[發明專利]一種絲材鍵合用楔形劈刀及其加工方法

在審

• 申請號: 202011619323.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112775628A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 謝興鋮;曹瑞軍;林中坤;楊劍;梁秋實;史植廣;劉皓
• 申請（專利權）人: 有研科技集團有限公司;有研工程技術研究院有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23K20/10;H01L21/607
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 李全旺

本發明公開了一種絲材鍵合用楔形劈刀及其加工方法。所述楔形劈刀為一體式結構，包括刀柄和刀頭，刀柄為平缺口型圓柱，刀頭為楔形結構，刀柄與刀頭通過第一斜切面、第二斜切面、第三斜切面和平缺口面進行過渡，刀柄中心設有貫通的直引線圓孔，刀頭設有貫通的斜引線圓孔；刀頭包括第一斜切面、第二平面、第三斜切面、第四斜切面、第一平面和端面；端面包括前圓角面、鍵合面、后圓角面、第一溝槽和第三斜面，鍵合面開設有一個第二溝槽。本發明適用于窄間距、高密度、深腔多腔的細絲材的熱超聲楔形焊鍵合，同時滿足絲材穿孔順利、超聲傳遞無振動、鍵合強度符合使用要求、使用壽命長，為微波器件、微波芯片組裝的引線鍵合提供了關鍵工具保障。

技術領域

本發明屬于微電子工具領域，具體涉及一種絲材鍵合用楔形劈刀及其加工方法。

背景技術

現代軍、民用電子裝備尤其是在機載、艦載、星載等雷達和通訊系統中正在向小型化、輕量化、高工作頻率、高可靠和低成本的方向發展，對組裝和互連技術提出了越來越高的要求。一般來說，采用高密度、多層、多芯片組裝構成三維立體結構的微組裝工藝在微波組件使用，比一般分離器件電路重量輕10-20倍，體積小4-6倍，微波器件的應用越來越廣泛。

而楔形劈刀是制備各種微波器件工藝環節中引線鍵合工藝所用的重要工具。引線鍵合是利用楔形劈刀傳遞超聲波能量，使穿過劈刀的鍵合引線在劈刀刀頭與焊盤金屬間產生壓力與摩擦，從而與基板焊盤緊密焊合，實現芯片與基板間的電氣互連和芯片間的信息互通。而隨著集成電路的線寬不斷縮小，由2008年的0.057μm到達2018年的0.018μm。與此對應，引線鍵合的焊盤間距由35μm減小到20μm，對楔形劈刀的結構設計和使用性能提出了更加苛刻的要求。

如何提供一種適用于窄間距、高密度、深腔多腔的帶材的熱超聲楔形焊鍵合的楔形劈刀，滿足帶材穿孔順利、超聲傳遞無振動、鍵合強度符合使用要求以及使用壽命長的需要，為微波器件、微波芯片組裝的引線鍵合提供關鍵工具保障，已經成為亟需解決的問題。

發明內容

為了克服現有技術存在的一系列缺陷，本發明的目的在于針對上述問題，提供一種絲材鍵合用楔形劈刀，為一體式結構，長度為10-30mm，包括刀柄1和刀頭2，其特征在于，所述刀柄1為平缺口型圓柱，所述刀頭2為楔形結構，所述刀柄1與所述刀頭2通過第一斜切面121、第二斜切面122、第三斜切面123和平缺口面124進行過渡；所述刀頭2包括第一斜切面121、第二平面24、第三斜切面123、第四斜切面21、第一平面22和端面23；所述端面23包括前圓角面231、鍵合面232、后圓角面233、第一溝槽234和第三斜面235，所述鍵合面232開設有一個第二溝槽2321；所述刀柄1中心設有貫通的直引線圓孔11，所述刀頭2設有貫通的斜引線圓孔25，所述直引線圓孔11直徑為0.20-0.50mm，所述斜引線圓孔25直徑為0.03-0.15mm，與刀柄1的夾角為25°-60°，入口呈20°-60°喇叭狀。

優選的，所述第一斜切面121、第二斜切面122和第三斜切面123與刀柄1的夾角一致，夾角大小為2°-20。

優選的，所述刀柄1的直徑為1.35-2.0mm，直徑公差≤±5μm，平缺口徑向長度為1.0-1.8mm，平缺口徑向長度公差為(-0.01，0)。

優選的，所述直引線圓孔11尺寸公差≤±5μm、同心度≤±5μm、表面粗糙度≤1.0μm，所述斜引線圓孔25的尺寸公差≤±5μm，表面粗糙度≤1.0μm。

優選的，所述楔形劈刀的加工毛坯為帶有孔徑為0.15-0.45mm中心通孔的鎢鋼、鈦合金、高速鋼、淬硬鋼或陶瓷圓棒。

優選的，所述前圓角面231的圓角半徑為1-50μm，所述后圓角面233的圓角半徑為1-50μm。

優選的，所述鍵合面232的寬度為0.02-0.25mm、長度為0.04-0.15mm、表面粗糙度≤0.8μm。