[發明專利]用于導線鍵合機的通用鍵合頭

有效

• 申請號: 201210552962.9
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103199029A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 鄭志華;梅文杰
• 申請（專利權）人: 先進科技新加坡有限公司
• 主分類號: H01L21/607
• 分類號: H01L21/607
• 代理公司: 北京申翔知識產權代理有限公司 11214
• 代理人: 周春發

技術領域

本發明涉及導線鍵合裝置，更具體地涉及用于鍵合不同類型的導線的導線鍵合裝置。

背景技術

通常，相對大而厚的鍵合導線如鋁線，被使用在大功率電子封裝件的鍥形導線鍵合中，大功率電子封裝件在運行中引導較大的電流。被配置來鍵合這種導線的鍥形導線鍵合機器(wedge?wire?bonding?machine)通常包含有能夠相對于電子封裝件在X、Y、Z和θ軸線定位其自身以便于進行鍥形導線鍵合的鍵合頭。在鍥形導線鍵合中，設置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給的導線對齊定位導線鍵合的方位。

厚導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“圓導線”（round?wire））或帶狀的矩形截面（此后稱之為“帶狀導線”(ribbon?wire)）。傳統意義上，導線鍵合機的鍵合頭被采用于鍵合僅僅一種類型的導線，例如或者圓導線或者帶狀導線。所以，當鍵合頭被采用來鍵合圓導線時，鍵合頭模塊需要被替換以配置導線鍵合機器而鍵合帶狀導線，如下所述。

在典型的厚鋁導線鍵合機中，在鍵合端部附近設置有三個主要部件：導線夾具模塊、帶有楔頭(wedge)的震動產生換能器(transducer)和切刀（cutter）模塊，以便于執行導線鍵合。換能器產生超聲波能量和引起楔頭的超聲波振動以使用熱能和超聲波能量將導線鍵合至襯底表面。鋁線被導線夾具模塊所引導和固定。當換能器被觸發時，在楔頭端部的下方，楔頭的超聲波振動將會傳遞至導線，并完成在導線和襯底表面之間的鍵合。在鍵合處理之后，使用切刀模塊，將鍵合后的導線與鍵合端部分隔開來。

為了實現良好的鍵合，在楔頭端部下方，導線應該被良好地捕獲。當鍵合導線能夠被穩定地引導至楔頭端部時，良好的鍵合才能得以實現。這高度依賴于被設計來引導和固定鍵合導線至楔頭端部的導線夾具的結構設計和定位。因此，導線夾具的合適配置被需要以實現良好的鍵合質量。

厚導線鍵合機通常具有鍵合帶狀導線和圓導線的能力，因為它們是兼容的和具有類似的工藝特性。另一方面，為了鍵合帶狀導線，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鍵合導線的不同方位。對于鍵合圓導線而言側向放置精確度是更為重要的，而對于鍵合帶狀導線而言帶狀導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線的導線夾具的布置是不同的。

圖1所示為用于鍵合圓導線102的鍥形導線鍵合機的傳統鍵合頭100的平面布置示意圖，而圖2所示為用于鍵合帶狀導線104的鍥形導線鍵合機的傳統鍵合頭101的平面布置示意圖。它們分別表明了傳統的圓導線鍵合頭100和傳統的帶狀導線鍵合頭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的導線夾具。這三個部件之間的順序和關系可以根據應用和設計而變化。由于導線夾具板體用作為圓導線102的側向引導體和它們的夾持功能，所以在傳統的圓導線鍵合頭100中的導線夾具的夾持板體110將會平行于換能器軸線112設置。

但是，由于帶狀導線104的特性和通用矩形橫截面，用作為圓導線的夾持板體110的結構設計不能按照慣例用作為帶狀導線104。夾持板體110需要夾持在帶狀導線104的較寬表面上，否則導線可能被損壞。夾持板體110同樣也相對于楔頭108引導帶狀導線104的位置。所以，對于導線夾具的導線夾持板體110而言，有必要總是垂直于換能器軸線112。

由于夾持板體110的結構設計需求之間的差異，用于鍵合圓導線102的鍵合頭100和用于鍵合帶狀導線104的鍵合頭101是不同的。所以，為了在鍵合圓導線102和帶狀導線104之間轉換導線鍵合機器，導線鍵合機器的整個鍵合頭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線的需求是不足的，表現在其浪費時間來安裝新的鍵合頭。而且，鍵合工具將會必須被調整和校準，以便于開始使用新的鍵合頭。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種鍵合裝置，其在不需要如現有技術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線。

于是，本發明提供一種鍥形導線鍵合機，其包含有：楔頭，用于沿著換能器軸線振動，以將導線鍵合在表面上；導線夾具，其包含有一對用于夾持導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；以及側向引導體，其設置在導線的相對的側面，該側向引導體和導線主要平行于夾持板體的夾持表面對齊定位，以朝向楔頭引導導線。