EN
id
sk
sr
sv
it
pt
bn
ms
be
nl
fr
th
vi
ru
ja
ko
de
hy
az
bs
bg
my
cs
da
dv
el
et
fil
fi
ga
gl
gn
he
hi
km
hr
hu
is
kn
rw
lo
lv
lt
lb
lg
mi
mt
ne
no
ny
or
om
per
pl
ro
sa
so
es
sw
ta
tr
uk
ur
cy
xh
Att välja en trådbindningsmaskin börjar med den sammankoppling som produkten behöver, inte med ett föredraget maskinmärke. Kulbindare, kilbindare för fintråd och bindare för tung tråd använder olika verktyg, trådkontrollsystem och processförhållanden, även när alla tre beskrivs i stort sett som trådbindningsutrustning.
Skillnaden är också mer exakt än vad de tre beteckningarna kan antyda. Tungtrådsbindning är generellt en kil-kil-bindningsapplikation utformad kring större aluminium- eller koppartråd, band och sammankopplingar med högre strömstyrka. Den bör inte behandlas som en helt separat bindningsprincip från kilbindning.
För en allmän förklaring av trådbindningsutrustning och grundläggande processteg, granskaguide till trådbindningsteknikDen här artikeln fokuserar på att välja rätt utrustningsriktning för ett definierat paket och produktionskrav.
Börja med sammankopplingskravet
En maskinkategori kan inte väljas på ett tillförlitligt sätt enbart utifrån paketnamnet. Två produkter som beskrivs som kraftkomponenter, sensorer eller halvledarmoduler kan kräva mycket olika trådmaterial, bindningsgeometrier och produktionssystem.
| Valinmatning | Vad man ska definiera | Varför det ändrar maskinens riktning |
|---|---|---|
| Elektriska krav | Signal, ström, spänning, frekvens och tillåten elektrisk förlust | Det påverkar trådens tvärsnitt, bandanvändning, antal parallella trådar och bindningsarea. |
| Tråd eller band | Guld, koppar eller aluminium; rund tråd eller band; nödvändiga mått | Materialet och tvärsnittet avgör bindningshuvudet, verktyget, trådbanan och ultraljudssystemet. |
| Bond-pad-ytor | Formmetallisering, substratfinish, leadframe-plätering och ytkondition | Hela materialgränssnittet påverkar bindningsbildningen och det användbara processfönstret. |
| Paketgeometri | Paddelning, åtkomstdjup, bindningsriktning, paketstorlek och omgivande hinder | Vissa layouter gynnar riktningskontroll och låga slingor vid kilbindning, medan andra gynnar flexibilitet och hastighet vid kulbindning. |
| Loopkrav | Slingans höjd, spännvidd, frigång, riktning och motstånd mot trådrörelse | Loopprofilen kan avgöra om ett kapillärverktyg, ett fintrådigt kilverktyg eller ett kraftigt trådverktyg är praktiskt. |
| Termisk gräns | Arbetshållarens temperatur, materialkänslighet och tillåten paketuppvärmning | Kulbindning använder vanligtvis en termosonisk process, medan ultraljudkilprocesser kan stödja applikationer vid lägre temperaturer. |
| Mekaniska krav | Vibration, termisk cykling, draghållfasthet, skjuvbeteende och miljöexponering | Kraft-, fordons- och produkter för tuffa miljöer kan kräva en mer robust tråd- eller bandanslutning. |
| Produktionsmodell | Volym, produktmix, omställningar, lastningsmetod och spårbarhetsbehov | En kilbindningsmaskin i laboratoriet och ett automatiserat system för produktion av tung tråd löser olika tillverkningsuppgifter. |
Dessa krav bör definieras innan enskilda modeller jämförs. En maskin som stöder rätt trådmaterial kan fortfarande vara olämplig på grund av dess bindningsområde, arbetsstyckehållare, automatisering, loopkapacitet eller programkonfiguration.
Kulbindare prioriterar produktivitet och flexibilitet med fintråd
Kulbindning bildar normalt en luftig kula i änden av en fin tråd med hjälp av ett elektroniskt flamsläckningssystem. En keramisk kapillär placerar kulan på den första bindningsplatsen, bildar trådöglan och fullbordar anslutningen med en stygnbindning på den andra platsen.
Modern kulbindning förknippas ofta med fint guld- och koppartråd, högdensitetskapning av halvledare och automatiserad produktion. Beroende på maskin och paketeringsprocess kan tillämpningarna inkludera:
Logik-, minnes- och analoga integrerade kretsar
Diskreta halvledarkomponenter
LED- och optoelektroniska paket
Stacked-die och multi-chip-paket
System-i-paket och högdensitetssammankopplingsdesigner
Högvolyms leadframe- och substratbaserad montering
Skäl att utvärdera en bollbonder
Hög produktionskapacitet är viktig.
Paketet använder fin guld- eller koppartråd.
Bindningslayouten kräver att trådarna sprids ut i många riktningar.
Produkten har ett stort antal bindningar per enhet.
Findelning och högdensitetspaketmontering krävs.
Automatiserad materialhantering och receptkontroll i höga volymer är prioriterade områden.
Kapillärröret ger betydande riktningsflexibilitet eftersom det runda verktyget kan bilda öglor mot olika andra bindningsplatser utan att själva bindningen behöver följa en kilorientering.
Villkor som fortfarande kräver verifiering
Att det finns ett kulbindningshuvud bevisar inte kompatibilitet med alla fintrådskapslar. Vid val av maskin måste man fortfarande beakta:
Stödd trådmaterial och diameter
EFO-system och stabilitet med fri luftkula
Kapillärgeometri och verktygsspel
Krav på dynans delning och bindningsplacering
Loophöjd, spann och staplade matriser
Arbetshållarens temperatur och paketstöd
Koppartrådskapacitet och krav på skyddsgas där så är tillämpligt
Hanterare, leadframe eller substratformat
En höghastighetskulabindare kan därför vara rätt maskinkategori men fortfarande kräva ett annat bindningshuvud, en annan arbetshållare, en annan kapillär eller ett annat programvarualternativ för den avsedda förpackningen.
Fintrådiga kilbindare stöder låga slingor och riktad bindning
Kilbindning använder ett kilformat verktyg för att pressa tråden mot bindningsytan medan ultraljudsenergi och kraft skapar sammankopplingen. Processen skapar normalt kilbindningar i båda ändar av tråden och kräver inte bildning av fria luftbollar.
Fintrådig kilbindning kan använda aluminium-, guld- eller koppartråd, beroende på maskin, verktyg och process. Det utvärderas ofta där paketgeometri, termiska gränser eller sammankopplingsform gör kilbindning mer lämplig än en konventionell kulbindningsväg.
Skäl att utvärdera en fintrådig kilbindare
Paketet kräver mycket låga eller korta slingor.
Vertikalt fritt utrymme ovanför paketet är begränsat.
Applikationen använder fin aluminiumtråd.
Ultraljudsbindning vid låg temperatur är att föredra.
Bindningsgeometrin kräver förlängda kilbindningar.
Band behövs för en RF- eller högfrekvent sammankoppling.
Produkten är en hybridkrets, sensor, MEMS-enhet, RF-modul eller specialiserad mikroelektronisk enhet.
Kilverktygets riktning är en viktig designfaktor. Verktyget, bindningshuvudet eller arbetsstycket måste vara orienterat i enlighet med trådbanan. Detta kan ge stark kontroll över bindningsriktningen och lågprofilgeometri, men det kan också påverka cykeltid och maskinarkitektur.
Fin stigning betyder inte automatiskt kilbindning
Både moderna kul- och kilbindare kan hantera finfördelade applikationer under lämpliga förhållanden. Rätt val beror på den fullständiga geometrin.
Kulbindning kan förbli att föredra när hög effekt och flerriktad utbredning är viktigare. Kilbindning kan bli mer attraktivt när låg slinghöjd, smala, förlängda bindningar, djup åtkomst, trådmaterial eller bandorientering styr designen.
Tunga trådbundna ledare betjänar kraft- och högströmsförbindningar
En bindningsmaskin för kraftiga trådar är generellt ett ultraljudssystem med kilformade kilar konfigurerat för större trådar eller band. Bindningshuvudet, givaren, trådstyrningarna, klämmorna, skäraren och arbetshållaren är konstruerade för väsentligt andra mekaniska belastningar än ett system för fina trådar.
Typiska materialriktningar inkluderar rundtråd av aluminium eller koppar och band av aluminium eller koppar. Det faktiska stödområdet beror på bondhuvudet och maskinens konfiguration.
Typiska tillämpningar för tung tråd
Krafthalvledarmoduler
IGBT- och SiC-enhetsmontering
Traktionsomriktare för fordon
DC/DC-omvandlare och industriell kraftelektronik
Batteri-modul- och cellsammankopplingar
Högströms diskreta enheter
Krafthybridkretsar
Stora koppar- eller aluminiumförbindningar
Skäl att utvärdera en tungtrådsbindare
Sammankopplingen måste bära högre ström än en konventionell fintråd.
Designen kräver tjock aluminium- eller koppartråd.
Band behövs för att öka sammankopplingsarean eller stödja en specifik elektrisk design.
Kapseln har ett stort bindningsområde eller kraftmodulformat.
Processen kräver flera parallella trådar eller band.
Mekanisk hållbarhet under termisk och vibrationsbelastning är viktig.
Produktionslinjen behöver automatiserad hantering av moduler, leadframes eller batterier.
Tung trådutrustning bör inte väljas enbart utifrån den slutliga enhetens strömstyrka. Maskinen måste också matcha dynstorlek, ytmaterial, tråddeformation, ultraljudseffekt, arbetshållarens stöd, paketets styvhet och erforderlig bindningstestmetod.
Jämför de tre utrustningsriktningarna
| Urvalsområde | Ball Bonder | Fintråds kilbindare | Tjocktråds- eller bandbindare |
|---|---|---|---|
| Grundläggande obligationsprocess | Kulbindning följt av stygnbindning | Fintrådig kil-kil-bindning | Kil-kil-bindning med kraftig tråd eller band |
| Primärt verktyg | Keramisk kapillär | Fintrådskil | Tjock tråd- eller bandkil |
| Bollformation | Kräver EFO och friluftsbollformation | Inte obligatoriskt | Inte obligatoriskt |
| Vanlig materialriktning | Fin guld- eller koppartråd | Fin aluminium-, guld- eller koppartråd; utvalda bandapplikationer | Tung aluminium- eller koppartråd och band |
| Typisk styrka | Höghastighets, flexibel montering av fintrådspaket | Lågprofilerade, riktade och specialiserade sammankopplingar | Högströms- och effektförbindelsekopplingar |
| Loopbeteende | Flexibel fan-out och komplexa programmerade loopar | Låga och korta loopar med riktad verktygskontroll | Kontrollerade slingor med större trådar, parallella trådar eller bandbanor |
| Termisk riktning | Vanligtvis termosonic med en uppvärmd arbetshållare | Kan använda ultraljudsbindning vid rumstemperatur eller termosoniska förhållanden | Vanligtvis ultraljud, med processförhållanden definierade av material och tillämpning |
| Typisk produktionsanvändning | IC-, LED-, diskreta och högdensitetskapslingar | RF, hybrid, sensor, MEMS och specialiserad mikroelektronik | Kraftmoduler, fordonskraft, batterier och industriell elektronik |
| Viktiga maskinkontroller | EFO, kapillär, trådmatning, looping, värmare och höghastighetshanterare | Theta-kontroll, kilverktyg, klämma, skärare, slingriktning och paketåtkomst | Bond-head-ström, givare, tjocktrådsmatning, skärare, arbetshållare och automation för stora ytor |
Denna tabell identifierar den troliga utrustningsriktningen. Den ersätter inte en tillämpningsgranskning, eftersom enskilda maskiner inom samma kategori kan ha mycket olika bindningsområden, trådområden, automatiserings- och kvalitetsövervakningsfunktioner.
Trådmaterial ensamt kan inte välja maskin
Uttalanden som ”vi använder koppartråd” eller ”produkten kräver aluminiumtråd” räcker inte för maskinval.
Koppar kan förekomma i kulbindning med fintråd, kilbindning med fintråd eller kraftapplikationer för tunga trådar. Aluminium är starkt förknippat med kilbindning, men dess erforderliga diameter och paketgeometri avgör om projektet behöver ett fintrådssystem eller en produktionsplattform för tunga trådar.
För varje föreslagen tråd eller band, bekräfta:
Material och legering
Diameter eller bandbredd och tjocklek
Spoltyp och matningsarrangemang
Nödvändig verktygsgeometri
Material för bindningsplatta och terminal
Ultraljudsfrekvens och processenergiområde
Loop- eller ribbon-bangeometri
Förväntat drag-, skjuv- eller skalningsbeteende
En maskinlista som nämner rätt metall men inte identifierar de dimensioner, bindningshuvud och verktyg som stöds är ofullständig för urvalsändamål.
Paketgeometri kan åsidosätta den allmänna tillämpningsregeln
Typiska applikationsetiketter är användbara men inte absoluta. En kraftrelaterad produkt kräver inte automatiskt en kraftig trådbundning, och ett IC-kapsling kräver inte automatiskt kulbundning.
Utvärdera den fysiska designen:
Kan limningsverktyget nå varje dyna utan att vidröra närliggande strukturer?
Behöver kabeln bölja ut sig i många riktningar?
Är det tillgängliga vertikala utrymmet tillräckligt för den avsedda slingan?
Behöver bindningen en avlång kilform?
Är bandorienteringen viktig för den elektriska designen?
Kan arbetsstyckets hållare stödja paketet under ultraljudsbindning?
Ligger bindningsområdet inom maskinens rörelseområde?
Kräver produkten en tråd per anslutning eller flera parallella trådar?
Svaret kan komma att ändra den valda processen även om materialet och produktkategorin initialt pekar i en annan riktning.
Produktionskrav Bestäm maskinkonfigurationen
Efter att bindningsprocessen har valts, jämför hur maskinen kommer att fungera i produktionen.
| Produktionsfaktor | Konfigurationsfrågor |
|---|---|
| Lastningsmetod | Kommer paket att lastas manuellt, med magasin, leadframe-hanterare, rullsystem, bricka eller med anpassad automatisering? |
| Bindningsområde | Kan maskinen nå hela enheten, modulen, panelen eller batterienheten? |
| Produktbyte | Vilka arbetshållare, verktyg, trådbanor och recept måste bytas mellan produkter? |
| Produktion | Hur många enheter och obligationer krävs per timme under den verkliga paketsekvensen? |
| Kvalitetsövervakning | Krävs processövervakning, bond-process-kontroll, pull-testning eller spårbarhetsfunktioner? |
| Receptkontroll | Hur kommer bindningsparametrar, loopprogram, bilder och produktdata att lagras och återställas? |
| Fabriksintegration | Krävs gränssnitt för värdkommunikation, streckkod, MES eller produktionsdata? |
| Framtida produkter | Behöver maskinen ytterligare trådstorlekar, större arbetsytor eller alternativa bindningshuvuden? |
Ett utvecklingslaboratorium kan prioritera manuell åtkomst, processflexibilitet och utbytbara bondhuvuden. En massproduktionslinje för IC kan prioritera kulbondningshastighet och automatiserad hantering. En kraftmodul- eller batterilinje kan kräva en stor arbetsyta, ett kraftigt trådhuvud, en stark fixtur och produktspecifik automatisering.
En praktisk valsekvens för trådbindare
Definiera den elektriska anslutningen.Fastställ krav för ström, frekvens, resistans och tillförlitlighet.
Välj tråd- eller bandriktning.Identifiera material, tvärsnitt och antal sammankopplingar.
Granska bindningsytorna.Bekräfta metalliseringen av tjocklekplattan, terminalen, leadframen eller substratet.
Kartlägg paketets geometri.Registrera dynans delning, verktygsåtkomst, slinghöjd, bindningsriktning och arbetsområde.
Bekräfta den termiska budgeten.Avgör om paketet kan stödja den erforderliga uppvärmda eller lågtemperaturprocessen.
Välj bindningsprocessen.Jämför kulbindning, kilbindning med fintråd och kilbindning med tung tråd mot den definierade sammankopplingen.
Välj maskinkonfiguration.Granska bindningshuvud, trådbana, verktyg, arbetsstyckehållare, vision, hanterare och programvara.
Testa representativa material.Demonstrera den avsedda bindningssekvensen, slingan och det mätbara bindningsresultatet.
Granska produktionsanpassningen.Bekräfta krav för utdata, omställning, automatisering, data och support.
Inspektera den exakta maskinen.För begagnad utrustning, koppla den installerade konfigurationen och testbevisen till maskinens serienummer.
Denna sekvens minskar risken att välja ett välkänt märke eller maskinmodell innan det faktiska bindningskravet har definierats.
När mer än en typ av bindning kan behövas
Vissa produkter innehåller mer än ett sammankopplingskrav. En kapselfamilj kan använda fintrådig kulbindning för signalanslutningar medan en relaterad kraftprodukt använder kraftig aluminiumtråd eller band.
En enda maskin bör inte antas täcka båda riktningarna om den inte har en verifierad arkitektur för utbytbara bondhuvuden och det stöd för trådmatning, verktyg, arbetsstycken och mjukvara som krävs. Även då kan omställningstid, kalibrering och produktionsvolym göra separata maskiner mer praktiska.
Blandade produktportföljer bör därför granskas per processfamilj snarare än att välja en universell trådbindare för varje förpackning.
Vanliga frågor om kul-, kil- och tungtrådsbindning
Skiljer sig en tjocktrådsbindare från en kilbindare?
En tjocktrådsbindare är normalt ett specialiserat kil-kil-bindningssystem. Den använder ett bindningshuvud, en givare, en trådbana och en avbitartång avsedd för större trådar eller band och används vanligtvis för kraft- och högströmsprodukter.
Är kullimning alltid snabbare än killimning?
Kulbindning är generellt att föredra för höghastighetsproduktion av fintråd, men den faktiska produktionen beror på förpackning, antal bindningar, loopprogram, maskinautomation och inspektionskrav. Publicerad maximal hastighet bör inte ersätta en produktspecifik cykelgranskning.
Kan en kilbindare använda guldtråd?
Ja, tillämpliga kilsystem kan använda guldtråd, men bindningsläge, temperatur, kilverktyg och maskinkonfiguration måste matcha den valda tråden och bindningsytorna.
Bör krafthalvledarprodukter alltid använda kraftig tråd?
Nej. Rätt sammankoppling beror på ström, paketdesign, plattstorlek, termiskt beteende och tillförlitlighetskrav. Vissa strömrelaterade enheter kan använda fintråd, band, klämmor eller annan sammankopplingsteknik.
Kan en maskin binda både fintråd och tjock tråd?
Vissa flexibla eller utvecklingssystem erbjuder utbytbara bindningshuvuden, men denna kapacitet måste verifieras på den specifika maskinen. Ett fintrådshuvud kan inte antas bearbeta tjock tråd bara för att båda använder kilbindning.
Slutlig rekommendation
Välj bindningsprocess innan du väljer maskinmodell. Kulbindare är generellt den starkaste riktningen för höghastighets fintrådig halvledarkapsling. Fintrådiga kilbindare blir viktiga där låga slingor, riktningsbindningar, lågtemperaturbearbetning eller specialiserade material styr designen. Tungtrådiga och bandbindare används för kraft-, fordons-, batteri- och högströmsapplikationer som kräver en större sammankoppling och ett kraftfullare kilbindningssystem.
Efter att ha identifierat rätt processriktning, jämför tillgängligatrådbindningsutrustninggenom dess exakta bindningshuvud, trådsortiment, verktyg, arbetshållare, automatisering och testkapacitet. För att diskutera ett paket eller en identifierad maskin, skicka tråd- eller bandspecifikationen, paketritningen, dynmaterialen, öglekravet och produktionsmålet viaAll-SMT kontaktsida.
