[發明專利]用于引線接合的超聲波換能器與使用超聲波換能器形成引線接合的方法

有效

• 申請號: 201410548734.3
• 申請日: 2010-08-10
• 公開（公告）號: CN104465422B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: D·A·迪安杰利斯;G·W·舒爾策
• 申請（專利權）人: 庫利克和索夫工業公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 陳松濤,王英

本申請為分案申請，其原申請是于2012年2月10日(國際申請日為2010年8月10日)向中國專利局提交的專利申請，申請號為201080035549.4，發明名稱為“用于引線接合的超聲波換能器與使用超聲波換能器形成引線接合的方法”。

相關申請的交叉引用

本申請主張2009年8月12日提出申請的美國臨時申請第61/233,237號案的權益，其內容在此并入本文以作為參考。

技術領域

本發明涉及引線接合機的操作，且更特定地涉及改進的超聲波換能器及與引線接合的形成相關聯的操作超聲波換能器的方法。

背景技術

在半導體元件的加工及封裝中，引線接合仍舊是在封裝內的兩個位置之間(例如，半導體管芯的管芯焊盤與導線架的導線之間)提供電氣互連的主要方法。更特別地是，使用引線接合器(亦稱為引線接合機)，線弧在將被電氣互連的個別位置之間形成。引線接合機也可用以形成導電凸塊(凸塊可與、或可不與線弧共同使用)。

一示范性的公知引線接合順序包括：(1)在延伸自接合工具的引線一端上形成線尾結球；(2)使用該線尾結球在半導體管芯的管芯焊盤上形成第一接合；(3)在該管芯焊盤與導線架的導線之間延伸一段呈預定形狀的引線；(4)將該引線縫焊至該導線架的該導線；及(5)切斷該引線。在形成(a)線弧的端點與(b)接合位置(例如，管芯焊盤、導線等)之間的接合中，不同類型的接合能量可被使用，包括，例如，超聲波能量、熱超聲波能量、熱壓縮能量等。

美國專利第5,595,328號案(名稱為“SELF ISOLATING ULTRASONIC TRANSDUCER”)；第5,699,953號案(名稱為“MULTI RESONANCE UNIBODY ULTRASONIC TRANSDUCER”)；第5,884,834號案(名稱為“MULTI-FREQUENCY ULTRASONIC WIRE BONDER AND METHOD”)；及第7,137,543號案(名稱為“INTEGRATED FLEXURE MOUNT SCHEME FOR DYNAMIC ISOLATION OF ULTRASONIC TRANSDUCERS”)與超聲波換能器有關且以上申請的全部內容在此并入本文以作為參考。超聲波接合能量典型地使用其中附接有接合工具的超聲波換能器來施加。該換能器通常包括驅動器，諸如，壓電元件(例如，壓電晶體、壓電陶瓷等)的疊置體。電能施加給驅動器，且轉換電能成為機械能，從而以刷磨動作移動接合工具尖端。此接合工具尖端的刷磨動作通常為沿著換能器的縱軸的線性移動。

提供與引線接合機共同使用的改進的換能器，及使用換能器形成引線接合的改進方法將是所期待的。

發明內容

依據本發明的一示范性實施例，一種使用耦合至換能器的接合工具來形成引線接合的方法被提供。該方法包括以下步驟：(1)施加第一頻率的電能給該換能器的驅動器；及(2)在施加該第一頻率的電能的同時施加第二頻率的電能給該驅動器，該第一頻率與該第二頻率彼此不同。

依據本發明的另一示范性實施例，另一種使用耦合至換能器的接合工具來形成引線接合的方法被提供。該方法包括以下步驟：(1)施加第一頻率的電能給該換能器的驅動器以在第一方向上驅動該接合工具的尖端；及(2)施加第二頻率的電能給該驅動器以在第二方向上驅動該接合工具的尖端，該第一方向不同于該第二方向。

依據本發明的另一示范性實施例，在引線接合操作中使用的換能器被提供。該換能器包括經配置以支撐接合工具的細長本體部分。該換能器還包括用以提供振動給該細長本體部分的驅動器，該驅動器包括多個壓電元件，各所述多個壓電元件被分成至少兩個彼此電氣隔離的區域。

依據本發明的另一示范性實施例，在引線接合操作中使用的換能器被提供。該換能器包括經配置以支撐接合工具的細長本體部分。該換能器還包括用以提供振動給該細長本體部分的驅動器，該驅動器經配置以接收電能及提供該接合工具的尖端的非線性刷磨。

依據本發明的另一示范性實施例，在引線接合操作中使用的換能器被提供。該換能器包括經配置以支撐接合工具的細長本體部分。該換能器還包括用以提供振動給該細長本體部分的驅動器，該驅動器包括至少一個經配置以在電能施加之后在第一方向上變形的壓電元件，及至少一個經配置以在電能施加之后在第二方向上變形的壓電元件，該第一方向與第二方向彼此不同。

附圖說明