CN102343476B - 键合头装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种键合头装置，涉及一种制造固体器件的设备，包括：运动主体单元和用于提供超声能量的换能器(23)，所述运动主体单元包括：换能器夹块(1)、上摆臂(2)、键合头定块(3)、下摆臂(4)和多个转轴(5)，其中，所述键合头定块(3)与工作台连接；所述换能器夹块(1)固定所述换能器(23)，带动所述换能器(23)运动，所述换能器夹块(1)、所述上摆臂(2)、所述键合头定块(3)、所述下摆臂(4)通过所述多个转轴(5)连接成矩形结构，所述换能器夹块(1)相对于所述键合头定块(3)运动时处于竖直状态。可保证键合头键合时劈刀能完全垂直于键合面，提高键合质量。

Description

键合头装置
技术领域
本发明涉及一种制造固体器件的设备，尤其涉及一种应用在手动、半自动粗丝压焊机设备上的键合头装置。
背景技术
粗丝压焊机是特殊电子元器件封装生产中芯片内部引脚互连工艺应用的专用设备。随着微电子行业的迅速发展，各种器件都面临国际大流通的考验，元器件的内在品质和外观质量变得越来越重要，性能可靠、操作方便、精度准确、功能强大是压焊机的发展趋势。
键合头是压焊机的核心部件，是综合切线功能、断线功能、压焊功能于一体的一种装置。因此，粗丝键合头装置的研发尤为重要。
然而，现有粗丝键合头装置存在以下问题：由于键合头装置中的主体运动单元主要为摆动结构，使键合头键合时劈刀不能完全垂直于键合面，影响键合质量。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种键合头装置，可保证键合头键合时劈刀能完全垂直于键合面，提高键合质量。
为了达到上述目的，本发明提供一种键合头装置，包括：运动主体单元和用于提供超声能量的换能器23，所述运动主体单元包括：换能器夹块1、上摆臂2、键合头定块3、下摆臂4、多个转轴5和劈刀30，其中，
所述键合头定块3与工作台连接；
所述换能器夹块1、所述上摆臂2、所述键合头定块3、所述下摆臂4通过所述多个转轴5连接成矩形结构，所述换能器夹块1相对于所述键合头定块3运动时处于竖直状态；
所述劈刀30固定连接在所述换能器23上，所述换能器23固定连接在换能器夹块1，所述换能器夹块1在相对于所述键合头定块3运动时，劈刀30处于竖直状态。
优选的，所述键合头装置还包括：切刀单元，所述切刀单元包括：切刀6、切刀Z动块7、Z向调整螺钉8、切刀Z定块9、Y向微调螺母10、切刀后安装块11、切刀前安装块12和Z向回复簧13，其中
所述切刀后安装块11固定于所述键合头定块3上；所述切刀6固定于所述切刀Z动块7上，由所述切刀Z动块7、所述Z向调整螺钉8、所述切刀Z定块9和所述Z向回复簧13组成切刀Z向调节装置，调节所述切刀6的Z向位置，并由所述Z向回复簧13提供切刀6切线缓冲力；所述切刀Z向调节装置固定于所述切刀前安装块12上，由所述Y向微调螺母10推动所述切刀前安装块12来调节所述切刀6的Y向位置。
优选的，所述键合头装置还包括：断线单元，所述断线单元包括：定线夹14、电磁铁15、线夹支臂16、动线夹17、锁紧块18、开口调整螺杆19、恢复弹簧20、恢复螺杆21和簧片22，其中
所述线夹支臂16固定于所述换能器夹块1上；
由所述定线夹14、所述电磁铁15、所述动线夹17、所述锁紧块18、所述开口调整螺杆19、所述恢复弹簧20、所述恢复螺杆21和所述簧片22组成线夹，其中所述簧片22为所述定线夹14和所述动线夹17开合的转轴，由所述锁紧块18固定的所述电磁铁15为所述动线夹17打开提供动力，所述恢复弹簧20和所述恢复螺杆21组成的恢复系统为所述动线夹17闭合提供动力，所述开口调整螺杆19调整所述线夹开口的大小。
优选的，所述键合头装置还包括：键合单元，所述键合单元包括：调整螺母24、自重调整弹簧25、弹簧档块26、平衡螺杆27、音圈电机28和触点29，其中
所述平衡螺杆26固定于所述键合头定块3上，所述弹簧档块26固定于所述上摆臂2上，由所述调整螺母24、所述自重调整弹簧25、所述弹簧档块26、所述平衡螺杆27组成自重平衡系统，平衡所述键合头装置自重；
所述触点29安装于所述键合头定块3上，用于判断所述换能器23是否抬起；
所述音圈电机28安装于所述键合头定块3上，用于控制键合压力。
由上述技术方案可知，首先该键合头装置中由运动主体单元通过其中的矩形结构，可保证换能器的竖直运动，并且劈刀固定连接在换能器上，该换能器固定在换能器夹块上，换能器夹块在相对于键合头定块运动时，保证了劈刀时垂直于键合平面；其次切刀单元采用弹簧提供切刀力，减小了切刀结构；断线单元位于换能器上方，释放了劈刀后方空间；最后键合单元采用音圈电机提供键合压力，使键合压力可以精确控制。
附图说明
图1为本发明的实施例中键合头装置的立体结构示意图；
图2为本发明的实施例中运动主体单元的结构示意图；
图3为本发明的实施例中切刀单元的结构示意图；
图4为本发明的实施例中断线单元的结构示意图；
图5为本发明的实施例中键合单元的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细地说明。在此，本发明的示意性实施例及说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
参见图1～图5，该键合头装置包括：运动主体单元、用于提供超声能量的换能器23、切刀单元、断线单元和键合单元，参见图2，该运动主体单元包括：换能器夹块1、上摆臂2、键合头定块3、下摆臂4和多个转轴5，其中，
上述键合头定块3与工作台(图中未示出)连接，带动粗丝键合头装置运动；
上述换能器夹块1、上摆臂2、键合头定块3、下摆臂4通过多个转轴5连接成矩形结构，使得换能器夹块1相对于键合头定块3运动时处于竖直状态，
上述劈刀30固定连接在换能器23上，换能器23固定连接在换能器夹块1，换能器夹块1在相对于键合头定块3运动时，劈刀30处于竖直状态，从而通过该运动主体单元保证了键合头装置在上下移动中劈刀30(参见图5)保持竖直的姿态，同时也可达到兼顾不同劈刀30在焊线过程中不增加劈刀30滑移量的目的；
参见图3，上述切刀单元包括：切刀6、切刀Z动块7、Z向调整螺钉8、切刀Z定块9、Y向微调螺母10、切刀后安装块11、切刀前安装块12和Z向回复簧13，其中
上述切刀后安装块11固定于键合头定块3上；切刀6固定于切刀Z动块7上，由切刀Z动块7、Z向调整螺钉8、切刀Z定块9和Z向回复簧13组成切刀Z向调节装置，调节切刀6的Z向位置，并由Z向回复簧13提供切刀6切线缓冲力；切刀Z向调节装置固定于切刀前安装块12上，由Y向微调螺母10推动切刀前安装块12来调节所述切刀6的Y向位置。
在本实施例中，上述切刀单元由切刀后安装块11调节切刀6的X向定位，Y向微调螺母10调节切刀6的X向定位，Z向调整螺钉8和Z向回复簧13共同调节切刀6的Z向定位，同时完成适应不同长度劈刀的要求。
参见图4，上述断线单元包括：定线夹14、电磁铁15、线夹支臂16、动线夹17、锁紧块18、开口调整螺杆19、恢复弹簧20、恢复螺杆21和簧片22，其中
上述线夹支臂16固定于换能器夹块1上；由定线夹14、电磁铁15、动线夹17、锁紧块18、开口调整螺杆19、恢复弹簧20、恢复螺杆21和簧片22组成线夹，其中簧片22为定线夹14和动线夹17开合的转轴，由锁紧块18固定的电磁铁15为动线夹17打开提供动力，恢复弹簧20和恢复螺杆21组成的恢复系统为动线夹17闭合提供动力，开口调整螺杆19调整线夹开口的大小。
在本实施例中，断线单元通过电磁铁15控制上述线夹打开，恢复弹簧20控制线夹闭合和调节线夹夹紧力。上述开口调节螺杆19调节线夹开口大小，从而实现兼容不同的线径，并达到加紧键合丝完成断线的功能。
参见图5，上述所述键合单元包括：调整螺母24、自重调整弹簧25、弹簧档块26、平衡螺杆27、音圈电机28和触点29，其中
劈刀30固定安装在换能器23上；平衡螺杆26固定于键合头定块3上，弹簧档块26固定于上摆臂2上，由调整螺母24、自重调整弹簧25、弹簧档块26、平衡螺杆27组成自重平衡系统，平衡键合头装置自重；
触点29安装于键合头定块3上，通过该触点29可判断换能器23是否抬起；
音圈电机28安装于键合头定块3上，以控制键合压力。
在本实施例中，键合单元是通过换能器23通过超声波发生器使其产生超声振动，带动劈刀30完成压焊，自动调整弹簧25和平衡螺杆27实现键合头重力的平衡；音圈电机28控制键合压力的大小。
由上述技术方案可知，本发明的键合头装置具有如下有益效果：
1、整个装置以换能器为核心，在很小的空间里实现压力、尾线控制和断线的统一布局；
2、整个装置可以适用于各种长度的劈刀实现45°、60°和90°深腔键合；可以完成100-500μm的粗丝键合；可以适用于各种手动半自动粗丝键合机。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种键合头装置，其特征在于，包括：运动主体单元和用于提供超声能量的换能器(23)，所述运动主体单元包括：换能器夹块(1)、上摆臂(2)、键合头定块(3)、下摆臂(4)、多个转轴(5)和劈刀(30)，其中，
所述键合头定块(3)与工作台连接；
所述换能器夹块(1)、所述上摆臂(2)、所述键合头定块(3)、所述下摆臂(4)通过所述多个转轴(5)连接成矩形结构，所述换能器夹块(1)相对于所述键合头定块(3)运动时处于竖直状态；
所述劈刀(30)固定连接在所述换能器(23)上，所述换能器(23)固定连接在换能器夹块(1)，所述换能器夹块(1)在相对于所述键合头定块(3)运动时，劈刀(30)处于竖直状态。
2.根据权利要求1所述的键合头装置，其特征在于，所述键合头装置还包括：切刀单元，所述切刀单元包括：切刀(6)、切刀Z动块(7)、Z向调整螺钉(8)、切刀Z定块(9)、Y向微调螺母(10)、切刀后安装块(11)、切刀前安装块(12)和Z向回复簧(13)，其中
所述切刀后安装块(11)固定于所述键合头定块(3)上；所述切刀(6)固定于所述切刀Z动块(7)上，由所述切刀Z动块(7)、所述Z向调整螺钉(8)、所述切刀Z定块(9)和所述Z向回复簧(13)组成切刀Z向调节装置，调节所述切刀(6)的Z向位置，并由所述Z向回复簧(13)提供切刀(6)切线缓冲力；所述切刀Z向调节装置固定于所述切刀前安装块(12)上，由所述Y向微调螺母(10)推动所述切刀前安装块(12)来调节所述切刀(6)的Y向位置。
3.根据权利要求2所述的键合头装置，其特征在于，所述键合头装置还包括：断线单元，所述断线单元包括：定线夹(14)、电磁铁(15)、线夹支臂(16)、动线夹(17)、锁紧块(18)、开口调整螺杆(19)、恢复弹簧(20)、恢复螺杆(21)和簧片(22)，其中
所述线夹支臂(16)固定于所述换能器夹块(1)上；
由所述定线夹(14)、所述电磁铁(15)、所述动线夹(17)、所述锁紧块(18)、所述开口调整螺杆(19)、所述恢复弹簧(20)、所述恢复螺杆(21)和所述簧片(22)组成线夹，其中所述簧片(22)为所述定线夹(14)和所述动线夹(17)开合的转轴，由所述锁紧块(18)固定的所述电磁铁(15)为所述动线夹(17)打开提供动力，所述恢复弹簧(20)和所述恢复螺杆(21)组成的恢复系统为所述动线夹(17)闭合提供动力，所述开口调整螺杆(19)调整所述线夹开口的大小。
4.根据权利要求3所述的键合头装置，其特征在于，所述键合头装置还包括：键合单元，所述键合单元包括：调整螺母(24)、自重调整弹簧(25)、弹簧档块(26)、平衡螺杆(27)、音圈电机(28)和触点(29)，其中
所述平衡螺杆(27)固定于所述键合头定块(3)上，所述弹簧档块(26)固定于所述上摆臂(2)上，由所述调整螺母(24)、所述自重调整弹簧(25)、所述弹簧档块(26)、所述平衡螺杆(27)组成自重平衡系统，平衡所述键合头装置自重；
所述触点(29)安装于所述键合头定块(3)上，用于判断所述换能器(23)是否抬起；
所述音圈电机(28)安装于所述键合头定块(3)上，用于控制键合压力。
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