CN108246710A - 一种键合焊头的清洗方法、清洗支架及清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种键合焊头的清洗方法、清洗支架及清洗装置，其中，清洗方法为：将键合焊头的头部朝下垂直放置于清洗支架中，清洗支架放置于盛放有清洗液的清洗容器中，键合焊头的头部浸入清洗液内，并通过位于清洗容器底部的超声波发震源向键合焊头传导超声波，进行超声波清洗。由于键合焊头的头部朝下浸入清洗液中，因此，所需的清洗液不需要没过整个键合焊头，只需要没过键合焊头的头部，因此，节省了成本，且键合焊头的头部朝下放置，因此，键合焊头的头部更加靠近超声波发震源，超声波能量在传导过程中损失较少，不需要延长清洗时间或者加大超声波功率，不会造成效率损失，同样能够达到较好的清洗效果。
Description
技术领域
本发明涉及半导体键合工具技术领域，特别涉及一种键合焊头的清洗方法。本发明还涉及一种基于该清洗方法的清洗支架以及清洗装置。
背景技术
半导体键合工艺(将铝线焊接在芯片上)采用的键合工具俗称焊枪，焊枪具有键合焊头，利用钨钢材质的键合焊头进行超声波传导熔化铝线，随着键合次数的增加，键合焊头的键合部位极易出现铝屑堆积，影响键合点外观一致性，严重影响键合质量，键合焊头是否定进行定期清洁，清洁是否有效，就显得尤为重要了。因此，需要对键合焊头进行定期清洁，以保证其键合效果，防止出现键合缺陷，影响键合点可靠性。
目前，现有的键合焊头的清洗方式，是通过清洗治具将键合焊头的头部朝上垂直置放于材质为聚乙烯的烧杯中，并在烧杯中注入清洗溶液，在一定的超声波震动作用下进行清洗，如图1所示，这种方式存在的问题是：为保证键合焊头的键合部位完全浸入清洗溶液中，需注入大量清洗液，以没过键合焊头的头部，成本浪费严重。
此外，超声波发震源都位于烧杯的底部，键合焊头向上置放于烧杯中，距离超声波发震源较远，超声波能量在传导过程中损失严重。超声波能量的损失会影响键合焊头的清洁效果，为达到同样的清洗效果，必须延长清洗时间或者加大超声波功率，造成效率损失。且向上置放清洗后，键合部位易造成水渍及异物堆积，严重时影响铝线键合点质量，存在较大质量风险。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种键合焊头的清洗方法，以减少功率损失，节省成本。
本发明的另一个目的在于提供一种基于该清洗方法的清洗支架和清洗装置，以减少功率损失，节省成本。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种键合焊头的清洗方法，将键合焊头的头部朝下放置于清洗支架中，清洗支架放置于盛放有清洗液的清洗容器中，所述键合焊头的头部浸入所述清洗液内，并通过位于所述清洗容器底部的超声波发震源向所述键合焊头传导超声波，进行超声波清洗。
优选地，在上述的键合焊头的清洗方法中，所述键合焊头的头部浸入所述清洗液内的深度为15mm～25mm。
优选地，在上述的键合焊头的清洗方法中，所述键合焊头的头部距离所述超声波发震源的距离小于或等于25mm。
优选地，在上述的键合焊头的清洗方法中，所述超声波发震源发出的超声波的频率为20KHz～40KHz。
优选地，在上述的键合焊头的清洗方法中，所述清洗液为浓度15％～25％的氢氧化钠溶液。
优选地，在上述的键合焊头的清洗方法中，所述超声波发震源的工作时间为5min～15min。
本发明还提供了一种键合焊头的清洗支架，包括：
架体；
垂直布置于所述架体上的焊头容置筒，所述焊头容置筒的上端为用于键合焊头插入的插入口，所述焊头容置筒的下端为用于所述键合焊头的头部伸出的限位伸出口。
优选地，在上述的键合焊头的清洗支架中，所述限位伸出口为上宽下窄的锥形口。
优选地，在上述的键合焊头的清洗支架中，所述限位伸出口用于伸出所述键合焊头的头部的长度至少为10mm。
优选地，在上述的键合焊头的清洗支架中，还包括设置于所述架体上的拉篮。
优选地，在上述的键合焊头的清洗支架中，所述架体包括顶板、侧板和固定板，所述顶板固定于所述侧板的顶部，所述固定板固定于所述侧板的中部，所述焊头容置筒的上端固定于所述架体的顶板上，所述焊头容置筒的下部筒壁固定于所述固定板上。
优选地，在上述的键合焊头的清洗支架中，所述焊头容置筒的数量为多个，且呈矩阵布置于所述架体上。
优选地，在上述的键合焊头的清洗支架中，所述清洗支架的材质为聚乙烯。
本发明还提供了一种键合焊头的清洗装置，包括清洗治具、用于盛放清洗液清洗液的清洗容器和用于盛放超声波传导介质并发出超声波的超声波发震器，所述清洗治具放置于所述清洗容器中，所述清洗容器放置于所述超声波发震器的水槽中，所述清洗治具为如以上任一项所述的清洗支架。
优选地，在上述的清洗装置中，所述清洗容器为不锈钢烧杯。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的键合焊头的清洗方法中，将键合焊头的头部朝下垂直放置于清洗支架中，清洗支架放置于盛放有清洗液的清洗容器中，键合焊头的头部浸入清洗液内，并通过位于清洗容器底部的超声波发震源向键合焊头传导超声波，进行超声波清洗。由于键合焊头的头部朝下浸入清洗液中，因此，所需的清洗液不需要没过整个键合焊头，只需要没过键合焊头的头部，即键合部位即可，因此，节省了成本，且键合焊头的头部朝下放置，因此，键合焊头的头部更加靠近超声波发震源，超声波能量在传导过程中损失较少，不需要延长清洗时间或者加大超声波功率，不会造成效率损失，同样能够达到较好的清洗效果。
本发明提供的键合焊头的清洗支架，基于本发明中的清洗方法，架体上垂直设置有焊头容置筒，每个焊头容置筒的上端为插入口，下端为限位伸出口，键合焊头从插入口插入焊头容置筒中，并从限位伸出口伸出其头部，将键合焊头通过清洗支架头部朝下放置于清洗容器中，从而节省了成本，减少了功率损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的键合焊头的清洗原理示意图；
图2为本发明实施例提供的一种键合焊头的清洗支架的结构示意图；
图3为图2中的清洗支架的剖视结构图；
图4为本发明实施例提供的一种键合焊头的清洗装置的结构示意图。
其中，01为烧杯、02为清洗治具、03为键合焊头；
1为清洗支架、11为拉篮、12为架体、121为顶板、122为侧板、123为固定板、13为焊头容置筒、131为插入口、132为限位伸出口、4为键合焊头、5为超声波传导介质、6为清洗液、7为排水口。
具体实施方式
本发明的核心是提供了一种键合焊头的清洗方法，减少了功率损失，节省了成本。
本发明还提供了一种基于该清洗方法的清洗支架和清洗装置，减少了功率损失，节省了成本。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图2-图4，本发明实施例提供了一种键合焊头的清洗方法，具体为：将键合焊头4的头部朝下垂直放置于清洗支架1中，清洗支架1放置于盛放有清洗液6的清洗容器3中，键合焊头4的头部浸入清洗液6内，并通过位于清洗容器3底部的超声波发震源向键合焊头4传导超声波，进行超声波清洗。
该清洗方法一方面通过清洗液6与残留在键合焊头4的键合部位上的铝进行化学反应，消融残留铝，另一方面通过超声波对键合焊头4的键合部位上的铝进行超声波清洗，使残留铝熔化，从而将键合焊头4上的残留铝清洗干净，最后用清水清洗键合焊头，并用气枪吹干，得到表面干净、无杂质残留的键合焊头。该清洗方法与现有的将键合焊头03的头部朝上垂直放置于清洗液中的方式相比，由于键合焊头4的头部朝下浸入清洗液6中，因此，所需的清洗液6不需要没过整个键合焊头4，只需要没过键合焊头4的头部，即键合部位即可，因此，节省了成本。且键合焊头4的头部朝下放置，因此，键合焊头4的头部更加靠近超声波发震源，超声波能量在传导过程中损失较少，不需要延长清洗时间或者加大超声波功率，不会造成效率损失，同样能够达到较好的清洗效果。且由于键合焊头4的头部朝下，头部为锥形，因此，键合部位异物不容易在头部形成堆积，清洗更加干净。
进一步地，在本实施例中，键合焊头4的头部浸入清洗液6内的深度为15mm～25mm，更优选地，至少为20mm。从而将有可能残留有杂质的键合焊头4的键合部位全部浸入清洗液6中，以清洗干净。
在本实施例中，键合焊头4的头部距离超声波发震源的距离小于或等于25mm，当键合焊头4通过清洗支架1放入清洗容器3中后，键合焊头4的头部距离清洗容器3的底部的距离小于或等于25mm，此距离接近超声波发震源，保证了清洗效果，减小了功率损耗。
在本实施例中，超声波发震源发出的超声波的频率为20KHz～40KHz。该频率范围可用于如键合焊头4这样的精密部件的清洗。
在本实施例中，清洗液6为浓度15％～25％的氢氧化钠溶液，该浓度的氢氧化钠溶液能够更好地参与杂质的化学反应，保证了清洗速度和清洗质量。更优选地，清洗液6为浓度20％的氢氧化钠溶液。当然，清洗液6还可以为其它可以与铝反应的碱性溶液。
在本实施例中，超声波发震源的工作时间为5min～15min，即超声波清洗的时间为5min～15min，由于键合焊头4的头部接近超声波发震源，因此，功率损耗小，可以在较短的时间内完成键合焊头4的超声波清洗，更优选地，超声波发震源的工作时间为10min。
基于以上任一实施例所描述的清洗方法，本发明实施例还提供了一种键合焊头的清洗支架1，其包括架体12和焊头容置筒13，其中，架体12用于放置于清洗容器3中，焊头容置筒13设置在架体12上，焊头容置筒13的数量为一个或多个，用于容置一个或多个键合焊头4，每个焊头容置筒13垂直布置，焊头容置筒13的上端为用于键合焊头4插入的插入口131，焊头容置筒13的下端为用于键合焊头4的头部伸出的限位伸出口132。
该清洗支架1工作时，将键合焊头4从插入口131插入焊头容置筒13中，并从限位伸出口132伸出其头部，通过清洗支架1将键合焊头4的头部朝下垂直放置于清洗容器3中，清洗容器3中的清洗液6只需要没过键合焊头4的头部即可，从而节省了成本，键合焊头4的头部靠近超声波发震源，从而减少了功率损失。
如图2所示，具体的，限位伸出口132为上宽下窄的锥形口，焊头容置筒13为圆筒状结构，内部形状和尺寸与键合焊头4相适配，便于键合焊头4稳定地容置于焊头容置筒13中，由于键合焊头4的头部为锥形，因此，通过将限位伸出口132设置成上宽下窄的锥形口，使锥形口对键合焊头4的头部进行限位，既能够让头部伸出同时将键合焊头4卡在焊头容置筒13中，防止键合焊头4从焊头容置筒13的下部掉下来，从限位伸出口132伸入的键合焊头4的头部浸入清洗液6中。
当然，限位伸出口132还可以为孔径小于筒径的台阶限位孔，只要能够对键合焊头4的头部进行轴向限位即可，并不局限于本实施例所列举的结构形式。
进一步地，在本实施例中，限位伸出口132用于伸出键合焊头4的头部的长度至少为10mm，伸出的部分通常为残留杂质较多的部分。当清洗支架1放入清洗容器3中后，清洗液6没过焊头容置筒13的限位伸出口132以上至少10mm，以便将键合焊头4上的残留杂质全部位于清洗液6的液面以下，清洗液6还可以通过限位伸出口132伸入焊头容置筒13内，对键合焊头4进行清洗。
更进一步地，在本实施例中，清洗支架1还包括设置于架体12上的拉篮11，拉篮11的作用是为了方便将清洗支架1从清洗容器3中取放，当然，也可以不设置拉篮11。
本实施例提供了一种具体的架体12，如图2所示，架体12包括顶板121、侧板122和固定板123，顶板121固定于侧板122的上端，侧板122的数量优选为两个，且相对设置，固定板123固定在侧板122的中部位置。相应地，焊头容置筒13的上端固定于顶板121上，焊头容置筒13的下部筒壁固定于固定板123上，通过顶板121和固定板123将焊头容置筒13稳固地固定在架体12上。当然，架体12还可以为框架结构。
在本实施例中，对于多个焊头容置筒13，优选地呈矩阵布置于架体12上，键合焊头4之间的距离均匀，便于均匀地清洗。
在本实施例中，清洗支架1的材质为聚乙烯，制作的清洗支架1要求表面光滑，衔接处无毛刺，防止损伤键合焊头4，聚乙烯的硬度比键合焊头4的硬度小，不会对键合焊头4造成磨损，同时聚乙烯不与清洗液6反应，使用可靠性高。
基于以上任一实施例所描述的清洗方法和清洗支架1，本发明实施例还提供了一种键合焊头的清洗装置，其包括清洗治具、用于盛放清洗液6的清洗容器3和用于盛放超声波传导介质5并发出超声波的超声波发震器2，超声波发震器2作为超声波发震源，超声波发震器2具有水槽和排水口7，水槽中盛放的超声波传导介质5优选为纯水，用于传导超声波，传导效果更好，清洗治具放置于清洗容器3中，清洗容器3放置于超声波发震器2的水槽中，清洗治具为如以上任一实施例所描述的清洗支架1。
该清洗装置基于本申请中的清洗方法，并采用了本发明中的清洗支架1，因此具有与该清洗方法和清洗支架1相同的技术效果，在此不再赘述。
在本实施例中，清洗容器3为不锈钢烧杯，更优选地，清洗容器3为304材质的不锈钢烧杯，容积为600ml。由于不锈钢烧杯相较于现有的聚乙烯材质烧杯，不锈钢烧杯更有利于传导超声波，从而进一步减小了功率损耗。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (15)
1.一种键合焊头的清洗方法，其特征在于，将键合焊头(4)的头部朝下放置于清洗支架(1)中，清洗支架(1)放置于盛放有清洗液(6)的清洗容器(3)中，所述键合焊头(4)的头部浸入所述清洗液(6)内，并通过位于所述清洗容器(3)底部的超声波发震源向所述键合焊头(3)传导超声波，进行超声波清洗。
2.根据权利要求1所述的键合焊头的清洗方法，其特征在于，所述键合焊头(4)的头部浸入所述清洗液(6)内的深度为15mm～25mm。
3.根据权利要求1所述的键合焊头的清洗方法，其特征在于，所述键合焊头(4)的头部距离所述超声波发震源的距离小于或等于25mm。
4.根据权利要求1所述的键合焊头的清洗方法，其特征在于，所述超声波发震源发出的超声波的频率为20KHz～40KHz。
5.根据权利要求1所述的键合焊头的清洗方法，其特征在于，所述清洗液(6)为浓度15％～25％的氢氧化钠溶液。
6.根据权利要求1所述的键合焊头的清洗方法，其特征在于，所述超声波发震源的工作时间为5min～15min。
7.一种键合焊头的清洗支架，其特征在于，包括：
架体(12)；
垂直布置于所述架体(12)上的焊头容置筒(13)，所述焊头容置筒(13)的上端为用于键合焊头(4)插入的插入口(131)，所述焊头容置筒(13)的下端为用于所述键合焊头(4)的头部伸出的限位伸出口(132)。
8.根据权利要求7所述的键合焊头的清洗支架，其特征在于，所述限位伸出口(132)为上宽下窄的锥形口。
9.根据权利要求7所述的键合焊头的清洗支架，其特征在于，所述限位伸出口(132)用于伸出所述键合焊头(4)的头部的长度至少为10mm。
10.根据权利要求7所述的键合焊头的清洗支架，其特征在于，还包括设置于所述架体(12)上的拉篮(11)。
11.根据权利要求7所述的键合焊头的清洗支架，其特征在于，所述架体(12)包括顶板(121)、侧板(122)和固定板(123)，所述顶板(121)固定于所述侧板(122)的顶部，所述固定板(123)固定于所述侧板(122)的中部，所述焊头容置筒(13)的上端固定于所述顶板(121)上，所述焊头容置筒(13)的下部筒壁固定于所述固定板(123)上。
12.根据权利要求7所述的键合焊头的清洗支架，其特征在于，所述焊头容置筒(13)的数量为多个，且呈矩阵布置于所述架体(12)上。
13.根据权利要求7-12任一项所述的键合焊头的清洗支架，其特征在于，所述清洗支架(1)的材质为聚乙烯。
14.一种键合焊头的清洗装置，包括清洗治具、用于盛放清洗液(6)的清洗容器(3)和用于盛放超声波传导介质(5)并发出超声波的超声波发震器(2)，所述清洗治具放置于所述清洗容器(3)中，所述清洗容器(3)放置于所述超声波发震器(2)的水槽中，其特征在于，所述清洗治具为如权利要求7-14任一项所述的清洗支架(1)。
15.根据权利要求14所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗容器(3)为不锈钢烧杯。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2018
- 2018-04-16 CN CN201810338933.XA patent/CN108246710A/zh active Pending
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