Introdução da máquina de solda ultrassônica de fio de alumínio

Introdução    

A soldagem ultrassônica , também conhecida como "ligação", é um método especial de soldagem que utiliza energia de vibração mecânica de frequência ultrassônica (16-120 kHz) para conectar metais, semicondutores, plásticos e cerâmicas iguais ou diferentes. A soldagem ultrassônica tem sido amplamente utilizada na produção de circuitos integrados, capacitores, componentes de blindagem de transformadores de ultra-alta tensão, micromotores, componentes eletrônicos, baterias e peças plásticas. Comparada com a tecnologia de soldagem tradicional, a tecnologia de soldagem ultrassônica tem as vantagens de alta velocidade, alta eficiência e alta auto-automação, e tornou-se a tecnologia básica para interconexão em pacotes de semicondutores.

O princípio básico da soldagem por pressão ultrassônica

A energia ultrassônica é energia de vibração mecânica que opera em frequências acima das ondas sonoras (a audição humana normal tem um limite de frequência superior de 18 kHz). A frequência de ligação ultrassônica usada na embalagem de semicondutores é geralmente de 40 kHz a 120 kHz. A soldagem por pressão ultrassônica é um método de soldagem em fase sólida. Este método especial de soldagem em fase sólida pode ser simplesmente descrito como: no início da soldagem, o material metálico sofre um forte fluxo plástico sob a ação do atrito, formando uma ligação entre as superfícies metálicas puras. O contato cria as condições. O aumento da temperatura e a vibração de alta frequência da área de junção fazem com que os átomos na rede metálica sejam ativados. Portanto, quando os átomos de metal com propriedades de ligação covalente estão próximos uns dos outros a uma distância medida em nanômetros.

A pesquisa sobre o processo de soldagem mostra que o atrito, o fluxo plástico e a temperatura são os três principais fatores interdependentes para alcançar a soldagem ultrassônica, entre os quais o atrito desempenha um papel de destaque, que não é apenas a principal fonte de calor na soldagem, mas também eliminando o óxido filme para puro Contato entre superfícies metálicas cria condições.

A energia necessária para o atrito ultrassônico da soldagem pode ser expressa pela seguinte fórmula:

E=∫μPvdt[5]

Na fórmula: coeficiente μ-fricção; P-a pressão vertical na cabeça de soldagem; v-a velocidade de vibração do cabeçote de soldagem;

Dentre eles: v=4Af Na fórmula: A-amplitude do cabeçote de soldagem; f-frequência de vibração ultra-sônica; tempo de soldagem t.

Na produção real de parâmetros de soldagem por pressão ultrassônica, uma vez que o coeficiente de fricção está relacionado ao material de soldagem, à cabeça de soldagem, ao estado da superfície da solda e ao estado da superfície da solda, ao método de fixação da solda, etc., é pode ser considerado como uma constante, e a pressão P está relacionada com a agitação do material soldado. Está relacionado ao limite de fluidez, e também relacionado à dureza, espessura do material de solda e amplitude do cabeçote de soldagem; geralmente é expresso pela força de ligação, que é controlada pela pressão pneumática fornecida pela máquina, por isso é fácil de ajustar com precisão. A amplitude é selecionada pelo amplificador (buzina) e pelo design da ferramenta de soldagem. Pode ser controlado e ajustado automaticamente e com precisão pelo fornecimento de energia elétrica, expresso em poder de ligação de energia. Uma vez que o tamanho geométrico do chifre da cabeça de soldagem é determinado, então a frequência de ressonância inerente é determinada. Portanto, a frequência geralmente é fixa e conhecida quando a máquina é projetada. O tempo de soldagem é representado pelo tempo de colagem, que pode ser controlado com precisão pelo aspecto elétrico.

Portanto: a energia necessária para o atrito ultrassônico da soldagem pode ser escrita como:

E=μf∫PAdt

Portanto, existem 3 variáveis ​​básicas do processo: amplitude (energia), pressão (força) e tempo. Essas variáveis ​​estão intimamente relacionadas à energia porque o objetivo final do processo é dividir e dispersar os óxidos fornecendo energia suficiente para formar camadas opostas umas às outras em distâncias atômicas. Além disso, no processo de fabricação de embalagens de semicondutores, o aquecimento auxiliar é frequentemente usado para promover a deformação plástica, e o método de controle de temperatura é relativamente simples. Portanto, a temperatura é frequentemente controlada como uma variável do processo.

Na verdade, o processo de soldagem por pressão ultrassônica no campo da embalagem de semicondutores é frequentemente dividido em duas categorias: soldagem ultrassônica termossônica e fria. A chamada soldagem termossônica geralmente precisa usar aquecimento para aquecer a peça de trabalho através de um bloco de aquecimento, portanto, a temperatura de soldagem geralmente se torna o parâmetro do processo que precisa ser controlado.

Além disso, este processo precisa pré-disparar a extremidade do fio de solda (principalmente fio de ouro) em bolas por meio de descarga de faísca e tensão superficial, para que se torne soldagem de pressão de bola de fio de ouro, para que o controle da corrente de descarga, tempo e distância seja também exigido relativamente alto.

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