การเลือกเครื่องเชื่อมลวดเริ่มต้นจากการเชื่อมต่อที่ผลิตภัณฑ์ต้องการ ไม่ใช่จากยี่ห้อเครื่องจักรที่ชื่นชอบ เครื่องเชื่อมแบบลูกบอล เครื่องเชื่อมแบบลิ่มลวดละเอียด และเครื่องเชื่อมแบบลวดหนา ใช้เครื่องมือ ระบบควบคุมลวด และสภาวะกระบวนการที่แตกต่างกัน แม้ว่าทั้งสามประเภทจะถูกอธิบายว่าเป็นอุปกรณ์เชื่อมลวดเหมือนกันก็ตาม
ความแตกต่างนั้นมีความแม่นยำมากกว่าที่ป้ายกำกับทั้งสามอาจบ่งบอก การเชื่อมต่อด้วยลวดขนาดใหญ่โดยทั่วไปเป็นการเชื่อมต่อแบบลิ่มต่อลิ่มที่ออกแบบมาสำหรับลวดอะลูมิเนียมหรือทองแดงขนาดใหญ่ ริบบิ้น และการเชื่อมต่อที่มีกระแสไฟฟ้าสูง ไม่ควรพิจารณาว่าเป็นหลักการเชื่อมต่อที่แยกจากกันโดยสิ้นเชิงจากการเชื่อมต่อแบบลิ่ม
สำหรับคำอธิบายทั่วไปเกี่ยวกับอุปกรณ์การเชื่อมต่อสายไฟและขั้นตอนพื้นฐาน โปรดดูที่...คู่มือเทคโนโลยีเครื่องเชื่อมลวดบทความนี้มุ่งเน้นไปที่การเลือกทิศทางของอุปกรณ์ที่ถูกต้องสำหรับแพ็คเกจและข้อกำหนดการผลิตที่กำหนดไว้

เริ่มต้นด้วยข้อกำหนดการเชื่อมต่อ
ไม่สามารถระบุประเภทเครื่องจักรได้อย่างแม่นยำจากชื่อบรรจุภัณฑ์เพียงอย่างเดียว ผลิตภัณฑ์สองชนิดที่ระบุว่าเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้า เซ็นเซอร์ หรือโมดูลเซมิคอนดักเตอร์ อาจต้องการวัสดุสายไฟ รูปทรงการเชื่อมต่อ และระบบการผลิตที่แตกต่างกันมาก
| การเลือกข้อมูลป้อนเข้า | จะกำหนดอะไรดี | เหตุใดจึงเปลี่ยนทิศทางการทำงานของเครื่องจักร |
|---|---|---|
| ข้อกำหนดทางไฟฟ้า | สัญญาณ กระแส แรงดัน ความถี่ และการสูญเสียทางไฟฟ้าที่ยอมรับได้ | มันส่งผลต่อขนาดหน้าตัดของลวด การใช้งานริบบิ้น จำนวนลวดขนาน และพื้นที่การเชื่อมต่อ |
| ลวดหรือริบบิ้น | ทองคำ ทองแดง หรืออลูมิเนียม; ลวดกลมหรือริบบิ้น; ขนาดตามต้องการ | วัสดุและหน้าตัดจะเป็นตัวกำหนดหัวเชื่อม เครื่องมือ เส้นทางของลวด และระบบอัลตราโซนิก |
| พื้นผิวแผ่นยึดติด | การเคลือบโลหะบนชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์, การตกแต่งพื้นผิวของวัสดุรองรับ, การชุบตะกั่วบนโครง และสภาพพื้นผิว | ลักษณะของวัสดุโดยรวมมีผลต่อการก่อตัวของพันธะและช่วงกระบวนการที่ใช้งานได้ |
| รูปทรงบรรจุภัณฑ์ | ระยะห่างระหว่างแผ่นรอง, ความลึกในการเข้าถึง, ทิศทางการยึดติด, ขนาดของบรรจุภัณฑ์ และสิ่งกีดขวางโดยรอบ | รูปแบบการจัดวางบางแบบเน้นการควบคุมทิศทางและลูปต่ำของการยึดติดแบบลิ่ม ในขณะที่รูปแบบการจัดวางบางแบบเน้นความยืดหยุ่นและความเร็วของการยึดติดแบบลูกบอล |
| ข้อกำหนดของลูป | ความสูงของห่วง, ช่วงห่วง, ระยะห่าง, ทิศทาง และความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ของลวด | รูปทรงของห่วงอาจเป็นตัวกำหนดว่าควรใช้เครื่องมือแบบใด ไม่ว่าจะเป็นแบบหลอดแคปิลลารี แบบลวดละเอียด หรือแบบลวดหนา |
| ขีดจำกัดความร้อน | อุณหภูมิของชิ้นงาน ความไวต่อวัสดุ และความร้อนที่อนุญาตของบรรจุภัณฑ์ | โดยทั่วไปแล้ว การเชื่อมติดด้วยลูกบอลจะใช้กระบวนการเทอร์โมโซนิค ในขณะที่กระบวนการอัลตราโซนิกแบบลิ่มอาจรองรับการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำกว่าได้ |
| ข้อกำหนดทางกล | การสั่นสะเทือน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ความแข็งแรงในการดึง พฤติกรรมการเฉือน และการสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม | ผลิตภัณฑ์ด้านพลังงาน ยานยนต์ และสภาพแวดล้อมที่รุนแรง อาจต้องการการเชื่อมต่อแบบสายไฟหรือริบบิ้นที่แข็งแรงทนทานกว่า |
| แบบจำลองการผลิต | ปริมาณ ส่วนผสมของผลิตภัณฑ์ การเปลี่ยนถ่ายสินค้า วิธีการขนส่ง และความต้องการด้านการตรวจสอบย้อนกลับ | เครื่องเชื่อมลิ่มในห้องปฏิบัติการและระบบการผลิตลวดหนาอัตโนมัติช่วยแก้ปัญหาการผลิตที่แตกต่างกัน |
ควรมีการกำหนดข้อกำหนดเหล่านี้ให้ชัดเจนก่อนที่จะเปรียบเทียบแต่ละรุ่น เครื่องจักรที่รองรับวัสดุสายไฟที่ถูกต้องอาจยังไม่เหมาะสมเนื่องจากพื้นที่การเชื่อมต่อ ตัวจับยึดชิ้นงาน ระบบอัตโนมัติ ความสามารถในการสร้างวงจร หรือการกำหนดค่าซอฟต์แวร์
เครื่องเชื่อมลูกบอลให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพและความยืดหยุ่นของลวดละเอียด
โดยปกติแล้ว การเชื่อมแบบบอลจะสร้างลูกบอลอากาศที่ปลายลวดเส้นเล็กโดยใช้ระบบดับเปลวไฟอิเล็กทรอนิกส์ จากนั้นใช้หลอดแก้วเซรามิกวางลูกบอลลงบนตำแหน่งเชื่อมแรก สร้างห่วงลวด และเชื่อมต่อให้สมบูรณ์ด้วยการเชื่อมแบบเย็บที่ตำแหน่งที่สอง
เทคโนโลยีการเชื่อมต่อลูกบอลสมัยใหม่มักเกี่ยวข้องกับลวดทองและทองแดงคุณภาพสูง บรรจุภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์ความหนาแน่นสูง และการผลิตแบบอัตโนมัติ ขึ้นอยู่กับเครื่องจักรและกระบวนการบรรจุภัณฑ์ การใช้งานอาจรวมถึง:
วงจรรวมตรรกะ หน่วยความจำ และอนาล็อก
อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบแยกชิ้น
แพ็คเกจ LED และออปโตอิเล็กทรอนิกส์
แพ็คเกจชิปแบบเรียงซ้อนและแบบหลายชิป
การออกแบบระบบในแพ็คเกจและการเชื่อมต่อความหนาแน่นสูง
การประกอบชิ้นส่วนด้วยลีดเฟรมและซับสเตรตปริมาณมาก
เหตุผลในการประเมินเครื่องเชื่อมลูกบอล
ผลผลิตที่สูงเป็นสิ่งสำคัญ
บรรจุภัณฑ์นี้ใช้ลวดทองคำหรือลวดทองแดงคุณภาพดี
รูปแบบการเชื่อมต่อแบบนี้จำเป็นต้องให้สายไฟกระจายออกไปในหลายทิศทาง
ผลิตภัณฑ์นี้มีพันธะจำนวนมากต่ออุปกรณ์หนึ่งชิ้น
จำเป็นต้องมีการประกอบแพ็คเกจที่มีระยะห่างระหว่างขาแคบและความหนาแน่นสูง
การจัดการวัสดุแบบอัตโนมัติและการควบคุมสูตรการผลิตปริมาณมากเป็นสิ่งสำคัญลำดับต้นๆ
หลอดแคปิลลารีให้ความยืดหยุ่นในการกำหนดทิศทางอย่างมาก เนื่องจากเครื่องมือทรงกลมสามารถสร้างวงวนไปยังตำแหน่งพันธะที่สองที่แตกต่างกันได้โดยไม่จำเป็นต้องให้พันธะเองมีทิศทางเป็นลิ่ม
เงื่อนไขที่ยังต้องได้รับการตรวจสอบ
การมีหัวเชื่อมแบบบอลบอนด์ไม่ได้หมายความว่าจะใช้ได้กับแพ็คเกจลวดละเอียดทุกแบบเสมอไป การเลือกเครื่องจักรยังคงต้องพิจารณาถึง:
วัสดุและเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดที่รองรับ
ระบบ EFO และความเสถียรของลูกบอลในอากาศอิสระ
รูปทรงของเส้นเลือดฝอยและระยะห่างของเครื่องมือ
ข้อกำหนดเกี่ยวกับระยะห่างระหว่างแผ่นรองและตำแหน่งการวางวัสดุยึดติด
ความสูงของลูป ระยะห่าง และรูปทรงเรขาคณิตของแม่พิมพ์เรียงซ้อน
อุณหภูมิของคนงานและการรองรับบรรจุภัณฑ์
ความสามารถในการใช้สายทองแดงและข้อกำหนดเกี่ยวกับก๊าซป้องกัน (ถ้ามี)
รูปแบบตัวจัดการ ลีดเฟรม หรือวัสดุพิมพ์
ดังนั้น เครื่องเชื่อมลูกบอลความเร็วสูงอาจเป็นเครื่องจักรที่เหมาะสม แต่ยังคงต้องใช้หัวเชื่อม ตัวจับชิ้นงาน ท่อแคปิลลารี หรือซอฟต์แวร์ที่แตกต่างกันสำหรับบรรจุภัณฑ์ที่ต้องการ
เครื่องเชื่อมลวดละเอียดแบบลิ่มรองรับการเชื่อมแบบห่วงต่ำและการเชื่อมแบบกำหนดทิศทาง
การเชื่อมแบบลิ่ม (Wedge bonding) ใช้เครื่องมือรูปทรงลิ่มกดลวดให้แนบกับพื้นผิวที่ต้องการเชื่อม ในขณะที่พลังงานและแรงอัลตราโซนิกจะสร้างการเชื่อมต่อ การเชื่อมแบบนี้โดยปกติจะสร้างการเชื่อมแบบลิ่มที่ปลายทั้งสองด้านของลวด และไม่จำเป็นต้องสร้างลูกบอลอากาศอิสระ
การเชื่อมแบบลิ่มด้วยลวดละเอียดสามารถใช้ลวดอะลูมิเนียม ลวดทอง หรือลวดทองแดงได้ ขึ้นอยู่กับเครื่องจักร เครื่องมือ และกระบวนการ มักมีการประเมินวิธีการนี้ในกรณีที่รูปทรงของบรรจุภัณฑ์ ข้อจำกัดด้านความร้อน หรือรูปทรงของจุดเชื่อมต่อ ทำให้การเชื่อมแบบลิ่มเหมาะสมกว่าวิธีการเชื่อมแบบลูกบอลทั่วไป
เหตุผลในการประเมินเครื่องเชื่อมลวดละเอียดแบบลิ่ม
แพ็คเกจนี้ต้องการลูปที่มีความสูงต่ำมากหรือสั้นมาก
พื้นที่ว่างในแนวตั้งเหนือบรรจุภัณฑ์มีจำกัด
แอปพลิเคชันนี้ใช้ลวดอลูมิเนียมเส้นเล็ก
การเชื่อมด้วยคลื่นอัลตราโซนิคที่อุณหภูมิต่ำเป็นวิธีที่เหมาะสมกว่า
รูปทรงของพันธะต้องการพันธะรูปทรงลิ่มที่ยืดออก
สายริบบิ้นจำเป็นสำหรับการเชื่อมต่อ RF หรือความถี่สูง
ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวเป็นวงจรไฮบริด เซ็นเซอร์ อุปกรณ์ MEMS โมดูล RF หรือชุดประกอบไมโครอิเล็กทรอนิกส์เฉพาะทาง
ลักษณะการกำหนดทิศทางของเครื่องมือรูปทรงลิ่มเป็นปัจจัยสำคัญในการออกแบบ เครื่องมือ หัวเชื่อม หรือชิ้นงานต้องได้รับการจัดวางให้สอดคล้องกับเส้นทางของลวด ซึ่งจะช่วยให้ควบคุมทิศทางการเชื่อมได้ดีและมีรูปทรงที่เรียบเนียน แต่ก็อาจส่งผลต่อเวลาในการทำงานและโครงสร้างของเครื่องจักรด้วย
ระยะห่างระหว่างเกลียวละเอียดไม่ได้หมายความว่าจะยึดติดแน่นเสมอไป
ทั้งเครื่องเชื่อมลูกบอลและเครื่องเชื่อมลิ่มแบบสมัยใหม่สามารถรองรับการใช้งานกับระยะห่างของลูกกอล์ฟที่ละเอียดได้ภายใต้เงื่อนไขที่เหมาะสม การเลือกใช้ที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตโดยรวม
การเชื่อมแบบลูกบอลอาจยังคงเป็นที่นิยมเมื่อต้องการผลผลิตสูงและการกระจายตัวในหลายทิศทาง การเชื่อมแบบลิ่มอาจน่าสนใจมากขึ้นเมื่อความสูงของห่วงต่ำ การเชื่อมที่แคบและยาว การเข้าถึงที่ลึก วัสดุของลวด หรือการวางแนวของริบบิ้นเป็นปัจจัยควบคุมการออกแบบ
เครื่องเชื่อมลวดขนาดใหญ่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าสูง
เครื่องเชื่อมลวดขนาดใหญ่โดยทั่วไปเป็นระบบอัลตราโซนิกแบบลิ่มคู่ที่ออกแบบมาสำหรับลวดหรือริบบิ้นขนาดใหญ่ หัวเชื่อม ตัวแปลงสัญญาณ ตัวนำลวด ตัวหนีบ ใบมีดตัด และที่ยึดชิ้นงานได้รับการออกแบบให้รองรับแรงทางกลที่แตกต่างกันอย่างมากจากระบบสำหรับลวดขนาดเล็ก
โดยทั่วไปแล้ว วัสดุที่ใช้จะได้แก่ ลวดกลมอะลูมิเนียมหรือทองแดง และริบบิ้นอะลูมิเนียมหรือทองแดง ช่วงการใช้งานจริงจะขึ้นอยู่กับหัวเชื่อมและโครงสร้างของเครื่องจักร
การใช้งานลวดหนาโดยทั่วไป
โมดูลเซมิคอนดักเตอร์กำลัง
การประกอบอุปกรณ์ IGBT และ SiC
อินเวอร์เตอร์สำหรับระบบขับเคลื่อนยานยนต์
ตัวแปลง DC/DC และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังอุตสาหกรรม
การเชื่อมต่อระหว่างโมดูลแบตเตอรี่และเซลล์
อุปกรณ์แยกส่วนกระแสสูง
วงจรไฮบริดกำลัง
การเชื่อมต่อทองแดงหรืออลูมิเนียมพื้นที่ขนาดใหญ่
เหตุผลในการประเมินเครื่องเชื่อมลวดขนาดใหญ่
สายเชื่อมต่อต้องสามารถรองรับกระแสไฟฟ้าได้สูงกว่าลวดเส้นเล็กทั่วไป
การออกแบบนี้ต้องการลวดอลูมิเนียมหรือทองแดงที่มีความหนา
จำเป็นต้องใช้ริบบิ้นเพื่อเพิ่มพื้นที่เชื่อมต่อหรือรองรับการออกแบบทางไฟฟ้าเฉพาะอย่าง
แพ็คเกจนี้มีพื้นที่เชื่อมต่อขนาดใหญ่หรือรูปแบบโมดูลพลังงาน
กระบวนการนี้ต้องใช้สายไฟหรือริบบิ้นหลายเส้นที่ต่อขนานกัน
ความทนทานเชิงกลภายใต้ความเครียดจากความร้อนและการสั่นสะเทือนเป็นสิ่งสำคัญ
สายการผลิตจำเป็นต้องมีระบบจัดการโมดูล ลีดเฟรม หรือแบตเตอรี่แบบอัตโนมัติ
การเลือกอุปกรณ์สำหรับลวดขนาดใหญ่ไม่ควรพิจารณาจากพิกัดกระแสไฟฟ้าของอุปกรณ์เพียงอย่างเดียว เครื่องจักรต้องเหมาะสมกับขนาดแผ่นรอง วัสดุพื้นผิว การเสียรูปของลวด กำลังอัลตราโซนิก การรองรับชิ้นงาน ความแข็งของบรรจุภัณฑ์ และวิธีการทดสอบการยึดติดที่ต้องการด้วย
เปรียบเทียบทิศทางของอุปกรณ์ทั้งสามแบบ
| พื้นที่เลือก | บอลบอนเดอร์ | เครื่องเชื่อมลวดละเอียดแบบลิ่ม | เครื่องเชื่อมลวดหนาหรือริบบิ้น |
|---|---|---|---|
| กระบวนการพันธะพื้นฐาน | การต่อลูกบอลตามด้วยการต่อตะเข็บ | การยึดติดแบบลิ่มลวดละเอียด | การเชื่อมแบบลิ่มด้วยลวดหนาหรือริบบิ้น |
| เครื่องมือหลัก | ท่อแคปิลลารีเซรามิก | ลิ่มลวดละเอียด | ลิ่มลวดหนาหรือริบบิ้น |
| การจัดรูปบอล | ต้องใช้ EFO และการสร้างลูกบอลกลางอากาศ | ไม่จำเป็น | ไม่จำเป็น |
| ทิศทางวัสดุทั่วไป | ลวดทองคำหรือทองแดงเส้นเล็ก | ลวดอลูมิเนียม ลวดทอง หรือลวดทองแดงคุณภาพสูง เหมาะสำหรับงานพิมพ์ริบบิ้นบางประเภท | ลวดและริบบิ้นอลูมิเนียมหรือทองแดงหนา |
| ความแข็งแรงทั่วไป | การประกอบแพ็คเกจลวดละเอียดความเร็วสูงและยืดหยุ่น | การเชื่อมต่อแบบซ่อนเร้น กำหนดทิศทาง และเฉพาะทาง | การเชื่อมต่อกระแสไฟฟ้าสูงและอุปกรณ์กำลังสูง |
| พฤติกรรมวนซ้ำ | การกระจายสัญญาณที่ยืดหยุ่นและลูปที่ตั้งโปรแกรมไว้ที่ซับซ้อน | วงลูปต่ำและสั้นพร้อมการควบคุมเครื่องมือแบบกำหนดทิศทาง | การควบคุมลูปของลวดขนาดใหญ่ ลวดขนาน หรือเส้นทางแบบริบบิ้น |
| ทิศทางความร้อน | โดยทั่วไปจะใช้เทคนิคเทอร์โมโซนิกส์ร่วมกับตัวจับยึดชิ้นงานที่ให้ความร้อน | อาจใช้การเชื่อมด้วยคลื่นอัลตราโซนิคที่อุณหภูมิห้องหรือสภาวะเทอร์โมโซนิก | โดยทั่วไปใช้คลื่นอัลตราโซนิค โดยเงื่อนไขของกระบวนการจะถูกกำหนดโดยวัสดุและการใช้งาน |
| การใช้งานในการผลิตทั่วไป | การผลิต IC, LED, ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์แบบแยกชิ้น และแพ็คเกจความหนาแน่นสูง | RF, ไฮบริด, เซ็นเซอร์, MEMS และไมโครอิเล็กทรอนิกส์เฉพาะทาง | โมดูลพลังงาน, พลังงานยานยนต์, แบตเตอรี่ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม |
| การตรวจสอบเครื่องจักรที่สำคัญ | EFO, ท่อแคปิลลารี, ระบบป้อนลวด, ระบบวนลูป, เครื่องทำความร้อน และเครื่องจัดการความเร็วสูง | การควบคุม Theta, เครื่องมือลิ่ม, ตัวหนีบ, เครื่องตัด, ทิศทางของห่วง และการเข้าถึงบรรจุภัณฑ์ | ระบบจ่ายไฟหัวเชื่อม, ทรานสดิวเซอร์, ระบบป้อนลวดหนา, ใบมีดตัด, ที่ยึดชิ้นงาน และระบบอัตโนมัติสำหรับพื้นที่ขนาดใหญ่ |
ตารางนี้ระบุทิศทางของอุปกรณ์ที่น่าจะเป็นไปได้ แต่ไม่สามารถใช้แทนการตรวจสอบใบสมัครได้ เนื่องจากเครื่องจักรแต่ละเครื่องในประเภทเดียวกันอาจมีพื้นที่การเชื่อมต่อ ช่วงสายไฟ ระบบอัตโนมัติ และฟังก์ชันการตรวจสอบคุณภาพที่แตกต่างกันมาก
วัสดุของลวดเพียงอย่างเดียวไม่สามารถเลือกเครื่องจักรได้
คำกล่าวเช่น “เราใช้ลวดทองแดง” หรือ “ผลิตภัณฑ์นี้ต้องการลวดอลูมิเนียม” นั้นไม่เพียงพอสำหรับการเลือกเครื่องจักร
ทองแดงอาจปรากฏในงานเชื่อมต่อลูกบอลด้วยลวดเส้นเล็ก งานเชื่อมต่อลิ่มด้วยลวดเส้นเล็ก หรือการใช้งานกับสายไฟขนาดใหญ่ ส่วนอะลูมิเนียมนั้นเกี่ยวข้องอย่างมากกับการเชื่อมต่อลิ่ม แต่ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางและรูปทรงของบรรจุภัณฑ์ที่ต้องการจะเป็นตัวกำหนดว่าโครงการนั้นต้องการระบบลวดเส้นเล็กหรือแพลตฟอร์มการผลิตด้วยลวดเส้นใหญ่
สำหรับสายไฟหรือริบบิ้นทุกเส้นที่เสนอมา โปรดตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้:
วัสดุและโลหะผสม
เส้นผ่านศูนย์กลางหรือความกว้างและความหนาของริบบิ้น
ชนิดของม้วนและระบบป้อนวัสดุ
รูปทรงเรขาคณิตของเครื่องมือที่ต้องการ
วัสดุแผ่นยึดและวัสดุขั้วต่อ
ช่วงความถี่อัลตราโซนิกและพลังงานกระบวนการ
รูปทรงเรขาคณิตแบบวงวนหรือเส้นทางริบบิ้น
พฤติกรรมการดึง การเฉือน หรือการลอกที่คาดหวัง
รายการเครื่องจักรที่ระบุโลหะที่ถูกต้อง แต่ไม่ได้ระบุขนาดที่รองรับ หัวเชื่อม และอุปกรณ์ประกอบนั้น ไม่สมบูรณ์สำหรับการเลือกใช้งาน
รูปทรงเรขาคณิตของบรรจุภัณฑ์สามารถแทนที่กฎการใช้งานทั่วไปได้
ป้ายกำกับใช้งานทั่วไปนั้นมีประโยชน์ แต่ไม่ใช่ข้อกำหนดตายตัว ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับพลังงานไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องเชื่อมลวดขนาดใหญ่เสมอไป และแพ็คเกจ IC ก็ไม่จำเป็นต้องใช้การเชื่อมแบบลูกบอลเสมอไป
ประเมินการออกแบบทางกายภาพ:
เครื่องมือเชื่อมต่อสามารถเข้าถึงทุกแผ่นโดยไม่สัมผัสกับโครงสร้างใกล้เคียงได้หรือไม่?
สายไฟจำเป็นต้องแยกออกไปหลายทิศทางหรือไม่?
ระยะห่างในแนวตั้งที่มีอยู่เพียงพอสำหรับวงจรที่ต้องการหรือไม่
พันธะจำเป็นต้องมีรูปทรงลิ่มยาวหรือไม่?
ทิศทางการวางริบบิ้นมีความสำคัญต่อการออกแบบทางไฟฟ้าหรือไม่?
ผู้ถือชิ้นงานสามารถประคองชิ้นงานระหว่างการเชื่อมด้วยคลื่นอัลตราโซนิคได้หรือไม่?
บริเวณที่ทำการเชื่อมต่ออยู่ในระยะการเคลื่อนที่ของเครื่องจักรหรือไม่
ผลิตภัณฑ์นี้ต้องใช้สายไฟเส้นเดียวต่อการเชื่อมต่อ หรือใช้สายไฟหลายเส้นต่อขนานกัน?
คำตอบอาจเปลี่ยนแปลงกระบวนการที่เลือกไว้ แม้ว่าในตอนแรกประเภทของวัสดุและผลิตภัณฑ์จะชี้ไปในทิศทางอื่นก็ตาม
ข้อกำหนดด้านการผลิตกำหนดการกำหนดค่าเครื่องจักร
หลังจากเลือกกระบวนการเชื่อมประสานแล้ว ให้เปรียบเทียบวิธีการทำงานของเครื่องจักรในกระบวนการผลิต
| ปัจจัยการผลิต | คำถามเกี่ยวกับการกำหนดค่า |
|---|---|
| วิธีการโหลด | การบรรจุสินค้าจะดำเนินการด้วยตนเอง โดยใช้แม็กกาซีน เครื่องจัดการลีดเฟรม ระบบม้วน ระบบถาด หรือระบบอัตโนมัติแบบกำหนดเองหรือไม่? |
| พื้นที่เชื่อมต่อ | เครื่องจักรสามารถเข้าถึงอุปกรณ์ โมดูล แผงควบคุม หรือชุดแบตเตอรี่ทั้งหมดได้หรือไม่? |
| การเปลี่ยนผลิตภัณฑ์ | ชิ้นงาน อุปกรณ์ เส้นทางเดินสายไฟ และสูตรการผลิตใดบ้างที่ต้องเปลี่ยนแปลงระหว่างผลิตภัณฑ์แต่ละชนิด? |
| เอาต์พุต | ภายใต้ลำดับการจัดส่งจริง ต้องใช้จำนวนอุปกรณ์และพันธะกี่ชิ้นต่อชั่วโมง? |
| การตรวจสอบคุณภาพ | จำเป็นต้องมีฟังก์ชันการตรวจสอบกระบวนการ การควบคุมกระบวนการเชื่อมต่อ การทดสอบแรงดึง หรือการตรวจสอบย้อนกลับหรือไม่? |
| การควบคุมสูตรอาหาร | พารามิเตอร์การเชื่อมต่อ โปรแกรมลูป รูปภาพ และข้อมูลผลิตภัณฑ์จะถูกจัดเก็บและเรียกคืนได้อย่างไร? |
| การบูรณาการโรงงาน | จำเป็นต้องมีการสื่อสารกับโฮสต์, บาร์โค้ด, MES หรืออินเทอร์เฟซข้อมูลการผลิตหรือไม่? |
| ผลิตภัณฑ์ในอนาคต | เครื่องนี้ต้องการขนาดลวดเพิ่มเติม พื้นที่ทำงานที่ใหญ่ขึ้น หรือหัวเชื่อมแบบอื่นหรือไม่? |
ห้องปฏิบัติการพัฒนาอาจให้ความสำคัญกับการเข้าถึงด้วยตนเอง ความยืดหยุ่นของกระบวนการ และหัวเชื่อมที่สามารถเปลี่ยนได้ สายการผลิต IC จำนวนมากอาจให้ความสำคัญกับความเร็วในการเชื่อมลูกบอลและการจัดการแบบอัตโนมัติ สายการผลิตโมดูลพลังงานหรือแบตเตอรี่อาจต้องการพื้นที่ทำงานขนาดใหญ่ หัวเชื่อมลวดขนาดใหญ่ อุปกรณ์ยึดที่แข็งแรง และระบบอัตโนมัติเฉพาะผลิตภัณฑ์
ลำดับขั้นตอนการเลือกเครื่องเชื่อมลวดที่เหมาะสมในทางปฏิบัติ
ระบุการเชื่อมต่อทางไฟฟ้ากำหนดข้อกำหนดด้านกระแสไฟฟ้า ความถี่ ความต้านทาน และความน่าเชื่อถือ
เลือกทิศทางของสายไฟหรือริบบิ้นระบุวัสดุ ขนาดหน้าตัด และจำนวนจุดเชื่อมต่อ
ตรวจสอบพื้นผิวที่เชื่อมต่อกันตรวจสอบความถูกต้องของการเคลือบโลหะบนแผ่นรองชิป ขั้วต่อ โครงลวด หรือพื้นผิวของวัสดุ
กำหนดรูปทรงเรขาคณิตของบรรจุภัณฑ์บันทึกระยะห่างระหว่างแผ่นรอง, การเข้าถึงเครื่องมือ, ความสูงของห่วง, ทิศทางการยึดติด และพื้นที่ทำงาน
ตรวจสอบงบประมาณด้านความร้อนตรวจสอบว่าบรรจุภัณฑ์สามารถรองรับกระบวนการที่ต้องการ ไม่ว่าจะเป็นกระบวนการที่ใช้ความร้อนหรืออุณหภูมิต่ำ
เลือกกระบวนการยึดติดเปรียบเทียบการเชื่อมต่อแบบลูกบอล การเชื่อมต่อแบบลิ่มลวดละเอียด และการเชื่อมต่อแบบลิ่มลวดหนา กับการเชื่อมต่อที่กำหนดไว้
เลือกการกำหนดค่าเครื่องตรวจสอบหัวเชื่อม, เส้นทางเดินสายไฟ, เครื่องมือ, ที่ยึดชิ้นงาน, ระบบวิชั่น และซอฟต์แวร์
ทดสอบวัสดุตัวอย่างแสดงลำดับพันธะที่ต้องการ วงจร และผลลัพธ์พันธะที่วัดได้
ตรวจสอบความพอดีของชิ้นงานในการผลิตยืนยันข้อกำหนดด้านผลลัพธ์ การเปลี่ยนผ่าน ระบบอัตโนมัติ ข้อมูล และการสนับสนุน
ตรวจสอบเครื่องจักรอย่างละเอียดสำหรับอุปกรณ์มือสอง ให้เชื่อมโยงการกำหนดค่าที่ติดตั้งและหลักฐานการทดสอบเข้ากับหมายเลขประจำเครื่อง
ลำดับขั้นตอนดังกล่าวช่วยลดความเสี่ยงในการเลือกแบรนด์หรือรุ่นเครื่องจักรที่คุ้นเคยก่อนที่จะมีการกำหนดข้อกำหนดการเชื่อมต่อที่แท้จริง
ในกรณีที่อาจจำเป็นต้องใช้ Bonder มากกว่าหนึ่งประเภท
ผลิตภัณฑ์บางชนิดมีข้อกำหนดการเชื่อมต่อมากกว่าหนึ่งแบบ ตัวอย่างเช่น ผลิตภัณฑ์ในกลุ่มเดียวกันอาจใช้การเชื่อมต่อแบบลูกบอลด้วยลวดเส้นเล็กสำหรับการเชื่อมต่อสัญญาณ ในขณะที่ผลิตภัณฑ์จ่ายไฟที่เกี่ยวข้องอาจใช้ลวดอะลูมิเนียมเส้นใหญ่หรือริบบิ้นแทน
ไม่ควรคิดว่าเครื่องจักรเพียงเครื่องเดียวจะครอบคลุมทั้งสองทิศทาง เว้นแต่ว่าเครื่องนั้นจะมีโครงสร้างหัวเชื่อมที่สามารถเปลี่ยนได้ซึ่งได้รับการตรวจสอบแล้ว และมีระบบป้อนลวด เครื่องมือ ตัวจับชิ้นงาน และซอฟต์แวร์ที่จำเป็นรองรับ ถึงกระนั้นก็ตาม เวลาในการเปลี่ยนทิศทาง การปรับเทียบ และปริมาณการผลิต อาจทำให้การใช้เครื่องจักรแยกกันมีความเหมาะสมมากกว่า
ดังนั้น ควรพิจารณาพอร์ตโฟลิโอผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายโดยแบ่งตามกลุ่มกระบวนการผลิต แทนที่จะเลือกเครื่องเชื่อมลวดแบบอเนกประสงค์เพียงเครื่องเดียวสำหรับทุกแพ็คเกจ
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับหัวบอล หัวลิ่ม และหัวเชื่อมลวดหนา
เครื่องเชื่อมลวดหนาแตกต่างจากเครื่องเชื่อมแบบลิ่มหรือไม่?
เครื่องเชื่อมลวดขนาดใหญ่โดยปกติแล้วจะเป็นระบบเชื่อมแบบลิ่มต่อลิ่มเฉพาะทาง โดยใช้หัวเชื่อม ตัวแปลงสัญญาณ เส้นทางเดินลวด และตัวตัดที่ออกแบบมาสำหรับลวดหรือริบบิ้นขนาดใหญ่ และมักใช้กับผลิตภัณฑ์กำลังไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าสูง
การยึดติดด้วยลูกบอลเร็วกว่าการยึดติดด้วยลิ่มเสมอหรือไม่?
โดยทั่วไปแล้ว การเชื่อมด้วยลูกบอลเป็นวิธีที่นิยมใช้ในการผลิตลวดละเอียดความเร็วสูง แต่ผลผลิตจริงขึ้นอยู่กับบรรจุภัณฑ์ จำนวนการเชื่อม โปรแกรมการทำงาน การทำงานอัตโนมัติของเครื่องจักร และข้อกำหนดในการตรวจสอบ ความเร็วสูงสุดที่ระบุไว้ไม่ควรใช้แทนการตรวจสอบรอบการทำงานเฉพาะผลิตภัณฑ์
เครื่องเชื่อมแบบลิ่มสามารถใช้ลวดทองคำได้หรือไม่?
ใช่ ระบบการเชื่อมแบบลิ่มที่เหมาะสมสามารถใช้ลวดทองคำได้ แต่โหมดการเชื่อม อุณหภูมิ เครื่องมือลิ่ม และการกำหนดค่าเครื่องจักรต้องตรงกับลวดและพื้นผิวการเชื่อมที่เลือก
ผลิตภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูงควรใช้สายไฟขนาดใหญ่เสมอหรือไม่?
ไม่ การเชื่อมต่อที่ถูกต้องนั้นขึ้นอยู่กับกระแสไฟฟ้า การออกแบบบรรจุภัณฑ์ ขนาดแผ่นรอง พฤติกรรมทางความร้อน และข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือ อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับพลังงานบางชนิดอาจใช้ลวดเส้นเล็ก สายริบบิ้น คลิป หรือเทคโนโลยีการเชื่อมต่ออื่นๆ
เครื่องจักรเครื่องเดียวสามารถเชื่อมทั้งลวดเส้นเล็กและลวดเส้นใหญ่ได้หรือไม่?
ระบบที่ยืดหยุ่นหรือระบบพัฒนาบางระบบมีหัวเชื่อมแบบถอดเปลี่ยนได้ แต่ต้องตรวจสอบความสามารถนี้กับเครื่องจักรที่ใช้จริง หัวเชื่อมลวดละเอียดไม่สามารถนำไปใช้กับลวดหนาได้เสมอไป เพียงเพราะทั้งสองแบบใช้การเชื่อมแบบลิ่มเหมือนกัน
คำแนะนำสุดท้าย
เลือกกระบวนการเชื่อมต่อก่อนเลือกแบบเครื่องจักร เครื่องเชื่อมแบบลูกบอล (Ball bonder) โดยทั่วไปแล้วเป็นตัวเลือกที่แข็งแกร่งที่สุดสำหรับการบรรจุภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์แบบลวดละเอียดความเร็วสูง เครื่องเชื่อมแบบลิ่ม (Wedge bonder) สำหรับลวดละเอียดจะมีความสำคัญเมื่อต้องการลูปขนาดเล็ก การเชื่อมต่อแบบกำหนดทิศทาง การประมวลผลที่อุณหภูมิต่ำ หรือวัสดุพิเศษเป็นปัจจัยควบคุมการออกแบบ เครื่องเชื่อมแบบลวดหนาและแบบริบบอน (Heavy-wire and ribbon bonder) เหมาะสำหรับงานด้านพลังงาน ยานยนต์ แบตเตอรี่ และงานกระแสไฟฟ้าสูงที่ต้องการการเชื่อมต่อขนาดใหญ่ขึ้นและระบบเชื่อมแบบลิ่มที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
หลังจากระบุทิศทางกระบวนการที่ถูกต้องแล้ว ให้เปรียบเทียบตัวเลือกที่มีอยู่อุปกรณ์เชื่อมต่อสายไฟโดยพิจารณาจากหัวเชื่อมที่แม่นยำ ช่วงลวด เครื่องมือ ตัวจับชิ้นงาน ระบบอัตโนมัติ และความสามารถในการทดสอบ หากต้องการพูดคุยเกี่ยวกับแพ็คเกจหรือเครื่องจักรที่ระบุ โปรดส่งข้อมูลจำเพาะของลวดหรือริบบิ้น ภาพวาดแพ็คเกจ วัสดุแผ่นรอง ข้อกำหนดของลูป และเป้าหมายการผลิตผ่านทางหน้าติดต่อของ All-SMT.
