EoW May 2011

article technique

Toutefois, la fréquence de rupture durant le tréfilage augmente à mesure que le diamètre du fil diminue. Les causes de rupture du fils sont multiples ( Figure 1 ). Deux types de rupture du fil sont causés par les inclusions. Une cause se produit en présence d’inclusions sur la surface de la fracture, et l’autre, appelée rupture de “l’extrémité creuse” se vérifie lorsqu’il y a des traces d’inclusions concaves, mais les inclusions ne sont pas trouvées. Deux types de rupture sont causés par des matériaux étrangers introduits durant un processus différent par rapport au processus de coulée. Une est appelée rupture par «contamination», et a lieu en présence de matériaux étrangers sur la surface de la fracture, et l’autre est définie comme rupture de la ”cavité pressée” en l’absence de matériaux étrangers. En outre, il est estimé que la rupture de l’extrémité divisée” est causée par des défauts superficiels et la rupture par “tension” est causée par un effort supérieur à la résistance du fil 5 . On a examiné les différents types de rupture qui ont lieu en cas de tréfilage de fils de connexion d’or. La Figure 2 montre la fréquence à laquelle se vérifie chaque type de rupture, en divisant les diamètres des fils tréfilés en trois groupes, c’est-à-dire 100-350µm, 50-99µm et 20-49µm 4 . La Figure 1 et la Figure 2 montrent que les défauts superficiels, les matériaux étrangers et une tension excessive de tréfilage causée par grippage entraînent les ruptures du fil. Toutefois, on estime que les nombreuses ruptures de fil ayant un diamètre inférieur à 50µm sont dues à la présence d’inclusions à l’intérieur du fil générées durant la coulée 5 . En conclusion, l’on peut affirmer que la condition pour garantir des fils résistants à la rupture durant le tréfilage, est l’absence de défauts superficiels et les inclusions doivent être le plus possible réduites en nombre et dimensions.

Nul

Effort de tréfilage du fil non dimensionnel

Longueur de tréfilage non dimensionnelle

▲ ▲ Figure 3 : Variation de l’effort de tréfilage lorsque l’inclusion passe à travers la filière (analysée au moyen de FEM (pourcentage de réduction R/P=10%))

Fréquence

D

/D

i

o

▲ ▲ Figure 4 : Fréquence de rupture du fil par rapport à D i / D o

Les résultats des analyses des inclusions dans les surfaces avec des fractures de fils au moyen du spectromètre à dispersion de rayons d’énergie (EDS - Energy Dispersive Spectrometer) ont mis en évidence que nombreuses inclusions étaient de A1 2 O 3 ou SiO 2 , et la partie résiduelle consistait en des matériaux étrangers générés par abrasion de la filière et de l’équipement. Par conséquent, vu qu’il y a des inclusions d’alumine et de matériaux étrangers à l’intérieur des fils, on a effectué une analyse FEM du tréfilage du fil.

La relation entre la dimension des inclusions et le diamètre du fil, c’est-à-dire Di/Do, a été établie en tant que variable de 0,3 à 0,7. Les constantes du matériau et la condition de tréfilage pour l’analyse FEM sont indiquées au Tableau 1 . Les variations des efforts de tréfilage dans la partie intérieure de la filière ont été examinées au moyen de l’analyse FEM, en utilisant des fils avec des inclusions de dimensions différentes.

3 Analyse FEM du tréfilage d’un fil

avec inclusions ou matériaux étrangers 3.1 Effets des inclusions à l’intérieur d’un fil La majorité des inclusions dans les fils est représentée par des matériaux durs.

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EuroWire – Mai 2011