① 集成電路焊接工藝的熱超聲焊接法(球焊法)
此法以熱壓焊法和超聲波壓焊法為基礎,所用設備分別為熱壓焊機、超聲波壓焊機和球焊機。這是廣泛採用的內引線焊接方法之一,其特點是:①工作溫度(200~250℃)低於熱壓焊法的工作溫度;②所用的壓焊劈刀不用加熱而由超聲振動產生熱能;③採用金絲為引線,並以球焊形式進行焊接。三種內引線焊接法的焊接質量,都需要用一個精密的引線抗拉強度測定器(拉力計)進行檢查和控制。
隨著集成電路晶元內引線數量的不斷增加,這種一步一次一個焊接點的焊接技術無論在質量上和效率上都不能滿足大規模集成電路的需要。1960年,在梁式引線和面鍵合焊接技術基礎上又研究成功梁式引線載帶自動焊接晶元的新工藝,使用鏤空的引線框架(稱為載帶)將所有的引線與晶元上的金屬焊點一次性同時焊接上。這種組焊方法的可靠性和效率都很高。
② 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。
③ 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。
④ 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。
⑤ 焊接技術是誰先發明的
焊接技術就是高溫或高壓條件下,使用焊接材料(焊條或焊絲)將兩塊或兩塊以上的母材(待焊接的工件)連接成一個整體的操作方法。 焊接技術是隨著金屬的應用而出現的,古代的焊接方法主要是鑄焊、釺焊和鍛焊。中國商朝製造的鐵刃銅鉞,就是鐵與銅的鑄焊件,其表面銅與鐵的熔合線蜿蜒曲折,接合良好。春秋戰國時期曾侯乙墓中的建鼓銅座上有許多盤龍,是分段釺焊連接而成的。經分析,所用的與現代軟釺料成分相近。
焊接技術是隨著金屬的應用而出現的,古代的焊接方法主要是鑄焊、釺焊和鍛焊。中國商朝製造的鐵刃銅鉞,就是鐵與銅的鑄焊件,其表面銅與鐵的熔合線蜿蜒曲折,接合良好。春秋戰國時期曾侯乙墓中的建鼓銅座上有許多盤龍,是分段釺焊連接而成的。經分析,所用的與現代軟釺料成分相近。
戰國時期製造的刀劍,刀刃為鋼,刀背為熟鐵,一般是經過加熱鍛焊而成的。據明朝宋應星所著《天工開物》一書記載:中國古代將銅和鐵一起入爐加熱,經鍛打製造刀、斧;用黃泥或篩細的陳久壁土撒在介面上,分段煅焊大型船錨。中世紀,在敘利亞大馬士革也曾用鍛焊製造兵器。
古代焊接技術長期停留在鑄焊、鍛焊和釺焊的水平上,使用的熱源都是爐火,溫度低、能量不集中,無法用於大截面、長焊縫工件的焊接,只能用以製作裝飾品、簡單的工具和武器。
19世紀初,英國的戴維斯發現電弧和氧乙炔焰兩種能局部熔化金屬的高溫熱源;1885~1887年,俄國的別納爾多斯發明碳極電弧焊鉗;1900年又出現了鋁熱焊。
20世紀初,碳極電弧焊和氣焊得到應用,同時還出現了薄葯皮焊條電弧焊。電弧比較穩定,焊接熔池受到熔渣保護,焊接質量得到提高,使手工電弧焊進入實用階段,電弧焊從20年代起成為一種重要的焊接方法。
在此期間,美國的諾布爾利用電弧電壓控制焊條送給速度,製成自動電弧焊機,從而成為焊接機械化、自動化的開端。1930年美國的羅賓諾夫發明使用焊絲和焊劑的埋弧焊,焊接機械化得到進一步發展。40年代,為適應鋁、鎂合金和合金鋼焊接的需要,鎢極和熔化極惰性氣體保護焊相繼問世。
1951年蘇聯的巴頓電焊研究所創造電渣焊,成為大厚度工件的高效焊接法。1953年,蘇聯的柳巴夫斯基等人發明二氧化碳氣體保護焊,促進了氣體保護電弧焊的應用和發展,如出現了混合氣體保護焊、葯芯焊絲氣渣聯合保護焊和自保護電弧焊等。
1957年美國的蓋奇發明等離子弧焊;40年代德國和法國發明的電子束焊,也在50年代得到實用和進一步發展;60年代又出現激光焊等離子、電子束和激光焊接方法的出現,標志著高能量密度熔焊的新發展,大大改善了材料的焊接性,使許多難以用其他方法焊接的材料和結構得以焊接。
其他的焊接技術還有1887年,美國的湯普森發明電阻焊,並用於薄板的點焊和縫焊;縫焊是壓焊中最早的半機械化焊接方法,隨著縫焊過程的進行,工件被兩滾輪推送前進;二十世紀20年代開始使用閃光對焊方法焊接棒材和鏈條。至此電阻焊進入實用階段。1956年,美國的瓊斯發明超聲波焊;蘇聯的丘季科夫發明摩擦焊;1959年,美國斯坦福研究所研究成功爆炸焊;50年代末蘇聯又製成真空擴散焊設備。
⑥ 這是什麼焊接技術
這屬於電阻點焊的一種焊接方法,維修可用二保焊的塞焊進行焊接維修
⑦ 焊接技術有多少種類
常見的焊接方法分類
一、熔焊
將兩被焊工件局部加熱至熔化,以克服固體間結合的障礙,然後冷卻結晶成為一體接頭的方法稱為熔焊。
按所使用熱源的不同,熔焊的基本方法可分為電弧焊、螺栓焊、氣焊、鋁熱焊、電渣焊、電子束焊、激光焊等。
在熔焊時,為了避免焊接區的高溫金屬與空氣相互作用而使性能惡化,在焊接區要實施保護。保護的方法通常有造渣、通以保護氣和抽真空三種。因此,保護形式常常是區分熔焊方法的另一個特徵。
二、壓焊
被焊工件在固態下通過加壓(加熱或不加熱)措施,克服其連接表面不平度和氧化物等雜質的影響,使其分子或原子間距接近到晶格之間的距離,從而形成不可拆連接接頭的一類焊接方法稱為壓焊,也稱為固相焊接。為了降低加壓時材料的變形抗力並增加材料的塑性,壓焊時在加壓的同時常伴隨加熱措施。
新型焊接設備
按所施加焊接能量的不同,壓焊的基本方法可分為電阻焊(包括點焊、縫焊、凸焊、對焊)、摩擦焊、超聲波焊、擴散焊、冷壓焊、爆炸焊和鍛焊等。
三、釺焊
用某些熔點低於被連接物體材料熔點的金屬(即釺料)作為連接的媒介,利用料與母材間的擴散將兩被焊工件連接在一起的焊接方法稱為釺焊。釺焊時,通常要清除工件表面污物,增加釺料的潤濕性,這就需要採用釺劑。釺焊時也必須加熱熔化釺料(但工件不熔化)。
按熱源的不同,釺焊的方法可分為火焰釺焊、感應釺焊、電阻爐釺焊、鹽浴釺焊和電子束釺焊等;也可按釺料的熔點不同分為硬釺焊(熔點450℃以上)和軟釺焊(熔點在450℃以下)兩類。釺焊時通常要進行保護,如抽真空、通保護氣體和使用釺劑等。
⑧ 焊接技術有哪些
焊接技術可分為三個方面:,
1、焊接工裝;為了順利實施焊接工藝,給出焊件在生產中的工裝工藝,簡單的說就是怎麼樣組裝焊件,用什麼設備,方案,將工件固定,組裝,以便於焊接工藝的更好實施。
2、焊接工藝;包括焊前的一些准備(坡口,清理,預熱,焊接材料的選用等),焊後的一些處理辦法(清理飛濺,打磨,後熱,焊後熱處理,焊工標記,以及進行下一個環節的手續等),焊接參數(電流,電壓,焊接速度),焊接順序說明,層道布置等,
3、焊接檢驗;根據標准要求,給出不同結構的檢驗標准,比如余高,焊腳高度,咬邊等一些表面質量的檢驗要求。
按照焊接過程中金屬所處的狀態不同,可以把焊接方法分為熔焊、壓焊和釺焊三類。
一、熔焊
是焊接過程中,將焊件接頭加熱至熔化狀態,不加壓完成焊接的方法。在加熱的條件下增強了金屬的原子動能,促進原子間的相互擴散,當被焊金屬加熱至溶化狀態形成液體熔池時,原子之間可以充分擴散和緊密接觸,因此冷卻凝固後,即形成牢固的焊接接頭(可用冰作比喻)。常見的有氣焊、電弧焊、電渣焊、氣體保護焊等都屬於熔焊的方法。
二、壓焊
是焊接過程中必須對焊件施加壓力(加熱或不加熱),以完成的焊接方法。這類焊接有兩種形式,一是將被焊金屬接觸部分加熱至塑性狀態或局部熔化狀態,然後施加一定的壓力,以使金屬原子間相互結合形成牢固的焊接接頭,如鍛焊、接觸焊、摩擦焊和氣壓焊等就是這種壓焊方法。二是不進行加熱,僅在被焊金屬的接觸面上施加足夠的壓力,藉助於壓力所引起的塑性變形,以使原子間相互接近而獲得牢固的接頭,這種方法有冷壓焊、爆炸焊等(主要用於復合鋼板)。
三、釺焊
是採用比母材熔點低的金屬材料,將焊件和釺料加熱到高於釺料熔點,低於母材熔點的溫度,利用液態釺料潤濕母材,填充接頭之間間隙並與母材相互擴散實現聯接焊件的方法。常見的釺焊方法有烙鐵焊、火焰釺焊。
常用焊接方法的基本原理及用途
目前的焊接方法的分類
一、熔焊
1、氣焊:
利用氧乙炔或其他氣體火焰加熱母材和填充金屬,達到焊接目的。火焰溫度為3000℃左右。適用於較薄工件,小口徑管道、有色金屬鑄鐵、釺焊。
2、手工電弧焊:
利用電弧作為熱源熔化焊條與母材形成焊縫的手工操作焊接方法,電弧溫度在6000-8000℃左右。適用於黑色金屬及某些有色金屬焊接,應用范圍廣,尤其適用於短焊縫,不規則焊縫。
3、埋弧焊:
(分自動、半制動)電弧在焊劑區下燃燒,利用顆粒狀焊劑,作為金屬熔池的覆蓋層,將空氣隔絕使其不得進入熔池。焊絲由送絲機構連續送入電弧區,電弧的焊接方向、移動速度用手工或機械完成。
適用於中厚板材料的碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、銅等直焊縫及規則焊縫的焊接。
4氣電焊:
(氣體保護焊)利用保護氣體來保護焊接區的電弧焊。保護氣體作為金屬熔池的保護層把空氣隔絕。採用的氣體有惰性氣體、還原性氣體、氧化性氣體適用於碳鋼、合金鋼、銅、鋁等有色金屬及其合金的焊接。氧化性氣體適用於碳鋼及合金鋼的合金
5、離子弧焊:
利用氣體在電弧中電離後,再經過熱收縮效應、機械收縮效應、磁收縮效應而產生的一種超高溫熱源進行焊接,溫度可達20000℃左右。
二、壓焊
1、摩擦焊:
利用焊件間相互摩擦,接觸端面旋轉產生的熱能,施加一定的壓力而形成焊接接頭。適用於鋁、銅、鋼及異種金屬材料的焊接。
2、電阻焊:
利用電流通過焊件產生的電阻熱,加熱焊件(或母材)至塑性狀態,或局部熔化狀態,然後施加壓力使焊件連接之一起。適用於可焊接薄板、管材、棒料。
三、釺焊
1、烙鐵釺焊:
利用電烙鐵或火焰加熱烙鐵的熱量。加熱母材局部,並使填充金屬熔入間隙,達到連接的目的。適用於熔點300℃的釺料。一般用於導線,線路板及原件的焊接。
2、火焰釺焊:
利用氣體火焰為加熱源,加熱母材,並使填充金屬材料熔入間隙,達到連接目的適用於、不銹鋼、硬質合金、有色金屬等一般尺寸較小的焊件。