專利名稱：飛線的鍵合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飛線(flying lead)的鍵合方法，更具體地，涉及一種利用超聲振動(dòng)將飛線鍵合至基板(board)的焊盤的方法。
背景技術(shù)：
在圖8中示出磁盤驅(qū)動(dòng)單元的承載(carriage)組件。該承載組件包括多個(gè)承載臂10，其數(shù)量與磁盤的數(shù)量相對(duì)應(yīng)；懸架12，其上安裝有磁頭，該懸架12設(shè)置于承載臂10的前端。承載臂10的基部(base end)設(shè)置在傳動(dòng)軸14上，承載臂10隨著傳動(dòng)軸14轉(zhuǎn)動(dòng)，并且平行于磁盤表面移動(dòng)。
安裝在懸架12上的磁頭可通過多種方式電連接至信號(hào)傳輸電路。圖8示出一種使用所謂的長尾(long tail)懸置板的連接結(jié)構(gòu)，其中懸架12的懸置板的端部延伸至設(shè)置撓性板16的位置，該撓性板16設(shè)置于承載臂10基部的側(cè)面。
在使用長尾懸置板的連接結(jié)構(gòu)中，將撓性板16的焊盤和長尾懸置板的飛線18(參見圖9)正確定位，然而通過超聲波鍵合工具將飛線18鍵合至焊盤。圖9中，通過鍵合工具20將飛線18超聲鍵合至撓性板16的焊盤17。
超聲鍵合方法已用于通過倒裝芯片連接將半導(dǎo)體芯片鍵合至電路板，將導(dǎo)線鍵合至引線，等等。為了可靠地進(jìn)行超聲鍵合，人們提出了多種構(gòu)思。例如，日本特開平10-150137公開了一種導(dǎo)線的鍵合方法，其中通過振動(dòng)抑制部件壓住引線框，以防止引線框共振。日本特開2005-136399公開了一種鍵合電極的形成方法，其中在電路板的電極上應(yīng)用導(dǎo)電材料，以擴(kuò)展鍵合區(qū)。日本特開平08-146451和10-189657公開了一種兩個(gè)部件的鍵合方法，其中在兩個(gè)部件之間設(shè)置各向異性的導(dǎo)電薄膜，并且在進(jìn)行相互接觸的方向上施加超聲波。日本特開平05-63038公開了一種兩個(gè)部件的鍵合方法，其中使兩個(gè)部件的鍵合面粗糙化。日本特開2005-93581公開了一種兩個(gè)部件的鍵合方法，其中在鍵合面上應(yīng)用不導(dǎo)電的粘合劑。
在圖8所示的使用長尾懸置板的連接結(jié)構(gòu)中，多個(gè)飛線18以微小的間距平行排列。可以將飛線18逐個(gè)超聲鍵合至焊盤17，但是，同時(shí)超聲鍵合多個(gè)飛線18更有效率，如圖9所示。
圖9中，鍵合工具20接觸并鍵合兩個(gè)飛線18。但是，當(dāng)鍵合工具20接觸多個(gè)飛線18時(shí)，則鍵合工具20的工作面為平坦表面。因此，如果鍵合面凸凹不平，則每個(gè)鍵合點(diǎn)的鍵合力都不同，從而必然降低鍵合的可靠性。
圖10為已相互鍵合的飛線18和焊盤17的剖面圖鍵合。界面處存在三種區(qū)域(1)完全鍵合區(qū)，其中凸點(diǎn)被壓平并且氧化膜被破壞，因此鍵合面有效地相互鍵合；(2)弱鍵合區(qū)，其中在鍵合面之間存在氧化膜；以及(3)未鍵合區(qū)“A”，其中鍵合面沒有相互鍵合。
飛線18和焊盤17的外表面鍍金，因此它們通過金-金鍵合相連接。鍍金層能夠消除在飛線18和焊盤17的鍵合面上形成的凸凹不平。但是，鍍金層的厚度為大約3μm，因此不是所有的凸凹不平都可以被完全消除。

發(fā)明內(nèi)容
構(gòu)思本發(fā)明是為了解決上述問題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種飛線的鍵合方法，該鍵合方法能夠有效地將飛線超聲鍵合至基板的焊盤，并提高兩者間的鍵合可靠性。
為了達(dá)到上述目的，將飛線鍵合至基板焊盤的第一種方法包括如下步驟將飛線定位，以使其與平行排列的焊盤相對(duì)應(yīng)；以及對(duì)鍵合工具施加超聲振動(dòng)，以將飛線分別鍵合至焊盤，其中，飛線的寬度大于焊盤的寬度，并且對(duì)正在將飛線壓至焊盤上的鍵合工具施加超聲振動(dòng)，從而將飛線分別超聲鍵合至焊盤。
采用這種方法，因?yàn)槭癸w線的寬度大于焊盤的寬度，所以當(dāng)鍵合工具將飛線超聲鍵合至焊盤時(shí)，焊盤的側(cè)邊咬合住飛線。因此可將飛線可靠地超聲鍵合至焊盤。
第二種方法包括如下步驟將飛線定位，以使其與平行排列的焊盤相對(duì)應(yīng)；以及對(duì)鍵合工具施加超聲振動(dòng)，以將飛線分別鍵合至焊盤，其中，被鍵合工具按壓的每個(gè)飛線的一個(gè)側(cè)面被絕緣層覆蓋，并且對(duì)經(jīng)由絕緣層正在將飛線壓至焊盤上的鍵合工具施加超聲振動(dòng)，從而將飛線分別超聲鍵合至焊盤。
采用這種方法，在飛線的一個(gè)側(cè)面上形成的絕緣層用作緩沖層，其能夠消除焊盤厚度的差異和鍵合面上的凸凹不平。因此，能夠可靠地進(jìn)行超聲鍵合。
第三種方法包括如下步驟將飛線定位，以使其與平行排列的焊盤相對(duì)應(yīng)；以及對(duì)鍵合工具施加超聲振動(dòng)，以將飛線分別鍵合至焊盤，其中，每個(gè)飛線的端部沿厚度方向折疊，并且對(duì)沿厚度方向正在將折疊的飛線壓至焊盤上的鍵合工具施加超聲振動(dòng)，從而將飛線分別超聲鍵合至焊盤。
采用這種方法，因?yàn)轱w線的折疊端部具有彈性，所以其能夠消除焊盤厚度的差異和鍵合面上的凸凹不平。因此，能夠可靠地進(jìn)行超聲鍵合。
第四種方法包括如下步驟將飛線定位，以使其與平行排列的焊盤相對(duì)應(yīng)；以及對(duì)鍵合工具施加超聲振動(dòng)，以將飛線分別鍵合至焊盤，其中，每個(gè)飛線被鍍層包覆而且具有橢圓形的截面形狀，并且對(duì)正在將飛線壓至焊盤上的鍵合工具施加超聲振動(dòng)，從而將飛線分別超聲鍵合至焊盤。
采用這種方法，因?yàn)殄儗泳哂袡E圓形的截面形狀，因此當(dāng)進(jìn)行超聲鍵合時(shí)鍍層被壓平。這樣，被壓平的鍍層能夠消除焊盤厚度的差異和鍵合面上的凸凹不平，并且能夠可靠地進(jìn)行超聲鍵合。
采用本發(fā)明的方法，能夠消除焊盤厚度的差異和鍵合面上的凸凹不平，因此能夠?qū)w線可靠地超聲鍵合至焊盤。


以下通過實(shí)例并參考附圖，描述本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中圖1A和1B為顯示第一實(shí)施例的方法的示意圖，其中通過鍵合工具將飛線超聲鍵合至焊盤；圖2A為第二實(shí)施例中采用的飛線的剖面圖；圖2B為傳統(tǒng)飛線的剖面圖；圖3為顯示第二實(shí)施例的方法的示意圖，其中通過鍵合工具將飛線超聲鍵合至焊盤；圖4為第三實(shí)施例中采用的飛線的側(cè)視圖；圖5為顯示第三實(shí)施例的方法的示意圖，其中通過鍵合工具將飛線超聲鍵合至焊盤；圖6為從端部觀察，第四實(shí)施例中采用的飛線的剖面圖；圖7為顯示第四實(shí)施例的方法的示意圖，其中通過鍵合工具將飛線超聲鍵合至焊盤；圖8為具有長尾懸置板的傳統(tǒng)承載組件的透視圖；圖9為顯示將飛線鍵合至焊盤的傳統(tǒng)方法的示意圖；以及圖10為相互鍵合的飛線和焊盤的界面的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
在下述實(shí)施例中，在組裝承載組件時(shí)，飛線18被鍵合至撓性板16，該飛線18形成于長尾懸置板上。
(第一實(shí)施例)參考圖1A和1B，解釋本發(fā)明的第一實(shí)施例。
圖1A中，將長尾懸置板的飛線18定位，以使其對(duì)應(yīng)于設(shè)置在承載臂10上的撓性板16。飛線18分別對(duì)應(yīng)于撓性板16的焊盤17。
本實(shí)施例中，暴露于撓性板16表面的每個(gè)焊盤17的寬度小于每個(gè)飛線18的寬度。當(dāng)將飛線18定位以使其分別對(duì)應(yīng)于焊盤17時(shí)，每個(gè)飛線18的兩個(gè)側(cè)邊都分別位于每個(gè)焊盤17的兩個(gè)側(cè)邊之外。
飛線18平行排列，以對(duì)應(yīng)于以規(guī)則的間隔平行排列在撓性板16上的焊盤17。焊盤17和飛線18的表面鍍有金。
圖1B中，鍵合工具20按壓飛線18，并且對(duì)鍵合工具20施加超聲振動(dòng)，以將飛線18超聲鍵合至焊盤17。
本實(shí)施例中，因?yàn)槊總€(gè)飛線18的寬度大于每個(gè)焊盤17的寬度，所以當(dāng)經(jīng)由鍵合工具對(duì)飛線18施加超聲振動(dòng)時(shí)，每個(gè)焊盤17的兩個(gè)側(cè)邊咬合住每個(gè)飛線18的鍵合面(底面)。因此飛線18能夠可靠地鍵合至焊盤17。
由于每個(gè)焊盤17的兩個(gè)側(cè)邊咬合住每個(gè)飛線18的鍵合面，因此即使焊盤17的平面度不規(guī)則，飛線18也能夠可靠地鍵合至焊盤17。焊盤17的平面度及厚度的不規(guī)則性能夠被消除，因此能可靠地進(jìn)行超聲鍵合。即使底部工作面為平面的鍵合工具20同時(shí)將多個(gè)飛線18壓至焊盤17上，也能可靠地進(jìn)行超聲鍵合。
本實(shí)施例中，焊盤17側(cè)邊的咬合功能被用于超聲鍵合。這樣，通過增加焊盤17的硬度，可以將飛線18更可靠地鍵合至焊盤17。焊盤17和撓性板16的導(dǎo)線圖形(cable pattern)通過蝕刻形成于撓性板16表面上的導(dǎo)電層(例如銅層)而同時(shí)形成。在暴露由銅層制成的焊盤17后，形成作為基底層的剛性層，例如鍍鎳層，然后基底層鍍金，從而使焊盤17的硬度增加。
(第二實(shí)施例)參考圖2A、2B和圖3，解釋本發(fā)明的第二實(shí)施例。
圖2B顯示傳統(tǒng)的飛線18的結(jié)構(gòu)。焊盤17和飛線18被從側(cè)面或者在寬度方向上觀察。傳統(tǒng)的飛線18中，其導(dǎo)電部分180的兩個(gè)側(cè)面被諸如聚酰亞胺膜之類的絕緣層18b和18c覆蓋，而與焊盤17相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電引線部分18a沒有被絕緣層18b和18c覆蓋，因此沿縱向跨過焊盤17的導(dǎo)電引線部分18a的兩個(gè)側(cè)面是裸露的。
圖2A顯示本實(shí)施例的飛線18的結(jié)構(gòu)。將要被用于超聲鍵合的鍵合工具20按壓的飛線18的上側(cè)表面被絕緣層18b完全覆蓋；與焊盤17的鍵合面相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電引線部分18a的下側(cè)表面沒有被絕緣層18c覆蓋。即該下側(cè)表面是裸露的。
圖3中，通過鍵合工具20將本實(shí)施例的飛線18(參見圖2A)超聲鍵合至焊盤17。由于與鍵合工具20的工作面相接觸的飛線18的上側(cè)表面被絕緣層18b覆蓋，因此當(dāng)通過施加超聲振動(dòng)使鍵合工具20將飛線18壓至焊盤17上時(shí)，位于鍵合工具20和導(dǎo)電引線部分18a之間的絕緣層18b用作緩沖層。即使焊盤17和飛線18的鍵合面的平面度，以及焊盤17和引線部分18a的厚度存在差異，也可以消除這些差異，從而將飛線18可靠地鍵合至焊盤17。焊盤17的表面和引線部分18a的暴露面鍍有金，因此引線部分18a與焊盤17被金-金鍵合。
(第三實(shí)施例)參考圖4和5，解釋本發(fā)明的第三實(shí)施例。
圖4中，鍵合至焊盤17的飛線18被從側(cè)面觀察。本實(shí)施例中，自長尾懸置板的端部延伸過來的引線部分18a折疊而形成“U”形。標(biāo)號(hào)18d代表折疊部分，并且引線部分18a的下側(cè)部分18e和上側(cè)部分18f互相面對(duì)。引線部分18a的下側(cè)部分18e的長度與焊盤17的長度幾乎相等。在下側(cè)部分18e和上側(cè)部分18f之間形成一個(gè)小間隙，使得折疊部分18d具有彈性功能。
圖5中，將“U”形飛線18定位，以使其對(duì)應(yīng)于焊盤17，并且鍵合工具20朝下按壓飛線18。同時(shí)，對(duì)鍵合工具20施加超聲振動(dòng)，以將飛線18超聲鍵合至焊盤17。
如圖5所示，飛線18的下側(cè)部分18e和上側(cè)部分18f被夾在鍵合工具20和焊盤17之間，因此折疊部分18d的彈性功能起作用。如上所述，折疊部分18d具有彈性功能。因此，即使焊盤17和飛線18的鍵合面的平面度存在差異，也能消除這些差異，從而將飛線18可靠地鍵合至焊盤17。
(第四實(shí)施例)參考圖6和7，解釋本發(fā)明的第四實(shí)施例。
圖6為從縱端觀察，待鍵合至焊盤17的飛線18的剖面圖。本實(shí)施例中，每個(gè)飛線18的引線部分18a被鍍金層19包覆，并且具有橢圓形的截面形狀。圖6中，飛線18定位于焊盤17之上，并且分別與焊盤17相對(duì)應(yīng)。
圖7中，鍵合工具20朝下按壓多個(gè)飛線18，同時(shí)，對(duì)鍵合工具20施加超聲振動(dòng)，以將飛線18超聲鍵合至焊盤17。
通過將被鍍金層19包覆的每個(gè)飛線18的截面形狀制成橢圓形，當(dāng)鍵合工具20將每個(gè)飛線18壓至每個(gè)焊盤17上時(shí)，每個(gè)飛線18的橫向中心部分，即在截面上最厚的凸起部分，與鍵合工具20和焊盤17相接觸。此外，通過對(duì)每個(gè)飛線18施加超聲振動(dòng)而逐步增加鍵合工具20的壓力，每個(gè)凸起部分的鍍金層19被逐漸壓平，從而在使飛線18和焊盤17之間的鍵合區(qū)逐漸擴(kuò)展的情況下將飛線18和焊盤17鍵合在一起。
通過將被鍍金層19包覆的每個(gè)引線部分18a的截面形狀制成橢圓形，鍵合工具20可靠地按壓并壓平每個(gè)飛線18。即使焊盤17和飛線18的鍵合面的平面度，以及焊盤17和引線部分18a的厚度存在差異，也能消除這些差異，從而將飛線18可靠地鍵合至焊盤17。
應(yīng)注意的是，上述實(shí)施例中，在承載組件的組裝步驟中，將長尾懸置板的飛線18超聲鍵合至撓性板16的焊盤17。但是，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例。例如，本發(fā)明的方法可以應(yīng)用于將飛線超聲鍵合至電路板的焊盤。多個(gè)飛線不一定被同時(shí)鍵合?？梢詫w線逐個(gè)鍵合至焊盤。
在不脫離本發(fā)明的本質(zhì)特征的精神的情況下，本發(fā)明可以其它具體形式實(shí)施。因此所述實(shí)施例應(yīng)視為示范性而非限制性，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書界定，而不是上述說明，所以在權(quán)利要求書的等效含義和范圍內(nèi)的所有變化均包含在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種將飛線鍵合至基板焊盤的方法，包括如下步驟將飛線定位，以使其與平行排列的焊盤相對(duì)應(yīng)；以及對(duì)鍵合工具施加超聲振動(dòng)，以將飛線分別鍵合至焊盤，其中，飛線的寬度大于焊盤的寬度，并且對(duì)正在將飛線壓至焊盤上的鍵合工具施加超聲振動(dòng)，從而將飛線分別超聲鍵合至焊盤。
2.一種將飛線鍵合至基板焊盤的方法，包括如下步驟將飛線定位，以使其與平行排列的焊盤相對(duì)應(yīng)；以及對(duì)鍵合工具施加超聲振動(dòng)，以將飛線分別鍵合至焊盤，其中，被鍵合工具按壓的每個(gè)飛線的一個(gè)側(cè)面被絕緣層覆蓋，并且對(duì)經(jīng)由絕緣層正在將飛線壓至焊盤上的鍵合工具施加超聲振動(dòng)，從而將飛線分別超聲鍵合至焊盤。
3.一種將飛線鍵合至基板焊盤的方法，包括如下步驟將飛線定位，以使其與平行排列的焊盤相對(duì)應(yīng)；以及對(duì)鍵合工具施加超聲振動(dòng)，以將飛線分別鍵合至焊盤，其中，每個(gè)飛線的端部沿厚度方向折疊，并且對(duì)沿厚度方向正在將折疊的飛線壓至焊盤上的鍵合工具施加超聲振動(dòng)，從而將飛線分別超聲鍵合至焊盤。
4.一種將飛線鍵合至基板焊盤的方法，包括如下步驟將飛線定位，以使其與平行排列的焊盤相對(duì)應(yīng)；以及對(duì)鍵合工具施加超聲振動(dòng)，以將飛線分別鍵合至焊盤，其中，每個(gè)飛線被鍍層包覆而且具有橢圓形的截面形狀，并且對(duì)正在將飛線壓至焊盤上的鍵合工具施加超聲振動(dòng)，從而將飛線分別超聲鍵合至焊盤。
全文摘要
一種飛線的鍵合方法，能夠有效地將飛線超聲鍵合至基板焊盤，并且提高兩者間的鍵合可靠性。該方法包括如下步驟將飛線定位，以使其與平行排列的焊盤相對(duì)應(yīng)；以及對(duì)鍵合工具施加超聲振動(dòng)，以將飛線分別鍵合至焊盤。其中飛線的寬度大于焊盤的寬度，并且對(duì)正在將飛線壓至焊盤上的鍵合工具施加超聲振動(dòng)，從而將飛線分別超聲鍵合至焊盤。
文檔編號(hào)G11B5/60GK1988026SQ20061005965
公開日2007年6月27日 申請日期2006年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者久保田崇, 小八重健二, 中村公保 申請人:富士通株式會(huì)社