DE10028774A1 - Ultraschall-Transducer - Google Patents

Ultraschall-Transducer

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Abstract

Der Erfindung, die einen Ultraschall-Transducer mit einem Ultraschall-Schwingungserzeuger, der an einem Ende des Ultraschall-Transducers befestigt ist und mit einer Aufnahme für ein Wedge am anderen schmaleren Ende betrifft, liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Ultraschall-Transducer zu schaffen, der eine bessere Einkopplung der Ultraschall-Energie auf die Bondstelle ermöglicht und der besonders einfach aufgebaut ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Ultraschall-Schwingungserzeuger aus zwei identisch aufgebauten Teil-Schwingungserzeugern besteht, die im Abstand zueinander und nebeneinander am Ultraschall-Transducer befestigt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ultraschall-Transducer mit einem Ultraschall-Schwingungserzeuger, der an einem Ende des Ul- traschall-Transducers befestigt ist und mit einer Aufnahme für ein Wedge am anderen schmaleren Ende.
Ein derartiger Ultraschall-Transducer wird in Ultraschall- Drahtbondvorrichtungen dazu verwendet, um die mit dem Ultra­ schall-Schwingungserzeuger erzeugten Ultraschall-Schwingungen als Longitudinal- und/oder Torsionsschwingungen durch den Ultraschall-Transducer unter Amplitudentransformation auf das Wedge zu übertragen. Damit kann ein dem Wedge aus einem Draht­ vorrat zugeführter und unter diesem befindlicher Bonddraht durch Ultraschall-Schweißen auf einer Bondfläche befestigt werden, wenn auf den Bonddraht gleichzeitig eine Bondkraft, d. h. eine vorgegebene Andruckkraft, ausgeübt wird.
Das Wedge besitzt in seiner Arbeitsfläche eine in Längs­ richtung des Ultraschall-Transducers verlaufende Rille, in welcher der Bonddraht während des Bondvorganges geführt wird. Gemäß dem heutigen Stand der Technik sind die Ultraschall- Schwingungen dabei in Längsrichtung des Bonddrahtes orien­ tiert.
Damit eine ausreichende Energieeinkopplung auf den Bonddraht bzw. auf die Schweißpartner erreicht wird, muß mit einer aus­ reichenden Bondkraft gebondet werden. Außerdem würden bei zu geringer Bondkraft Reibungsverluste zwischen Wedge und Bond­ draht auftreten, welche die Qualität der hergestellten Schweißverbindung negativ beeinflussen würden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Ultraschall-Transducer zu schaffen, der eine bessere Einkopp­ lung der Ultraschall-Energie auf die Bondstelle ermöglicht und der besonders einfach aufgebaut ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung wird bei einem Ultraschall-Transducer der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Ultraschall-Schwingungserzeuger aus zwei identisch aufgebauten Teil-Schwingungserzeugern besteht, die im Abstand zueinander und nebeneinander am Ultraschall- Transducer befestigt sind, wobei jeder Teil-Schwingungserzeu­ ger mit einem Ausgang eines Ultraschall-Generators verbunden ist und daß die Ausgänge des Ultraschall-Generators unabhängig voneinander in Frequenz, Amplitude, Leistung und Phasenlage einstellbar sind.
Mit dem erfindungsgemäßen Ultraschall-Transducer wird, ebenso wie im Stand der Technik, Ultraschall-Energie über das Wedge unter Transformation der Schwingungsamplitude auf die Schweiß­ partner übertragen. Im Gegensatz zum Stand der Technik können hier jedoch Longitudinal- und/oder Torsionsschwingungen oder beliebige Überlagerungen beider Schwingungen erzeugt und auf des Wedge übertragen werden. Damit kann das Wedge nicht nur in Längsrichtung des Bonddrahtes bewegt werden, sondern es kann auch eine Rotation des an der Spitze des Ultraschall-Tran­ sducers befestigten Weges erzeugt werden. Bezogen auf den Bonddraht bedeutet das, daß dieser nicht ausschließlich in Längsrichtung auf der Bondfläche bewegt wird, sondern daß zusätzlich eine rotatorische Bewegung um die Längsachse des Wedges überlagert werden kann.
Diese rotatorische Bewegung wird dadurch erreicht, daß der Ultraschall-Generator jeden Teil-Schwingungserzeuger mit der gleichen Ultraschall-Leistung, Frequenz, vorzugsweise im Be­ reich der Resonanzfrequenz, jedoch unterschiedlicher Phasenla­ ge ansteuert. Dabei wird eine Phasendrehung von 180° bevor­ zugt.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die Teil-Schwingungs­ erzeuger mit unterschiedlicher Leistung und/oder Frequenz anzusteuern. Auf jeden Fall sollte die Ultraschallfrequenz im Bereich der Resonanzfrequenz des Systemes, bestehend aus Teil- Schwingungserzeuger, Schwingungsübertrager und Wedge, liegen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Teil-Schwin­ gungserzeuger jeweils als Stapel von einzelnen Piezo-Schwin­ gungserzeugern ausgebildet, wobei die Piezo-Schwingungserzeu­ ger bevorzugt als Stapeltranslatoren ausgebildet sind, die kraft, form- oder stoffschlüssig auf die Querschnittsfläche am Ende des Ultraschall-Transducers aufgesetzt sind.
Um eine besonders gute Schwingungsübertragung zu erreichen, erfolgt die Befestigung der Teil-Schwingungserzeuger am Ul- traschall-Transducer mit einer Andruckplatte, die gegenüber dem Ultraschall-Transducer unter Zwischenlage der Piezo- Schwingungserzeuger verspannt ist. Das kann einfach dadurch erfolgen, daß die Andruckplatte mit dem Ultraschall-Transducer mit einer zentral angeordneten Spannschraube verschraubt wird. Es ist auch möglich, die Andruckplatte durch zwei Schrauben am Ultraschall-Transducer zu befestigen, indem sich die Schrauben durch jeweils einen Teil-Schwingungserzeuger erstrecken. Damit kann eine individuelle Verspannung der Teil-Schwingungserzeu­ ger realisiert werden.
Um eine besonders effektive Amplitudentransformation zu er­ reichen, weist der Ultraschall-Transducer im Bereich der Ul- traschall-Schwingungserzeuger einen ovalen oder rechteckigen Querschnitt auf, der sich in Richtung zur Aufnahme für das Wedge verjüngt, wobei der Ultraschall-Transducer bevorzugt symmetrisch ausgebildet ist.
In einer weiteren Fortbildung der Erfindung ist im Ultra­ schall-Transducer entlang dessen Symmetrieachse ein schlitz­ förmiger Drahtdurchlaß eingearbeitet, der sich nahezu über die gesamte Länge des Ultraschall-Transducers erstreckt. Damit wird erreicht, daß die Zuführung des Bonddrahtes zum Wedge in einem weiten Winkelbereich variiert werden kann. Das hat den besonderen Vorteil, daß der Ultraschall-Transducer nunmehr universell für unterschiedliche Ultraschall-Drahtbondvorrich­ tungen eingesetzt werden kann.
Weiterhin weist das in der Aufnahme des Ultraschall-Trans­ ducers befestigte Wedge in seiner Arbeitsfläche eine Rille bzw. Konkavität auf, die parallel zur Symmetrieachse des Ul- traschall-Transducers ausgerichtet ist, wobei der Bonddraht mit Spiel in der Rille bzw. Konkavität geführt ist. Dazu weist die Rille einen halbkreisförmigen Querschnitt auf, dessen Durchmesser größer ist, als der Durchmesser des im Wedge zu fixierenden Bonddrahtes, wodurch beim seitlichen Auflaufen des Bonddrahtes eine Andruckkrafterhöhung erreicht wird.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Ultraschall-Transducers sind darin zu sehen, daß die Ultraschall-Energie nicht nur durch eine Schwingung in Längsrichtung, sondern auch durch eine überlagerte Torsionsschwingung in die Schweißpartner eingeleitet werden kann, wodurch eine bessere Energieüber­ tragung erreicht wird. Darüberhinaus wird der Grip zwischen Bonddraht und Wedge besser.
Weiterhin spielt die Vorverformung des Bonddrahtes zu Beginn des Bondvorganges keine so große Rolle mehr.
Die Erfindung soll nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Ultraschall-Transducer in der Seitenansicht;
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Ultraschall-Transducer nach Fig. 1 in der Draufsicht mit einem Ultraschall-Schwin­ gungserzeuger, bestehend aus zwei Teil-Schwingungs­ erzeugern, die über eine Andruckplatte mit zentraler Verschraubung am Ultraschall-Transducer geklemmt sind;
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht des Ultraschall-Trans­ ducers mit einem daran befestigten Wedge und einem Bonddraht, der unter die Arbeitsfläche des Wedges geführt ist;
Fig. 4 das untere Ende des Wedges, das über einer Bondfläche positioniert ist und den in einer Rille in der Ar­ beitsfläche des Wedges geführten Bonddraht; und
Fig. 5 eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht auf den Ultraschall-Transducer mit zwei Teil-Schwingungs­ erzeugern, die entsprechend Fig. 2 mit einer Andruck­ platte am Ultraschall-Transducer befestigt sind, wobei jeder Teil-Schwingungserzeuger mit einer Spannschrau­ be geklemmt ist.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen erfindungsgemäß ausgestalteten Ultraschall-Transducer 1, der an einem Ende einen Ultraschall- Schwingungserzeuger 2 aufweist und an seinem anderen Ende mit einer Aufnahme 3 für einen Wedge (Bondkeil) 4 versehen ist. Die Befestigung des Wedges 4 in der Aufnahme 3 kann wie üblich durch eine Klemmung erfolgen.
Um eine Amplitudentransformation der durch den Ultraschall- Schwingungserzeuger 2 an einem Ende Ultraschall-Transducer 1 eingeleiteten Ultraschall-Schwingungen zu erreichen, verjüngt sich der Ultraschall-Transducer 2 gleichmäßig in Richtung zur Aufnahme 3 für das Wedge 4.
Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, besitzt der Ultra­ schall-Transducer 1 eine Querschnittfläche 5, auf der der Ultraschall-Schwingungserzeuger 2 unmittelbar aufliegt und mit Hilfe einer Andruckplatte 6 und einer Spannschraube 7 gegen­ über der Querschnittsfläche 5 verspannt ist. Die Quer­ schnittsfläche 5 ist bevorzugt oval ausgebildet, kann jedoch auch andere geometrische Formen, z. B. eine eckige Form, anneh­ men.
Das besondere an diesem Ultraschall-Transducer 1 ist, daß hier zwei im Abstand nebeneinander befindliche Teil-Schwingungs­ erzeuger 8, 9 vorgesehen sind. Diese Teil-Schwingungserzeuger 8, 9 sind jeweils als Stapel von Ultraschall-Schwingungserzeu­ gern, oder als Stapeltranslatoren ausgebildet und sind jeweils mit einem Ausgang eines nicht dargestellten Ultraschall-Gene­ rators verbunden.
Dadurch ist es möglich, daß hier Longitudinal- und/oder Tor­ sionsschwingungen, oder beliebige Überlagerungen beider Schwingungen erzeugt werden und auf das an der Spitze der Ultraschall-Transducers 1 in der Aufnahme 3 befestigte Wedge 4 übertragen werden. Das bedeutet, daß es möglich ist, eine Rotation des Wedges 4 zu erzeugen. Die entsprechende Bewe­ gungsrichtung 10 ist aus Fig. 2 ersichtlich.
Die rotatorische Bewegung des Wedges 4 an der Spitze des Ul- traschall-Transducers 1 wird dadurch erreicht, daß der Ul- traschall-Generator jeden Teil-Schwingungserzeuger 8, 9 mit der gleichen Ultraschall-Leistung, der gleichen Frequenz, jedoch mit unterschiedliche Phasenlage, bevorzugt mit einer Phasendrehung von 180°, ansteuert. Die Frequenz sollte dabei im Bereich der Resonanzfrequenz des Gesamtsystems liegen.
Es ist natürlich auch möglich, die Teil-Schwingungserzeuger 8, 9 mit unterschiedlicher Leistung und/oder Frequenz anzusteu­ ern, um beispielsweise unterschiedliche Schwingungseigenschaf­ ten oder Ankoppelbedingungen auszugleichen.
Um den auf einer Bondfläche 11 mit Hilfe des Wedges 4 zu be­ festigenden Bonddraht 12 zum Wedge 4 zuführen zu können, ist im Ultraschall-Transducer 1 in dessen Symmetrieachse 13 ein längs verlaufender Drahtdurchlaß 14 vorgesehen (Fig. 2, 3). Dieser Drahtdurchlaß 14 bietet den Vorteil, daß der Bonddraht 12 in einem weiten Winkelbereich zugeführt werden kann, so daß der Ultraschall-Transducer 1 problemlos an unterschiedlichen Ultraschall-Drahtbondvorrichtungen eingesetzt werden kann.
Weiterhin ist in die Arbeitsfläche 15 des Wedges 4 eine Rille 16 bzw. Konkavität eingearbeitet, die parallel zur Symmetrie­ achse 13 des Ultraschall-Transducers 1 ausgerichtet ist und zur Aufnahme und sicheren Führung des Bonddrahtes 12 während des Bondvorganges dient. Die Rille 16 weist einen halbkreis­ förmigen Querschnitt auf (Fig. 4), dessen Durchmesser größer ist, als der Durchmesser des im Wedge zu fixierenden bzw. zu führenden Bonddrahtes. Bedingung ist jedoch, daß der Durch­ messer des Bonddrahtes 12 größer ist, als der Radius der Rille 16. Dadurch wird beim seitlichen Auflaufen während der Drehbe­ wegung des Wedges 4 ein Auflaufen des Bonddrahtes 4 und damit eine Andruckkrafterhöhung erreicht.
Bei der Ausführung des Ultraschall-Transducers nach den Fig. 1 bis 3 wird eine ausreichende und sichere Klemmung der Teil- Schwingungserzeuger 8, 9 zwischen der Querschnittfläche des Ultraschall-Transducers 1 und der Andruckplatte 6 erreicht. Allerdings ist hier der Nachteil zu verzeichnen, daß eine individuelle Anpassung der Andruckkraft, z. B. für einen Aus­ gleich geringfügig unterschiedlicher Schwingungseigenschaften der Teil-Schwingungserzeuger 8, 9 nicht möglich ist.
Um dies zu ermöglichen, zeigt Fig. 5 eine Ausgestaltung des Ultraschall-Transducers 1, bei der die Andruckplatte 6 mit Hilfe von zwei Spannschrauben 17, 18 unter Zwischenlage der Teil-Schwingungserzeuger 8, 9 am Ultraschall-Transducer 1 verspannt wird. Die Teil-Schwingungserzeuger 8, 9 sind zu diesem Zweck jeweils mit einer zentralen Durchgangsöffnung 19 versehen. Damit eine Beeinflussung der Schwingungseigenschaf­ ten nicht eintreten kann, sollte der Durchmesser der Durch­ gangsöffnung 19 deutlich größer sein, als der Durchmesser der Spannschrauben 17, 18.
Selbstverständlich besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, die Andruckplatte 6 zu teilen, bzw. ganz wegzulassen und die Teil-Schwingungserzeuger 8, 9 einzeln gegenüber der Quer­ schnittsfläche 5 zu verspannen.
Die Befestigung der Teil-Schwingungserzeuger 8, 9 kann auch mit anderen üblichen Mitteln kraft-, form- oder stoffschlüssig erfolgen.
Bezugszeichenliste
1
Ultraschall-Transducer
2
Ultraschall-Schwingungserzeuger
3
Aufnahme für ein Wedge
4
Wedge
5
Querschnittsfläche
6
Andruckplatte
7
zentrale Spannschraube
8
Teil-Schwingungserzeuger
9
Teil-Schwingungserzeuger
10
Bewegungsrichtung
11
Bondfläche
12
Bonddraht
13
Symmetrieachse
14
Drahtdurchlaß
15
Arbeitsfläche
16
Rille bzw. Konkavität
17
Spannschraube
18
Spannschraube
19
Durchgangsöffnung

Claims (15)

  1. 2. Ultraschall-Transducer mit einem Ultraschall-Schwingungs­ erzeuger, der an einem Ende des Ultraschall-Transducers befestigt ist und mit einer Aufnahme für ein Wedge am anderen schmalen Ende, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ultraschall-Schwingungserzeuger (1) aus zwei identisch aufgebauten Teil-Schwingungserzeu­ gern (8, 9) besteht, die im Abstand zueinander und neben­ einander am Ultraschall-Transducer (1) befestigt sind.
  2. 2. Ultraschall-Transducer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teil-Schwingungs­ erzeuger (8, 9) jeweils als Stapel von Piezo-Schwingungs­ erzeugern ausgebildet sind.
  3. 3. Ultraschall-Transducer nach Anspruch 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Teil- Schwingungserzeuger (8, 9) als Stapeltranslatoren ausge­ bildet sind, die kraft-, form- oder stoffschlüssig auf die Querschnittsfläche (5) am Ende des Ultraschall-Transducers (1) aufgesetzt sind.
  4. 4. Ultraschall-Transducer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Teil- Schwingungserzeuger (8, 9) am Ultraschall-Transducer (1) mit einer Andruckplatte (6) erfolgt, die gegenüber dem Ultraschall-Transducer (1) unter. Zwischenlage der Teil- Schwingungserzeuger (8, 9) verspannt ist.
  5. 5. Ultraschall-Transducer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckplatte (6) mit dem Ultraschall-Transducer (1) verschraubt ist.
  6. 6. Ultraschall-Transducer nach Anspruch 4 und 5, da­ durch gekennzeichnet, daß eine zentrale Spannschraube (7) vorgesehen ist.
  7. 7. Ultraschall-Transducer nach Anspruch 4 und 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Andruck­ platte (6) unter Zwischenlage der Teil-Schwingungserzeuger (8, 9) durch zwei Spannschrauben (17, 18) am Ultraschall- Transducer (1) befestigt ist, indem die Spannschrauben (17, 18) sich durch jeweils einen Teil-Schwingungserzeuger (8; 9) erstrecken.
  8. 8. Ultraschall-Transducer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ul- traschall-Schwingungserzeuger (2) mit einem Ultraschall- Generator derart verbunden sind, daß beide Teil-Schwin­ gungserzeuger (8, 9) mit der gleichen Ultraschallfrequenz beaufschlagt werden, wobei die Ultraschall-Schwingung für einen Teil-Schwingungserzeuger (8; 9) gegenüber der Ul- traschall-Frequenz für den anderen Teil-Schwingungsserzeu­ ger (8, 9) eine beliebig einstellbare Phasendrehung auf­ weist.
  9. 9. Ultraschall-Transducer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasendrehung 180° beträgt.
  10. 10. Ultraschall-Transducer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ul- traschall-Transducer (1) im Bereich der Ultraschall- Schwingungserzeuger (2) einen ovalen oder rechteckigen Querschnitt aufweist, der sich in Richtung zur Aufnahme (3) für das Wedge (4) verjüngt.
  11. 11. Ultraschall-Transducer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ul- traschall-Transducer (1) symmetrisch ausgebildet ist.
  12. 12. Ultraschall-Transducer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Symmetrieachse (13) ein schlitzförmiger Drahtdurchlaß (14) in den Ultraschall-Transducer (1) eingearbeitet ist.
  13. 13. Ultraschall-Transducer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Aufnahme (3) des Ultraschall-Transducers (1) befestig­ te Wedge (4) in seiner Arbeitsfläche (15) eine Rille (16) bzw. Konkavität aufweist, die parallel zur Symmetrieachse (13) des Ultraschall-Transducers (1) ausgerichtet ist.
  14. 14. Ultraschall-Transducer nach Anspruch 13. dadurch gekennzeichnet, daß der Bonddraht (12) mit Spiel in der Rille (16) bzw. Konkavität geführt ist.
  15. 15. Ultraschall-Transducer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille (16) einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist, dessen Durchmesser größer ist, als der Durchmesser des im Wedge (4) zu fixie­ renden Bonddrahtes (12), wobei der Radius der Rille (16) kleiner ist, als der Durchmesser des Bonddrahtes (12).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1149655A2 (de) * 2000-03-02 2001-10-31 Hesse & Knipps GmbH Ultraschall-Transducer
US8106564B2 (en) 2007-04-04 2012-01-31 Esec Ag Ultrasonic transducer
US9931709B2 (en) 2016-01-26 2018-04-03 Orthodyne Electronics Corporation Wedge bonding tools, wedge bonding systems, and related methods
CN111702189A (zh) * 2020-06-22 2020-09-25 陕西师范大学 超磁致伸缩椭圆振动车削装置及车削方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1149655A2 (de) * 2000-03-02 2001-10-31 Hesse & Knipps GmbH Ultraschall-Transducer
EP1149655A3 (de) * 2000-03-02 2002-11-20 Hesse & Knipps GmbH Ultraschall-Transducer
US8106564B2 (en) 2007-04-04 2012-01-31 Esec Ag Ultrasonic transducer
US9931709B2 (en) 2016-01-26 2018-04-03 Orthodyne Electronics Corporation Wedge bonding tools, wedge bonding systems, and related methods
US10449627B2 (en) 2016-01-26 2019-10-22 Kulicke And Soffa Industries, Inc. Wedge bonding tools, wedge bonding systems, and related methods
US10987753B2 (en) 2016-01-26 2021-04-27 Kulicke And Soffa Industries, Inc. Wedge bonding tools, wedge bonding systems, and related methods
CN111702189A (zh) * 2020-06-22 2020-09-25 陕西师范大学 超磁致伸缩椭圆振动车削装置及车削方法

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