Máy liên kết dây hoạt động như thế nào?

Trong ngành sản xuất thiết bị điện tử hiện đại, từ điện thoại thông minh và thiết bị điện tử ô tô cho đến pin năng lượng mới, hầu hết các sản phẩm điện tử-có độ chính xác cao đều dựa vào công nghệ then chốt để kết nối bên trong-dây liên kết. Thiết bị cốt lõi cho quá trình này là máy liên kết dây. Mặc dù có vẻ giống như một "kết nối dây tốt", nhưng nó thực sự tích hợp khoa học vật liệu, điều khiển chính xác và công nghệ tự động hóa, khiến nó trở thành một mắt xích không thể thiếu trong chuỗi cung ứng sản xuất điện tử.

Vậy chính xác thì máy liên kết dây hoạt động như thế nào? Các nguyên tắc cơ bản là gì? Và quy trình nào cho phép kết nối có độ chính xác- cao?

Liên kết dây là công nghệ sử dụng dây kim loại cực mịn để đạt được kết nối điện, chủ yếu được sử dụng để kết nối chip (khuôn) với đế đóng gói hoặc chân bên ngoài. Nói một cách đơn giản, chức năng của nó là “làm nổi” mạch điện bên trong của chip, cho phép nó truyền tín hiệu và kết nối với các hệ thống bên ngoài.

Các vật liệu liên kết dây phổ biến bao gồm vàng, nhôm và đồng, với đường kính dây thường nhỏ hơn sợi tóc từ 15 đến 75 micromet-. Kích thước nhỏ này đặt ra yêu cầu cực kỳ cao về độ chính xác và độ ổn định của thiết bị.

Nhiều người lầm tưởng rằng hàn dây là “kết nối nóng chảy” tương tự như hàn truyền thống, nhưng thực tế không phải vậy. Về cơ bản, máy liên kết dây sử dụng công nghệ liên kết ở trạng thái rắn-, sử dụng các tác động kết hợp của áp suất, nhiệt và năng lượng siêu âm để đạt được liên kết nguyên tử giữa hai kim loại ở cấp độ vi mô, từ đó hình thành liên kết luyện kim bền chặt.

Trong quá trình này: áp suất gây biến dạng dẻo cho bề mặt kim loại; rung siêu âm phá vỡ lớp oxit trên bề mặt kim loại; nhiệt thúc đẩy sự khuếch tán nguyên tử. Cuối cùng, hai kim loại đạt được liên kết bền chặt mà không bị tan chảy.

Máy liên kết dây hoàn toàn tự động thường hoạt động ở tốc độ cao và liên tục. Quy trình làm việc cốt lõi của nó có thể được chia thành các bước sau:

1. Tải và định vị chính xác

Đầu tiên, phôi cần liên kết (chẳng hạn như chip hoặc tab pin) được đặt trên bệ làm việc. Thiết bị được cố định bằng một nền tảng chuyển động có độ chính xác-cao và hệ thống thị giác CCD được sử dụng để xác định và sửa vị trí của điểm liên kết, đảm bảo rằng lỗi ở vị trí liên kết được kiểm soát trong phạm vi micromet. Bước này trực tiếp quyết định độ chính xác của liên kết và là nền tảng quan trọng để đảm bảo năng suất sản phẩm.

2. Kiểm soát cấp dây

Máy liên kết dây giải phóng dây kim loại mỏng khỏi ống cuộn và thông qua thiết bị dẫn điện và hệ thống kiểm soát lực căng, đưa dây vào khu vực liên kết một cách ổn định. Độ căng không đổi phải được duy trì trong quá trình cấp dây; nếu không, các vấn đề như đứt dây, thắt nút hoặc lệch dây có thể dễ dàng xảy ra.

3. Hình thành trái phiếu đầu tiên (Ball Bond)

Trong quá trình liên kết bi, trước tiên, máy liên kết dây sẽ làm tan chảy phần cuối của dây kim loại để tạo thành cấu trúc hình cầu cực nhỏ (Bóng khí tự do) thông qua tia lửa điện hoặc đốt nóng. Sau đó, đầu hàn sẽ ấn quả cầu kim loại lên miếng chip, đồng thời tác dụng áp suất, nhiệt và năng lượng siêu âm để tạo thành mối hàn chắc chắn đầu tiên.

Mối hàn này, thường nằm trên chip, là điểm khởi đầu của toàn bộ kết nối và chất lượng của nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định của toàn bộ mạch.

4. Hình thành vòng lặp

Sau khi hoàn thành mối hàn đầu tiên, đầu hàn sẽ di chuyển đến vị trí hàn thứ hai, đồng thời kéo ra một dây dẫn hình vòng cung. Quá trình này được gọi là "hình thành vòng lặp" hoặc "hình thành vòng cung".

Hình dạng và chiều cao của vòng cung không được thiết kế tùy tiện mà được kiểm soát chính xác nhằm:

• Giảm căng thẳng do sự giãn nở và co lại nhiệt
• Cải thiện khả năng chống sốc
• Ngăn ngừa đứt dây dẫn hoặc đoản mạch

Vì vậy, thiết kế hồ quang của dây hàn đóng một vai trò quan trọng đối với độ tin cậy.

5. Hình thành mối hàn thứ hai (Stitch Bond / Wedge Bond)

Đầu hàn di chuyển đến điểm kết nối thứ hai (chẳng hạn như chốt hoặc tab) và hoàn thành kết nối bằng cách tác dụng lại áp suất và năng lượng siêu âm. Mối hàn này thường có hình nêm-hoặc dẹt và được gọi là liên kết khâu hoặc liên kết nêm.

Đến đây, đường dẫn kết nối điện hoàn chỉnh đã được thiết lập.

6. Cắt dây và vận hành theo chu kỳ

Sau khi hàn, thiết bị sẽ tự động cắt dây kim loại và tạo thành đầu dây mới, chuẩn bị cho thao tác hàn tiếp theo. Toàn bộ quá trình thường được hoàn thành trong thời gian rất ngắn, cho phép sản xuất liên tục ở tốc độ cao-để đáp ứng nhu cầu sản xuất ở quy mô-lớn.

Tùy thuộc vào quy trình, máy liên kết dây chủ yếu được chia thành hai loại:

1. Liên kết bóng

• Chủ yếu sử dụng dây vàng
• Độ chính xác cao và độ ổn định tốt
• Được sử dụng rộng rãi trong bao bì bán dẫn

Đặc điểm của nó là một quả bóng kim loại được hình thành trước, sau đó được hàn.

2. Liên kết nêm

• Chủ yếu sử dụng dây nhôm hoặc đồng
• Chi phí thấp hơn

Thích hợp cho các thiết bị điện và ngành công nghiệp pin

Đặc điểm của nó là các dây được ép trực tiếp với nhau mà không cần phải tạo thành cấu trúc hình quả bóng.

ACEY-3753Amáy nối dây tự độngmột-hệ thống hàn có độ chính xác cao được thiết kế để lắp ráp pin điện, pin lưu trữ năng lượng và các mô-đun pin lithium-ion khác nhau. Nó chủ yếu được sử dụng để tạo kết nối đáng tin cậy giữa thanh cái nhôm và tab pin.

Công nghệ liên kết dây được sử dụng rộng rãi trong nhiều-lĩnh vực sản xuất cao cấp, bao gồm:

Công nghiệp bán dẫn:Được sử dụng cho chip IC, bao bì LED và sản xuất cảm biến, đây là một trong những quy trình cốt lõi của đóng gói chip.

Pin năng lượng mới:Được sử dụng để kết nối điện cực và xây dựng cấu trúc dẫn điện bên trong trong các mô-đun pin điện, pin hình trụ và pin dạng túi.

Điện tử ô tô:Áp dụng cho các mô-đun IGBT, hệ thống điều khiển và các thiết bị điện tử công suất khác nhau.

Điện tử tiêu dùng:Chẳng hạn như chip điện thoại di động, mô-đun máy ảnh và thiết bị đeo thông minh.

Có thể nói, công nghệ nối dây đã trở thành một trong những phương pháp kết nối cơ bản trong ngành điện tử hiện đại.

Khi các sản phẩm điện tử phát triển theo hướng thu nhỏ và hiệu suất cao, độ chính xác, tốc độ và độ ổn định của máy dán dây cũng không ngừng được cải thiện. Trong tương lai, nó sẽ tiếp tục đóng một vai trò quan trọng trong các lĩnh vực sản xuất chất bán dẫn, năng lượng mới và{1}}cao cấp.

Acey Năng lượng mớilà nhà cung cấp thiết bị cao cấp-và các giải pháp dây chuyền sản xuất hoàn chỉnh cho lĩnh vực pin năng lượng mới. Chúng tôi cam kết cung cấp cho các nhà sản xuất pin, tổ chức nghiên cứu và tổ chức năng lượng đổi mới toàn cầu các dịch vụ-chu trình đầy đủ từ phát triển thử nghiệm đến sản xuất-quy mô lớn.

Liên hệ ngay