Co to jest klejenie klinowe?

Klejenie klinowe to zautomatyzowany proces łączenia przewodów łączących elementy elektroniczne z płytką drukowaną (PCB). Proces obejmuje połączenie złącza przewodu z zaciskiem na komponencie i płytką drukowaną za pomocą kombinacji ciśnienia i energii ultradźwiękowej (U/S) lub termodźwiękowej (T/S). Urządzenie służące do podawania drutu łączącego i przenoszenia ciśnienia i energii na wiązania to płaski element w kształcie klina, który nadaje wiązaniom charakterystyczny kształt, a procesowi jego nazwę. Klejenie klinowe zwykle wykorzystuje druty aluminiowe lub ze stopu złota i może łączyć drut aluminiowy w temperaturze pokojowej za pomocą energii U/S lub drut ze stopu złota za pomocą energii T/S. W porównaniu z innymi procesami, takimi jak klejenie kulkowe, klejenie klinowe ma wady polegające na niższych prędkościach produkcji i ograniczeniach w zakresie elastyczności kątowej między wiązaniami komponentów i PCB.

Jednym z ważniejszych etapów budowy PCB jest łączenie wielu końcówek komponentów z odpowiadającymi im punktami obwodów na podłożu PCB. Połączenia muszą być dobrze wykonane, aby zapewnić integralność obwodu; fizyczne przewody łączące również muszą być umieszczone w taki sposób, aby zajmowały jak najmniej miejsca. Wszystko to jest zwykle wykonywane w niemal mikroskopowej skali przez wysoce zaawansowane i dokładne zautomatyzowane maszyny. Klejenie klinowe jest jednym z dwóch najczęstszych procesów wykonywania tych połączeń; drugi to klejenie kulkowe.

Głowica klejąca w maszynach do klejenia klinów jest płaską płytą wyposażoną w otwór podający w dolnej tylnej powierzchni i klinowy ślizg dociskowy na dolnej przedniej krawędzi. Drut łączący przechodzi przez otwór z tyłu płyty i jest ściskany i łączony za pomocą klina. Wiązanie jest tworzone przez połączenie nacisku wywieranego przez but klina i energii ultradźwiękowej lub termodźwiękowej. Energia U/S to zlokalizowana koncentracja drgań akustycznych o wysokiej częstotliwości, która powoduje trwałe połączenie i jest stosowana głównie w aluminiowych przewodach łączących. Energia T/S to połączenie ultradźwiękowej i konwencjonalnej energii cieplnej, która łączy druty ze stopu złota.

Proces klejenia klina jest procesem wieloetapowym, który rozpoczyna się od opuszczenia klina na końcówkę elementu. Po zetknięciu się z zaciskiem zaciskowym energia U/S lub T/S jest przykładana do połączenia przewodu. Klin podnosi się następnie na określoną wysokość i wraca do pozycji terminala PCB. Ten jednoczesny ruch wznoszący i cofający przeciąga wystarczającą ilość drutu przez klin, aby utworzyć odpowiednią pętlę lub łuk drutu między elementem a płytką drukowaną. Klin następnie opada i łączy złącze z płytką drukowaną.

Po zakończeniu połączenia PCB klin podnosi się i jednocześnie przecina przewód przed przejściem do następnego zestawu zacisków. Klejenie klinowe jest nieco wolniejsze niż alternatywny proces łączenia kulkowego i generalnie może łączyć tylko złącza, które poruszają się w linii prostej między zaciskami komponentu i PCB. Wytwarza jednak mniejszy „odcisk” połączenia i dlatego nadaje się do łączenia blisko rozmieszczonych zacisków.