全自动金丝球焊机是微电子封装设备中的核心设备,它是集精密机械、自动控制、图像识别、计算机应用、光学、超声波焊接等多领域于一体的现代高技术微电子生产设备.工作原理是通过X-Y高精度工作台和焊头的三维运动控制,采用超声波压焊方法,牵引直径只有20～50 μm的金丝,实现从芯片表面焊点到引脚框架的电气联接.X-Y工作台要求实现精度达5 μm,以便保证各焊点的精确位置.文章针对工作台的高精度要求,通过对其结构的具体分析,系统并详尽地对所设计的二维工作台的各种误差源进行了分析计算,得出了二维工作台定位精度的工程计算公式,同时介绍了二维工作台定位精度的测量方法,对理论结果与实测结果进行了分析比较,验证了误差分析结果的正确性,为高精度二维工作台的设计提供参考.

研制的金丝球焊机是用于焊接SOT(小尺寸表面安装)的二极管、晶体管的半导体封装设备,实现用金丝导线将芯片上的电路接点与封装外壳的引脚相连.焊接黏附检测是确保焊接质量的关键环节.焊接检测电路巧妙利用焊接芯片二极管、晶体管共有的PN结特性设计,检测输入信号采用周期脉冲信号,焊接检测信号以高低电平区分焊接情况.为避免烧球时高压打火在金丝上产生的高压损坏焊接检测电路,设计采用继电器分时切换金丝烧球与焊接检测.经实验证明所设计的检测电路完全能够实现所有型号SOT封装二极管、晶体管器件的焊接检测.

全自动金丝球焊机是微电子封装设备中的核心设备,它是集精密机械、自动控制、图像识别、计算机应用、光学、超声波焊接等多领域技术于一体的现代高技术微电子生产设备.工作原理是通过X-Y工作台和焊头的三维运动控制,定位并拉出设定的金丝线型,采用超声波热压球焊方法焊接芯片管脚.技术路线是应用光机电一体化技术和采用CAD/CAE技术手段进行研制与开发.超声球焊和高速高精度运动定位技术是关键技术.为使球焊机达到高速高精度焊接的要求,应用CAD/CAE技术对球焊机关键部件X-Y工作台及焊头进行CAD建模的概念设计、有限元力学分析和结构优化设计.