Дослідження процесу застосування ріжучого леза в зварювальній машині для упаковки з інтегральною схемою

Анотація:

Клин є ключовим інструментом у процесі з’єднання проводів під час тестування інтегральних схем. Від правильного вибору клина залежить стабільність, надійність і економічність процесу склеювання. Базуючись на виборі та заміні клинів для машини для склеювання дроту ASM-AB339, у цій статті представлено методи вибору та розбирання клинів. Дослідження робить висновок, що правильний вибір клина може ефективно зменшити знос обладнання для скріплення дроту та торцевої поверхні наконечника клина, тим самим подовжуючи термін служби обох.

0 Вступ

Упаковка інтегральних схем, також відома як електронна упаковка, є незамінним процесом у виробництві мікросхем інтегральних схем, слугуючи життєво важливим мостом між електронними пристроями та електронними системами. Він не лише з’єднує схеми, захищає мікросхеми та покращує теплопровідність пристроїв, але, що більш важливо, він з’єднує паяні з’єднання алюмінієвої колодки на пластинчастому чіпі з контактами всередині рамки за допомогою золотих (або мідних) дротів, таким чином створюючи різні ефекти схеми. Клин є ключовим інструментом у процесі з’єднання проводів під час тестування інтегральних схем. Він ефективно розрізає паяні з’єднання, утворені між золотими (або мідними) проводами та внутрішніми контактами, забезпечуючи ефективність, надійність і стабільність виробництва інтегральних схем.

1. Процес склеювання дроту

З’єднання дротів — важливий процес у упаковці та тестуванні інтегральних схем. Якість процесу з’єднання дротів має значний вплив на електричні характеристики, стабільність і надійність всього пристрою в упаковці. Приблизно 30% несправностей напівпровідникових пристроїв викликані проблемами між мікросхемами; тому міцність з’єднання проводів має істотний вплив на надійність напівпровідникових приладів [1-2].

1.1 Методи з’єднання проводів

Мікросхема кріпиться до металевого каркасу, а процес з’єднання дротів використовується для послідовного з’єднання тонких металевих дротів із мікросхемою та каркасом для завершення з’єднання. При зварюванні дротом використовуються такі методи, як нагрівання, тиск і ультразвук для руйнування оксидного шару на поверхні склеюваного об’єкта, викликаючи пластичну деформацію, завдяки чому досягається дуже щільний контакт між дротом і поверхнею, що склеюється, таким чином утворюючи паяне з’єднання. Серед методів з’єднання дротів найчастіше використовують термо{2}}з’єднання під тиском, ультразвукове з’єднання та термоакустичне з’єднання [3-4].

1.2 Процес склеювання проводів

1.2.1 Процес склеювання куль

Процес склеювання кульок виглядає наступним чином: скріплюючий дріт вертикально вставляють у циліндричний клиновий інструмент. Під дією електричної іскри дріт нагрівається і переходить у рідкий стан. Завдяки поверхневому натягу рідина утворює форму кулі. Клин опускається вниз і тисне на кульку припою, завдяки чому кулька припою з’єднується з алюмінієвою прокладкою інтегральної схеми, завершуючи процес зварювання. Після цього клин піднімається і рухається по заданій доріжці. Коли він досягає внутрішнього положення штифта, тиск і ультразвукова енергія використовуються для завершення зварювання, утворюючи паяне з’єднання [5-6].

1.2.2 Процес з’єднання клинів

Процес з’єднання клинів виглядає наступним чином: металевий дріт вставляється в заздалегідь -заданий невеликий отвір на задній частині клина, завдяки чому металевий дріт утворює кут від 30 градусів до 60 градусів із площиною області з’єднання. Потім клиновий клин опускається вниз і, досягнувши місця з’єднання контактної площадки, притискає металевий дріт до поверхні місця з’єднання. Для завершення склеювання використовується ультразвукове зварювання або термоакустичне зварювання. Після цього клин піднімається і рухається по заданій доріжці. Коли він досягає внутрішнього положення штифта, він завершує зварювання, використовуючи тиск і ультразвукову енергію для формування паяного з’єднання [7].

2. Функція та спосіб вибору клина

2.1 Функція клина

Клин є одним із ключових компонентів пакувального обладнання для напівпровідників. Зазвичай він виготовляється з керамічних або керамічних композитних матеріалів і включає корпус леза, конічний отвір у сердечнику (також званий отвором вертикального напрямку) і наконечник (кінчик леза), розташований у верхній частині переднього кінця корпусу леза. Корпус леза та вістря є обертовими тілами з центральною віссю конічного отвору сердечника як віссю симетрії. Функція отвору конічного сердечника полягає в тому, щоб забезпечити проходження з’єднувального дроту. У передньому отворі конічного сердечника діаметр отвору конічного сердечника поступово збільшується, тобто передній отвір конічного отвору сердечника розширюється, таким чином утворюючи фаску конічного отвору сердечника, також відомий як внутрішній дотичний кут, який полегшує зачеплення металевої кульки, яка використовується під час склеювання дроту. Крім того, дотичні по обидва боки поздовжнього перерізу наконечника наконечника мають дугоподібну-форму, таким чином утворюючи певний кут із робочою поверхнею, тобто кут робочої поверхні [8-10]. 2.2 Метод вибору для скошувачів

Вибір сколювачів повинен комплексно враховувати такі фактори, як діаметр золотого дроту, розмір алюмінієвої колодки, відстань між алюмінієвою колодкою та висоту прилеглої дуги.

1) Виберіть апертуру скосу (H) на основі діаметра золотого дроту. Формула оцінки: діафрагма (H)=діаметр золотого дроту + емпіричне значення (0,5-0,8 mil).

2) Виберіть внутрішній діаметр фаски (DC) на основі розміру алюмінієвої прокладки. Формула оцінки: внутрішній діаметр фаски (DC)=Розмір алюмінієвої прокладки - Емпіричне значення 0,8-0,9 mil.

3) Виберіть діаметр головки рубача (D) t на основі відстані між алюмінієвими пластинами. Формула оцінки така: Діаметр головки (D)t=2 × Відстань між алюмінієвими колодками - Середній діаметр золотої кульки.

4) Виберіть форму голівки сколу на основі висот суміжних дуг і суміжних відстаней.

2.3 Порівняння діаметрів різця та золотого дроту

3.1 Розвантаження старого фрезера

Натисніть кнопку «ChgCap» на апараті для зварювання тиском ASM-AB339 і за допомогою динамометричного ключа поверніть гвинт різця проти годинникової стрілки на 1-2 оберти, щоб видалити старий різак.

3.2 Завантаження нового фрезера

1) На екрані зварювального апарату під тиском ASM-AB339 відображається інформація про завантаження. Використовуйте пінцет, щоб тримати середину різця, який потрібно замінити, вставити верхній кінець різця в отвір, щоб верхній кінець різця був на одному рівні з верхньою поверхнею. За допомогою гайкового ключа відрегулюйте крутний момент за годинниковою стрілкою до 1,8-2 Н і затягніть гвинт фрези.

2) Двічі поспіль натисніть кнопку «Enter» на апараті для зварювання тиском ASM-AB339.

3) Апарат для зварювання тиском ASM-AB339 переходить у фазу ультразвукового автоматичного виявлення.

4) Двічі поспіль натисніть кнопку «Стоп» на апараті для зварювання тиском ASM-AB339.

5) Натисніть клавішу «Enter» на апараті для зварювання тиском ASM-AB339. Натисніть 1, щоб скинути статистику капілярів, а потім натисніть enter, щоб продовжити. Натисніть «1» ще раз, щоб очистити кількість капілярів.

6) Натисніть клавішу «Enter» на апараті для зварювання тиском ASM-AB339. Вирівняйте перехрестя зі шпилькою (L/F), потім знову натисніть «Enter», щоб зробити позначку на шпильці капіляром. Перемістіть панель керування, доки перехрестя не вирівняється з центром позначки.

7) Auto tch fir lvl: Автоматично регулювати горизонтальну відстань (висоту запального стрижня) між стрижнем запалювання та ріжучим лезом: A=так B=ні СТОП=вихід. Натисніть «A», щоб відобразити: «Adjust fir lvl» регулює горизонтальну відстань між стрільбою та ріжучим лезом. Використовуйте клавіші зі стрілками вгору та вниз, щоб перевести головку ріжучого леза (кінчик) на один рівень із головкою (кінчиком) стрижня, а потім натисніть «Enter → Stop», щоб вийти.

8) Натисніть Shift+CtrlSr/EFO, щоб виміряти висоту.

4. Висновок

Завдяки дослідженню процесу вибору та заміни ріжучого леза для зварювального апарату під тиском ASM-AB339 запропоновано ефективний метод вибору ріжучих лез і стандартну специфікацію для процесу заміни ріжучих лез для зварювального апарату під тиском ASM-AB339 та подібних машин для зварювання під тиском. Це має значні практичні наслідки для підвищення терміну служби обладнання для зварювання тиском і ріжучих лез.