Лепљивач са лоптастим профилом у односу на клинасти лепљивач у односу на лепљивач са тешком жицом: Водич за избор

Избор машине за спајање жица почиње са међусобним повезивањем које је производу потребно, а не са преферираним брендом машине. Машине за спајање куглица, машине за спајање фином жицом и машине за спајање дебелом жицом користе различите алате, системе за контролу жице и услове процеса, чак и када се сва три уопштено описују као опрема за спајање жица.

Разлика је такође прецизнија него што три ознаке могу сугерисати. Спајање дебелим жицама је генерално примена спајања клин-клином дизајнирана око већих алуминијумских или бакарних жица, трака и међусобних веза веће струје. Не треба је третирати као потпуно одвојен принцип спајања од спајања клином.

За опште објашњење опреме за спајање жица и основних корака процеса, прегледајтеВодич за технологију жичаног везивањаОвај чланак се фокусира на одабир исправног правца опреме за дефинисани пакет и захтеве производње.

Почните са захтевом за међусобно повезивање

Категорија машине не може се поуздано одабрати само на основу назива кућишта. Два производа описана као уређаји за напајање, сензори или полупроводнички модули могу захтевати веома различите материјале жица, геометрије веза и производне системе.

Ове захтеве треба дефинисати пре него што се упореде појединачни модели. Машина која подржава исправан материјал жице и даље може бити неприкладна због своје површине за спајање, држача радног предмета, аутоматизације, могућности петље или конфигурације софтвера.

Везачи куглица дају приоритет продуктивности и флексибилности фине жице

Куглично спајање обично формира лоптицу у слободном ваздуху на крају фине жице помоћу електронског система за гашење пламена. Керамичка капилара поставља лоптицу на прву локацију везе, формира жичану петљу и завршава везу шавним спајањем на другој локацији.

Модерно куглично лепљење се обично повезује са фином златном и бакарном жицом, паковањем полупроводника високе густине и аутоматизованом производњом. У зависности од машине и процеса паковања, примене могу да укључују:

• Логика, меморија и аналогна интегрисана кола

• Дискретни полупроводнички уређаји

• ЛЕД и оптоелектронски пакети

• Пакети са сложеним кристалима и вишечипним кућиштима

• Дизајни међусобних веза „систем у пакету“ и велике густине

• Склоп великог броја оловних рамова и подлоге

Разлози за процену Ball Bonder-а

• Висока производња је важна.

• Паковање користи фину златну или бакарну жицу.

• Распоред везе захтева да се жице шире у многим правцима.

• Производ има велики број веза по уређају.

• Потребна је монтажа паковања са финим кораком и високом густином.

• Аутоматизовано руковање материјалом и контрола рецептура великих количина су приоритети.

Капилара пружа значајну флексибилност у усмеравању јер округли алат може да формира петље према различитим локацијама друге везе без потребе да сама веза прати оријентацију клина.

Услови који и даље захтевају верификацију

Присуство главе са кугличном везом не доказује компатибилност са сваким пакетом фине жице. Избор машине и даље мора узети у обзир:

• Подржани материјал и пречник жице

• EFO систем и стабилност лопте у слободном ваздуху

• Геометрија капилара и зазор алата

• Захтеви за размак јастучића и постављање везе

• Висина петље, распон и геометрија наслаганих матрица

• Температура држача радног предмета и подршка за пакет

• Могућност бакарне жице и захтеви за заштитни гас где је применљиво

• Руковалац, водећи оквир или формат супстрата

Брзи куглични лепилац стога може бити исправна категорија машине, али и даље захтева другачију главу за лепљење, држач радног предмета, капиларну капиларну опцију или софтверску опцију за предвиђени пакет.

Финожичани клинасти везници подржавају мале петље и усмерено лепљење

Клинасто спајање користи алат у облику клина за притискање жице на површину споја док ултразвучна енергија и сила стварају међусобну везу. Процес обично ствара клинасте везе на оба краја жице и не захтева формирање слободне ваздушне куглице.

Клинасто спајање танком жицом може користити алуминијумску, златну или бакарну жицу, у зависности од машине, алата и процеса. Често се процењује да ли геометрија паковања, термичка ограничења или облик међусобне везе чине клинасто спајање погоднијим од конвенционалног кугличног спајања.

Разлози за процену машине за лепљење клином фином жицом

• Пакет захтева веома ниске или кратке петље.

• Вертикални размак изнад пакета је ограничен.

• Апликација користи фину алуминијумску жицу.

• Пожељно је ултразвучно лепљење на ниској температури.

• Геометрија везе захтева издужене клинасте везе.

• Трака је потребна за РФ или високофреквентно међусобно повезивање.

• Производ је хибридно коло, сензор, MEMS уређај, РФ модул или специјализовани микроелектронски склоп.

Усмерена природа клинастог алата је важан фактор дизајна. Алат, глава за спајање или радни предмет морају бити оријентисани према путањи жице. Ово може обезбедити јаку контролу над смером спајања и геометријом ниског профила, али такође може утицати на време циклуса и архитектуру машине.

Фини корак не значи аутоматски клинасто лепљење

И модерни куглични и клинасти лепичи могу да подрже примене са финим кораком под одговарајућим условима. Исправан избор зависи од комплетне геометрије.

Куглично спајање може остати пожељније када су велики излаз и вишесмерно распоређивање важнији. Клинасто спајање може постати атрактивније када дизајн контролише мала висина петље, уске издужене везе, дубок приступ, материјал жице или оријентација траке.

Везе од тешке жице опслужују електричне и високострујне интерконекције

Уређај за везивање дебелом жицом је генерално ултразвучни систем клин-клин конфигурисан за већу жицу или траку. Глава за везивање, претварач, вођице жице, стезаљке, секач и држач радног предмета су дизајнирани за знатно другачија механичка оптерећења од система са фином жицом.

Типични правци материјала укључују округлу жицу од алуминијума или бакра и траку од алуминијума или бакра. Стварни подржани опсег зависи од главе за спајање и конфигурације машине.

Типичне примене са дебелим жицама

• Полупроводнички модули за снагу

• Склапање IGBT и SiC уређаја

• Аутомобилски вучни инвертори

• DC/DC конвертори и индустријска енергетска електроника

• Међусобне везе батеријског модула и ћелија

• Дискретни уређаји високе струје

• Хибридна кола за напајање

• Бакарне или алуминијумске интерконекције велике површине

Разлози за процену лепљивача дебелом жицом

• Међусобна веза мора да носи већу струју од конвенционалне танке жице.

• Дизајн захтева дебелу алуминијумску или бакарну жицу.

• Трака је потребна за повећање површине међусобног повезивања или подршку одређеном електричном дизајну.

• Пакет има велику површину за везивање или формат модула напајања.

• Процес захтева више паралелних жица или трака.

• Механичка издржљивост под термичким и вибрационим напрезањем је важна.

• Производној линији је потребно аутоматизовано руковање модулима, оловним оквиром или батеријама.

Опрема за тешку жицу не треба да се бира само на основу номиналне струје коначног уређаја. Машина такође мора да одговара величини јастучића, материјалу површине, деформацији жице, ултразвучној снази, ослонцу држача, крутости пакета и потребној методи испитивања споја.

Упоредите три упутства за опрему

Ова табела идентификује вероватни правац развоја опреме. Она не замењује преглед примене, јер појединачне машине у истој категорији могу имати веома различите површине спајања, распоне жица, аутоматизацију и функције праћења квалитета.

Само материјал жице не може одабрати машину

Изјаве попут „користимо бакарну жицу“ или „производ захтева алуминијумску жицу“ нису довољне за избор машине.

Бакар се може појавити у финим жичним куглицама, финим жичним клиновима или енергетским применама у дебелим жицама. Алуминијум је снажно повезан са клинастим спајањем, али његов потребни пречник и геометрија паковања одређују да ли је пројекту потребан систем са финим жицама или производна платформа са дебелим жицама.

За сваку предложену жицу или траку, потврдите:

• Материјал и легура

• Пречник или ширина и дебљина траке

• Тип калема и распоред храњења

• Потребна геометрија алата

• Материјал за контактне плочице и терминале

• Ултразвучна фреквенција и опсег процесне енергије

• Геометрија петље или тракасте путање

• Очекиване реакције при вучењу, смицању или љуштењу

Списак машина који помиње исправан метал, али не идентификује подржане димензије, главу за везивање и алате, је непотпун за потребе избора.

Геометрија пакета може да надјача опште правило примене

Типичне ознаке примене су корисне, али нису апсолутне. Производ везан за напајање не захтева аутоматски дебеложичано спајање, а кућиште интегрисаног кола не захтева аутоматски куглично спајање.

Процените физички дизајн:

• Да ли алат за лепљење може доћи до сваке контактне површине без контакта са оближњим структурама?

• Да ли жица треба да се шири у више праваца?

• Да ли је расположиви вертикални простор довољан за предвиђену петљу?

• Да ли је вези потребан издужени клинасти облик?

• Да ли је оријентација траке важна за електрични дизајн?

• Да ли држач радног предмета може да подржи пакет током ултразвучног лепљења?

• Да ли је подручје лепљења унутар опсега кретања машине?

• Да ли производ захтева једну жицу по конекцији или неколико паралелних жица?

Одговор може променити изабрани процес чак и када материјал и категорија производа у почетку указују у другом правцу.

Захтеви за производњу Одређивање конфигурације машине

Након што је процес лепљења изабран, упоредите како ће машина радити у производњи.

Развојна лабораторија може дати приоритет ручном приступу, флексибилности процеса и заменљивим главама за спајање. Линија интегрисаних кола за масовну производњу може дати приоритет брзини кугличног спајања и аутоматизованом руковању. Линија за модул напајања или батерије може захтевати велики радни простор, главу са дебелом жицом, јак причвршћивач и аутоматизацију специфичну за производ.

Практични редослед избора жичаног везивача

1. Дефинишите електричну везу.Утврдите захтеве за струју, фреквенцију, отпор и поузданост.

2. Изаберите смер жице или траке.Идентификујте материјал, попречни пресек и број међусобних спојева.

3. Прегледајте површине лепљења.Потврдите метализацију контактне плоче, терминала, оквира за изводе или подлоге.

4. Мапирајте геометрију пакета.Забележите размак јастучића, приступ алату, висину петље, смер везе и радну површину.

5. Потврдите термални буџет.Утврдите да ли пакет може да подржи потребан процес са загрејаним или нискотемпературним процесом.

6. Изаберите поступак везивања.Упоредите куглично спајање, клинасто спајање танком жицом и клинасто спајање дебелом жицом у односу на дефинисану међусобну везу.

7. Изаберите конфигурацију машине.Прегледајте главу за спајање, путању жице, алат, држач радног предмета, визију, руковалац и софтвер.

8. Тестирајте репрезентативне материјале.Демонстрирајте жељени редослед веза, петљу и мерљив резултат везе.

9. Прегледајте производну прикладност.Потврдите захтеве за излаз, промену, аутоматизацију, податке и подршку.

10. Проверите тачну машину.За половну опрему, повежите инсталирану конфигурацију и доказе о тестирању са серијским бројем машине.

Овај редослед смањује ризик одабира познате марке или модела машине пре него што се дефинишу стварни захтеви за лепљење.

Када може бити потребно више од једне врсте лепљиве траке

Неки производи садрже више од једног захтева за међусобно повезивање. Породица кућишта може користити финожичано куглично повезивање за сигналне везе, док сродни производ за напајање користи дебелу алуминијумску жицу или траку.

Не треба претпостављати да једна машина покрива оба смера, осим ако нема верификовану архитектуру заменљивих глава за спајање жице и потребну подршку за довод жице, алате, држаче и софтвер. Чак и тада, време промене, калибрација и обим производње могу учинити одвојене машине практичнијим.

Стога би портфолио мешовитих производа требало прегледати по фамилији процеса, уместо да се бира један универзални уређај за спајање жица за свако паковање.

Честа питања о везицама са куглицама, клиновима и дебелом жицом

Да ли се машина за лепљење дебелом жицом разликује од машине за лепљење клином?

Уређај за спајање дебелом жицом је обично специјализовани систем за спајање клин-клином. Користи главу за спајање, претварач, путању жице и секач дизајниран за веће жице или траке и обично се примењује на производе за напајање и јаку струју.

Да ли је куглично лепљење увек брже од клинастог лепљења?

Куглично спајање се генерално фаворизира за производњу фине жице великом брзином, али стварни учинак зависи од пакета, броја веза, програма петље, аутоматизације машине и захтева за инспекцију. Објављена максимална брзина не би требало да замени преглед циклуса специфичног за производ.

Да ли клинасти везник може да користи златну жицу?

Да, одговарајући клинасти системи могу користити златну жицу, али начин спајања, температура, клинасти алат и конфигурација машине морају одговарати одабраној жици и површинама за спајање.

Да ли производи полупроводника за снагу увек треба да користе дебелу жицу?

Не. Исправна међусобна веза зависи од струје, дизајна кућишта, величине контактних плочица, термичког понашања и захтева за поузданошћу. Неки уређаји везани за напајање могу користити танку жицу, траку, копче или другу технологију међусобне везе.

Да ли једна машина може да спаја и танку и дебелу жицу?

Неки флексибилни или развојни системи нуде заменљиве главе за везивање, али ова могућност мора бити проверена на тачној машини. Не може се претпоставити да глава са танком жицом обрађује дебелу жицу једноставно зато што оба користе клинасто везивање.

Завршна препорука

Изаберите процес спајања пре него што изаберете модел машине. Куглични везници су генерално најјачи правац за брзо паковање финих жица полупроводника. Клинасти везници са финим жицама постају важни тамо где дизајн контролишу ниске петље, усмерене везе, обрада на ниским температурама или специјализовани материјали. Везачи са дебелим жицама и тракама служе за енергетске, аутомобилске, батеријске и примене у високој струји које захтевају већу међусобну везу и снажнији систем клинастог спајања.

Након што утврдите исправан смер процеса, упоредите доступнеопрема за спајање жицапо тачној глави за спајање, асортиману жице, алату, држачу радног предмета, аутоматизацији и могућностима тестирања. Да бисте разговарали о пакету или идентификованој машини, пошаљите спецификацију жице или траке, цртеж пакета, материјале за јастучиће, захтеве за петљу и циљ производње путемКонтакт страница за све SMT.