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为半导体器件“牵线搭桥”的焊线机

2022-02-28(167)次浏览

一眨眼春节假期就结束了咋就结束了呢!△感觉整个人都不好了 | 图片来源:pixa...

一眨眼春节假期就结束了

咋就结束了呢!

△感觉整个人都不好了 | 图片来源:pixabay


治疗节后综合征的方法就是全身心地投入到工作中

所以首先祝大家开工大吉!

壬寅年工作和生活虎虎生风!更上一层楼!

△图片素材来源:pixabay | 图片加工:王东鹏

 今天要为大家介绍一类半导体封装设备 – 焊线机

焊线机主要分为两大类,一类是芯片焊接;另一类用于大功率发光二极管、中小型功率二极管、三极管、集成电路、传感器等半导体器件的内引线焊接。

△微型传感器基板焊线机动作示意 | 动画制作:王东鹏

简单来说,焊线机的工作就是“牵线搭桥”。不过这根“线”可着实不简单。首先,它的材质通常是纯度99.99% 以上的黄金!

△图片来源:pixabay

如此说来,废旧手机里也能拆出黄金喽? 

别说,这个方法还真行。2020年东京奥运会的金牌,就是用回收的废旧电路提取出的黄金制成的。

△通过废旧电路提取黄金 | 图片素材来源:pixabay


正在看文章的你有没有觉得眼前一亮?是否已经跃跃欲试啦?

 不过,很遗憾!因为这个方法对大多数人来说并不适用。黄橙橙的可能是金子,也可能是黄铜,所以你在电路板上看到的闪闪发亮的金属并非全是黄金。通常,一块电路板中,金属占了40% 的比重,而在这些金属中,黄金的含量仅为0.1% !换言之,从重达1吨的废旧手机电路板中,只能提取出0.034克的黄金!

△1吨的废旧手机电路板中只能提取出一点点黄金

 图片素材来源:pixabay | 图片加工:王东鹏

  

而且,从废旧电路板提取黄金的过程相当复杂。首先要拆解电路板上的电子元件,之后将电路板粉碎,通过分选设备筛选出金属,再通过电解法提炼出铜,通过化学浸泡法提炼出黄金。总之,一番操作下来,投入要远超产出,而且化学提炼黄金的方法也会对环境造成污染。

△从废旧电路板提取黄金的投入巨大 | 图片来源:pixabay


 焊线机所用的 “线”,之所以不简单,除了材质是贵金属以外,线的粗细也可谓细致入微,平均直径只有20 – 50 微米。这是什么概念呢?成人发丝的平均直径为60 – 90 微米,金线的直径差不多只有发丝的一半!

 如此纤细的金线,无异于吹弹可断,只要稍一用力就会断作数截,令人无从下手!这让我想起了穿针眼,屡屡不进的痛苦经历。而焊线机所要做的工作就是操纵如此细的金线,进行芯片或电子元件的焊接,难度系数绝非穿针引线可比。

△穿针引线 | 图片来源:pixabay

焊线机中,大量采用IKO产品,其中包括交叉滚子直线导轨、C-Lube自润滑直线导轨和精密定位用直线电机。之所以选择IKO产品,我会在接下来的技术难点中为大家逐一分析。

△IKO产品在微型传感器基板焊线机中的应用 | 图片制作:王东鹏


△C-Lube自润滑直线导轨H | 图片来源:IKO直线导轨系列综合目录

△内置齿条&齿轮型交叉滚子直线导轨 | 图片来源:IKO直线导轨系列综合目录

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△直线电机LT | 图片来源:IKO精密定位工作台系列综合目录


△纳米直线电机NT | 图片来源:IKO精密定位工作台系列综合目录

由于金线的平均直径只有20 – 50 微米,稍一用力就会断掉,所以在焊线过程中,如果可动件的阻力不稳定,很容易造成断线或错位,所以要求可动件的运动阻力一定要平稳。IKO的C-Lube自润滑导轨恰恰可以满足这一要求,实验证明IKO的C-Lube自润滑导轨不仅摩擦阻力极小,而且运动过程中运动阻力非常稳定。

△纳米直线电机NT | 图片来源:IKO精密定位工作台系列综合目录

鉴于半导体行业的特点,焊线机通常需要应对高强度·长时间连续运作的工作环境。时间就是效益,在保证品质的前提下,如果将维护机械设备的时间用于生产,必定会创造更大的效益。为了助力半导体行业,创造更大的生产价值,IKO推出了具有自主专利的自润滑导轨,采用独创的C-Lube自润滑组件,免去了定期注脂维护的烦恼,为导轨持续运行提供了长效保证。感兴趣的朋友,可以参阅往期文章《IKO 自润滑技术》

△IKO自润滑导轨 | 图片来源:IKO直线导轨系列综合目录

IKO 内置齿条&齿轮型交叉滚子直线导轨采用非循环式导向结构,由于摩擦阻力极小,可以实现没有粘滑的直线运动,针对微小进给量的跟踪性极佳,非常适合短行程运动。

 其次,IKO 内置齿条&齿轮型交叉滚子直线导轨,通过内置齿条和齿轨,彻底解决了保持架错位的问题,支持高速&快节拍的运动。

△IKO内置齿条&齿轮型交叉滚子直线导轨高速快节拍试验 

| 图片来源:IKO直线导轨系列综合目录

  提升生产效率有效的方法就是在保证品质的前提下,尽量提高设备的运行速度,这就要求产品具备较高的速度响应能力和高速定位能力。IKO直线电机LT搭载高性能伺服驱动器,实现了更高3000mm/s的运行速度。 

△直线电机LT的高速表现 | 图片来源:IKO精密定位工作台系列综合目录

由于电子元件的尺寸都很小,因此焊线作业被限制在一个长宽都不过数毫米的范围内。为了保证焊线速度,就需要在如此短的行程内实现高频往复运动,这对运动组件的响应能力提出了较高的要求。

 经过测试,IKO纳米直线电机NT搭载高性能伺服驱动器,可以实现每分钟334次的短行程往复运动!

△纳米直线电机NT的高频 | 图片来源:IKO精密定位工作台系列综合目录

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