A la indústria de fabricació d'electrònica moderna, des de telèfons intel·ligents i electrònica per a automòbils fins a noves bateries d'energia, gairebé tots els productes electrònics d'alta{0}}precisió es basen en una tecnologia clau per a les connexions internes-unió de cables. L'equip bàsic d'aquest procés és la màquina d'unió de filferro. Tot i que pot semblar només una "connexió de cable fi", en realitat integra la ciència dels materials, el control de precisió i la tecnologia d'automatització, cosa que la converteix en un enllaç indispensable a la cadena de subministrament de fabricació d'electrònica.
Aleshores, com funciona exactament una màquina d'unió de filferro? Quins són els principis subjacents? I quin procés permet connexions d'alta-precisió?
I. Què és la connexió de filferro?
L'enllaç de filferro és una tecnologia que utilitza cables metàl·lics extremadament fins per aconseguir connexions elèctriques, que s'utilitza principalment per connectar xips ( matrius) a substrats d'embalatge o agulles externes. En poques paraules, la seva funció és "treure" els circuits interns del xip, permetent-li transmetre senyals i connectar-se a sistemes externs.
Els materials d'unió de filferro habituals inclouen l'or, l'alumini i el coure, amb diàmetres de filferro que normalment oscil·len entre 15 i 75 micròmetres-més fi que un cabell humà. Aquesta mida minúscula exigeix extremadament la precisió i l'estabilitat de l'equip.
II. Principi de funcionament bàsic de les màquines d'unió de filferro
Molta gent creu erròniament que la connexió de filferro és una "connexió fosa" similar a la soldadura tradicional, però aquest no és el cas. Les màquines d'unió de filferro utilitzen essencialment una tecnologia d'unió d'estat sòlid-, que utilitzen els efectes combinats de la pressió, la calor i l'energia ultrasònica per aconseguir l'enllaç atòmic entre dos metalls a nivell microscòpic, formant així un fort enllaç metal·lúrgic.
En aquest procés: la pressió provoca la deformació plàstica de la superfície metàl·lica; la vibració ultrasònica trenca la capa d'òxid a la superfície metàl·lica; la calor afavoreix la difusió atòmica. En definitiva, els dos metalls aconsegueixen un enllaç fort sense fondre's.
III. Flux de treball complet d'una màquina d'unió de filferro
Una màquina d'unió de filferro totalment automàtica normalment funciona a alta velocitat i contínuament. El seu flux de treball bàsic es pot dividir en els passos següents:
1. Càrrega i posicionament precís
En primer lloc, la peça a unir (com ara un xip o una pestanya de bateria) es col·loca a la plataforma de treball. L'equip està fixat per una plataforma de moviment d'alta-precisió i s'utilitza un sistema de visió CCD per identificar i corregir la posició del punt d'enllaç, assegurant que l'error en la posició d'enllaç es controla dins del rang del micròmetre. Aquest pas determina directament la precisió de l'enllaç i és una base important per garantir el rendiment del producte.
2. Control d'alimentació de filferro
La màquina d'unió de filferro allibera el cable metàl·lic prim de la bobina i, mitjançant un dispositiu conductor i un sistema de control de tensió, alimenta de manera estable el cable a la zona d'enllaç. S'ha de mantenir una tensió constant durant el procés d'alimentació del filferro; en cas contrari, es poden produir fàcilment problemes com el trencament del cable, els nusos o la desalineació.
3. Formació del primer enllaç (Ball Bond)
En el procés d'unió de boles, la màquina d'unió de filferro fon primer l'extrem del cable metàl·lic per formar una petita estructura esfèrica (bola d'aire lliure) mitjançant una espurna elèctrica o calefacció. A continuació, la punta de soldadura pressiona la bola metàl·lica sobre el coixinet de xip, aplicant simultàniament pressió, calor i energia ultrasònica per formar la primera junta de soldadura forta.
Aquesta junta de soldadura, normalment situada al xip, és el punt de partida de tota la connexió i la seva qualitat afecta directament l'estabilitat de tot el circuit.
4. Formació de bucles
Després de completar la primera unió de soldadura, la punta de soldadura es mou a la segona posició de soldadura, traient simultàniament un conductor en forma d'arc-. Aquest procés s'anomena "formació de bucles" o "formació d'arcs".
La forma i l'alçada de l'arc no estan dissenyades arbitràriament, sinó que es controlen amb precisió per:
- Alleuja l'estrès causat per l'expansió i la contracció tèrmica
- Millorar la resistència als cops
- Evitar trencaments de conductors o curtcircuits
Per tant, el disseny de l'arc del cable de soldadura té un paper crucial en la fiabilitat.
5. Segona formació d'unió de soldadura (enllaç de punt / enllaç de falca)
La punta de soldadura es mou al segon punt de connexió (com ara un pin o una pestanya) i completa la connexió aplicant pressió i energia ultrasònica de nou. Aquesta unió de soldadura normalment té forma de falca-o aplanada i s'anomena unió de punt o unió de falca.
En aquest punt, s'ha establert una ruta de connexió elèctrica completa.
6. Tall de filferro i funcionament cíclic
Després de la soldadura, l'equip talla automàticament el fil metàl·lic i forma un nou extrem del cable, preparant-lo per a la següent operació de soldadura. Normalment, tot el procés es completa en molt poc temps, cosa que permet una producció contínua d'alta-velocitat per satisfer les necessitats de la fabricació a gran-escala.
IV. Tipus de procés d'unió de filferro principal
Depenent del procés, les màquines d'unió de filferro es divideixen principalment en dos tipus:
1. Unió de boles
- Utilitza principalment fil d'or
- Alta precisió i bona estabilitat
- Àmpliament utilitzat en envasos de semiconductors
La seva característica és que primer es forma una bola metàl·lica i després es solda.
2. Unió de falques
- La majoria utilitza filferro d'alumini o coure
- Menor cost
Adequat per a dispositius d'alimentació i la indústria de les bateries
La seva característica és que els cables es pressionen directament entre ells, sense necessitat de formar una estructura en forma de bola-.
ACEY-3753Aunió automàtica de filferroun sistema de soldadura d'alta{0}}precisió dissenyat per al muntatge de bateries d'energia, bateries d'emmagatzematge d'energia i diversos mòduls de bateries d'ions de liti. S'utilitza principalment per crear connexions fiables entre barres d'alumini i pestanyes de la bateria.
V. Àmbits d'aplicació
La tecnologia d'unió de filferro s'utilitza àmpliament en molts camps de fabricació{0}}de gamma alta, com ara:
Indústria de semiconductors:S'utilitza per a la fabricació de xips IC, envasos LED i sensors, és un dels processos bàsics de l'embalatge de xips.
Bateries d'energia noves:S'utilitza per a connexions d'elèctrodes i construcció d'estructura conductora interna en mòduls de bateries d'alimentació, bateries cilíndriques i bateries de bossa.
Electrònica de l'automòbil:S'aplica a mòduls IGBT, sistemes de control i diversos dispositius electrònics de potència.
Electrònica de consum:Com ara xips de telèfons mòbils, mòduls de càmeres i dispositius portàtils intel·ligents.
Es pot dir que la tecnologia d'unió de filferro s'ha convertit en un dels mètodes de connexió fonamentals a la indústria electrònica moderna.
A mesura que els productes electrònics es desenvolupen cap a la miniaturització i l'alt rendiment, la precisió, la velocitat i l'estabilitat de les màquines d'unió de filferro també milloren constantment. En el futur, continuarà jugant un paper important en els camps dels semiconductors, les noves energies i la-fabricació de gamma alta.
sobre Nosaltres
Acey Nova Energiaés un proveïdor d'equips-de gamma alta i solucions completes de línia de producció per al nou camp de les bateries d'energia. Ens comprometem a oferir als fabricants globals de bateries, institucions de recerca i organitzacions energètiques innovadores serveis de cicle complet de-des del desenvolupament experimental fins a la producció a gran-escala.
