CN1065788C - 金属线接合装置 - Google Patents

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Abstract

金属线接合装置包括：框架；安装在框架上的X，Y台；安装在X，Y台上的变换器，其一端支承接合金属线的毛细管；安装到框架上的第一传送装置，使变换器的另一端上升，从而使用于金属线接合的毛细管上升；在第一传送装置之前安装到X，Y台上的第二传送装置，以在接合过程中使变换器的另一端上升；以及安装到框架和X，Y台上的第一位置探测部分，用以探测X，Y台沿X和Y方向的移动量，因而可减小根据头部分的驱动的能量损失。

Description

金属线接合装置
本发明涉及一种金属线接合装置，特别是一种带有改进的接合头的金属线接合装置。
通常，用于将一芯片接合到一具有许多根成形引线的引线框上并然后用金属线(通常为金线)连接芯片和引线的金属线接合过程是通过作为金属线接合装置的核心部分的接合头来完成的。
根据驱动方法，已有若干种用于这种金属线接合装置的接合头。由日本的Shinkawa制造的一种接合头(型号为UTC-100)使用用以沿X和Y方向传送变换器的其上安装有滚珠螺旋(ballscrew)和线性电机导向件的X,Y台用以沿X和Y方向传送变换器(transducer)，以及用于沿Z方向传送它的一电机和一凸轮。
在接合头的另一个例子中，X,Y台用于沿X,Y方向传送变换器，而一线性电机用于沿Z方向传送它。
使用通常的如上所述的接合头的金属线接合装置具有如下问题。
首先，用于沿X,Y和Z方向传送变换器的滚珠螺旋或线性电机由于零件间的摩擦和磨损而引起能量损失，因而需要定期更换零件。
其次，接合头的结构非常复杂，因而需要许多装配操作步骤而使生产率难以提高。
第三，为了获得高速金属线接合，需要在X,Y台上安装AC或DC伺服电机以及驱动装置，因而由于设备成本增加而使产品成本上升。
第四，X,Y台很重，因而需要大的安装空间。
因此，本发明的目的是提供能够克服由于现有技术的限制和缺陷而产生的一个或更多个问题的金属线接合装置。
本发明提供了一种具有简单结构的金属线接合装置，它能够减少由于驱动部分的摩擦而产生的能量损失。另外，本发明的接合头能做得很紧凑并能根据X,Y台的移动精确控制其位置。
本发明的其它特征和优点将在以下的具体说明中显示出来，部分将从说明书或本发明的实践中明显看出。本发明的目的和其它优点将由说明书，权利要求书以及所附的附图中描述的装置实现和获得。
为了实现这些和其它的优点及根据本发明的目的，如实施例及概括的说明，本发明提供了一种金属线接合装置，包括一框架；一安装在框架上的X,Y台，具有一带第一定子和第一感应器的线性步进电机；一可枢轴转动地安装在X,Y台上的变换器，其一端安装一用于接合金属线的毛细管；第一传送装置，安装在框架上以使变换器的另一端传送，从而用于接合金属线的毛细管传送；第二传送装置，在第一传送装置之前安装在X,Y台上以使变换器的另一端在接合的时候传送；以及一安装到框架和X,Y台上的第一位置探测部分，用以探测沿X和Y方向的移动量。
在本发明中，第一传送装置包括一线性步进电机，它具有垂直安装在框架上的第二定子和可沿第二定子在垂直方向滑动的第二感应器；一用于连接安装到第二感应器的一端的支承件和变换器的另一端的弹簧；以及一安装到第二定子上用于与变换器的另一端的上表面接触的挡块。
此外，第一位置探测装置包括一用于探测第一感应器沿X方向传送的距离的X方向探测部分和一用于探测第一感应器沿Y方向传送的距离的Y方向探测部分。
X方向探测部分包括：一安装到X,Y台的第一感应器上的编码镜，具有一用于反射光线的预定的第一反射层图形；一安装到框架上的壳体，其中设有用于向编码镜辐射光线的光源和用于接受从光源辐射出并由第一反射层图形反射的光线接受部分；以及一安装到其中设有光源和光接受部分的壳体的上表面上的光镜，它具有第二反射层图形，用于通过由编码镜朝向光接受部分反射的光线或将光线反射到编码镜。
此外，第一传送装置还包括一用于探测第二感应器的传送位置的第二位置探测装置。
应理解上面的一般描述和下面的详细描述均是以举例和解释的方式对所附权利要求所限定的发明提供进一步的解释。
附图是为了更好地理解本发明并作为说明书的一部分，示出本发明的一个实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。
作为说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，它和说明书一起用于说明本发明的目的，优点和原理。附图中：
图1为根据本发明的一个实施例的金属线接合装置的透视图；
图2为第一位置探测部分的分解透视图；
图3为第一位置探测部分的X方向探测部分的编码镜和光镜的透视图，并示出第一第一反射层图形和第二反射层图形；
图4为第一位置探测部分的Y方向探测部分的编码镜和光镜的透视图，并示出第三反射层图形和第四反射层图形；
图5为第二位置探测部分的透视图；
图6为示出根据本发明的金属线接合装置的接合周期的图表；
图7-14示出根据本发明的金属线接合装置的操作状态。
根据本发明的金属线接合装置具有一加热块和一用于对安装在加热块上的引线框进行金属线接合的接合头。
下面参照附图详细描述本发明的一个最佳实施例。
图1示出本发明的金属线接合装置的作为示例的实施例。
如图1所示，金属线接合装置包括一框架；一安装在框架1上的X,Y台10，它具有一线性步进电机；一可枢轴转动地安装在X,Y台上用于接合金属线的头部分20；一靠近头部分20的变换器23的一端安装的第一传送部分30，以传送变换器23；一在第一传送部分30之前安装在X,Y台10上的第二传送部分40，以传送头部分的变换器23的另一端；一安装到框架1和X,Y台10上用于探测沿X和Y方向的移动量的第一位置探测部分100；以及安装到第一传送传送部分30上用于探测传送位置的第二位置探测部分60。
X,Y台10固定安装到框架1上并包括一通常的线性步进电机。由一线性步进电机组成的X,Y台10包括一安装到框架1上的第一定子11和安装在第一定子11上的第一感应器13，从而由一永磁体12，一空气轴承和一电磁体(未示出)沿X轴线和Y轴线传送。这里，在朝向第一感应器13的第一定子11的表面上沿X轴线和Y轴线形成多行齿14。
头部分20安装到X,Y台10的第一感应器13上，从而头部分20的两端能够绕枢轴转动，以将引线框架的接线端接合到芯片的导线上。头部分20包括一固定到第一感应器13上的托架21和一固定到变换器23的两端之间的一部分上并与托架21铰接以相对于托架21可枢轴转动地支承变换器23的支承件22。一用于接合金属线500的毛细管24安装到变换器23的一端，而一可相对转动地安装到变换器上的辊25安装到变换器23的另一端。在变换器23之上还安装有一由支承件22支承的的金属线夹26。
第一传送部分30垂直于X,Y台10而安装到框架1上以使与托架21铰接的头部分20的变换器23作绕枢轴转动，并包括一通常的步进电机。由线性步进电机构成的第一传送部分30包括一垂直于框架1固定安装的第二定子31,；一可由一永磁体，一空气轴承和一电磁体沿Z轴线传送到第二定子31的第二感应器32以及用于当第二感应器32相对于第二定子31传送时防止第二感应器32转动的导向件33；还包括一安装在第二定子31上的支承件34，一用于将支承件34的一端连接到感应器23的安装有辊25的一端的弹簧35，以及一从第二感应器32的前表面伸出预定长度以与辊的上表面接触的挡块36。在这里，导向件33固定到第二感应器32上并由一与第二定子31的侧表面可滑动地接触的板状永磁体构成。
第二传送部分40安装在变换器23的另一端和X,Y台的第一感应器之间，并由一通常的音圈电机41构成，以使变换器23可转动地移动。
参见图2，第一位置探测部分100安装到框架1和X,Y台10的第一感应器13上，并包括一用于探测其上安装有头部分20(见图1)的第一感应器13沿X轴线的传送距离的X方向探测部分110，以及用于探测其沿Y轴线的传送距离的Y方向探测部分120。
X轴线探测部分110的结构如下：
带有用于反射光线的预定的第一反射层图形111的编码镜112安装到X,Y台10的感应器13上。用于向编码镜112辐射光线的光源114和用于探测从光源114辐射出并由第一反射层图形11反射的光线量的光线接受部分115安装在固定到框架1上的壳体113中，从而其位置垂直于编码镜112。一光镜117朝向光源114和光线接受部分115而安装在壳体113上，该光镜具有一供由编码镜112反射的光线通过到光接受部分115或将上述光线重新反射至编码镜112的第二反射层图形116。用于支承编码镜112的支承孔13a形成在第一感应器13中，而编码镜112固定在支承孔13a内以避免受外部干扰。
如图3中所示，形成在编码镜112上的第一反射层图形111是通过在透明的编码镜112上形成沿Y方向设置的具有预定间距的平行条状的第一反射层111a而实现的。而且，如图3中所示，形成在光镜117上的第二反射层图形116是通过在光镜117的第一，第二，第三和第四象限A1,A2,A3和A4上分别形成沿Y方向设置的具有预定间距的平行条状的第二反射层116a,116b,116c和116d而实现的。在这里，分别形成在第一，第二，第三和第四象限A1,A2,A3和A4上的第二反射层116a,116b,116c和116d在光镜的Y轴线的基础上以预定的间距交错。
Y轴线探测部分110的结构如下：
带有用于反射光线的预定的第三反射层图形121的编码镜122安装到X,Y台10的感应器13上，如图1和2所示。用于向编码镜122辐射光线的光源124和用于探测从光源124辐射出并由第三反射层图形121反射的光线量的光线接受部分125安装在由框架1支承的壳体123中，从而其位置垂直于编码镜122。一光镜127朝向光源124和光线接受部分125而安装在壳体123上，该光镜具有一供由编码镜122反射的光线通过到光接受部分125或将上述光线重新反射至编码镜122的第四反射层图形126。
如图4中所示，形成在编码镜122上的第三反射层图形121是通过在透明的编码镜122上形成沿X方向设置的具有预定间距的平行条状的第三反射层121a而实现的。而且，形成在光镜127上的第四反射层图形126是通过在光镜127的第一，第二，第三和第四象限B1,B2,B3和B4上分别形成沿X方向设置的具有预定间距的平行条状的第四反射层126a,126b,126c和126d而实现的。在这里，分别形成在第一，第二，第三和第四象限B1,B2,B3和B4上的第四反射层126a,126b,126c和126d在光镜的X轴线的基础上以预定的间距交错。
参见图5，第二位置探测部分60探测第二感应器32沿Z轴线方向相对于第二定子31的传送距离。第二位置探测部分60包括一安装到一对从第二定子31的侧表面伸出的支承突起61和62上并距固定到第二定子31上的托架66相等的预定距离的编码镜64。托架66上形成有一预定的第三反射层图形，其中形成供编码镜插入的槽。光源67面向编码镜64的一侧表面安装以辐射光线。一光镜68和一光接受部分69朝向编码镜64的另一侧表面顺序安装到托架66上。这里，形成在光镜68和编码镜64上的反射图形与上述第一位置探测部分100中的图形一样。
下面参照图6一14说明具有上述结构的本发明的金属线接合装置的操作。
图6示出根据本发明的金属线接合装置的操作的接合周期的图表；而图7-14顺序示出根据本发明的金属线接合装置的操作状态。
下面参照接合过程图表说明将芯片接合到接线上的状态，该操作状态示出将接线框架300和芯片400供送到加热块200上，该加热块位于安装在头部分20的变换器23的端部上的毛细管24的垂直的下方。
首先，芯片400到金属线的接合口的状态如下：在通过第一传送部分30的弹簧35与托架21铰接的变换器23上施加绕枢轴转动力，安装到第一传送部分30的第二感应器32上的挡块36与安装到变换器23一端上的辊25接触，以防止变换器23的另一端上升，从而保持如图7所示的状态。沿Z方向安装在变换器23一端的毛细管24的位置为图6中所示的Z5。
在该状态下，随着第二感应器32在第一传送部分30的作用下相对于第二定子上升，挡块36上升，而在弹簧35张力作用下绕枢轴转动的变换器23以及安装在变换器23一端的毛细管24下降到如图8所示的状态，毛细管24的位置为Z4。毛细管24的位置Z4为用于接合的初始或设定位置。
在实现上述操作的过程中，首先，安装在框架1上的由线性步进电机构成的X,Y台10的感应器13沿X轴线方向，Y轴线方向，或X和Y轴线方向相对于第一定子11传送，从而使安装到变换器23一端的毛细管24位于接到接线框架的接线口的芯片口之上。
在上述状态中，如果第一传送部分30操作使第二感应器32进一步上升，毛细管24下降到一位置Z2，芯片与毛细管24的尖端之间的距离在150-200μm的范围内，并且毛细管以约250mm/sec的速度移动至如图9所示的状态。
在该状态中，向音圈电机41供给电流以提供用于接合的压力，从而改变毛细管24的下降速度使其低于第二感应器32的上升速度。因此，第二感应器32的挡块36与变换器23的辊25分开，并且音圈电机41连续操作以使变换器23的安装辊25的一端上升，从而使毛细管24与芯片400接触，如图10所示。在该状态中，变换器23在音圈电机41的作用下转动，并因而以预定长的时间在毛细管24上施加接合力以接合金属线。此外，当完成芯片400的口的接合时，中断向音圈供电。
当完成芯片口的接合时，第一传送部分30的第二感应器32以高速下降，从而使安装到变换器23一端的辊25与挡块36接触，如图11中所示。因此，毛细管24以高速上升，从而与芯片的距离变成Z3。
当完成到芯片口的接合时，安装在框架1上的构成X,Y台10的线性步进电机的第一感应器13沿X轴线方向，Y轴线方向或X和Y轴线方向移动，以使毛细管24位于接线框架的接线口上以连接到芯片口上。
此时，由第一位置探测部分100探测第一感应器13相对于第一定子11的传送量，以使位于安装在第一感应器13上的变换器23一端的毛细管24精确位于接线框架之上以进行接合。
由第一探测部分30对第一感应器13的传送距离的探测是由X方向探测部分110和Y方向探测部分120进行的。下面参照图2,3和4说明由X方向探测部分110对第一感应器13的传送距离的探测。
光源114打开以辐射光线至光镜117和编码镜112，光镜117上形成有第二反射层图形116，而在编码镜112上形成有第一反射层图形111，使从光源辐射出的光线通过第二反射层图形116辐射至第一反射层图形111，然后使辐射光线由形成第一反射层图形111的第一反射层111a反射，从而使穿过第二反射层图形116的第二反射层116a-116d之间的反射光线被光接受部分115接受。在这种状态中，传送第一感应器13以及编码镜112。因此，在第一和第二反射层111a和116a-116d中产生相互重叠的部分，从而使由光线接受部分探测到的光线的量不同。即，第一反射层图形111的第一反射层111a之间具有预定的间距，并形成沿Y方向设置的条状。
另外，形成在光镜117上的第二反射层图形116分别在光镜的第一，第二，第三和第四象限上具有预定的间距，并由设置成条带状的第二反射层116a,116b,116c和116d组成。分别形成在第一，第二，第三和第四象限上的第二反射层116a,116b,116c和116d在光镜117上在Y轴线的基础上以预定的间距交错。因此，如果传送安装在第一感应器13上的编码镜112，第一反射层图形111和第二反射层图形116部分重叠而产生光的干涉，因而光线接受部分115接受的穿过形成在第一，第二，第三和第四象限上的第二反射层116a,116b,116c和116d的由第一反射层图形111反射的光线量不同。将由光线接受部分115探测的光线量转换成距离，从而可精确计算第一感应器13沿X轴线方向的传送距离。
第一位置探测部分的Y方向探测部分将由光线接受部分125由于沿X方向形成的第三和第四反射层图形121和126的干涉而探测到的光线量以上述方法转变成第一感应器13沿Y方向的传送距离。
如上所述，如果由第一位置探测部分100通过计算第一感应器13的传送距离而控制X,Y台10的传送位置，以使毛细管24精确地位于接线框架的接线口之上，第一传送部分30的第二感应器32上升使毛细管24下降，从而使毛细管24的高度变成如图6和12所示的Z3。如果毛细管24的位置为Z3，则停止第二感应器32的上升并且第二传送部分40供给音圈电机41电流以减小毛细管24的下降速度。然后，第二感应器32以高速上升，从而挡块36与变换器23的一端分离，而毛细管24只在音圈电机41的作用下下降而如图13所示与接线口接触以接合金属线。在这种状态下，以预定的时间供给音圈电机电流以给变换器施加接合力。
当完成接合时，停止向音圈电机41供给电流，金属线500由线夹26抓取，第二感应器32如图14所示下降而使挡块36与辊25接触。然后，挡块36连续下降使毛细管24支承着金属线500上升而切断金属线。当毛细管24的高度达到如图6所示的Z4的距离时，停止毛细管24的上升。X,Y台操作将毛细管传送至其初始位置，这样就可以上述方法连续进行接合操作。
如上所述，本发明的金属线接合装置由于用于传送毛细管的第一传送部分和X,Y台的驱动部分的摩擦量较小而能够大大地降低由于摩擦产生的能量损失。此外，本发明的简单结构也简化了金属线接合装置的维护。
而且，除了接合装置，本发明还能广泛地用于高速精度控制设备以及各种半导体制造装置。

Claims (11)

1．一种金属线接合装置，包括：
一框架；
一安装在所述框架上的X,Y台，所述的台具有线性步进电机，该线性步进电机具有可沿X和Y方向相对移动的第一定子和第一感应器；
一接合头，其包括一可绕枢轴转动地安装在所述X,Y台上的变换器，所述变换器包括靠近其一端安装用于支承接合金属线的毛细管；
第一传送装置，包括第二线性步进电机，它具有垂直于第一定子安装在所述框架上的第二定子和沿所述第二定子在垂直方向可滑动地安装以移动所述变换器另外一端的第二感应器，
第二传送装置，朝向变换器的所述一端与第一传送装置相隔一定距离安装在所述X,Y台上，以使所述变换器的所述一端在接合的时候传送所述毛细管；
一安装到所述框架和所述X,Y台上的第一位置探测部分，用以探测X,Y台沿X和Y方向的移动量；和
第二位置探测部分，其安装在所述第二定子和所述第二感应器上，以探测所述第二感应器相对于所述第二定子在Z轴方向上的传送距离。
2．根据权利要求1的金属线接合装置，其特征在于，所述第二传送装置为一安装在所述X,Y台的所述感应器与所述变换器的另一端之间的音圈电机。
3．根据权利要求1的金属线接合装置，其特征在于，变换器的另一端包括一辊，其外圆周表面与所述挡块接合。
4．根据权利要求1的金属线接合装置，其特征在于，所述用于探测位置的装置包括：
一用于探测所述感应器沿X方向的传送距离的X方向探测部分；和
一用于探测所述感应器沿Y方向的传送距离的Y方向探测部分。
5．根据权利要求4的金属线接合装置，其特征在于，X方向探测部分包括：
一安装到所述X,Y台的感应器上的编码镜，具有一用于反射光线的预定的第一反射层图形；
一安装到所述框架上的壳体，其中设有用于向所述编码镜辐射光线的光源和用于接受从所述光源辐射出并由所述第一反射层图形反射的光线接受部分；以及
一安装到其中设有所述光源和所述光接受部分的所述壳体上的光镜，它具有第二反射层图形，用于通过由所述编码镜朝向所述光接受部分反射的光线或将光线反射到编码镜。
6．根据权利要求5的金属线接合装置，其特征在于，所述形成在所述编码镜上的第一反射层图形由在编码镜上沿Y方向以预定的间距设置成条带形的第一反射层构成。
7．根据权利要求5的金属线接合装置，其特征在于，所述形成在所述光镜上的第二反射层图形是这样形成的，以将所述光镜的上表面分成第一、第二、第三和第四象限，分别沿Y轴线方向设置在第一、第二、第三和第四象限上的条状第二反射层以预定的间距间距形成；并且分别形成在第一、第二、第三和第四象限上的所述第二反射层在所述光镜上相对于Y轴线方向以预定的间距交错。
8．根据权利要求4的金属线接合装置，其特征在于，所述Y方向探测部分包括：
一安装到所述X,Y台的感应器上的编码镜，具有一用于反射光线的预定的第三反射层图形；
一安装到所述框架上的壳体，其中设有用于向所述编码镜辐射光线的光源和用于接受从所述光源辐射出并由所述第三反射层图形反射的光线接受部分；以及
一安装到其中设有所述光源和所述光接受部分的所述壳体上的光镜，它具有第四反射层图形，用于通过由所述编码镜朝向所述光接受部分反射的光线或将光线反射到编码镜。
9．根据权利要求8的金属线接合装置，其特征在于，所述形成在所述编码镜上的第三反射层图形由在编码镜上沿X方向以预定的间距设置成条带形的第三反射层构成。
10．根据权利要求8的金属线接合装置，其特征在于，所述形成在所述光镜上的第四反射层图形是这样形成的，以将所述光镜的上表面分成第一、第二、第三和第四象限，分别沿X轴线方向设置在第一、第二、第三和第四象限上的条状第四反射层以预定的间距间距形成；并且分别形成在第一、第二、第三和第四象限上的所述第四反射层在所述光镜上相对于X轴线方向以预定的间距交错。
11．根据权利要求1的金属线接合装置，其特征在于，所述第一传送装置还包括一用于探测所述第二感应器的传送位置的第二位置探测装置。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5813590A (en) * 1995-12-18 1998-09-29 Micron Technology, Inc. Extended travel wire bonding machine
US5971254A (en) * 1997-01-02 1999-10-26 Texas Instruments Incorporated Decoupled xyz stage
JP3616543B2 (ja) 1999-09-10 2005-02-02 日本電気株式会社 Ｘｙステージ
US6513696B1 (en) * 2000-08-28 2003-02-04 Asm Assembly Automation Ltd. Wedge bonding head
CN103421160A (zh) 2012-05-25 2013-12-04 亨茨曼国际有限公司 聚氨酯灌浆组合物
US11289446B2 (en) 2018-03-28 2022-03-29 Asm Technology Singapore Pte Ltd Multiple actuator wire bonding apparatus
USD927575S1 (en) * 2019-01-18 2021-08-10 Shinkawa Ltd. Heater block for bonding apparatus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3894674A (en) * 1972-12-07 1975-07-15 Theodore C Weill Process for applying a protective wear surface to a wear part
EP0604782A1 (en) * 1992-12-03 1994-07-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Wire bonding apparatus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5311192B2 (zh) * 1972-07-26 1978-04-19
JPS5329475B2 (zh) * 1973-09-12 1978-08-21
DD258193A1 (de) * 1987-03-02 1988-07-13 Elektromat Veb Antrieb fuer eine hochgeschwindigkeitsdrahtkontaktiereinrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3894674A (en) * 1972-12-07 1975-07-15 Theodore C Weill Process for applying a protective wear surface to a wear part
EP0604782A1 (en) * 1992-12-03 1994-07-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Wire bonding apparatus

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