專利名稱：用于導(dǎo)線鍵合機(jī)的通用鍵合頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)線鍵合裝置，更具體地涉及用于鍵合不同類型的導(dǎo)線的導(dǎo)線鍵合裝置。
背景技術(shù)：
通常，相對(duì)大而厚的鍵合導(dǎo)線如鋁線，被使用在大功率電子封裝件的鍥形導(dǎo)線鍵合中，大功率電子封裝件在運(yùn)行中引導(dǎo)較大的電流。被配置來鍵合這種導(dǎo)線的鍥形導(dǎo)線鍵合機(jī)器(wedge wire bonding machine)通常包含有能夠相對(duì)于電子封裝件在X、Y、Z和Θ軸線定位其自身以便于進(jìn)行鍥形導(dǎo)線鍵合的鍵合頭。在鍥形導(dǎo)線鍵合中，設(shè)置Θ軸是有必要的，以便于在第一次鍵合和第二次鍵合之間隨著被進(jìn)給的導(dǎo)線對(duì)齊定位導(dǎo)線鍵合的方位。厚導(dǎo)線通常以多種形式被制造，例如:它們可以具有圓形的截面(此后稱之為“圓導(dǎo)線”(round wire))或帶狀的矩形截面(此后稱之為“帶狀導(dǎo)線”(ribbon wire))。傳統(tǒng)意義上，導(dǎo)線鍵合機(jī)的鍵合頭被采用于鍵合僅僅一種類型的導(dǎo)線，例如或者圓導(dǎo)線或者帶狀導(dǎo)線。所以，當(dāng)鍵合頭被采用來鍵合圓導(dǎo)線時(shí)，鍵合頭模塊需要被替換以配置導(dǎo)線鍵合機(jī)器而鍵合帶狀導(dǎo)線，如下所述。在典型的厚鋁導(dǎo)線鍵合機(jī)中，在鍵合端部附近設(shè)置有三個(gè)主要部件:導(dǎo)線夾具模塊、帶有楔頭(wedge)的震動(dòng)產(chǎn)生換能器(transducer)和切刀(cutter)模塊，以便于執(zhí)行導(dǎo)線鍵合。換能器產(chǎn)生超聲波能量和引起楔頭的超聲波振動(dòng)以使用熱能和超聲波能量將導(dǎo)線鍵合至襯底表面。鋁線被導(dǎo)線夾具模塊所引導(dǎo)和固定。當(dāng)換能器被觸發(fā)時(shí)，在楔頭端部的下方，楔頭的超聲波振動(dòng)將會(huì)傳遞至導(dǎo)線，并完成在導(dǎo)線和襯底表面之間的鍵合。在鍵合處理之后，使用切刀模塊，將鍵合后的導(dǎo)線與鍵合端部分隔開來。為了實(shí)現(xiàn)良好的鍵合，在楔頭端部下方，導(dǎo)線應(yīng)該被良好地捕獲。當(dāng)鍵合導(dǎo)線能夠被穩(wěn)定地引導(dǎo)至楔頭端部時(shí)，良好的鍵合才能得以實(shí)現(xiàn)。這高度依賴于被設(shè)計(jì)來引導(dǎo)和固定鍵合導(dǎo)線至楔頭端部的導(dǎo)線夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和定位。因此，導(dǎo)線夾具的合適配置被需要以實(shí)現(xiàn)良好的鍵合質(zhì)量。厚導(dǎo)線鍵合機(jī)通常具有鍵合帶狀導(dǎo)線和圓導(dǎo)線的能力，因?yàn)樗鼈兪羌嫒莸暮途哂蓄愃频墓に囂匦?。另一方面，為了鍵合帶狀導(dǎo)線，鍵合頭模塊需要被更換。更換鍵合頭模塊的必要性是基于各個(gè)鍵合導(dǎo)線的不同方位。對(duì)于鍵合圓導(dǎo)線而言側(cè)向放置精確度是更為重要的，而對(duì)于鍵合帶狀導(dǎo)線而言帶狀導(dǎo)線沿著換能器軸線的放置精確度是更為重要的。因此，用于鍵合不同類型的導(dǎo)線的導(dǎo)線夾具的布置是不同的。圖1所示為用于鍵合圓導(dǎo)線102的鍥形導(dǎo)線鍵合機(jī)的傳統(tǒng)鍵合頭100的平面布置示意圖，而圖2所示為用于鍵合帶狀導(dǎo)線104的鍥形導(dǎo)線鍵合機(jī)的傳統(tǒng)鍵合頭101的平面布置示意圖。它們分別表明了傳統(tǒng)的圓導(dǎo)線鍵合頭100和傳統(tǒng)的帶狀導(dǎo)線鍵合頭101之間的差異。這些示意圖表明了鍵合端部的三個(gè)主要部件:切刀106、安裝在換能器上的楔頭108和具有夾持板體110的導(dǎo)線夾具。這三個(gè)部件之間的順序和關(guān)系可以根據(jù)應(yīng)用和設(shè)計(jì)而變化。由于導(dǎo)線夾具板體用作為圓導(dǎo)線102的側(cè)向引導(dǎo)體和它們的夾持功能，所以在傳統(tǒng)的圓導(dǎo)線鍵合頭100中的導(dǎo)線夾具的夾持板體110將會(huì)平行于換能器軸線112設(shè)置。但是，由于帶狀導(dǎo)線104的特性和通用矩形橫截面，用作為圓導(dǎo)線的夾持板體110的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能按照慣例用作為帶狀導(dǎo)線104。夾持板體110需要夾持在帶狀導(dǎo)線104的較寬表面上，否則導(dǎo)線可能被損壞。夾持板體110同樣也相對(duì)于楔頭108引導(dǎo)帶狀導(dǎo)線104的位置。所以，對(duì)于導(dǎo)線夾具的導(dǎo)線夾持板體110而言，有必要總是垂直于換能器軸線112。由于夾持板體110的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求之間的差異，用于鍵合圓導(dǎo)線102的鍵合頭100和用于鍵合帶狀導(dǎo)線104的鍵合頭101是不同的。所以，為了在鍵合圓導(dǎo)線102和帶狀導(dǎo)線104之間轉(zhuǎn)換導(dǎo)線鍵合機(jī)器，導(dǎo)線鍵合機(jī)器的整個(gè)鍵合頭100、101模塊需要被改變。必須更換鍵合頭以鍵合不同類型的導(dǎo)線的需求是不足的，表現(xiàn)在其浪費(fèi)時(shí)間來安裝新的鍵合頭。而且，鍵合工具將會(huì)必須被調(diào)整和校準(zhǔn)，以便于開始使用新的鍵合頭。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種鍵合裝置，其在不需要如現(xiàn)有技術(shù)所述的變換鍵合頭的情形下，更為容易地配置來鍵合不同類型的鍵合導(dǎo)線。于是，本發(fā)明提供一種鍥形導(dǎo)線鍵合機(jī)，其包含有:楔頭，用于沿著換能器軸線振動(dòng)，以將導(dǎo)線鍵合在表面上；導(dǎo)線夾具，其包含有一對(duì)用于夾持導(dǎo)線的平行的夾持板體，該夾持板體具有大體垂直于換能器軸線定位的夾持表面；以及側(cè)向引導(dǎo)體，其設(shè)置在導(dǎo)線的相對(duì)的側(cè)面，該側(cè)向引導(dǎo)體和導(dǎo)線主要平行于夾持板體的夾持表面對(duì)齊定位，以朝向楔頭引導(dǎo)導(dǎo)線。參閱后附的描述本發(fā)明實(shí)施例的附圖，隨后來詳細(xì)描述本發(fā)明是很方便的。附圖和相關(guān)的描述不能理解成是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明的特點(diǎn)限定在權(quán)利要求書中。


根據(jù)本發(fā)明所述的導(dǎo)線鍵合裝置的實(shí)例現(xiàn)將參考附圖加以詳細(xì)描述，其中。圖1所示為用于鍵合圓導(dǎo)線的鍥形導(dǎo)線鍵合機(jī)的傳統(tǒng)鍵合頭的平面配置示意圖。圖2所示為用于鍵合帶狀導(dǎo)線的鍥形導(dǎo)線鍵合機(jī)的傳統(tǒng)鍵合頭的平面配置示意圖。圖3所示為根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的鍥形導(dǎo)線鍵合機(jī)的鍵合頭當(dāng)其用于鍵合圓導(dǎo)線時(shí)的平面配置示意圖。圖4所示為根據(jù)圖3所述鍵合頭當(dāng)其用于鍵合帶狀導(dǎo)線時(shí)的平面配置示意圖。圖5所示為鍵合頭當(dāng)其正在鍵合圓導(dǎo)線時(shí)的立體示意圖。圖6所示為鍵合頭當(dāng)其正在鍵合帶狀導(dǎo)線時(shí)的立體示意圖。
具體實(shí)施例方式圖3所示為根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的鍥形導(dǎo)線鍵合機(jī)(wedge wire bonder)的鍵合頭10當(dāng)其用于鍵合圓導(dǎo)線12時(shí)的平面配置示意圖。有益地，鍵合頭10包含有通用導(dǎo)線夾具結(jié)構(gòu)和導(dǎo)線側(cè)向弓I導(dǎo)特征。圖4所示為根據(jù)圖3所述鍵合頭當(dāng)其用于鍵合帶狀導(dǎo)線14時(shí)的平面配置示意圖。鍵合頭10具有通用夾持機(jī)構(gòu)，其包括帶有夾持板體20的導(dǎo)線夾具，該夾持板體能在不變換鍵合頭10的情形下用于夾持圓導(dǎo)線12和帶狀導(dǎo)線14。所以，鍵合頭10使用中被配置來交替地接收?qǐng)A導(dǎo)線12 (具有圓形截面面積)和帶狀導(dǎo)線14 (具有帶平行的較長側(cè)面和平行的較短側(cè)面的矩形截面面積)。該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通過一對(duì)平行的夾持板體20而得以實(shí)現(xiàn)，該夾持板體20被設(shè)置來大體垂直于換能器軸線24，操作中當(dāng)鍵合導(dǎo)線12、14至表面上時(shí)鍵合頭10的楔頭18沿著換能器軸線振動(dòng)。夾持板體20被進(jìn)一步設(shè)置以便于它們的夾持表面平行于帶狀導(dǎo)線14的較長側(cè)面。導(dǎo)線夾持機(jī)構(gòu)被操作來在不干擾它們的進(jìn)給路徑的情形下，相對(duì)于楔頭18控制兩種類型導(dǎo)線12、14的進(jìn)給。通用夾持機(jī)構(gòu)同樣也包括側(cè)向引導(dǎo)體(lateral guides)22，以引導(dǎo)兩種類型的導(dǎo)線(圓導(dǎo)線12和帶狀導(dǎo)線14)。側(cè)向引導(dǎo)體22被設(shè)置在導(dǎo)線12、14的對(duì)立側(cè)面上，側(cè)向引導(dǎo)體和導(dǎo)線12、14通常平行于夾持板體20的夾持表面對(duì)齊定位，以朝向楔頭18引導(dǎo)導(dǎo)線
12、14。側(cè)向引導(dǎo)體22被調(diào)整以適應(yīng)兩種類型的導(dǎo)線12、14的不同尺寸。通用導(dǎo)線夾具被如此定位以致于其導(dǎo)線夾持板體20被設(shè)置來垂直于鍵合頭10的換能器軸線24。由于夾持板體20能夠在其較長側(cè)面上將帶狀導(dǎo)線夾持，所以該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兼容于帶狀導(dǎo)線14。同時(shí)，側(cè)向引導(dǎo)體22被設(shè)置來接觸帶狀導(dǎo)線14的較短側(cè)面以便于引導(dǎo)帶狀導(dǎo)線14。夾持板體20同樣也將會(huì)相對(duì)于楔頭18引導(dǎo)帶狀導(dǎo)線14。同時(shí)，由于圓導(dǎo)線12相對(duì)于固定方向沒有任何特定的需求，所以導(dǎo)線夾具的導(dǎo)線夾持板體20可以設(shè)置在和對(duì)于夾持帶狀導(dǎo)線14相同的方向上。導(dǎo)線，特別是圓導(dǎo)線12，在側(cè)向方向上的引導(dǎo)通過側(cè)向引導(dǎo)體22而得以實(shí)現(xiàn)。由于側(cè)向引導(dǎo)體22被使用來引導(dǎo)導(dǎo)線12、14的側(cè)向位置，所以它們應(yīng)該包括調(diào)整機(jī)構(gòu)，以控制在平行于夾持板體20的夾持表面的方向上側(cè)向引導(dǎo)體22的引導(dǎo)表面之間的距離，而便于適應(yīng)不同類型和尺寸的、具有不同寬度和/或直徑的導(dǎo)線12、14。在側(cè)向引導(dǎo)體22的幫助下引導(dǎo)導(dǎo)線12、14避免了需要使得夾持板體20總是和導(dǎo)線的主要引導(dǎo)方向?qū)R定位。圖5所示為鍵合頭10當(dāng)其正在鍵合圓導(dǎo)線12時(shí)的立體示意圖，而圖6所示為鍵合頭10當(dāng)其正在鍵合帶狀導(dǎo)線14時(shí)的立體示意圖。如上所釋，鍵合頭10具有切刀16和安裝在超聲波換能器上的楔頭18。通用導(dǎo)線夾具具有固定的夾持板體20a和移動(dòng)的夾持板體20b，該移動(dòng)的夾持板體20b可相對(duì)于固定的夾持板體20a移動(dòng)，夾持板體20a、20b相互平行。楔頭18具有平行于換能器軸線24的楔頭振動(dòng)軸線26，移動(dòng)的夾持板體20b可配置來在平行于換能器軸線24和楔頭振動(dòng)軸線26的方向上移動(dòng)，以便于夾持或釋放導(dǎo)線12、14。在固定的夾持板體20a上安裝有側(cè)向引導(dǎo)體22，用于引導(dǎo)鍵合導(dǎo)線12、14。側(cè)向引導(dǎo)體22可在垂直于楔頭振動(dòng)軸線26的方向上側(cè)向調(diào)整，以采用它們來引導(dǎo)不同尺寸和直徑的導(dǎo)線，尤其是圓導(dǎo)線12。當(dāng)在使用圓導(dǎo)線12之后必須使用帶狀導(dǎo)線14時(shí)，側(cè)向引導(dǎo)體22可以被進(jìn)一步調(diào)節(jié)分開以適應(yīng)較大寬度的帶狀導(dǎo)線14。一旦帶狀導(dǎo)線14被側(cè)向引導(dǎo)體22恰當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)，那么導(dǎo)線鍵合操作可以開始。相反地，為了配置鍵合頭10以在鍵合帶狀導(dǎo)線14之后鍵合圓導(dǎo)線12，側(cè)向引導(dǎo)體22可以被更近地調(diào)整到一起，以從而適應(yīng)更小直徑的圓導(dǎo)線12。值得欣賞的是，根據(jù)本實(shí)施例所述的鍵合頭10確保了在不需要隨著導(dǎo)線主要引導(dǎo)方向重新定位導(dǎo)線夾具的方位的情形下，同一個(gè)鍵合頭10能夠固定和引導(dǎo)不同類型的導(dǎo)線12、14。所以，機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要交換不被需要。當(dāng)鍵合導(dǎo)線從帶狀導(dǎo)線14改變至圓導(dǎo)線12或者相反時(shí)，用戶僅僅需要對(duì)側(cè)向引導(dǎo)體22做出相應(yīng)的調(diào)整。所以，鍵合頭10的替代不被需要。因此，根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的鍵合頭10將會(huì)擴(kuò)展厚導(dǎo)線鍵合機(jī)使用單一的鍵合頭模塊從圓導(dǎo)線12可互換至帶狀導(dǎo)線14的鍵合能力。通過避免用于交換鍵合頭的額外轉(zhuǎn)換時(shí)間，它將會(huì)改善導(dǎo)線鍵合機(jī)器的效率，從而提高了導(dǎo)線鍵合機(jī)器的效率。此處描述的本發(fā)明在所具體描述的內(nèi)容基礎(chǔ)上很容易產(chǎn)生變化、修正和/或補(bǔ)充，可以理解的是所有這些變化、修正和/或補(bǔ)充都包括在本發(fā)明的上述描述的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種楔形導(dǎo)線鍵合機(jī)，其包含有: 楔頭，用于沿著換能器軸線振動(dòng)，以將導(dǎo)線鍵合在表面上； 導(dǎo)線夾具，其包含有一對(duì)用于夾持導(dǎo)線的平行的夾持板體，該夾持板體具有大體垂直于換能器軸線定位的夾持表面；以及 側(cè)向引導(dǎo)體，其設(shè)置在導(dǎo)線的相對(duì)的側(cè)面，該側(cè)向引導(dǎo)體和導(dǎo)線主要平行于夾持板體的夾持表面對(duì)齊定位，以朝向楔頭引導(dǎo)導(dǎo)線。
2.如權(quán)利要求1所述的楔形導(dǎo)線鍵合機(jī)，其中該楔形導(dǎo)線鍵合機(jī)在使用中被配置來交替地接收具有圓形截面面積的導(dǎo)線和具有矩形截面面積的導(dǎo)線。
3.如權(quán)利要求2所述的楔形導(dǎo)線鍵合機(jī)，其中具有矩形截面面積的導(dǎo)線具有平行的較長側(cè)面和平行的較短側(cè)面，夾持板體的夾持表面被設(shè)置來夾持該導(dǎo)線的平行的較長側(cè)面，而側(cè)向引導(dǎo)體被設(shè)置來接觸和引導(dǎo)該導(dǎo)線的平行的較短側(cè)面。
4.如權(quán)利要求1所述的楔形導(dǎo)線鍵合機(jī)，其中側(cè)向引導(dǎo)體可被調(diào)整來控制側(cè)向引導(dǎo)體的引導(dǎo)表面在平行于夾持板體的夾持表面的方向上的距離，以便于適應(yīng)位于側(cè)向引導(dǎo)體之間的不同尺寸的導(dǎo)線。
5.如權(quán)利要求1所述的楔形導(dǎo)線鍵合機(jī)，其中導(dǎo)線夾具被操作來控制導(dǎo)線相對(duì)于楔頭的進(jìn)給。
6.如權(quán)利要求1所述的楔形導(dǎo)線鍵合機(jī),其中該夾持板體包含有:固定的夾持板體和活動(dòng)的夾持板體，該活動(dòng)的夾持板體可相對(duì)于固定的夾持板體移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的楔形導(dǎo)線鍵合機(jī)，其中活動(dòng)的夾持板體被配置來在平行于換能器軸線的方向上移動(dòng)，以便于夾持或釋放導(dǎo)線。
8.如權(quán)利要求6所述的楔形導(dǎo)線鍵合機(jī)，其中該側(cè)向引導(dǎo)體安裝在固定的夾持板體上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種楔形導(dǎo)線鍵合機(jī)，其包含有楔頭，用于沿著換能器軸線振動(dòng)，以將導(dǎo)線鍵合在表面上；導(dǎo)線夾具，其包含有一對(duì)用于夾持導(dǎo)線的平行的夾持板體，該夾持板體具有大體垂直于換能器軸線定位的夾持表面；以及側(cè)向引導(dǎo)體，其設(shè)置在導(dǎo)線的相對(duì)的側(cè)面，以便于該側(cè)向引導(dǎo)體和導(dǎo)線主要平行于夾持板體的夾持表面對(duì)齊定位，以朝向楔頭引導(dǎo)導(dǎo)線。
文檔編號(hào)H01L21/607GK103199029SQ20121055296
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者鄭志華, 梅文杰 申請(qǐng)人:先進(jìn)科技新加坡有限公司