一种键合丝退火系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种操作便捷、加工精度高、成品清洁度好的键合丝退火系统。本发明的目的通过下述技术方案来实现：一种键合丝退火系统，其特征在于，包括：放线系统，由所述放线系统放出的金属丝进入一退火炉进行退火，退火后的金属丝经过一滴液装置进行冷却，冷却后的金属丝进入一烘干机进行烘干，烘干后的金属丝进入一收线系统，上述所有系统由一主控制系统进行控制，所述主控制系统由PLC和触摸屏组成。
【专利说明】—种键合丝退火系统
【技术领域】
[0001]本发明属于退火【技术领域】，涉及一种键合丝退火系统。
[0002]
【背景技术】
[0003]键合丝主要应用与晶体管、集成电路等半导体器件和微电子封装的电极部位或芯片与外部引线的连接。虽然现在有不用键合丝的键合方法，但目前90%的IC的产品仍以键合丝来封装。键合丝焊接点的电阻，在芯片和晶片中所占用的空间，焊接所需要的间隙，单位体积的导电率，键合丝的延展率，化学性能，抗腐蚀性能和冶金特性等特性必须满足一定的要求才能得到良好的键合特性。具体来说，用于键合的键合金属丝应该具有如下特性:尺寸精度要高且均匀、不弯曲；表面光洁，没有沾污，没有伤痕；具有规定的拉断力和延伸率；焊接时焊点没有波纹；球焊时熔球的正圆度要高。
[0004]其中“尺寸精度要高且均匀、不弯曲；表面光洁，没有沾污，没有伤痕”对退火工艺有着严格的要求，现有技术一般加工范围在Φ0.05mm以上，当需要加工更小直径的金丝或金属丝时，现有的退火系统很难满足需求。
[0005]
【发明内容】
[0006]针对上述问题，本发明提出一种操作便捷、加工精度高、成品清洁度好的键合丝退火系统。
[0007]本发明的目的通过下述技术方案来实现:一种键合丝退火系统，其特征在于，包括:放线系统，由所述放线系统放出的金属丝进入一退火炉进行退火，退火后的金属丝经过一滴液装置进行冷却，冷却后的金属丝进入一烘干机进行烘干，烘干后的金属丝进入一收线系统，上述所有系统由一主控制系统进行控制，所述主控制系统由PLC和触摸屏组成。
[0008]优选地，放线系统主要由放线机构、张力机构、角度传感机构三部分组成。
[0009]优选地，所述放线系统为四轴系统，各轴工作参数分别设定，各轴独立工作，互不干扰。
[0010]优选地，所述收线系统由机械传动和电气控制两部分组成；所述机械传动部分包括绕线机构、排线机构和摆线机构。
[0011 ] 优选地，所述绕线机构由绕线电机、电机盒、绕线轴等组成；所述排线机构由排线电机、滚珠丝杠、直线导轨、丝杠支撑板、底板等组成；所述摆线机构设有限位开关，防止绕线机构超位工作。
[0012]优选地，所述收线系统为四轴绕线、排线系统，各轴独立工作，互不干扰。
[0013]本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果:
本发明的键合丝退火系统光洁度及精度均比现有设备高，并且加工范围可低至Φ0.015 ~Φ0.05mm。
[0014]
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明优选实施例整体示意图；
图2为本发明优选实施例放线系统外形示意图；
图3为本发明图1放线系统放大图；
图4为本发明图1退火炉放大图；
图5为本发明图1滴液装置放大图；
图6为本发明图1烘干装置放大图；
图7为本发明图1收线系统放大图；
图8为本发明优选实施例收线系统机械传动示意图；
图9为本发明优选实施例放线系统面板示意图；
图10为本发明优选实施例张力调试面板示意图；
图11为本发明优选实施例导轮位置示意图； 图12为本发明优选实施例零点位置示意图；
图13为本发明优选实施例退火控制系统初始画面示意图；
图14为本发明优选实施例退火控制系统控制主页画面示意图；
图15为本发明优选实施例退火控制系统控制面板画面示意图；
图16为本发明优选实施例退火控制系统工艺参数设置画面示意图；
图17为本发明优选实施例退火控制系统计米运行设置画面示意图；
图18为本发明优选实施例退火控制系统手动控制画面示意图；
图19为本发明优选实施例退火控制系统设备参数设置画面示意图；
图20为本发明优选实施例温控系统面板示意图。
[0016]
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0018]如图1所示，为本发明一种键合丝退火系统的优选实施例，该机主要用于对Φ0.015~Φ0.05mm的金丝及其它金属丝等的退火,包括:放线系统I,由所述放线系统放出的金属丝进入一退火炉2进行退火，退火后的金属丝经过一滴液装置3进行冷却，冷却后的金属丝进入一烘干机4进行烘干，烘干后的金属丝进入一收线系统5，上述所有系统由一主控制系统6进行控制，所述主控制系统由PLC和触摸屏组成。
[0019]如图2、图3所示，为本实施例放线系统外形图及绕线方式。
[0020]本系统的放线系统I主要由放线机构、张力机构、角度传感机构三部分组成。
[0021]本系统的放线机构采用三菱或松下伺服电机系统，该系统响应速度快、性能稳定、噪音低、使用维护方便；张力机构由直流微型马达产生连续可调张力；角度传感机构采用非接触式角度传感器，该传感器灵敏度高、机械阻尼小、寿命长。
[0022]本系统为四轴放线系统，各轴工作参数分别设定，各轴独立工作，互不干扰。
[0023]如图4所示，为本实施例的退火炉2，所述金属丝在所述退火炉中退火。
[0024]如图5所示，为本实施例的滴液装置3，所述金属丝在经过所述滴液装置后冷却及清洗。
[0025]如图6所示，为本实施例的烘干装置4，所述金属丝在经过所述烘干装置4后被烘干，然后进入所述收线系统5。
[0026]如图7、图8所示，收线系统5由机械传动和电气控制两部分组成；绕线机构由电机盒51、绕线电机52、绕线轴等组成；排线机构由排线电机57、联轴器56、滚珠丝杠55、直线导轨、丝杠支撑板53、底板等组成；同时摆线机构设有限位开关54，防止绕线机构超位工作；本系统为四轴绕线、排线系统，各轴独立工作，互不干扰。
[0027]为方便操作，在操作箱的上部设有收线启停操作按钮，共四组启动(START)、停止(STOP)按钮，分别控制四个收线轴。触摸屏上同样设有启动停止按钮，功能同以上按钮完全相同。同时还有回零按钮，调整绕线轴排线的起始位置。
[0028]操作说明:
所述主控制系统6以PLC 为核心，通过两个PLC控制四组绕(排)线电机的运行。
[0029]主要参数
收线速度:100-500rpm 放线速度:0~600rpm 排线宽度:Max80cm
退火炉温度范围:Max600°C温控精度:0.2V 张力范围:Maxl0g 如图9，为操作面板示意图调试方法
(1)张力设定
张力的大小因所放线的线径不同而不同，线径越粗，要求张力越大，线径越细，要求张力越小，具体大小应根据生产工艺的要求进行设定。
[0030]如图10，张力设定通过面板上的张力设定面板进行。
[0031]面板上的数码指示当前设定的线号，按“选择”键改变当前设定线号。
[0032]按键，当前线号的张力增加，按住不动则连续增加；
按“:▼ ”键，当前线号的张力减小，按住不动则连续减小。
[0033]张力的变化通过面板上的张力表观察。
[0034]⑵速度设定(S)
速度设定是指设定放线电机的放线速度。
[0035]速度设定的目的是使张力机构的导轮悬臂在放线过程中尽量保持在水平位置，以保证线上的张力基本不变。
[0036]放线速度还与收线系统的收线速度有关，不同的收线速度应设定不同的放线速度。
[0037]放线速度的设定可通过面板上的速度设定旋钮(见图2)进行。
[0038]设定时，将导轮固定在水平(或水平以上)位置上，用一字螺丝刀调整面板上的速度设定旋钮，顺时针旋转时速度升高，逆时针时速度降低。
[0039]速度设定时应先进行零点设定(零点变化时，放线速度会随之变化)。
[0040](3)零点设定(Z)
零点是指放线电机的速度为零时导轮的位置。
[0041]如图11及图12，正常工作时，导轮一般保持在水平的位置上(图11)，零点一般在水平以下30°上(图12)。
[0042]通过面板上的零点设定旋钮(Z)，可改变零点的位置，一般要小于30°。
[0043]设定零点时，应先将导轮固定在要求的零点位置上，调整零点设定旋钮，使放线电机转动，然后慢慢调整，使电机停止转动，零点设定即完成。
[0044]⑷张力修正⑴
张力设定时，数字表显示的张力值可能与实际张力值不同(存在显示误差)，通过调整面板上的张力修正旋钮(T)，可使显示张力值与实际张力值一致。
[0045](5)主要参数电源电压:AC220V 额定功率:〈600W 张力范围:0~1g
零点范围:0~30。
放线速度:0~600rpm 系统操作:
1、上电开机:开机后，系统自动进入上电初始画面(如图13)，此画面可进行屏幕亮度的调整及保存亮度，设备上电总时间的察看。点击“请点击此处进入设置画面”方框处，即进入参数设置选择画面。
[0046]注意:操作时用手指轻轻点按，不可用力过大(下同)。不得用尖锐物体接触触摸屏。
[0047]2、控制主页画面(如图14)
主画面可显示出四个轴的运行状态和基本的参数设置情况，同时还可以单独控制每个轴的启停。可控制箱上的启停按钮相同。
[0048]3.控制面板:在主画面的左下角点击此按钮，可显示出如图15的控制面板。
[0049]4.工艺参数设置画面:点击菜单画面上的“工艺参数”按钮即进入此画面(如图16)。
[0050]其中，
绕线速度——是设定该收线轴的收线速度，一般为60— 90米/分。
[0051 ] 排线间距——是设定绕线轴所绕的线与线之间的距离。
[0052]最大排线宽度——是设定在绕线轴上的排线的最大宽度(球排时使用)。
[0053]最小排线宽度——是设定在绕线轴上的排线的最小宽度(球排时使用)。
[0054]线轴直径一是设定实际绕线轴的直径。
[0055]绕线直径一是设定退火时的线径。
[0056]叠厚计算系数——此参数是在计米自动停机时，对计米数值的一个修补参数。
[0057]排线缩进——是设定退火绕线，绕线轴每排完一层摆动电机会根据此数值进行一次向里缩进。
[0058]3/4号轴的参数设置只需点击右侧的“3/4轴工艺参数设定”按钮即可。
[0059]5.计米运行设置画面
点击控制面板上的“计米运行”按钮即进入计米运行设置画面(如图17)。
[0060]点击各轴的数值显示处即弹出数值输入键盘，输入需要的设定值后按确认键即输入数值，点击“计米停机无效”按钮可变为有效状态。按“返回”按钮返回菜单画面。
[0061]6.手动控制画面:点击控制面板上的“手动控制”按钮即进入手动调整画面(如图18)。
[0062]此画面可以手动调整每个轴的摆动轴的速度和距离、绕线轴的缠绕速度，调整零点位置后需要点击上面的“回零”按钮进行复位。
[0063]7.设备参数设置画面:点击控制面板“设备参数”按钮可以对每条线的运行性能和运行位置进行参数设置(如图19)。
[0064]其中，
丝杠导程一即摆动电机旋转一圈对应绕线电机实际移动的距离。
[0065]排线每转脉冲——是设置摆动电机每旋转一圈所需要的脉冲数。
[0066]绕线每转脉冲——是设置绕线电机每旋转一圈所需要的脉冲数。
[0067]回到零点距离一是绕线轴的起始位置到零点开关位置的距离，此参数可以对应绕线时的位置重复修改设定。
[0068]加减速度时间——是设定绕线轴的启动和停止时的快慢。
[0069]断线停机延时——是设定退火过程中有断丝或退火完成时，收线会根据此设定时间进行延时停机。
[0070]按“返回”按钮返回菜单画面。
[0071]注意:4组为独立运行机构，每组可以为不同的参数单独运行。但要修改每一组时，都必须在停机状态下进行。
[0072]退火炉操作
1、主要参数
电压:AC380V, 50Hz 功率:0.75kW*4=3kW 温度范围:Max600°C 温控精度:±0.2°C
2、使用方法
为保证温控精度，将炉体内加热区分为3段独立控制方式，采用三只高精度温控表对三个加热区分别进行温度控制(如图20)。
[0073]⑴打开主控制器上的退火炉开关，给退火炉送电。
[0074]⑵打开退火炉控制柜上的电源开关，控制柜上的电源指示灯点亮。
[0075]⑶通过温控仪表设定温控参数。
[0076]注意:有关温控器的详细说明，请参阅随机附带的温控仪表使用说明书；设定完成后，温控仪表自动将炉温控制到设定的温度。
[0077] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式 ，都包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种键合丝退火系统，其特征在于，包括:放线系统，由所述放线系统放出的金属丝进入一退火炉进行退火，退火后的金属丝经过一滴液装置进行冷却，冷却后的金属丝进入一烘干机进行烘干，烘干后的金属丝进入一收线系统，上述所有系统由一主控制系统进行控制，所述主控制系统由PLC和触摸屏组成。
2.根据权利要求1所述的一种键合丝退火系统，其特征在于:放线系统主要由放线机构、张力机构、角度传感机构三部分组成。
3.根据权利要求1所述的一种键合丝退火系统，其特征在于:所述放线系统为四轴系统，各轴工作参数分别设定，各轴独立工作，互不干扰。
4.根据权利要求1所述的一种键合丝退火系统，其特征在于:所述收线系统由机械传动和电气控制两部分组成；所述机械传动部分包括绕线机构、排线机构和摆线机构。
5.根据权利要求4所述的一种键合丝退火系统，其特征在于:所述绕线机构由绕线电机、电机盒、绕线轴等组成；所述排线机构由排线电机、滚珠丝杠、直线导轨、丝杠支撑板、底板等组成；所述摆线机构设有限位开关，防止绕线机构超位工作。
6.根据权利要求5所述的一种键合丝退火系统，其特征在于:所述收线系统为四轴绕线、排线系统，各轴独立工作，互不干 扰。
【文档编号】C21D9/56GK104073619SQ201410287628
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】苗志强 申请人:青岛永泰控制技术有限公司