ウェッジボンディングの説明:エレクトロニクス用の精密ワイヤー取り付け

ウェッジ ボンディングは、電子部品とプリント基板 (PCB) の間に接続リードを取り付ける自動プロセスです。このプロセスでは、圧力と超音波 (U/S) または熱音波 (T/S) エネルギーのいずれかを組み合わせて、ワイヤー コネクタをコンポーネントおよび PCB の端子に接合します。コネクタ ワイヤに供給し、圧力とエネルギーをボンドに伝達するために使用されるデバイスは、ボンドに特徴的な形状とプロセスの名前を与える平らなくさび形のコンポーネントです。ウェッジボンディングでは通常、アルミニウムまたは金合金ワイヤが使用され、室温で U/S エネルギーを使用してアルミニウムワイヤを接合するか、T/S エネルギーを使用して金合金ワイヤを接合できます。ボールボンディングなどの他のプロセスと比較すると、ウェッジボンディングには生産速度が遅いことと、部品と PCB の接合間の角度の柔軟性の範囲が制限されるという欠点があります。

PCB 構築の最も重要な段階の 1 つは、多数のコンポーネント端子を PCB 基板上の対応する回路ポイントに結び付けることです。回路の完全性を確保するには、接続を適切に行う必要があります。物理的なコネクタ ワイヤも、占有スペースが最小限になるように配置する必要があります。これらすべては通常、非常に洗練された正確な自動機械によってほぼ顕微鏡的なスケールで実行されます。ウェッジボンディングは、これらの接続を行うための 2 つの最も一般的なプロセスのうちの 1 つです。もう一つはボールボンディングです。

ウェッジボンディングマシンのボンディングヘッドは平板で、後面下部に供給穴があり、前端下部にくさび形の加圧シューが付いています。接続ワイヤはプレートの背面にある穴を通って通され、圧縮されてウェッジに接着されます。この結合は、ウェッジシューによって加えられる圧力と超音波または熱音波エネルギーの組み合わせによって形成されます。 U/S エネルギーは、永久結合を引き起こす高周波音響振動の局所的集中であり、主にアルミニウム接続ワイヤに使用されます。 T/S エネルギーは、金合金ワイヤを結合する超音波と従来の熱エネルギーの組み合わせです。

ウェッジボンディングプロセスは、コンポーネント端子上にウェッジを降下させることから始まる多段階のプロセスです。端子圧力に接触すると、U/S または T/S エネルギーがワイヤをボンディングするために適用されます。その後、ウェッジは所定の高さまで上昇し、PCB 端子の位置に戻ります。この同時の上昇と後退の動きにより、十分な量のワイヤがウェッジを通って引っ張られ、コンポーネントと PCB の間に適切なワイヤのループまたはアーチが形成されます。その後、ウェッジが下降し、コネクタを PCB に接合します。

PCB ボンディングが完了すると、ウェッジが上昇し、同時にワイヤを切断してから、次の端子セットに進みます。ウェッジ ボンディングは、代替のボール ボンディング プロセスよりも少し遅く、通常、コンポーネントと PCB 端子の間を直線で移動するコネクタのみをボンディングできます。ただし、ボンドの「フットプリント」が小さくなるため、密集した端子のボンディングに適しています。

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