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引線鍵合機(jī)的劈刀(Capillary)是鍵合工藝中的核心耗材,其選配直接影響鍵合質(zhì)量、穩(wěn)定性和效率。以下是劈刀選配的關(guān)鍵因素和步驟:
l 1. 劈刀材料
(1) 陶瓷劈刀(Alumina或Zirconia)
**優(yōu)點(diǎn)**:耐高溫、耐磨損、化學(xué)穩(wěn)定性好,適合高速鍵合(如金線、銅線)。
**應(yīng)用**:高精度、高可靠性的芯片封裝(如IC、LED)。
(2) 鎢鋼劈刀
**優(yōu)點(diǎn)**:硬度更高,適合高壓力、大線徑鍵合(如鋁線、功率器件)。
**應(yīng)用**:功率半導(dǎo)體、粗線鍵合(>50μm)或特殊場景。
l 2. 劈刀幾何參數(shù)
(1) 直徑(Tip Diameter)
**小直徑(50-100μm)**:適合細(xì)間距鍵合(如<50μm焊盤間距)。
**大直徑(>150μm)**:適合粗線鍵合或功率器件。
(2) 孔直徑(Hole Diameter)
- 需與線徑匹配:孔直徑一般為線徑的1.2-1.5倍(例如25μm金線選30-40μm孔)。
(3) 錐角(Chamfer Angle)
**小錐角(60°-90°)**:鍵合點(diǎn)更扁平,適合小焊盤。
**大錐角(>90°)**:鍵合點(diǎn)更高,提升機(jī)械強(qiáng)度,適合大電流或高溫場景。
(4) 錐深(Chamfer Depth)
- 影響線材變形程度,需結(jié)合線材硬度調(diào)整(如銅線需要更大錐深)。
l 3. 鍵合線類型
**金線**:常用陶瓷劈刀,需控制孔直徑和錐角以減少斷線。
**銅線**:需耐磨損劈刀(如氧化鋯陶瓷),孔直徑略大以避免氧化銅碎屑堵塞。
**鋁線**:適用鎢鋼劈刀,因鋁線較硬,需更高壓力。
l 4. 鍵合工藝參數(shù)匹配
**壓力與超聲波功率**:高壓/高功率鍵合需選擇更堅(jiān)固的劈刀(如鎢鋼或大錐角設(shè)計(jì))。
**溫度**:高溫環(huán)境(如銅線鍵合)需耐熱性好的陶瓷劈刀。
l 5. 應(yīng)用場景
**高密度IC封裝**:選小直徑、高精度陶瓷劈刀(如Gaiser或SPT品牌)。
**功率器件(IGBT、MOSFET)**:選大孔直徑、大錐角劈刀,適配粗線(>300μm)。
**高頻/微波器件**:需低弧度、高一致性的劈刀以減少寄生電感。
l 6. 問題排查與優(yōu)化
**斷線或線尾過長**:檢查孔直徑是否過小或錐角不匹配。
**鍵合點(diǎn)形狀異常**:調(diào)整錐角和錐深,優(yōu)化壓力與超聲參數(shù)。
**劈刀壽命短**:換用更高耐磨材料(如氧化鋯陶瓷)或優(yōu)化工藝參數(shù)。
l 7. 品牌與兼容性
- 主流品牌:Gaiser(美國)、SPT(瑞士)、K&S(美國)、ADT(韓國)。
- 需確認(rèn)劈刀與鍵合機(jī)品牌型號(hào)的兼容性(如ASM、K&S 、West Bond、MPP等)。
n **選配流程**
1. **確定線材類型與線徑**(如25μm金線、50μm銅線)。
2. **根據(jù)焊盤間距選擇直徑**(細(xì)間距選小直徑)。
3. **匹配孔直徑與錐角**(參考線徑的1.2-1.5倍)。
4. **結(jié)合工藝參數(shù)**(壓力、超聲波、溫度)調(diào)整劈刀材料與幾何形狀。
5. **驗(yàn)證與優(yōu)化**:通過DOE測試鍵合強(qiáng)度、一致性和良率。
n **總結(jié)**
劈刀選配需綜合考慮材料、幾何參數(shù)、線材特性、工藝條件和應(yīng)用場景。建議與供應(yīng)商密切合作,通過實(shí)際工藝驗(yàn)證優(yōu)化參數(shù),最終實(shí)現(xiàn)高良率、低成本的鍵合工藝。