[發明專利]一種雙超聲-高頻感應復合精密微連接裝置及方法

無效

• 申請號: 201310013512.7
• 申請日: 2013-01-14
• 公開（公告）號: CN103071910A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 郭鐘寧;袁聰;李遠波;張永俊;鄧宇;黃志剛
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B23K20/10
• 分類號: B23K20/10;B29C65/08
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

技術領域

本發明涉及一種微連接裝置及方法，尤其是一種雙超聲-高頻感應復合精密微連接裝置及方法。

背景技術

漆包線廣泛應用于電子、電氣、醫療器具和半導體的生產中（如傳感器、變壓器、線圈、繞組、植入電極、芯片互聯引線等），充當內部基礎元件的一部分，或者作為元件內外連接的導體介質。當作為內外連接的介質時，漆包線的末端必須和金屬終端（如插片、針、箔等）實現電接觸，并滿足一定的力學性能、導電性能和耐溫度循環疲勞性能等要求。因此，在電子元器件、醫療器械、傳感器等產品的生產制作中，涉及大量漆包線引出接點的精密微點焊。但是，常見的微連接方法直接焊接漆包線特別是耐高溫漆包線均有不足。目前常見的漆包線微連接技術大致有以下幾類：

釬焊。釬焊是漆包線最常見的連接方法，它通過熔化低熔點的釬料將導線表面和基底充分潤濕、包裹，冷卻后形成接頭。但是，用釬焊對漆包線進行焊接之前必須先將妨礙導電和危害接頭可靠性的高分子漆膜去除，工序繁瑣。并且在某些場合（如宇航電子、核電設施、植入性醫療器件）和高溫動載荷條件下（如密封電機轉子換向器），由于釬焊容易發生脫落失效，對工件的氧化和污染也比較嚴重，這些場合不允許采用釬焊工藝。

激光焊和激光軟釬焊。兩者都是利用激光能量將漆包線的絕緣層燒除后實現焊接，用激光作為焊接能源，熱量集中、非接觸，焊接時也不需要電子束焊的高真空環境，并且具有能同時除漆和焊接等優點，但激光焊接對焊件加工、組裝、定位要求均很高，且焊接成本相對較高。它常用于片式或梁式引線的焊接，而不太適合細線間的焊接。

熱壓焊。熱壓焊接是采用加熱、加壓的方法，使被焊金屬間產生塑性變形，使表面交界處的原子相互擴散。同時在一定的壓力下，兩表面相互填充，產生彈性嵌合作用。最后使兩者緊密結合成牢固的鍵接。熱壓焊接常用材料是鋁-金、鋁-鋁、金-金、硅鋁合金-鋁、金銻合金-金等。由于熱壓焊的性質，需要被焊交界面清潔，氧化物或油污等將會影響焊接的質量。

超聲焊。超聲焊主要用于IC芯片互連工藝中的引線鍵合，即用金線、鋁線、或銅線在芯片和引線框架之間實現電連接。因為預熱能使超聲鍵合接頭性能更好，所以熱聲鍵合是超聲鍵合的主流。近年來隨著超細間距（<25μm）和層疊芯片的出現，為實現更密集的I/O引腳同時避免引線短路，漆包線被認為是金線的潛在取代物。超聲熱壓可以實現漆包線的焊接，但是，絕緣漆殘留等問題給漆包線替代傳統金線帶來了挑戰。

電阻微連接，也叫做微型電阻焊。它是利用電流流過工件和接觸面時所產生的電阻熱加熱金屬，然后在壓力作用下完成焊接。為了克服絕緣漆對電阻焊電流路徑的阻礙，必須設計特殊的焊頭來除去絕緣漆。這些焊頭的應用成功實現了部分漆包線（如直焊型漆包線）的連接，并且所獲得的焊點具有較好的性能，但對于某些漆包線（如聚酯亞胺漆包線）連接，這種方法還存在不少問題。并且該連接方式不適合單面焊接，在連接空間方面受到很大的限制。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處而提供一種可直接連接漆包線或其它有色金屬甚至塑料的雙超聲-高頻感應復合精密微連接裝置；另外，本發明還提供了采用所述裝置進行雙超聲-高頻感應復合精密微連接的方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種雙超聲-高頻感應復合精密微連接裝置，其包括：

機架，設于所述機架上的驅動機構和傳動機構；

與所述傳動機構連接的上超聲振動系統；

與所述上超聲振動系統輸出端連接的高頻感應自熱裝置；

所述上超聲振動系統下方設有下超聲振動系統；

所述下超聲振動系統上方設有工作臺；

所述上超聲振動系統、高頻感應自熱裝置和下超聲振動系統連接有電源；所述驅動機構通過所述傳動機構驅動上超聲振動系統上下動作。