L’incollaggio a cuneo è un processo automatizzato per collegare i cavi di connessione tra i componenti elettronici e un circuito stampato (PCB). Il processo prevede l’unione di un connettore di filo a un terminale sul componente e un PCB con una combinazione di pressione ed energia ultrasonica (U/S) o termosonica (T/S). Il dispositivo utilizzato per alimentare il filo del connettore e trasferire la pressione e l’energia ai legami è un componente piatto a forma di cuneo che conferisce ai legami la loro forma caratteristica e il processo prende il nome. L’incollaggio a cuneo utilizza tipicamente fili di alluminio o lega d’oro e può legare il filo di alluminio a temperatura ambiente con energia U/S o filo di lega d’oro con energia T/S. Rispetto ad altri processi come l’incollaggio a sfera, l’incollaggio a cuneo presenta gli svantaggi di velocità di produzione inferiori e limitazioni nell’intervallo di flessibilità angolare tra i legami dei componenti e dei PCB.
Una delle fasi più importanti della costruzione del PCB è legare la pletora di terminali dei componenti con i corrispondenti punti del circuito sul substrato del PCB. Le connessioni devono essere ben realizzate per garantire l’integrità del circuito; anche i fili del connettore fisico devono essere posizionati in modo tale da occupare il minimo spazio. Tutto questo viene tipicamente eseguito su scala quasi microscopica da macchine automatizzate altamente sofisticate e precise. L’incollaggio a cuneo è uno dei due processi più comuni per realizzare queste connessioni; l’altro è l’incollaggio a sfera.
La testa di incollaggio nelle macchine incollatrici a cuneo è una piastra piana dotata di un foro di alimentazione nella sua superficie posteriore inferiore e un pattino di pressione a forma di cuneo sul bordo anteriore inferiore. Il filo di collegamento passa attraverso il foro sul retro della piastra ed è compresso e unito al cuneo. Il legame è creato da una combinazione di pressione applicata dalla scarpa del cuneo e di energia ultrasonica o termosonica. L’energia U/S è una concentrazione localizzata di vibrazioni acustiche ad alta frequenza che provoca un legame permanente ed è utilizzata principalmente per i cavi di collegamento in alluminio. L’energia T/S è una combinazione di energia termica ultrasonica e convenzionale che lega i fili in lega d’oro.
Il processo di incollaggio del cuneo è un processo a più fasi che inizia con il cuneo che scende sul terminale del componente. Una volta a contatto con la pressione del terminale, viene applicata energia U/S o T/S per legare il filo. Il cuneo quindi si solleva fino a un’altezza predeterminata e torna nella posizione del terminale PCB. Questo movimento simultaneo di sollevamento e arretramento tira abbastanza filo attraverso il cuneo per formare un anello o un arco di filo adatto tra il componente e il PCB. Il cuneo quindi scende e collega il connettore al PCB.
Una volta completato il collegamento del PCB, il cuneo si solleva e contemporaneamente taglia il filo prima di passare al set di terminali successivo. L’incollaggio a cuneo è un po’ più lento del processo di incollaggio a sfera alternativo e generalmente può collegare solo connettori che viaggiano in linea retta tra il componente e i terminali del PCB. Tuttavia, produce un “ingombro” di incollaggio più piccolo ed è quindi adatto per l’incollaggio di terminali ravvicinati.