Vad är Wedge Bonding?

Kilbindning är en automatiserad process för att fästa anslutningsledningar mellan elektroniska komponenter och ett kretskort (PCB). Processen innebär att en ledningskontakt binds till en terminal på komponenten och ett kretskort med en kombination av tryck och antingen ultraljud (U/S) eller termoljud (T/S) energi. Enheten som används för att mata anslutningstråden och överföra tryck och energi till bindningarna är en platt, kilformad komponent som ger bindningarna sin karakteristiska form och processen dess namn. Kilbindning använder vanligtvis aluminium- eller guldlegeringstrådar och kan binda aluminiumtråden vid rumstemperatur med U/S-energi eller guldlegeringstråd med T/S-energi. Jämfört med andra processer såsom kulbindning har kilbindning nackdelarna med lägre produktionshastigheter och begränsningar i området för vinkelflexibilitet mellan komponent- och PCB-bindningar.

Ett av de viktigaste stegen i PCB-konstruktionen är att binda samman mängden komponentterminaler med deras motsvarande kretspunkter på PCB-substratet. Anslutningar måste vara välgjorda för att säkerställa kretsintegritet; de fysiska anslutningskablarna måste också placeras på ett sådant sätt att de tar minimalt med utrymme. Allt detta utförs vanligtvis i en nästan mikroskopisk skala av mycket sofistikerade och exakta automatiserade maskiner. Kilbindning är en av de två vanligaste processerna för att göra dessa anslutningar; den andra är ball bonding.

Limningshuvudet i kilbindningsmaskiner är en platt platta utrustad med ett matningshål i dess nedre baksida och en kilformad trycksko på den nedre framkanten. Anslutningstråden matas genom hålet på baksidan av plattan och komprimeras och limmas med kilen. Bindningen skapas av en kombination av tryck som appliceras av kilskon och antingen ultraljuds- eller termoljudsenergi. U/S-energi är en lokal koncentration av högfrekventa akustiska vibrationer som orsakar en permanent bindning och används främst för anslutningstrådar av aluminium. T/S-energi är en kombination av ultraljud och konventionell värmeenergi som binder guldlegeringstrådar.

Kilbindningsprocessen är en flerstegsprocess som börjar med att kilen går ner på komponentterminalen. Väl i kontakt med terminaltrycket appliceras antingen U/S- eller T/S-energi för att binda tråden. Kilen höjs sedan upp till en förutbestämd höjd och flyttas tillbaka till kretskortets terminal. Denna samtidiga höjning och retirerande rörelse drar tillräckligt med tråd genom kilen för att bilda en lämplig ögla eller båge av tråd mellan komponenten och kretskortet. Kilen går sedan ner och binder kontakten till PCB:n.

När PCB-bindningen är klar höjs kilen och skär samtidigt av tråden innan den går vidare till nästa uppsättning terminaler. Kilbindning är lite långsammare än den alternativa kulbindningsprocessen och kan i allmänhet endast binda kontakter som går i en rak linje mellan komponent- och PCB-terminaler. Den ger dock ett mindre ”fotavtryck” för bindning och är därför lämplig för limning av tätt belägna terminaler.