CN202855719U - 一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置 - Google Patents

一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置，包括滑片、第一导电膜、第二导电膜、信号提取线和数据计算器，其中，所述第一导电膜的第一端与第一基准电压输入线相连，所述第一导电膜的第二端与第二基准电压输入线相连；所述滑片，与超声换能器相连接，在劈刀下压时，由超声换能器带动在所述第一导电膜和所述第二导电膜上水平滑动；所述信号提取线与所述第二导电膜的第一端相连接，用于获取所述滑片水平滑动时所述滑片上的电压变化信号，并将所述电压变化信号进行传输；所述数据计算器，用于接收所述信号提取线传输的电压变化信号，解析所述电压变化信号，获取与所述电压变化信号相对应的劈刀压力。

Description

一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置
技术领域
本申请涉及微电子封装技术领域，特别涉及一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置。
背景技术
超声引线键合技术是利用超声振动和劈刀压力的作用，将铝线或金线键合到芯片和基板上的一种方法，是集成电路封装工艺的关键技术。超声引线键合仪主要由超声换能器、弹簧装置、变幅杆和劈刀等组成，参考图1，为超声引线键合仪的结构示意图，其中，超声换能器通过底板与底板连接件相连，超声换能器和劈刀相连，在劈刀下压与焊点产生作用时，使得超声换能器整体绕中心轴转动，进而超声换能器在水平方向上向接近劈刀或远离劈刀的方向移动。
超声引线键合仪中键合压力即劈刀压力的大小直接影响其键合质量，所以需要对劈刀压力的大小进行实时检测。但目前没有一种可行方案在保证准确性的前提下，实现对劈刀压力进行实时动态检测。
实用新型内容
本申请所要解决的技术问题是，提供一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置，用以解决现有技术中无法在保证准确性的前提下，对超声引线键合仪中劈刀压力进行实时动态检测的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种超声引线键合仪劈刀压力检测在线装置，包括滑片、第一导电膜、第二导电膜、信号提取线和数据计算器，其中：
所述第一导电膜的第一端与第一基准电压输入线相连，所述第一导电膜的第二端与第二基准电压输入线相连；
所述滑片与超声换能器相连接，在劈刀下压时，由超声换能器带动，在所述第一导电膜和所述第二导电膜上水平滑动；
所述信号提取线与所述第二导电膜的第一端相连接，获取所述滑片水平滑动时所述滑片上的电压变化信号，并将所述电压变化信号进行传输；
所述数据计算器与所述信号提取线相连接，接收所述信号提取线传输的电压变化信号，解析所述电压变化信号，获取与所述电压变化信号相对应的劈刀压力。
上述装置，优选地，还包括滑片固定卡槽，其中：
所述滑片通过滑片固定卡槽固定于与所述超声换能器相连的滑片固定板上。
上述装置，优选地，所述滑片通过滑片紧固件固定于滑片固定卡槽上。
上述装置，优选地，所述滑片固定卡槽通过滑片固定卡槽紧固件固定于所述滑片固定板上。
上述装置，优选地，还包括载板和装置固定板，其中：
所述第一导电膜和所述第二导电膜固定于所述载板上，所述载板通过所述装置固定板固定于与超声换能器相连的底板连接件上。
上述装置，优选地，所述载板通过载板紧固件固定于所述装置固定板上，所述装置固定板通过装置固定板紧固件固定于所述底板连接件上。
上述装置，优选地，所述第一导电膜的第一端通过第一导电膜引出端子与所述第一基准电压输入线相连，所述第一导电膜的第二端通过第二导电膜引出端子与所述第二基准电压输入线相连。
上述装置，优选地，所述第二导电膜的第一端通过第三导电膜引出端子与所述信号提取线相连。
上述装置，优选地，所述第一基准电压输入线接地；
所述第二基准电压输入线与+2.5V电压输入相连。
上述装置，优选地，所述数据计算器包括微控制单元MCU。
由上述方案可知，相对于现有技术中，在与劈刀产生接触压力的焊台下增加压力传感器来获取动态的劈刀压力，但在实际过程中不便于安装而且准确性较低的技术问题，本申请提供的一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置，充分利用超声引线键合仪的结构特点，即超声换能器和劈刀相连，在劈刀下压与焊点产生作用时，使得超声换能器整体绕中心轴转动，而超声换能器在水平方向上向接近劈刀或远离劈刀的方向移动的特点，设置滑片与超声引线键合仪中的超声换能器相连，在劈刀下压时，滑片由超声换能器带动在与两条基准电压输入线相连的导电膜上滑动，由此由于滑片在类似滑动变阻器的两条导电膜上滑动，滑片上产生电压变化，并由信号提取线获取滑片上的与待检测的劈刀压力值相对应的电压变化信号，并将该电压变化信号发送至数据计算器，由数据计算器对该电压变化信号进行解析，获取到待检测的劈刀压力。由此可知，本申请提供的超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置结构简单，便于安装，不会对原有超声引线键合仪有任何结构上的改动，以确保本申请提供的装置不会对实际键合过程中键合参数造成影响的前提下，准确获取动态的劈刀压力，能广泛应用于实际生产过程中。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中超声引线键合仪的部分结构示意图；
图2为本申请实施例一提供的一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置的结构示意图；
图3为本申请实施例一提供的一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置的部分结构示意图；
图4为本申请实施例一提供的一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置的另一部分结构示意图；
图5为本申请实施例一提供的一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置的另一部分结构示意图；
图6为本申请实施例一提供的一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置的另一部分结构示意图；
图7为本申请实施例一提供的一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置的另一结构示意图；
图8为本申请实施例二提供的一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置的结构示意图；
图9为本申请实施例二提供的一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置的部分结构示意图；
图10为本申请实施例二提供的一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置的部分结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
参考图2，其示出了本申请实施例一提供的一种超声引线键合仪劈刀压力检测装置的结构示意图，所述装置包括滑片1、第一导电膜2、第二导电膜3、信号提取线4和数据计算器5，其中：
所述第一导电膜2的第一端与第一基准电压输入线6相连，所述第一导电膜2的第二端与第二基准电压输入线7相连；
所述滑片1与超声换能器相连接，在劈刀下压时，由超声换能器带动，在所述第一导电膜2和所述第二导电膜3上水平滑动；
所述信号提取线4与所述第二导电膜3的第一端相连接，获取所述滑片水平滑动时所述滑片1上的电压变化信号，并将所述电压变化信号进行传输；
所述数据计算器5与所述信号提取线4相连接，接收所述信号提取线4传输的电压变化信号，解析所述电压变化信号，获取与所述电压变化信号相对应的劈刀压力。
需要说明的是，所述第一导电膜2具体为有一定电阻值的电阻膜，所述第二导电膜3具体为0Ω的电阻膜，此时所述滑片1、所述第一导电膜2和所述第三导电膜3形成一个滑动变阻器，即所述滑片1相当于滑动变阻器中的中心抽头，与所述第二导电膜3相连，进而与所述信号提取线4相连；当所述滑片1在所述第一导电膜2和所述第二导电膜3上滑动时，实际上为所述滑片1的一端在所述第一导电膜2上滑动，所述滑片1的另一端在所述第三导电膜3上滑动，此时所述滑片1上产生一个变化的电压即电压变化信号，由所述信号提取线4获取，并由所述信号提取线4传输至所述数据计算器5。
其中，优选的，所述滑片1包括两个刷头，为第一刷头8和第二刷头9，所述滑片1通过所述第一刷头8与所述第一导电膜2接触，所述滑片1通过所述第二刷头9与所述第二导电膜3接触，所述滑片1随着超声换能器在所述第一导电膜2和所述第三导电膜3上滑动，参考图3，其示出了本申请实施例一中所述滑片1与所述第一导电膜2和所述第二导电膜3的连接结构示意图。
其中，优选的，所述装置还包括滑片固定卡槽10，其中：
所述滑片1通过滑片固定卡槽10固定于与所述超声换能器相连的滑片固定板11上，所述滑片固定板11为超声引线键合仪的原有组成部分，如图1所示。参考图4，其示出了本申请实施例一中所述滑片1与所述超声换能器的连接结构示意图。
其中，优选的，基于图4所示的本申请实施例一，所述滑片1通过滑片紧固件12固定于滑片固定卡槽10上，参考图5，其示出了本申请实施例一中所述滑片1与所述滑片固定卡槽10的连接结构示意图。
其中，优选的，基于图5所示的本申请实施例一部分结构示意图，所述滑片固定卡槽10通过滑片固定卡槽紧固件13固定于所述滑片固定板11上，参考图6，其示出了本申请实施例一中所述滑片固定卡槽10与所述滑片固定板11的连接结构示意图；同理，基于图4所述的本申请实施例一中所述滑片固定卡槽10与所述滑片固定板11的连接结构与图6中所示一致。参考图7，其示出了本申请实施例一的整体结构示意图。
其中，优选的，所述滑片固定卡槽10为铝材料。如图6所示，所述滑片1通过所述滑片紧固件12固定于所述滑片固定卡槽10的前表面。
其中，优选的，所述第一基准电压输入线接地，所述第二基准电压输入线与+2.5V电压输入相连。而所述数据计算器5包括微控制单元MCU。
需要说明的是，所述滑片1与超声引线键合仪中超声换能器相连接，当劈刀下压与焊台上的焊点接触产生压力时，劈刀带动超声换能器即超声换能系统产生移动，即超声换能器绕其中心轴转动，而其在水平方向上向接近劈刀或远离劈刀的方向移动，从而带动与其相连接的滑片1在水平方向上移动，此时由于所述滑片1与所述第一导电膜2和所述第二导电膜3接触，即所述滑片1由超声换能器带动在所述第一导电膜2和所述第二导电膜3上水平滑动。而所述第一导电膜2的第一端与第一基准电压输入线6相连，所述第一导电膜2的第二端与第二基准电压输入线7相连，由于所述第一基准电压输入线6和所述第二基准电压输入线7之间有电压输入，所以当所述滑片1在所述第一导电膜2和所述第二导电膜3上滑动时，所述滑片1上会产生电压变化信号，其产生的电压变化信号由所述信号提取线4进行获取，并由该信号提取线4进行传输至所述数据计算器5，由所述数据计算器5对所述电压变化信号进行解析并计算，获取到实时动态的劈刀压力值，从而实现本申请实施例一的目的。
由上述可知，相对于现有技术中，在与劈刀产生接触压力的焊台下增加压力传感器来获取动态的劈刀压力，但在实际过程中不便于安装而且准确性较低的技术问题，本申请实施例一提供的一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置，充分利用超声引线键合仪的结构特点，即超声换能器和劈刀相连，在劈刀下压与焊点产生作用时，使得超声换能器整体绕中心轴转动，而超声换能器在水平方向上向接近劈刀或远离劈刀的方向移动的特点，设置滑片与超声引线键合仪中的超声换能器相连，在劈刀下压时，滑片由超声换能器带动在与两条基准电压输入线相连的导电膜上滑动，由此由于滑片在类似滑动变阻器的导电膜上滑动，滑片上产生电压变化，并由信号提取线获取滑片上的与待检测的劈刀压力值相对应的电压变化信号，并将该电压变化信号发送至数据计算器，由数据计算器对该电压变化信号进行解析，获取到待检测的劈刀压力。由此可知，本申请提供的超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置结构简单，便于安装，不会对原有超声引线键合仪有任何结构上的改动，以确保本申请提供的装置不会对实际键合过程中键合参数造成影响的前提下，准确获取动态的劈刀压力，能广泛应用于实际生产过程中。
本申请实施例二提供了一种超声引线键合仪劈刀在线压力检测装置，所述装置还包括载板14和装置固定板15，其中：
所述第一导电膜2和所述第二导电膜3固定于所述载板14上，所述载板14通过所述装置固定板15固定于与超声换能器相连的底板连接件上。
需要说明的是，所述滑片1、所述第一导电膜2和所述第二导电膜3共同组成滑动位移传感器16。
其中，优选的，所述载板14通过载板固件17固定于所述装置固定板15上，所述装置固定板15通过装置固定板紧固件18固定于所述底板连接件上，参考图8，其示出了所述装置固定板15与所述底板连接件的连接示意图。其中，所述底板连接件通过底板与超声换能器相连，而所述底板通过转轴与所述超声换能器相连。
其中，优选的，所述装置固定板15为铝材料板，呈“7”状，厚度可以设置为3毫米。
参考图9，其示出了本申请实施例二中所述滑动位移传感器16、所述载板14和所述装置固定板15的连接结构细节图，其中，优选的，所述第一导电膜2的第一端通过第一导电膜引出端子19与所述第一基准电压输入线6相连，所述第一导电膜2的第二端通过第二导电膜引出端子20与所述二基准电压输入线7相连；所述第二导电膜3的第一端通过第二导电膜引出端子21与所述信号提取线4相连。
其中，优选的，所述载板14可以设置为PCB板，厚度为1毫米，通过所述传感器载板紧固件17固定于所述装置固定板15的下表面，如图9所示。
需要说明的是，图9所示所述第一导电膜引出端子19与所述第一导电膜2的第一端的连接线为PCB板内部线；所述第二导电膜引出端子20与所述第一导电膜2的第二端的连接线为PCB板内部线；所述第三导电膜引出端子21与所述第二导电膜3的第一端的连接线为PCB板内部线，上述三条内部线未在图9中进行显示，但其在为PCB板的载板14内部存在。
其中，优选的，参考图10，其示出了本申请实施例二的部分侧面示意图，其中，所述载板14通过所述传感器载板紧固件17固定于所述装置固定板15上。
其中，优选的，所述第一基准电压输入线接地，所述第二基准电压输入线与+2.5V电压输入相连。而所述数据计算器5具体为微控制单元MCU。
由上述可知，相对于现有技术中，在与劈刀产生接触压力的焊台下增加压力传感器来获取动态的劈刀压力，但在实际过程中不便于安装而且准确性较低的技术问题，本申请实施例二提供的一种超声引线键合仪劈刀压力检测装置，充分利用超声引线键合仪的结构特点，即超声换能器和劈刀相连，在劈刀下压与焊点产生作用时，使得超声换能器整体绕中心轴转动，而超声换能器在水平方向上向接近劈刀或远离劈刀的方向移动的特点，设置滑片与超声引线键合仪中的超声换能器相连，在劈刀下压时，滑片由超声换能器带动在与两条基准电压输入线相连的导电膜上滑动，由此由于滑片在类似滑动变阻器的两条导电膜上滑动，导电膜上产生电压变化，并由信号提取线获取导电膜上的与待检测的劈刀压力值相对应的电压变化信号，并将该电压变化信号发送至数据计算器，由数据计算器对该电压变化信号进行解析，获取到待检测的劈刀压力。由此可知，本申请提供的超声引线键合仪劈刀压力检测装置结构简单，便于安装，不会对原有超声引线键合仪有任何结构上的改动，以确保本申请提供的装置不会对实际键合过程中键合参数造成影响的前提下，准确获取动态的劈刀压力，能广泛应用于实际生产过程中。
同时，本申请实施例二提供的超声引线键合仪劈刀压力检测装置，通过将第一导电膜和第二导电膜固定于载板上，与滑片共同组成滑动位移传感器，而载板通过载板紧固件固定于装置固定板上，所述装置固定板通过装置固定板紧固件固定于与超声换能器相连的底板连接件上，从而使得本申请实施例二装置更加坚固稳定，且滑动位移传感器的灵敏度较高，响应时间短，能够快速、实时的检测焊接过程即劈刀下压焊点的过程中微弱移动信号的变化，从而更加实时、准确的获取动态的劈刀压力值。
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。
以上对本申请所提供的一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种超声引线键合仪劈刀压力在线检测装置，其特征在于，包括滑片、第一导电膜、第二导电膜、信号提取线和数据计算器，其中：
所述第一导电膜的第一端与第一基准电压输入线相连，所述第一导电膜的第二端与第二基准电压输入线相连；
所述滑片与超声换能器相连接，在劈刀下压时，由超声换能器带动在所述第一导电膜和所述第二导电膜上水平滑动；
所述信号提取线与所述第二导电膜的第一端相连接，获取所述滑片水平滑动时所述滑片上的电压变化信号，并将所述电压变化信号进行传输；
所述数据计算器与所述信号提取线相连接，接收所述信号提取线传输的电压变化信号，解析所述电压变化信号，获取与所述电压变化信号相对应的劈刀压力。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括滑片固定卡槽，其中：
所述滑片通过滑片固定卡槽固定于与所述超声换能器相连的滑片固定板上。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述滑片通过滑片紧固件固定于滑片固定卡槽上。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述滑片固定卡槽通过滑片固定卡槽紧固件固定于所述滑片固定板上。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括载板和装置固定板，其中：
所述第一导电膜和所述第二导电膜固定于所述载板上，所述载板通过所述装置固定板固定于与超声换能器相连的底板连接件上。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述载板通过载板紧固件固定于所述装置固定板上，所述装置固定板通过装置固定板紧固件固定于所述底板连接件上。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一导电膜的第一端通过第一导电膜引出端子与所述第一基准电压输入线相连，所述第一导电膜的第二端通过第二导电膜引出端子与所述第二基准电压输入线相连。
8.根据权利要求1或7所述的装置，其特征在于，所述第二导电膜的第一端通过第三导电膜引出端子与所述信号提取线相连。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一基准电压输入线接地；
所述第二基准电压输入线与+2.5V电压输入相连。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据计算器包括微控制单元MCU。
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