㈠ 什麼是超聲波熱壓焊
超聲熱壓焊是利用超聲波的高頻機械振動能量,對工件接頭進行內部加熱和表面清理,同時對工件施加壓力來實現焊接的一種壓焊方法。
超聲焊主要用於IC晶元互連工藝中的引線健合,即用金線、鋁線、銅線實現晶元和引線框架之間的電氣連接。因為預熱能使超聲鍵合接頭性能更好,所以超聲熱壓焊是超聲波焊接的主流。
晶元塑封時,具有一定長度的金屬絲弧在塑封料流動沖擊下會發生絲擺現象,由於目前採用的鍵合線表面通常沒有絕緣層,間距變小易引起相鄰引線間短路,絲擺嚴重時將會導致金屬絲間發生接觸,從而導致短路。
近年來,隨著微電子器件集成度的提高,微晶元的尺寸在不斷縮小,晶元電路越來越復雜,引線線徑越來越小,對絲擺現象的控制要求也越來越高。
採用漆包線進行引線鍵合連接可有效解決以上矛盾,並由此出現了X-Wire技術。2006年,國際半導體技術藍圖任務漆包線是25
um引線鍵合的潛在解決辦法,特別是用漆包銅線來替代金線迅速成為當前研究的熱點。
Song等用表面沒有絕緣薄膜的金線和有絕緣薄膜的金線作了對比實驗,研究了它們在熱影響區、金絲球的可變形等方面的差別。
線切割耗材中漆包線不能用傳統的線性振動軌跡的超聲設備進行連接。
Tsujino等採用聲極運動軌跡為橢圓的高頻超聲對絕緣銅線和銅片的焊接特性進行了研究。所用絕緣銅線外徑為0.036mm,銅片厚度為0.3mm,超聲頻率分別為40、60、100
kHz或更高頻率。
對比研究結果表明:橢圓形軌跡的超聲振動能實現絕緣銅線的焊接,且高頻復合振動能將焊點的絕緣材料剝離。焊點強度基本能達到銅的強度,隨著振動頻率的提高,焊接部位的變形和焊接強度的波動也隨之減小。但絕緣層的具體材料及焊接接頭的導電性能沒有明確說明。
㈡ 現在有多少種焊接方法
電弧焊
原子氫焊
無保護金屬絲電弧焊
碳弧焊
氣保護碳弧焊
有保護碳弧焊
雙碳極間電弧焊
氣電立焊
葯芯焊絲電弧焊
氣保護葯芯焊絲電弧焊
自保護葯芯焊絲電弧焊
熔化極氣體保護電弧焊
熔化極氣體保護脈沖電弧焊
熔化極氣體保護短路過度電弧焊
GTAW——gas tungsten arc welding——鎢極氣體保護電弧焊
GTAW-P——pulsed arc——鎢極氣體保護脈沖電弧焊
MIAW——magnetically impelled arc welding——磁推力電弧焊
PAW——plasma arc welding——等離子弧焊
SMAW——shielded metal arc welding——焊條電弧焊
SW——stud arc welding——螺栓電弧焊
SAW——submerged arc welding——埋弧焊
SAW-S——series——橫列雙絲埋弧焊
RW——RWSISTANCE WELDING——電阻焊
FW——flash welding——閃光焊
RW-PC——pressure controlled resistance welding——壓力控制電阻焊
PW——projection welding——凸焊
RSEW——resistance seam welding——電阻縫焊
RSEW-HF——high-frequency seam welding——高頻電阻縫焊
RSEW-I——inction seam welding——感應電阻縫焊
RSEW-MS——mash seam welding——壓平縫焊
RSW——resistance spot welding——點焊
UW——upset welding——電阻對焊
UW-HF——high-frequency ——高頻電阻對焊
UW-I——inction——感應電阻對焊
SSW——SOLID STATE WELDING——固態焊
CEW——co-extrusion welding——
CW——cold welding——冷壓焊
DFW——diffusion welding——擴散焊
HIPW——hot isostatic pressure diffusion welding——熱等靜壓擴散焊
EXW——explosion welding——爆炸焊
FRW——friction welding——摩擦焊
FRW-DD——direct drive friction welding——徑向摩擦焊
FSW——friction stir welding——攪拌摩擦焊
FRW-I——inertia friction welding——慣性摩擦焊
HPW——hot pressure welding——熱壓焊
ROW——roll welding——熱軋焊
USW——ultrasonic welding——超聲波焊
S——SOLDERING——軟釺焊
DS——dip soldering——浸沾釺焊
FS——furnace soldering——爐中釺焊
IS——inction soldering——感應釺焊
IRS——infrared soldering——紅外釺焊
INS——iron soldering——烙鐵釺焊
RS——resistance soldering——電阻釺焊
TS——torch soldering——火焰釺焊
UUS——ultrasonic soldering——超聲波釺焊
WS——wave soldering——波峰釺焊
B——BRAZING——軟釺焊
BB——block brazing——塊釺焊
DFB——diffusion brazing——擴散焊
DB——dip brazing——浸沾釺焊
EXB——exothermic brazing——反應釺焊
FB——furnace brazing——爐中釺焊
IB——inction brazing——感應釺焊
IRB——infrared brazing——紅外釺焊
RB——resistance brazing——電阻釺焊
TB——torch brazing——火焰釺焊
TCAB——twin carbon arc brazing——雙碳弧釺焊
OFW——OXYFUEL GAS WELDING——氣焊
AAW——air-acetylene welding——空氣乙炔焊
OAW——oxy-acetylene welding——氧乙炔焊
OHW——oxy-hydrogen welding——氫氧焊
PGW——pressure gas welding——氣壓焊
AB——adhesive bonding——粘接
BW——braze welding——釺接焊
ABW——arc braze welding——電弧釺焊
CABW——carbon arc braze welding——碳弧釺焊
EBBW——electron beam braze welding——電子束釺焊
EXBW——exothermic braze welding——熱反應釺焊
FLB——flow brazing——波峰釺焊
FLOW——flow welding——波峰焊
LBBW——laser beam braze welding——激光釺焊
EBW——electron beam welding——電子束焊
EBW-HV——high vacuum——高真空電子束焊
EBW-MV——medium vacuum——中真空電子束焊
EBW-NV——non vacuum——非真空電子束焊
ESW——electroslag welding——電渣焊
ESW-CG——consumable guide eletroslag welding——熔嘴電渣焊
IW——inction welding——感應焊
LBW——laser beam welding——激光焊
PEW——percussion welding——沖擊電阻焊
㈢ 熱壓焊工藝原理
一、熱壓焊的原理
熱壓焊是利用加熱和加壓力,使金屬絲與金屬焊接區壓焊在一起。其原理是通過加熱和加壓力,使焊接區金屬發生塑性變形,同時破壞壓焊界面上的氧化層,使壓焊的金屬絲與金屬接觸面間達到原子的引力范圍,從而使原子間產生吸引力,達到鍵合的目的。
二、熱壓焊的定義
熱壓焊接是連接柔性電路板和剛性電路板的一種焊接工藝,作為微電子表面組裝技術領域的新興製造工藝和重要組成部分,穩定和高效的熱壓焊接工藝無疑是保證產品良好品質的重要環節。
三、熱壓焊的分類和特點
熱壓焊是氣壓焊、煅焊和滾焊的統稱。熱壓焊按加熱方式可分為工作台加熱、壓頭加熱、工作台和壓頭同時加熱三種形式。不同的加熱方式的優缺點如表所示。按照壓頭形狀,熱壓焊又可分為楔形壓頭、空心壓頭、帶槽壓頭及帶凸緣壓頭的熱壓焊。
四、熱壓焊的現象
熱壓焊並不像電阻焊一樣利用工件(母材)間的電阻發熱將工件結合,而是將電極的電阻發熱傳導到端子利用其熱和加壓力進行熱壓。是用熱保證了導線的被膜剝離,用端子的鉚接力確保了強度的熱鉚接。如果是被「焊接」的話,端子自身在最初的時候就已經溶化了話,就進行的不好。因此,還是受電流值、通電時間、加壓力的設定條件左右的。
㈣ 熱壓焊的熱壓焊的分類和特點
熱壓焊是氣壓焊、煅焊和滾焊的統稱。熱壓焊按加熱方式可分為工作台加熱、壓頭加熱、工作台和壓頭同時加熱三種形式。不同的加熱方式的優缺點如表所示。按照壓頭形狀,熱壓焊又可分為楔形壓頭、空心壓頭、帶槽壓頭及帶凸緣壓頭的熱壓焊 ,如圖所示。
圖中(a)、(c)(d)三種壓頭都是將金屬引線直接搭接在基板導體或晶元的平面上。而圖(b)則是一種金絲球焊法,即金屬絲導線從空心爪頭的直孔中送出或拉出引線,在引線端頭用切割火焰將端頭熔化,藉助液態金屬的表面張力,在引線端頭形成球形。壓焊時利用壓頭的周壁對球施加壓力,形成圓環狀焊縫。在半導體器件的引線連接中,廣泛應用了熱壓焊 。
㈤ HotBar 熱壓熔錫焊接的過程式控制制是怎樣的
控制熱壓頭與待壓物(通常為PCB)之間的間隙。熱壓頭下降到待壓物時,必須與待壓物完全平行
,這樣待壓物的受熱才會均勻。一般的做法是先松開熱壓頭鎖在熱壓機上的螺絲,然後調成手動的模式,將熱壓頭下降並壓住待壓物時,確認完全接觸後再把螺絲鎖緊,最後再抬起熱壓頭。通常待壓物為PCB,所以熱壓頭應該壓在PCB上,最好找一片未上錫的板子來調機比較好。
控制待壓物的固定位置。一般的待壓物為PCB及軟板,需確認PCB及軟板可以被固定於治具載台上,同時需確認每次下壓HotBar時的位置都是固定的,尤其是前後的方向。沒有固定的待壓物時容易造成空焊或是壓壞附近零件的品質問題。為了達到待壓物固定的目的,設計PCB及軟版(FPC)時,要特別留意增加定位孔的設計,位置最好在熔錫熱壓的附近,以避免下壓時FPCB移位。
控制熱壓機的壓力。
請參考熱壓機廠商所提供的建議。
是否需添加助焊劑?
可酌量添加助焊劑以利焊接順利。當然,可以不加就達成目標最好。
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㈥ 壓焊機的工作原理
壓焊機,使轉軸不易損壞,在浮動裝置上由於採用了定位裝置,故當焊接時,能克服由於採用浮動裝置而產生的位置偏差,使與浮動板相緊固的焊接模板與焊接頭不產生前後左右移動,同時,在劈刀上端施加一定的垂直壓力,在這兩種力的共同作用下,通過時間的控制使劈刀下的鋁絲發生有規律的蠕動。為得到高抗拉強度的焊接點須選擇最佳的焊接條件,這取決於超聲振動功率、壓力和超聲振動時間等因素,要使三者之間相互匹配,壓焊設備應調整出最佳工作點進行焊接。
鋼格板壓焊機壓焊機內引線的熱壓焊接法既不用焊劑,也無需焙化,對金屬引線(硅鋁絲或金絲)和晶元上的鋁層同時加熱加壓(溫度一般為350~400℃,壓力為8~20千克力/毫米2),就能使引線和鋁層緊密結合。熱壓焊接的原理是,鋁合金為面心立方晶格結構,每一鋁原子或金原子和其他原子形成八個穩定的金屬鍵,在其表面的原子有二個金屬鍵不飽和。這些原子在較高的溫度下增加活動能量,再加上一定的壓力促使金絲引線產生塑性形變,破壞原有的界面原子結構。
金絲上的金原子與電路晶元上引出端的鋁原子緊密結合,重新排列其間的晶格形成牢固的金屬鍵。因此熱壓焊接法也就是熱壓鍵合過程。熱壓焊接工藝按內引線壓焊後的形狀不同分為兩種:球焊(丁頭焊)和針腳焊。兩種焊接都需要分別對焊接晶元的金屬框架、空心劈刀進行加熱(前者溫度為
350~400℃,後者為150~250℃),並在劈刀上加適當的壓力。
將穿過空心劈刀從下方伸出的金絲段用氫氧焰或高壓切割形成圓球,此球在劈刀下被壓在晶元上的鋁焊區焊接,因為它形成釘頭一樣的焊點,故稱為丁頭焊或球焊。利用此法進行焊接時,焊接面積較大,引線形變適度而且均勻,是較為理想的一種焊接形式。隨後將劈刀抬起,把金絲拉到另一端(即在引線框架上對應於要相聯接的焊區),向下加壓進行焊接,所形成的焊點稱為針腳焊。上述操作僅完成一條內引線的焊接。
熱壓焊接法有其局限性焊接溫度過高,不適於對工作溫度較低的電路晶元進行焊接;壓力和溫度難以除去鋁絲表面和晶元上鋁焊區表面的氧化膜,此法不能用鋁絲作為引線進行焊接。超聲波壓焊是用鋁絲(一般含硅1%)作引線,工作溫度又低,不但廣泛用於各種電路的內引線焊接,而更適於對溫度要求嚴格的
MOS器件、微波器件和高頻器件的內引線焊接。超聲壓焊法的工藝條件要求嚴格。
㈦ 熱壓焊的熱壓焊的現象
熱壓焊並不像電阻焊一樣利用工件(母材)間的電阻發熱將工件結合,而是將電極的電阻發熱傳導到端子利用其熱和加壓力進行熱壓。是用熱保證了導線的被膜剝離,用端子的鉚接力確保了強度的熱鉚接。如果是被「焊接」的話,端子自身在最初的時候就已經溶化了話,就進行的不好。因此,還是受電流值、通電時間、加壓力的設定條件左右的 。
電流流通後由於電阻發熱將端子軟化,經過一定的時間,如圖所示,電流的流通方向發生了變化。
在(a)的階段電流值高的場合→有端子破斷的可能低的場合→有被膜剝離不完全的可能因此,經過(b)的狀態後,被膜剝離的狀態很好。則熱壓焊前給以加壓將端子變形為(b)的形狀後通電流,進行熱壓焊 。
㈧ 集成電路焊接工藝的熱壓焊接法
內引線的熱壓焊接法既不用焊劑,也無需焙化,對金屬引線(硅鋁絲或金絲)和晶元上的鋁層同時加熱加壓(溫度一般為350~400℃,壓力為8~20千克力/毫米2),就能使引線和鋁層緊密結合。熱壓焊接的原理是,鋁合金為面心立方晶格結構,每一鋁原子或金原子和其他原子形成八個穩定的金屬鍵,在其表面的原子有二個金屬鍵不飽和。這些原子在較高的溫度下增加活動能量,再加上一定的壓力促使金絲引線產生塑性形變,破壞原有的界面原子結構。這時,金絲上的金原子與電路晶元上引出端的鋁原子緊密結合,重新排列其間的晶格形成牢固的金屬鍵。因此熱壓焊接法也就是熱壓鍵合過程。
熱壓焊接工藝按內引線壓焊後的形狀不同分為兩種:球焊(丁頭焊)和針腳焊。兩種焊接都需要分別對焊接晶元的金屬框架、空心劈刀進行加熱(前者溫度為 350~400℃,後者為150~250℃),並在劈刀上加適當的壓力。首先,將穿過空心劈刀從下方伸出的金絲段用氫氧焰或高壓切割形成圓球,此球在劈刀下被壓在晶元上的鋁焊區焊接,因為它形成釘頭一樣的焊點,故稱為丁頭焊或球焊。利用此法進行焊接時,焊接面積較大,引線形變適度而且均勻,是較為理想的一種焊接形式。隨後將劈刀抬起,把金絲拉到另一端(即在引線框架上對應於要相聯接的焊區),向下加壓進行焊接,所形成的焊點稱為針腳焊。上述操作僅完成一條內引線的焊接(圖2)。熱壓焊接法有其局限性:①焊接溫度過高,不適於對工作溫度較低的電路晶元進行焊接;②壓力和溫度難以除去鋁絲表面和晶元上鋁焊區表面的氧化膜,此法不能用鋁絲作為引線進行焊接。
㈨ 什麼是熱壓焊
中文名稱:熱壓焊
英文名稱:hot pressure welding;HPW
定義:加熱並加壓到足以使工件產生宏觀變形的一種固態焊。
㈩ 脈沖熱壓焊機原理
1、脈沖電源加熱方式是利用脈沖電流流過鉬、鈦等高電阻材料時產生的焦耳熱去加熱焊接的方式。一般要在加熱咀的前端連接有熱點偶、由此而產生的起電力實時反饋回控制電源來保正設定溫度的正確性。
2、脈沖電流加熱裝置是瞬間加熱方式,只在需要熔化焊錫時進行通電加熱。
3、金屬制的焊咀有電流通過時發熱後熔化焊錫。焊錫熔化後停止通電、進行冷卻。加壓狀態直到焊錫凝固為止,可以得到高信賴性的沒有虛焊、浮起的焊接。
4.脈沖加熱焊接是利用脈沖電流流過高電阻材料時產生的熱量去加熱焊接的方式。一般要在加熱頭的前端連接有熱點偶、用於實時反饋熱壓頭的溫度給溫控系統,以達到熱壓頭的溫度與所設置的溫度參數保持一致;脈沖電流加熱裝置是瞬間加熱方式,只在需要熔化焊錫時進行通電加熱。可根據焊錫的不同條件設置多段溫度,以滿足不同焊錫工藝參數的需求,設置靈活;同時配有吹氣功能,可實現快速冷卻的需求,更容易解決虛焊,焊接不上等焊接不良難題;而且採用脈沖瞬間溫度加熱控制技術,更加節能環保。