinio intelekto padedamą procesų optimizavimą, geresnes regėjimo sistemas, patobulintas tikslaus žingsnio galimybes ir didesnį gamybos efektyvumą.

Nepaisant pažangių pakavimo technologijų augimo, vielinis sujungimas daugelį metų ir toliau vaidins svarbų vaidmenį puslaidininkių gamyboje.

Dažnai užduodami klausimai

Kam naudojamas vielos suvirinimo įrenginys?

Vielos jungtys naudojamos puslaidininkių lustų ir pakavimo laidų elektriniams sujungimams sukurti puslaidininkių pakavimo procesuose.

Kokios pramonės šakos naudoja vielos sujungimo įrenginius?

Vieliniai surišikliai plačiai naudojami puslaidininkių pakuotėse, LED gamyboje, RF įrenginių gamyboje, automobilių elektronikoje ir galios puslaidininkių surinkime.

Kuo skiriasi rutulinis ir pleištinis sujungimas?

Rutulinis sujungimas naudoja sferinio sujungimo formavimą ir dažniausiai naudojamas IC pakuotėms, o pleištinis sujungimas labiau tinka galios puslaidininkių taikymams ir sunkiųjų laidų sujungimui.

Ar atnaujinti vielos sujungimo įrenginiai yra patikimi?

Profesionaliai atnaujinti vielos sujungimo įrenginiai gali užtikrinti stabilų gamybos našumą, jei yra tinkamai išbandyti, kalibruoti ir prižiūrimi.

Kokie vielos rišimo įrenginių prekių ženklai yra populiariausi?

Įprasti vielos rišimo prekių ženklai yra ASMPT, K&S, KAIJO ir Palomar.

Kokios medžiagos naudojamos vielos sujungimui?

Dažniausios jungiamųjų vielų medžiagos yra auksas, varis, aliuminis ir sidabro lydiniai.

Vielos sujungimo įrenginiai išlieka viena svarbiausių puslaidininkių pakavimo ir mikroelektronikos gamybos mašinų. Dėl savo gebėjimo užtikrinti tikslius, patikimus ir ekonomiškus elektros sujungimus jie yra būtini šiuolaikinėje elektronikos gamyboje.

Nuo LED pakuočių ir integrinių grandinių surinkimo iki pažangios puslaidininkių gamybos, laidų sujungimo technologija ir toliau palaiko platų pramoninių pritaikymų spektrą.

Supratimas apie vielinių jungčių tipus, pritaikymą, sujungimo metodus ir gamybos reikalavimus padeda gamintojams pasirinkti tinkamą vielinių jungčių sprendimą stabiliai ir efektyviai puslaidininkių gamybai.