La unión en cuña es un proceso automatizado para conectar cables de conexión entre componentes electrónicos y una placa de circuito impreso (PCB). El proceso implica unir un conector de cable a un terminal en el componente y una PCB con una combinación de presión y energía ultrasónica (U / S) o termosónica (T / S). El dispositivo utilizado para alimentar el cable conector y transferir la presión y la energía a las uniones es un componente plano en forma de cuña que da a las uniones su forma característica y al proceso su nombre. La unión en cuña generalmente utiliza alambres de aleación de oro o aluminio y puede unir el alambre de aluminio a temperatura ambiente con energía U / S o alambre de aleación de oro con energía T / S. En comparación con otros procesos, como la unión por bola, la unión por cuña tiene las desventajas de velocidades de producción más bajas y restricciones en el rango de flexibilidad angular entre las uniones de componentes y PCB.
Una de las etapas más importantes de la construcción de PCB es atar la plétora de terminales de componentes con sus puntos de circuito correspondientes en el sustrato de PCB. Las conexiones deben estar bien hechas para garantizar la integridad del circuito; los cables del conector físico también deben colocarse de tal manera que ocupen el mínimo de espacio. Todo esto se lleva a cabo típicamente a una escala casi microscópica mediante máquinas automatizadas altamente sofisticadas y precisas. La unión en cuña es uno de los dos procesos más comunes para realizar estas conexiones; el otro es la unión de bolas.
El cabezal de unión en las máquinas de unión por cuña es una placa plana equipada con un orificio de alimentación en su superficie trasera inferior y una zapata de presión en forma de cuña en el borde frontal inferior. El cable de conexión pasa a través del orificio en la parte posterior de la placa y se comprime y pega con la cuña. La unión se crea mediante una combinación de presión aplicada por la zapata de cuña y energía ultrasónica o termosónica. La energía U / S es una concentración localizada de vibraciones acústicas de alta frecuencia que provoca una unión permanente y se utiliza principalmente para cables de conexión de aluminio. La energía T / S es una combinación de energía térmica ultrasónica y convencional que une alambres de aleación de oro.
El proceso de unión de la cuña es un proceso de varios pasos que comienza con la cuña que desciende en el terminal del componente. Una vez en contacto con la presión del terminal, se aplica energía U / S o T / S para unir el cable. A continuación, la cuña se eleva hasta una altura predeterminada y vuelve a la posición del terminal de la placa de circuito impreso. Este movimiento simultáneo de elevación y retroceso tira de suficiente cable a través de la cuña para formar un bucle o arco de cable adecuado entre el componente y la PCB. Luego, la cuña desciende y une el conector a la PCB.
Una vez que se completa la unión de la PCB, la cuña se eleva y simultáneamente corta el cable antes de avanzar al siguiente conjunto de terminales. La unión por cuña es un poco más lenta que el proceso de unión por bola alternativo y, por lo general, solo puede unir conectores que viajan en línea recta entre el componente y los terminales de la PCB. Sin embargo, produce una «huella» de unión más pequeña y, por lo tanto, es adecuada para unir terminales poco espaciados.