CN209745697U

CN209745697U - 一种半导体功率器件键合丝拉断力测试装置

Info

Publication number: CN209745697U
Application number: CN201920128632.4U
Authority: CN
Inventors: 龚利汀; 左勇强
Original assignee: WUXI INCHANGE SEMICONDUCTOR CO Ltd
Current assignee: WUXI INCHANGE SEMICONDUCTOR CO Ltd
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2019-12-06
Anticipated expiration: 2029-01-25

Abstract

本实用新型属于半导体分立器件功率器件的封装技术领域，涉及一种半导体功率器件键合丝拉断力测试装置，包括控制盒，在所述控制盒的正面安装有丝杆模组、所述丝杆模组的丝杆上套有的滑块、所述滑块上通过固定夹具固定的用于测试键合丝拉断力的第一测力计和第二测力计，在所述丝杆模组的顶端安装有步进电机，所述第一测力计和第二测力计末端均悬挂有用于钩住键合丝的丝钩；本实用新型的键合丝拉断力测试装置，通过步进电机配合丝杆模组的控制方式实现匀速拉断键合丝，同时通过精确安装固定机械测力计的水平垂直位置，保证了力方向的一致性，提高测试值准确性，从而提高功率器件的键合质量水平。

Description

一种半导体功率器件键合丝拉断力测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种测试装置，具体地说是一种半导体功率器件键合丝拉断力测试装置，属于半导体分立器件功率器件的封装技术领域。

背景技术

半导体功率器件在封装过程中，键合的工艺要求做到功率、压力、时间调整适当，同时通过对键合引线进行拉断力的测试，来判定键合产品的键合丝的牢固程度，是否合格。传统测试方法为手持机械测力计，把测力计的丝钩穿过键合丝，用手的力量拉断键合丝，然后读取测力计的数值。此方法测试经常产生测力偏差，原因主要有两方面：一、为手持测力计时，不能保证每次测试时测力计的丝钩与测力计和键合丝都是垂直，不可控，因此会导致测试时丝钩上施加的力与键合丝所受的力方向不在一条直线上，从而导致测的力不准确；二、手持测力计拉断键合丝时，不能保证测力计是匀速运动，因此可能产生惯性力的叠加，导致测试值的不准确，影响键合调试的判断。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种半导体功率器件键合丝拉断力测试装置，通过步进电机配合丝杆模组的控制方式实现匀速拉断键合丝，同时通过精确安装固定机械测力计的水平垂直位置，保证了力方向的一致性，提高测试值准确性，从而提高功率器件的键合质量水平。

为实现以上技术目的，本实用新型的技术方案是：在所述控制盒正面设有丝杆模组，在所述丝杆模组的丝杆上套有滑块，在所述滑块上通过固定夹具固定用于测试键合丝拉断力的第一测力计和第二测力计，在所述丝杆模组顶端装有步进电机，所述第一测力计和第二测力计末端均悬挂有用于钩住键合丝的丝钩。

进一步地，在所述丝杆模组的丝杆上端设有上限位开关、下端设有下限位开关，所述滑块可与上限位开关、下限位开关接触触发。

进一步地，在所述控制盒的正面设有正反转开关，在所述控制盒内部设有脉冲发生器、与所述脉冲发生器连接的步进驱动器、开关电源，所述开关电源分别与脉冲发生器、步进驱动器连接，所述步进驱动器与步进电机连接，所述上限位开关、下限位开关及正反转开关均与脉冲发生器连接。

进一步地，所述开关电源为V电源，所述开关电源的L端、N端分别接市电V的火线、零线；+A、-A端口分别与脉冲发生器的V+、V-端口连接，同时+A、-A端口分别与步进驱动器的V+、GND端口连接。

进一步地，所述脉冲发生器的ENA-端口为使能信号输出端口，DIR-端口为方向信号输出端口，PUL-端口为脉冲信号输出端口，所述脉冲发生器的ENA-、DIR-、PUL-端口分别连接到步进驱动器对应的ENA-、DIR-、PUL-端口；所述脉冲发生器的 V端口连接到步进驱动器的PUL+、DIR+、ENA+端口，为步进驱动器的PUL、DIR、ENA端提供共阳电源，所述脉冲发生器的公共COM端分别接到正反转开关的中央公共端、上限位开关的一端、下限位开关的一端；所述脉冲发生器的SW端为正转触发端，且连接到正反转开关上侧ON端，SW端为反转触发端，且连接到正反转开关下侧ON端， SW端为正转限位端，且连接到上限位开关的另一端，SW端为反转限位端，且连接到下限位开关的另一端；脉冲发生器的AD为调速电位计，用于调节步进电机的转速。

进一步地，所述步进驱动器的A+、A-、B+、B-端连接两相四线步进电机。

进一步地，在所述滑块内侧设有内螺纹，在所述丝杆模组的丝杆上设有与所述内螺纹相配合的外螺纹，所述滑块通过内螺纹与外螺纹配合在丝杆模组的丝杆上滑动。

与现有的测试键合丝拉断力的方式相比，本实用新型具有以下优点：

1）整个装置体积小，作为自动键合机的辅助测试设备，不占空间且成本低；

2）本实用新型装设两个量程的测力计用来满足不同直径的测力要求，可以满足半导体功率器件φ30-500μm键合丝拉力测试需求；

3）本实用新型采用步进电机加丝杆模组的传动方式来控制测力计上下匀速运动，精度高，测力值稳定，无惯性误差。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型控制盒内部的电路原理图。

图3为本实用新型的测试过程示意图。

附图标记说明：1-控制盒、2-丝杆模组、3-步进电机、4-滑块、5-固定夹具、6-第一测力计、7-第二测力计、8-丝钩、9-正反转开关、10-脉冲发生器、11-步进驱动器、12-开关电源、13-上限位开关、14-下限位开关、15-下限位开关和16-键合丝。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

实施例1：如附图1所示，一种半导体功率器件键合丝拉断力测试装置，包括控制盒1，在所述控制盒1的正面安装有丝杆模组2、所述丝杆模组2的丝杆上套有的滑块4、所述滑块4上通过固定夹具5固定有用于测试键合丝拉断力的第一测力计6和第二测力计7，第一测力计6和第二测力计7分布在固定夹具5两端，所述第一测力计6和第二测力计7末端均悬挂有用于钩住键合丝16的丝钩8，在所述控制盒1的正面设有正反转开关9，在所述丝杆模组2的顶端安装有步进电机3；在所述滑块4内侧设有内螺纹，在所述丝杆模组2的丝杆上设有与所述内螺纹相配合的外螺纹，所述滑块4通过内螺纹与外螺纹配合在丝杆模组2的丝杆上滑动；

在所述丝杆模组2的丝杆上端设有上限位开关13、下端设有下限位开关14，所述滑块4可与上限位开关13、下限位开关14接触触发；

如附图2所示，在所述控制盒1内部设有脉冲发生器10、与所述脉冲发生器10连接的步进驱动器11、开关电源12，所述开关电源12分别与脉冲发生器10、步进驱动器11连接，所述步进驱动器11与步进电机3连接，所述上限位开关13、下端设有下限位开关14及正反转开关9均与脉冲发生器10连接。

所述开关电源12为24V电源，所述开关电源12的L端、N端分别接市电220V的火线、零线；+A、-A端口分别与脉冲发生器10的V+、V-端口连接，同时+A、-A端口分别与步进驱动器11的V+、GND端口连接。

所述脉冲发生器10的ENA-端口为使能信号输出端口，DIR-端口为方向信号输出端口，PUL-端口为脉冲信号输出端口，所述脉冲发生器10的ENA-、DIR-、PUL-端口分别连接到步进驱动器11对应的ENA-、DIR-、PUL-端口；所述脉冲发生器10的 5V端口连接到步进驱动器11的PUL+、DIR+、ENA+端口，为步进驱动器11的PUL、DIR、ENA端提供共阳电源，所述脉冲发生器10的公共COM端分别接到正反转开关9的中央公共端、上限位开关13的一端、下限位开关14的一端；所述脉冲发生器10的SW1端为正转触发端，且连接到正反转开关9上侧ON端，SW2端为反转触发端，且连接到正反转开关9下侧ON端，正反转开关9的把手向上拨动时，SW1端与COM闭合，正反转开关9的把手向下拨动时，SW2端与COM端闭合，正反转开关9的把手拨到中间时，处于关闭状态，SW3端为正转限位端，且连接到上限位开关13的另一端，SW4端为反转限位端，且连接到下限位开关14的另一端；脉冲发生器10的AD3为调速电位计，用于调节步进电机3的转速。

所述步进驱动器11的A+、A-、B+、B-端连接两相四线步进电机3。

本实施例中第一测力计6的量程为5N机械测力计，第二测力计7的量程为1N机械测力计，用来满足不同直径的测力要求，可以满足半导体功率器件直径φ30-500μm键合丝16拉力测试需求；

如图3所示，在下限位开关15上有已经键合好的键合丝16；

下面以测力计7工作过程来描述，向下拨动正反转开关9的把手，SW2端与COM端闭合，脉冲发生器10输出脉冲信号给步进驱动器11，在步进驱动器11的驱动下，步进电机3启动，推动丝杆模组2的丝杆转动，在丝杆的转动下，滑台4带动测力计7向下匀速运动，直至丝钩8正好可以钩到引线框架15上的键合丝16，拨动正反转开关9的把手至中央位置，测力计7停止运动，按住引线框架15，然后向上拨动正反转开关9，SW1端与COM端闭合，脉冲发生器10输出脉冲信号给步进驱动器11，在步进驱动器11的驱动下，步进电机3启动，推动丝杆模组2的丝杆转动，在丝杆的转动下，滑台4带动测力计7向上匀速运动，当丝钩8向上拉断键合丝16后继续向上运动，当滑块4碰到上限位开关13时，停止运动，此时记录下测力计7测出的拉断力即可；测力计6的工作过程与测力计7同理。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种半导体功率器件键合丝拉断力测试装置，包括控制盒（1），其特征在于，在所述控制盒（1）正面设有丝杆模组（2），在所述丝杆模组（2）的丝杆上套有滑块（4），在所述滑块（4）上通过固定夹具（5）固定用于测试键合丝拉断力的第一测力计（6）和第二测力计（7），在所述丝杆模组（2）顶端装有步进电机（3），所述第一测力计（6）和第二测力计（7）末端均悬挂有用于钩住键合丝（16）的丝钩（8）。

2.根据权利要求1所述的一种半导体功率器件键合丝拉断力测试装置，其特征在于，在所述丝杆模组（2）的丝杆上端设有上限位开关（13）、下端设有下限位开关（14），所述滑块（4）可与上限位开关（13）、下限位开关（14）接触触发。

3.根据权利要求2所述的一种半导体功率器件键合丝拉断力测试装置，其特征在于，在所述控制盒（1）正面设有正反转开关（9），在所述控制盒（1）内部设有脉冲发生器（10）、与所述脉冲发生器（10）连接的步进驱动器（11）、开关电源（12），所述开关电源（12）分别与脉冲发生器（10）、步进驱动器（11）连接，所述步进驱动器（11）与步进电机（3）连接，所述上限位开关（13）、下限位开关（14）及正反转开关（9）均与脉冲发生器（10）连接。

4.根据权利要求3所述的一种半导体功率器件键合丝拉断力测试装置，其特征在于，所述开关电源（12）为24V电源，所述开关电源（12）的L端、N端分别接市电220V的火线、零线；+A、-A端口分别与脉冲发生器（10）的V+、V-端口连接，同时+A、-A端口分别与步进驱动器（11）的V+、GND端口连接。

5.根据权利要求3所述的一种半导体功率器件键合丝拉断力测试装置，其特征在于，所述脉冲发生器（10）的ENA-端口为使能信号输出端口，DIR-端口为方向信号输出端口，PUL-端口为脉冲信号输出端口，所述脉冲发生器（10）的ENA-、DIR-、PUL-端口分别连接到步进驱动器（11）对应的ENA-、DIR-、PUL-端口；所述脉冲发生器（10）的5V端口连接到步进驱动器（11）的PUL+、DIR+、ENA+端口，为步进驱动器（11）的PUL、DIR、ENA端提供共阳电源，所述脉冲发生器（10）的公共COM端分别接到正反转开关（9）的中央公共端、上限位开关（13）的一端、下限位开关（14）的一端；所述脉冲发生器（10）的SW1端为正转触发端，且连接到正反转开关（9）上侧ON端，SW2端为反转触发端，且连接到正反转开关（9）下侧ON端，SW3端为正转限位端，且连接到上限位开关（13）的另一端，SW4端为反转限位端，且连接到下限位开关（14）的另一端；脉冲发生器（10）的AD3为调速电位计，用于调节步进电机（3）的转速。

6.根据权利要求3所述的一种半导体功率器件键合丝拉断力测试装置，其特征在于，所述步进驱动器（11）的A+、A-、B+、B-端连接两相四线步进电机（3）。

7.根据权利要求1所述的一种半导体功率器件键合丝拉断力测试装置，其特征在于，在所述滑块（4）内侧设有内螺纹，在所述丝杆模组（2）的丝杆上设有与所述内螺纹相配合的外螺纹，所述滑块（4）通过内螺纹与外螺纹配合在丝杆模组（2）的丝杆上滑动。