We współczesnym przemyśle wytwórczym elektroniki, od smartfonów i elektroniki samochodowej po nowe akumulatory energetyczne, prawie wszystkie-precyzyjne produkty elektroniczne opierają się na kluczowej technologii połączeń wewnętrznych-łączenia przewodów. Podstawowym wyposażeniem tego procesu jest maszyna do spajania drutem. Choć może się to wydawać po prostu „połączeniem cienkim drutem”, w rzeczywistości integruje ono inżynierię materiałową, precyzyjną kontrolę i technologię automatyzacji, co czyni go niezbędnym ogniwem w łańcuchu dostaw produkcji elektroniki.
Jak dokładnie działa maszyna do klejenia drutu? Jakie są podstawowe zasady? Jaki proces umożliwia-precyzyjne połączenia?
I. Co to jest łączenie drutu?
Łączenie drutem to technologia wykorzystująca wyjątkowo cienkie druty metalowe do uzyskania połączeń elektrycznych, używana głównie do łączenia chipów (matryc) z podłożami opakowaniowymi lub zewnętrznymi pinami. Mówiąc najprościej, jego funkcją jest „wydobycie” wewnętrznych obwodów chipa, umożliwiając mu przesyłanie sygnałów i łączenie się z systemami zewnętrznymi.
Powszechnie stosowane materiały do łączenia przewodów obejmują złoto, aluminium i miedź, a średnica drutu wynosi zazwyczaj od 15 do 75 mikrometrów-drobniejszych niż ludzki włos. Ten niewielki rozmiar stawia niezwykle wysokie wymagania w zakresie precyzji i stabilności sprzętu.
II. Podstawowa zasada działania maszyn do klejenia drutu
Wiele osób błędnie uważa, że łączenie przewodów to „połączenie stopione”, podobne do tradycyjnego lutowania, ale tak nie jest. Maszyny do spajania drutem wykorzystują zasadniczo technologię łączenia-w stanie stałym, wykorzystując połączone działanie ciśnienia, ciepła i energii ultradźwiękowej w celu uzyskania wiązania atomowego między dwoma metalami na poziomie mikroskopowym, tworząc w ten sposób silne wiązanie metalurgiczne.
W procesie tym: ciśnienie powoduje odkształcenie plastyczne powierzchni metalu; wibracje ultradźwiękowe rozbijają warstwę tlenku na powierzchni metalu; ciepło sprzyja dyfuzji atomów. Ostatecznie dwa metale osiągają silne wiązanie bez topienia.
III. Kompletny przebieg pracy maszyny do klejenia drutu
W pełni automatyczna maszyna do spajania drutu zazwyczaj działa z dużą prędkością i w sposób ciągły. Podstawowy przepływ pracy można podzielić na następujące etapy:
1. Załadunek i precyzyjne pozycjonowanie
Najpierw na platformie roboczej umieszcza się łączony element (np. chip lub zakładkę akumulatora). Sprzęt jest mocowany za pomocą-precyzyjnej platformy ruchowej, a system wizyjny CCD służy do identyfikacji i korygowania położenia punktu łączenia, zapewniając kontrolę błędu w pozycji łączenia w zakresie mikrometrów. Ten krok bezpośrednio określa dokładność łączenia i jest ważną podstawą zapewnienia wydajności produktu.
2. Kontrola podawania drutu
Zgrzewarka drutowa uwalnia cienki metalowy drut ze szpuli i poprzez urządzenie przewodzące i system kontroli naprężenia stabilnie podaje drut do obszaru łączenia. Podczas podawania drutu należy utrzymywać stałe napięcie; w przeciwnym razie łatwo mogą wystąpić problemy, takie jak zerwanie drutu, zawiązanie węzła lub niewspółosiowość.
3. Pierwsze utworzenie wiązania (wiązanie kulowe)
W procesie łączenia kulkowego maszyna do spajania drutu najpierw topi koniec metalowego drutu, tworząc maleńką kulistą strukturę (kula swobodnego powietrza) za pomocą iskry elektrycznej lub ogrzewania. Grot lutowniczy następnie dociska metalową kulkę do płytki wiórowej, jednocześnie wywierając nacisk, ciepło i energię ultradźwiękową, tworząc pierwsze mocne połączenie lutowane.
To złącze lutowane, zwykle umieszczone na chipie, jest punktem wyjścia całego połączenia, a jego jakość bezpośrednio wpływa na stabilność całego obwodu.
4. Tworzenie pętli
Po wykonaniu pierwszego połączenia lutowniczego grot lutowniczy przesuwa się do drugiej pozycji lutowania, jednocześnie wyciągając-przewodnik w kształcie łuku. Proces ten nazywany jest „tworzeniem pętli” lub „tworzeniem łuku”.
Kształt i wysokość łuku nie są projektowane arbitralnie, ale precyzyjnie kontrolowane, aby:
- Łagodzi naprężenia spowodowane rozszerzalnością i kurczeniem cieplnym
- Popraw odporność na wstrząsy
- Zapobiegaj uszkodzeniom przewodów lub zwarciom
Dlatego konstrukcja łuku drutu lutowniczego odgrywa kluczową rolę w niezawodności.
5. Drugie formowanie złącza lutowniczego (wiązanie ściegowe/wiązanie klinowe)
Grot lutowniczy przesuwa się do drugiego punktu połączenia (takiego jak kołek lub wypustka) i kończy połączenie poprzez ponowne przyłożenie ciśnienia i energii ultradźwiękowej. To połączenie lutowane ma zazwyczaj kształt-klina lub jest spłaszczone i nazywa się je spoiwem ściegowym lub spoiwem klinowym.
W tym momencie została ustalona kompletna ścieżka podłączenia elektrycznego.
6. Cięcie drutu i praca cykliczna
Po spawaniu urządzenie automatycznie odcina metalowy drut i formuje nowy koniec drutu, przygotowując go do kolejnej operacji spawania. Cały proces jest zwykle zakończony w bardzo krótkim czasie, co umożliwia-ciągłą produkcję z dużą szybkością, spełniającą potrzeby produkcji-na dużą skalę.
IV. Typy procesów łączenia drutu głównego nurtu
W zależności od procesu maszyny do spajania drutu dzielą się głównie na dwa typy:
1. Klejenie kulek
- Używa głównie złotego drutu
- Wysoka precyzja i dobra stabilność
- Szeroko stosowany w opakowaniach półprzewodników
Jego cechą charakterystyczną jest to, że najpierw formowana jest metalowa kula, a następnie spawana.
2. Klejenie klinowe
- Najczęściej wykorzystuje drut aluminiowy lub miedziany
- Niższy koszt
Nadaje się do urządzeń zasilających i przemysłu akumulatorowego
Charakteryzuje się tym, że druty są bezpośrednio ściskane razem, bez konieczności tworzenia struktury w kształcie kuli.
ACEY-3753Aautomatyczne sklejanie drutuwysoce precyzyjny system spawalniczy, zaprojektowany do montażu akumulatorów mocy, akumulatorów energii i różnych modułów akumulatorów litowo-jonowych. Stosowany jest przede wszystkim do tworzenia niezawodnych połączeń szyn aluminiowych z zaczepami akumulatorów.
V. Obszary zastosowań
Technologia łączenia przewodów jest szeroko stosowana w wielu-najwyższych dziedzinach produkcji, w tym:
Przemysł półprzewodników:Stosowany do produkcji układów scalonych, opakowań LED i czujników, jest jednym z podstawowych procesów pakowania chipów.
Nowe akumulatory energetyczne:Stosowany do połączeń elektrod i konstrukcji wewnętrznej struktury przewodzącej w modułach baterii zasilających, bateriach cylindrycznych i bateriach kieszeniowych.
Elektronika samochodowa:Stosowane w modułach IGBT, systemach sterowania i różnych urządzeniach energoelektronicznych.
Elektronika użytkowa:Takie jak chipy do telefonów komórkowych, moduły kamer i inteligentne urządzenia do noszenia.
Można powiedzieć, że technologia łączenia przewodów stała się jedną z podstawowych metod łączenia we współczesnym przemyśle elektronicznym.
W miarę rozwoju produktów elektronicznych w kierunku miniaturyzacji i wysokiej wydajności, precyzja, szybkość i stabilność maszyn do spajania drutu również stale się poprawiają. W przyszłości będzie nadal odgrywać ważną rolę w dziedzinach półprzewodników, nowej energii i wysokiej klasy-produkcji.
o nas
Nowa Energiajest dostawcą-najwyższej klasy sprzętu i kompletnych rozwiązań w zakresie linii produkcyjnych dla branży nowych akumulatorów energetycznych. Zależy nam na zapewnianiu globalnym producentom akumulatorów, instytucjom badawczym i innowacyjnym organizacjom energetycznym usług w pełnym-cyklu, od prac rozwojowych po eksperymentalne-produkcję na dużą skalę.
