DE102019135706A1 - Method and bond head for producing a bonded self-supporting conductor connection - Google Patents

Method and bond head for producing a bonded self-supporting conductor connection Download PDF

Info

Publication number
DE102019135706A1
DE102019135706A1 DE102019135706.3A DE102019135706A DE102019135706A1 DE 102019135706 A1 DE102019135706 A1 DE 102019135706A1 DE 102019135706 A DE102019135706 A DE 102019135706A DE 102019135706 A1 DE102019135706 A1 DE 102019135706A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
conductor
cutting tool
bondhead
bonding
bond
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019135706.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Benjamin Mehlmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
F&K Delvotec Bondtechnik GmbH
Original Assignee
F&K Delvotec Bondtechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by F&K Delvotec Bondtechnik GmbH filed Critical F&K Delvotec Bondtechnik GmbH
Priority to DE102019135706.3A priority Critical patent/DE102019135706A1/en
Publication of DE102019135706A1 publication Critical patent/DE102019135706A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/346—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/60—Preliminary treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/38—Conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/4501—Shape
    • H01L2224/45012—Cross-sectional shape
    • H01L2224/45014—Ribbon connectors, e.g. rectangular cross-section
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/4501—Shape
    • H01L2224/45012—Cross-sectional shape
    • H01L2224/45015—Cross-sectional shape being circular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45147—Copper (Cu) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/78261—Laser
    • H01L2224/78263—Laser in the upper part of the bonding apparatus, e.g. in the capillary or wedge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78313—Wedge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78343—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure by ultrasonic vibrations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7855—Mechanical means, e.g. for severing, pressing, stamping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201—Compression bonding
    • H01L2224/85205—Ultrasonic bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/8521—Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation
    • H01L2224/85214—Applying energy for connecting with energy being in the form of electromagnetic radiation using a laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85909—Post-treatment of the connector or wire bonding area
    • H01L2224/8593—Reshaping, e.g. for severing the wire, modifying the wedge or ball or the loop shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer gebondeten selbsttragenden Leiter-Verbindung zwischen einer ersten und zweiten Bondstelle, an denen in einem ersten und zweiten Bondschritt mittels eines Bondkopfes jeweils eine stoffschlüssige Verbindung des selbsttragenden Leiters mit einer Bondfläche hergestellt wird und zwischen denen der Leiter in einem Bond-Loop verläuft, wobei der Leiter vor dem zweiten Bondschritt mindestens im überwiegenden Teil seines Querschnitts durchtrennt wird, wobei das Durchtrennen unter Nutzung eines in eine erste Oberfläche des Leiters eingreifenden Schneidwerkzeugs und eines gegenüber der ersten Oberfläche des Leiters positionierten Schneidwerkzeug-Widerlagers oder unter Nutzung unter zweier auf gegenüberliegenden Seiten des Leiters positionierter und gegenläufig bewegter, in den Leiter beidseits eingreifender Schneidwerkzeuge ausgeführt wird.Method for producing a bonded self-supporting conductor connection between a first and second bonding point, at which a material connection of the self-supporting conductor to a bonding surface is produced in a first and second bonding step by means of a bond head and between which the conductor runs in a bond loop The conductor is severed at least over the major part of its cross section before the second bonding step, the severing using a cutting tool engaging in a first surface of the conductor and a cutting tool abutment positioned opposite the first surface of the conductor or using two opposite one another Sides of the conductor positioned and moving in opposite directions, cutting tools that engage on both sides of the conductor are executed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer gebondeten selbsttragenden Leiter-Verbindung zwischen zwei Bondstellen, an denen jeweils in einem Bondschritt eine stoffschlüssige Verbindung des selbsttragenden Leiters mit einer Bondfläche hergestellt wird und zwischen denen der Leiter in einer Bondloop verläuft. Sie betrifft des Weiteren einen Bondkopf sowie einen Dickdraht-Bonder zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for producing a bonded self-supporting conductor connection between two bonding points, at each of which a material connection of the self-supporting conductor to a bonding surface is established in a bonding step and between which the conductor runs in a bond loop. It also relates to a bond head and a thick wire bonder for carrying out this method.

Verfahren zur Herstellung elektrischer Verbindungen der genannten Art sind seit langem bekannt und im praktischen Einsatz, insbesondere zur Herstellung von Verbindungen zwischen elektronischen Bauelementen oder Schaltkreisen mit zugeordneten Trägern oder anderen Bauteilen.Methods for making electrical connections of the type mentioned have long been known and in practical use, in particular for making connections between electronic components or circuits with associated carriers or other components.

In der Vergangenheit wurden zur Herstellung solcher Verbindungen Drähte mit kreisförmigem Querschnitt, applikations-abhängig insbesondere aus Gold oder Aluminium, eingesetzt. Zur Herstellung der stoffschlüssigen Verbindungen mit den Bondflächen dienen insbesondere Ultraschall-Drahtbonder, die auf dem Prinzip des Reibschweißens basieren, sowie sog. Ball-Bonder. Derartige Bondvorrichtungen sind marktgängig.In the past, wires with a circular cross-section, in particular made of gold or aluminum, depending on the application, were used to produce such connections. In particular, ultrasonic wire bonders, which are based on the principle of friction welding, and so-called ball bonders are used to produce the material-to-material connections with the bonding surfaces. Such bonding devices are marketable.

In den letzten Jahren hat sich der Anwendungsbereich der genannten Verfahren wesentlich erweitert, insbesondere in die Bereiche der Leistungselektronik und der Batterietechnik. In diesen Anwendungsfeldern sind typischerweise über die Leiter-Verbindungen wesentlich höhere Ströme zu übertragen als mit Bonddrähten in den früher dominierenden Anwendungen bei der Verdrahtung von Logik- und Speicherschaltungen und anderen Komponenten der Signalelektronik. Hierfür sind wesentlich höhere Leiterquerschnitte erforderlich. Die Verarbeitung von Leiterdrähten mit großem Durchmesser stößt bei den traditionellen Bondverfahren aber an prinzipbedingte Grenzen.In the last few years, the application range of the processes mentioned has expanded significantly, especially in the areas of power electronics and battery technology. In these fields of application, much higher currents are typically to be transmitted via the conductor connections than with bonding wires in the previously dominant applications for wiring logic and memory circuits and other components of signal electronics. This requires much larger conductor cross-sections. The processing of conductor wires with a large diameter comes up against principle-related limits with the traditional bonding processes.

In den letzten Jahren sind daher einerseits zunehmend bandförmige Leiter eingesetzt worden. Neuerdings werden auch Bändchen aus Kupfer verwendet. Es wurden zur stoffschlüssigen Verbindung der Leiter mit den entsprechenden Kontaktflächen Laserschweißverfahren bzw. Kombinationen aus Ultraschall-Bondverfahren und dem Laserschweißen entwickelt. Entsprechende Bondvorrichtungen - verkürzt bezeichnet als Laserbonder - werden von der Anmelderin hergestellt und angeboten.In recent years, on the one hand, ribbon-shaped conductors have therefore increasingly been used. Recently, copper ribbons have also been used. Laser welding processes or combinations of ultrasonic bonding processes and laser welding were developed for the material connection of the conductors with the corresponding contact surfaces. Corresponding bonding devices - referred to as laser bonders for short - are manufactured and offered by the applicant.

Das nach der Herstellung jeder Bondverbindung erforderliche Durchtrennen des Leiters erfolgt bei bekannten Bondverfahren direkt auf der zweiten Bondfläche, durch ein von oben in den Leiter (bisher: Bonddraht) eingreifendes und diesen in einem Schritt durchtrennendes Schneidmesser. Gemäß der DE 10 2016 119 761.0 der Anmelderin wird dieses zur Erleichterung des Schneidens bei Drähten größeren Durchmessers und/oder größerer Härte oder von bandförmigen Leitern beim Schneidvorgang in Ultraschallschwingungen versetzt.The cutting of the conductor required after the production of each bond connection takes place in known bonding processes directly on the second bonding surface, by a cutting knife that engages the conductor (previously: bonding wire) from above and cuts it in one step. According to the DE 10 2016 119 761.0 According to the applicant, this is set into ultrasonic vibrations during the cutting process in order to facilitate the cutting of wires with a larger diameter and / or greater hardness or of strip-shaped conductors.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass beim Abtrennen von Leitern mit größeren Querschnitten und/oder größerer Härte auf der Bondfläche infolge der relativ großen aufzubringenden Schneidkräfte Beschädigungen der Bondfläche auftreten können, die die Qualität und Zuverlässigkeit der Bondverbindung nachteilig beeinflussen.However, it has been shown that when separating conductors with larger cross-sections and / or greater hardness on the bonding surface, as a result of the relatively large cutting forces to be applied, damage to the bonding surface can occur, which adversely affect the quality and reliability of the bond connection.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren der genannten Art sowie einen hierfür geeigneten Bondkopf bereitzustellen, die/der insbesondere die Herstellung einwandfreier Leiter-Verbindungen mit hoher Zuverlässigkeit auch bei den für eine hohe Stromtragfähigkeit erforderlichen großen Leiterquerschnitten und/oder bei härteren Leitermaterialien gewährleistet.The invention is therefore based on the object of providing an improved method of the type mentioned and a bonding head suitable for this, which in particular enables the production of perfect conductor connections with high reliability even with the large conductor cross-sections required for a high current-carrying capacity and / or with harder conductor materials guaranteed.

Diese Aufgabe wird in ihrem Verfahrensaspekt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und in ihrem Vorrichtungsaspekt durch einen Bondkopf mit den Merkmalen des Anspruchs 9, insbesondere einem Dickdraht-Bonder gemäß Anspruch 13 gelöst. Zweckmäßige Fortbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.This object is achieved in its method aspect by a method with the features of claim 1 and in its device aspect by a bond head with the features of claim 9, in particular a thick wire bonder according to claim 13. Appropriate further developments of the inventive concept are the subject of the respective dependent claims.

Die Erfindung schließt den Gedanken ein, angesichts der oben erläuterten Umstände eine Belastung der Bondfläche mit der zum Durchtrennen eines relativ massiven und/oder harten Leiters benötigten Kraft zu vermeiden. Sie schließt weiterhin den Gedanken ein, zu diesem Zweck dem an sich bekannten Schneidwerkzeug am Bondkopf ein eigenes Schneidwerkzeug-Widerlager zuzuordnen, welches im Gebrauchszustand des Bondkopfs auf der dem bekannten Schneidwerkzeug gegenüberliegenden Seite des Leiters positioniert wird und die beim Durchtrennen des Leiters aufzuwendende Kraft aufnimmt.The invention includes the idea of avoiding loading of the bonding surface with the force required to sever a relatively massive and / or hard conductor in view of the circumstances explained above. It also includes the idea of assigning a separate cutting tool abutment to the known cutting tool on the bondhead for this purpose, which when the bondhead is in use is positioned on the side of the conductor opposite the known cutting tool and which absorbs the force required to cut the conductor.

In einer alternativen Gedankenführung schließt die Erfindung den Gedanken ein, statt eines einzelnen Schneidwerkzeugs zwei Schneidwerkzeuge am Bondkopf anzubringen, die auf gegenüberliegenden Seiten des Leiters platziert sind und gegenläufig bewegt werden und von zwei Seiten her in den Leiter eingreifen. Dies können insbesondere scherenartig verbundene und um eine gemeinsame Achse geschwenkte oder auch längs einer gemeinsamen Bewegungsachse gegenläufig verschobene Schneidmesser sein.In an alternative line of thought, the invention includes the idea of attaching two cutting tools to the bondhead instead of a single cutting tool, which are placed on opposite sides of the conductor and moved in opposite directions and engage the conductor from two sides. These can in particular be cutting knives that are connected in the manner of scissors and pivoted about a common axis or also displaced in opposite directions along a common axis of movement.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung erfolgt das Durchtrennen (oder zumindest teilweise Durchtrennen, siehe unten) des Leiters, abweichend vom bisherigen Vorgehen, nicht nach dem zweiten Bondschritt beim Herstellen der Leiter-Verbindung, sondern bereits vor dem zweiten Bondschritt. Dieser Reihenfolge liegt die Überlegung zu Grunde, dass sich der Leiter vor dem zweiten Bondschritt noch nicht auf der entsprechenden (zweiten) Bondfläche befindet, sondern gewissermaßen noch „in der Luft hängt“, so dass in dieser Verfahrensphase die gewünschte Positionierung oberhalb eines am Bondkopf angebrachten Widerlagers oder zwischen den zwei Schneidwerkzeugen relativ leicht realisierbar ist.According to a further aspect of the invention, the cutting (or at least partial cutting, see below) of the conductor, in contrast to the previous procedure, does not take place after the second bonding step when establishing the conductor connection, but rather before the second bonding step. This sequence is based on the consideration that the conductor is not yet on the corresponding (second) bonding surface before the second bonding step, but is still “hanging in the air” so to speak, so that in this phase of the process the desired positioning is above a bond head Abutment or between the two cutting tools is relatively easy to implement.

Speziell wird zum mindestens teilweisen Durchtrennen des Leiters vor dem zweiten Bondschritt der Bondkopf mit vorbestimmtem Abstand über der zweiten Bondfläche angehalten und das mindestens teilweise Durchtrennen des Leiters über der zweiten Bondstelle ohne Berührung derselben ausgeführt.In particular, for at least partial severing of the conductor before the second bonding step, the bondhead is stopped at a predetermined distance above the second bonding surface and the at least partial severing of the conductor is carried out above the second bonding point without touching the same.

In einer ersten Ausführung der Erfindung wird mittels der obengenannten Schneidwerkzeug-Konfiguration in einem einzelnen Trennschritt der Leiter vollständig durchtrennt. In einer hierzu alternativen und aus derzeitiger Sicht bevorzugten Ausführung wird der Leiter in einem ersten Trennschritt lediglich teilweise durchtrennt, also mit anderen Worten eingekerbt, und erst in einem zweiten Trennschritt vollständig durchtrennt.In a first embodiment of the invention, the conductor is completely severed in a single severing step by means of the above-mentioned cutting tool configuration. In an embodiment which is alternative to this and is preferred from the current point of view, the conductor is only partially severed in a first severing step, that is to say notched in other words, and is only severed completely in a second severing step.

In einer Ausgestaltung der letztgenannten Vorgehensweise wird zum vollständigen Abtrennen des freien Abschnitts des Leiters vom gebondeten Leiterabschnitt nicht ein weiteres Schneidwerkzeug eingesetzt, sondern eine auf die Trennstelle wirkende Zugkraft erzeugt, die zu einem Abreißen des freien Leiterabschnitts vom gebondeten Leiterabschnitt führt. Eine entsprechende Bewegung des freien Leiterabschnitts hat aus derzeitiger Sicht bevorzugt mindestens eine tangentiale Bewegungskomponente. Sie muss aber nicht notwendigerweise tangential zur (zweiten) Bondfläche gerichtet sein, sondern kann auch ein Nach-oben-ziehen des freien Leiterabschnitts einschließen. Insbesondere kann hierzu der freie Leiterabschnitt zum vollständigen Durchtrennen hinter der zweiten Bondstelle am Bondkopf festgeklemmt und die Zugkraft durch ein Verschieben des Bondkopfes weg von der zweiten Bondstelle erzeugt werden.In one embodiment of the last-mentioned procedure, a further cutting tool is not used to completely separate the free section of the conductor from the bonded conductor section, but instead generates a tensile force acting on the separation point, which leads to the free conductor section being torn off from the bonded conductor section. From the current point of view, a corresponding movement of the free conductor section preferably has at least one tangential movement component. However, it does not necessarily have to be directed tangentially to the (second) bonding surface, but can also include an upward pulling of the free conductor section. In particular, for this purpose the free conductor section can be clamped behind the second bond point on the bondhead for complete severing and the tensile force can be generated by moving the bondhead away from the second bond point.

Gemäß weiteren Ausführungen der Erfindung wird dem Leiter beim Einschneiden eine profilierte Schneidkerbe eingeprägt. Aus derzeitiger Sicht bevorzugt ist es, wenn die Schneidkerbe an den Kanten des Leiters tiefer reicht als in dessen Mittenbereich, wobei insbesondere der Leiter an den Kanten vollständig durchtrennt wird, während im Mittenbereich kein vollständiges Durchtrennen erfolgt.According to further embodiments of the invention, a profiled cutting notch is impressed on the conductor when it is cut. From the current point of view, it is preferred if the cutting notch at the edges of the conductor extends deeper than in its central area, the conductor in particular being completely severed at the edges, while there is no complete severing in the central area.

Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich insbesondere für Anwendungen, bei denen als Leiter ein bandförmiger Leiter mit einer Dicke von mehr als 0,25 mm und einer Breite von mehr als 2 mm, insbesondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, eingesetzt und das Herstellen der stoffschlüssigen Verbindungen unter Einsatz von Laserstrahlung ausgeführt wird. Es ist grundsätzlich aber auch für Leiter mit an sich bekanntem Querschnitt, also herkömmliche Bonddrähte, sowie auch für Bondverfahren geeignet, bei denen ein aus mehreren Bonddrähten zusammengesetzter Leiter eingesetzt wird.The proposed method is particularly suitable for applications in which a strip-shaped conductor with a thickness of more than 0.25 mm and a width of more than 2 mm, in particular made of copper or a copper alloy, is used as the conductor and the production of the material connections is required Use of laser radiation is carried out. In principle, however, it is also suitable for conductors with a cross-section known per se, that is to say conventional bonding wires, and also for bonding processes in which a conductor composed of several bonding wires is used.

Vorrichtungsaspekte der Erfindung ergeben sich weitgehend aus den oben erläuterten Verfahrensaspekten und werden insoweit hier nicht nochmals vollständig beschrieben. Sie betreffen insbesondere einen Bondkopf eines ansonsten weitgehend herkömmlich aufgebauten Dickdraht-Bonders, grundsätzlich aber auch einen Bondkopf andersartiger Bondgeräte, sofern diese in den oben skizzierten Anwendungen einsetzbar sind. Aus derzeitiger Sicht als bevorzugt erscheint die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Bondkopfes bei einem Laserstrahl-Bonder, bei dem zum Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung des Leiters mit den Bondflächen in den jeweiligen Bondflächen Laserstrahlung eingesetzt wird, die durch den Bondkopf auf die jeweilige Bondstelle geführt wird.Device aspects of the invention result largely from the method aspects explained above and are not fully described again here. In particular, they relate to a bond head of an otherwise largely conventionally constructed thick wire bonder, but in principle also a bond head of other types of bonding devices, provided that these can be used in the applications outlined above. From the current point of view, the embodiment of the bond head according to the invention appears to be preferred in a laser beam bonder, in which laser radiation is used to establish the material connection of the conductor to the bond areas in the respective bond areas, which is guided through the bond head to the respective bond point.

Ein erfindungsgemäßer Bondkopf zeichnet sich dadurch aus, dass er neben einem Schneidwerkzeug (nachfolgend auch als erstes Schneidwerkzeug bezeichnet) weiterhin ein Schneidwerkzeug-Widerlager oder ein weiteres (zweites) Schneidwerkzeug aufweist, welches am Bondkopf derart angebracht ist, dass das erste Schneidwerkzeug und das Schneidwerkzeug-Widerlager oder zweite Schneidwerkzeug im Betrieb des Bondkopfes auf gegenüberliegenden Seiten des Leiters positioniert sind.A bond head according to the invention is characterized in that, in addition to a cutting tool (hereinafter also referred to as the first cutting tool), it also has a cutting tool abutment or a further (second) cutting tool which is attached to the bond head in such a way that the first cutting tool and the cutting tool Abutment or second cutting tool are positioned on opposite sides of the conductor during operation of the bondhead.

Aus derzeitiger Sicht bevorzugt ist eine Ausführung, bei der das Schneidwerkzeug-Widerlager fest am Bondkopf angebracht und das erste Schneidwerkezug mit einem Schneidwerkzeug-Antrieb des Bondkopfs derart verbunden ist, dass es zu einem Schneidvorgang im Wesentlichen senkrecht in eine Oberfläche des Leiters eingreift. Alternativ hierzu kann aber auch das Widerlager bewegbar sein, oder der Bondkopf kann auch zwei scherenartig schwenkbar verbundene Schneidwerkzeuge oder zwei in entsprechenden Gleitführungen linear gegenläufig bewegbare Schneidwerkzeuge umfassen.From a current point of view, an embodiment is preferred in which the cutting tool abutment is firmly attached to the bondhead and the first cutting tool is connected to a cutting tool drive of the bondhead in such a way that it engages a surface of the conductor substantially perpendicularly for a cutting process. As an alternative to this, however, the abutment can also be movable, or the bondhead can also comprise two cutting tools pivotably connected in the manner of scissors or two cutting tools which can be moved linearly in opposite directions in corresponding sliding guides.

In weiteren Ausführungen ist die Schneidkante des Schneidwerkzeugs profiliert und weist insbesondere ein umgekehrt V-förmiges, konkav gebogenes oder sägezahnförmiges oder wellenförmiges Profil auf. In einer weiteren wichtigen Ausführung ist vorgesehen, dass der Bondkopf eine verstellbare Arretierklemme zum Festklemmen des Leiters hinter einer Bondstelle aufweist, welche den Leiter bei einer Bewegung des Bondkopfes weg von der Bondstelle am Bondkopf festklemmt, so dass er zu einer Bewegung zusammen mit dem Bondkopf gezwungen wird.In further embodiments, the cutting edge of the cutting tool is profiled and in particular has an inverted V-shaped, concave curved or sawtooth-shaped or wave-shaped profile. In a further important embodiment it is provided that the bondhead has an adjustable locking clip for clamping the conductor behind a bond point, which clamps the conductor on the bondhead when the bondhead moves away from the bond point, so that it is forced to move together with the bondhead becomes.

In einem mit dem erfindungsgemäßen Bondkopf ausgestatteten Dickdraht-Bonder (oder anderen Bondgerät) ist insbesondere dem Bondkopf eine Bewegungssteuerung zugeordnet, welche zur Realisierung eines mindestens teilweisen Durchtrennens des Leiters vor dem zweiten Bondschritt ein Anhalten des Bondkopfes mit vorbestimmtem Abstand über der zweiten Bondstelle und ein anschließendes Bewegen des Schneidwerkzeugs relativ zum Schneidwerkzeug-Widerlager oder des Schneidwerkzeugs und des zweiten Schneidwerkzeugs relativ zueinander zum Eingreifen in die Oberfläche/n des Leiters steuert.In a thick wire bonder (or other bonding device) equipped with the bondhead according to the invention, a movement control is assigned in particular to the bondhead which, in order to achieve at least partial severing of the conductor before the second bonding step, stops the bondhead at a predetermined distance above the second bond point and then follows Moving the cutting tool relative to the cutting tool abutment or the cutting tool and the second cutting tool relative to each other for engaging the surface / s of the conductor controls.

In einer Ausgestaltung dieser Bewegungssteuerung zur Realisierung der derzeit bevorzugten Verfahrensführung ist die dem Bondkopf zugeordnete Bewegungssteuerung weiterhin derart ausgebildet, dass nach dem zweiten Bondschritt der freie Abschnitt des Leiters am Bondkopf festgeklemmt und anschließend der Bondkopf mit dem freien Abschnitt von der zweiten Bondstelle wegbewegt wird, wodurch eine Zugkraft auf die Trennstelle aufgebaut wird, mittels derer der vor dem zweiten Bondschritt teilweise durchtrennte Leiter vollständig durchtrennt wird.In one embodiment of this motion control for implementing the currently preferred method, the motion control assigned to the bondhead is also designed such that, after the second bonding step, the free section of the conductor is clamped to the bondhead and then the bondhead with the free section is moved away from the second bond point, as a result of which a tensile force is built up on the separation point, by means of which the conductor, which has been partially severed before the second bonding step, is completely severed.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im Übrigen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Von diesen zeigen:

  • 1 eine schematische Längsschnittdarstellung der erfindungswesentlichen Teile bei einem Ausführungsbeispiel des Bondkopfes eines Laserbonders,
  • 2A-2C jeweils eine Draufsicht von Ausführungsformen eines Schneidwerkzeugs des Bondkopfs nach 1 und
  • 3A-3D schematische Darstellungen von Schritten eines Bondverfahrens gemäß einer Ausführung der Erfindung.
Advantages and expediencies of the invention also emerge from the following description of an exemplary embodiment on the basis of the figures. Of these show:
  • 1 a schematic longitudinal sectional view of the parts essential to the invention in an exemplary embodiment of the bond head of a laser bonder,
  • 2A-2C each a top view of embodiments of a cutting tool of the bondhead according to 1 and
  • 3A-3D schematic representations of steps of a bonding method according to an embodiment of the invention.

1 zeigt erfindungswesentliche Teile eines hier nur ausschnittsweise dargestellten Bondkopfes 1 eines Laserbonders, der ansonsten weitgehend gemäß dem Stand der Technik aufgebaut sein kann und dem Fachmann insoweit bekannt ist. Gewisse Teil des Bondkopfes sind durch geeignete Steuereinrichtungen aktiv angetrieben (siehe weiter unten), die entsprechenden Antriebs- und Steuereinrichtungen sind hier jedoch ebenfalls nicht dargestellt. 1 shows essential parts of the invention of a bondhead shown here only in part 1 a laser bonder, which can otherwise largely be constructed in accordance with the state of the art and which is known to the person skilled in the art. Certain parts of the bondhead are actively driven by suitable control devices (see below), but the corresponding drive and control devices are also not shown here.

An einem Grundkörper 3 des Bondkopfes 1 ist ein Bondwerkzeug 5 mit einem sich von oben nach unten verjüngenden Laserkanal 5a angebracht, dessen Grundaufbau demjenigen der Bondwerkzeuge von bekannten Laserbondern entspricht. An der dem Bondkopf-Grundkörper 3 zugewandten Fläche des Bondwerkzeugs 5 ist, gegenüber dem Bondwerkzeug längs dieser Fläche durch einen über ein Steuerprogramm gesteuerten Antrieb verschieblich, ein Schneidwerkzeug 7 angeordnet. Im Längsschnitt läuft das Schneidwerkzeug 7 nach unten spitz zu und bildet eine Schneidkante aus, deren Form beispielhaft in 2A-2C zu erkennen ist. An der gleichen Fläche des Bondwerkzeugs 5 ist unterhalb des Schneidwerkzeugs 7 mit dem Bondwerkzeug 5 ein Schneidwerkzeug-Widerlager 9 fest verbunden.On a base body 3 of the bondhead 1 is a bonding tool 5 with a laser channel tapering from top to bottom 5a attached, the basic structure of which corresponds to that of the bonding tools of known laser bonds. On the bondhead base 3 facing surface of the bonding tool 5 is a cutting tool, displaceable along this surface by a drive controlled by a control program, with respect to the bonding tool 7th arranged. The cutting tool runs in a longitudinal cut 7th pointed downwards and forms a cutting edge, the shape of which is exemplified in 2A-2C can be seen. On the same surface as the bonding tool 5 is below the cutting tool 7th with the bonding tool 5 a cutting tool abutment 9 firmly connected.

Fest mit dem Bondwerkzeug 5 verbunden sind des Weiteren Führungselemente 11a und 11b, die zur Führung eines (nicht dargestellten) Leiterbändchens dienen, welches in der bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bondkopfes und Bondverfahrens als Bondmittel eingesetzt wird. Auf der dem Bondkopf-Grundkörper zugewandten Fläche des Führungselementes 11a ist am Grundkörper eine Arretierklemme 13 vorgesehen, welche ebenso wie das Schneidwerkzeug gemäß einer vorgegebenen Programmsteuerung aktiv angetrieben ist.Fixed with the bonding tool 5 Furthermore, guide elements are connected 11a and 11b , which serve to guide a (not shown) conductor ribbon, which is used as a bonding agent in the preferred embodiment of the bonding head and bonding method according to the invention. On the surface of the guide element facing the bondhead base body 11a there is a locking clip on the base body 13th provided, which, like the cutting tool, is actively driven in accordance with a predetermined program control.

Die Funktionsweise der in 1 dargestellten und oben erwähnten erfindungswesentlichen Komponenten des Bondkopfes wird weiter unten unter Bezugnahme auf die 3A-3D beschrieben. How the in 1 The components of the bondhead that are essential to the invention and are mentioned above are described below with reference to FIGS 3A-3D described.

2A-2C zeigen jeweils eine Draufsicht (Vorderansicht) eines Schneidwerkzeugs 7, wie es im Bondkopf 1 gemäß 1 eingebaut sein kann. Bei der Ausführung nach 2A ist die Schneidkante 7a umgekehrt V-förmig, derart, dass beim Durchtrennen eines bandförmigen Leiters (Bondmittels) mit einem solchen Schneidwerkzeug ein Steg mit zur Mitte hin geradlinig ansteigender Materialdicke stehenbleibt. Die Schneidkante 7a des Schneidwerkzeugs nach 2B ist ebenso ausgebildet. Ein in Werkzeuglängsrichtung verlaufender schmaler Schlitz in der Mitte ermöglicht es, dass vom erwähnten Leiterbändchen zu dem ein schmaler aufstehender Steg stehenbleibt, was für die Verfahrensführung vorteilhaft sein kann. Hingegen hat das Schneidwerkzeug 7 nach 2C eine sägezahnförmige Schneidkante 7a und zwei schmale, in Werkzeuglängsrichtung verlaufende Schlitze. Diese Ausführung kann Verwindungen bzw. einen Drall des Leiterbändchens während des Bond-/Schneidvorganges vermindern. 2A-2C each show a plan view (front view) of a cutting tool 7th like it in the bondhead 1 according to 1 can be built in. When running after 2A is the cutting edge 7a inversely V-shaped, in such a way that when cutting through a strip-shaped conductor (bonding agent) with such a cutting tool, a web remains with a material thickness increasing in a straight line towards the center. The cutting edge 7a of the cutting tool 2 B is also trained. A narrow slot in the middle running in the longitudinal direction of the tool makes it possible for a narrow, upstanding web to remain from the aforementioned conductor ribbon to the latter, which can be advantageous for the conduct of the process. The cutting tool, on the other hand, has 7th to 2C a sawtooth-shaped cutting edge 7a and two narrow slots running in the longitudinal direction of the tool. This design can reduce twisting or twisting of the conductor ribbon during the bonding / cutting process.

3A-3D zeigen schematisch einzelne Schritte in der erfindungswesentlichen Phase eines Verfahrens zum Herstellen einer gebondeten selbsttragenden Leiter-Verbindung zwischen zwei Bondstellen, wobei der erste Bondschritt, also die Herstellung einer Bondverbindung an einer ersten Bondstelle, nicht dargestellt ist. 3A-3D show schematically individual steps in the essential phase of the invention Method for producing a bonded self-supporting conductor connection between two bonding points, the first bonding step, that is to say the production of a bond connection at a first bonding point, not being shown.

Bei den Figuren wird von der Verwendung eines Bondkopfes gemäß 1 ausgegangen, wobei dessen im Zusammenhang mit der Erfindung wesentliche Komponenten, nämlich das Bondwerkzeug 5 mit eingearbeitetem Laserkanal 5a, das Schneidwerkzeug 7 mit zugehörigem Widerlager 9, das Führungselement 11a und die Arretierklemme 13, hier zur besseren Veranschaulichung der einzelnen Schritte mit Abständen voneinander dargestellt werden, die in der tatsächlichen Konstruktion des Bondkopfes nicht vorhanden sind.In the figures, the use of a bond head according to FIG 1 assumed, its essential components in connection with the invention, namely the bonding tool 5 with integrated laser channel 5a , the cutting tool 7th with associated abutment 9 , the guide element 11a and the locking clip 13th , are shown here for a better illustration of the individual steps with distances from each other that are not present in the actual construction of the bondhead.

3A zeigt, wie ein Leiterbändchen LB, das sich von einer (nicht gezeigten) ersten Bondfläche aus in einem Loop erstreckt, an der Unterseite des Bondwerkzeuges 5 und in einer Biegung auf der Oberseite des Schneidwerkzeug-Widerlagers 9 und schließlich zwischen dem Schneidwerkzeug 7 und der (geöffneten) Arretierklammer 13 nach oben zu einer (ebenfalls nicht gezeigten) Zuführeinrichtung des Leiterbändchens verläuft. Der Bondkopf 1 ist hier, in einem ersten Teilschritt der erfindungswesentlichen Phase des Bondverfahrens, oberhalb einer (zweiten) Bondfläche B positioniert, und das Schneidwerkzeug 7 wird, wie durch den an ihm angebrachten Pfeil symbolisiert, relativ zum Bondwerkzeug 5 auf das Schneidwerkzeug-Widerlager 9 zu bewegt. Diese Bewegung wird so ausgeführt, dass die Schneidkante 7a auf das Widerlager 9 auftrifft bzw. an einer Kante desselben vorbeigleitet und das Leiterbändchen LB mit einer der Gestalt der Vorderkante des Schneidwerkzeugs (siehe 2A-2C) entsprechend geformten Einkerbung versieht. 3A shows how a ladder tape LB , which extends from a (not shown) first bonding surface in a loop, on the underside of the bonding tool 5 and in a bend on top of the cutting tool abutment 9 and finally between the cutting tool 7th and the (open) locking clip 13th runs up to a (also not shown) feed device for the conductor ribbon. The bondhead 1 is here, in a first sub-step of the phase of the bonding process, which is essential to the invention, above a (second) bonding surface B. positioned, and the cutting tool 7th is, as symbolized by the arrow attached to it, relative to the bonding tool 5 on the cutting tool abutment 9 too moved. This movement is carried out so that the cutting edge 7a on the abutment 9 hits or slides past an edge of the same and the conductor ribbon LB with one of the shape of the leading edge of the cutting tool (see 2A-2C ) provides a correspondingly shaped notch.

Danach wird, wie in 3B symbolisiert, der Bondkopf 1 mit dem Bondwerkzeug 5 abgesenkt, was durch den am Bondwerkzeug 5 vorgesehenen Pfeil verdeutlicht wird. Das Bondwerkzeug drückt dann das an ihm geführte, teilweise durchtrennte Leiterbändchen LB auf die Oberfläche der zweiten Bondfläche B und stellt, in Verbindung mit gleichzeitig eingestrahlter Laserstrahlung LA, eine stoffschlüssige Verbindung des Leiterbändchens LB mit der Bondfläche B her.After that, as in 3B symbolizes the bondhead 1 with the bonding tool 5 lowered, which is due to the on the bonding tool 5 provided arrow is made clear. The bonding tool then presses the partially severed conductor ribbon that is guided on it LB onto the surface of the second bond area B. and represents, in connection with simultaneously irradiated laser radiation LA , a material connection of the conductor ribbon LB with the bond area B. here.

Anschließend wird, wie in 3C gezeigt, die Arretierklemme 13 in Richtung auf die ihm benachbarte Fläche des Führungselementes 11a angetrieben, bis sie das Leiterbändchen LB in seinem weitgehend vertikalen Verlauf zwischen sich und dem Führungselement festklemmt und somit im Bondkopf 1 in Längsrichtung fixiert.Then, as in 3C shown, the locking clip 13th in the direction of the surface of the guide element adjacent to it 11a driven until they get the ladder ribbon LB clamped in its largely vertical course between itself and the guide element and thus in the bondhead 1 Fixed in the longitudinal direction.

Schließlich wird, wie in 3D gezeigt und durch den Pfeil rechts oben in der Figur symbolisiert, der gesamte Bondkopf 1 mit dem darin vermittels der Arretierklemme 13 fixierten Leiterbändchen schräg nach oben bewegt. Dadurch wird eine Zugkraft auf die Einkerbungsstelle des Leiterbändchens LB ausgeübt, und dieses zerreißt an dieser Stelle in einen ersten Teilabschnitt LB1, der im erwähnten Loop die erste Bondstelle mit der zweiten Bondstelle verbindet, und einen zweiten Teilabschnitt LB2, der für einen nachfolgenden Bondschritt zur Verfügung steht.Finally, as in 3D shown and symbolized by the arrow at the top right in the figure, the entire bondhead 1 with the in it by means of the locking clip 13th fixed conductor ribbon moved diagonally upwards. This creates a tensile force on the notch point of the conductor ribbon LB exercised, and this tears at this point into a first section LB1 , which connects the first bond point to the second bond point in the loop mentioned, and a second section LB2 , which is available for a subsequent bonding step.

Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Beispiel und die erläuterten Aspekte beschränkt, sondern im Rahmen der anhängenden Ansprüche auch in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachgemäßen Handelns liegen.The implementation of the invention is not restricted to the example described above and the aspects explained, but rather also possible in a large number of modifications within the scope of the appended claims, which are within the scope of professional action.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016119761 [0006]DE 102016119761 [0006]

Claims (15)

Verfahren zum Herstellen einer gebondeten selbsttragenden Leiter-Verbindung zwischen einer ersten und zweiten Bondstelle, an denen in einem ersten und zweiten Bondschritt mittels eines Bondkopfes jeweils eine stoffschlüssige Verbindung des selbsttragenden Leiters mit einer Bondfläche hergestellt wird und zwischen denen der Leiter in einem Bond-Loop verläuft, wobei der Leiter vor dem zweiten Bondschritt mindestens im überwiegenden Teil seines Querschnitts durchtrennt wird, wobei das Durchtrennen unter Nutzung eines in eine erste Oberfläche des Leiters eingreifenden Schneidwerkzeugs und eines gegenüber der ersten Oberfläche des Leiters positionierten Schneidwerkzeug-Widerlagers oder unter Nutzung unter zweier auf gegenüberliegenden Seiten des Leiters positionierter und gegenläufig bewegter, in den Leiter beidseits eingreifender Schneidwerkzeuge ausgeführt wird.Method for producing a bonded self-supporting conductor connection between a first and second bonding point, at which a material connection of the self-supporting conductor to a bonding surface is produced in a first and second bonding step by means of a bond head and between which the conductor runs in a bond loop The conductor is severed at least over the major part of its cross section before the second bonding step, the severing using a cutting tool engaging in a first surface of the conductor and a cutting tool abutment positioned opposite the first surface of the conductor or using two opposite one another Sides of the conductor positioned and moving in opposite directions, cutting tools that engage on both sides of the conductor are executed. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zum mindestens teilweisen Durchtrennen des Leiters vor dem zweiten Bondschritt der Bondkopf mit vorbestimmtem Abstand über der zweiten Bondfläche angehalten und das mindestens teilweise Durchtrennen des Leiters über der zweiten Bondstelle ohne Berührung derselben ausgeführt wird.Procedure according to Claim 1 , wherein for at least partial severing of the conductor before the second bonding step, the bondhead is stopped at a predetermined distance above the second bonding surface and the at least partial severing of the conductor is carried out above the second bonding point without touching the same. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens teilweise Durchtrennen mittels eines am Bondkopf stationär gehaltenen Schneidwerkzeug-Widerlagers und eines innerhalb des Bondkopfes im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Leiters bewegten Schneidwerkzeuges ausgeführt wird.Procedure according to Claim 1 or 2 wherein the at least partial severing is carried out by means of a cutting tool abutment held stationary on the bondhead and a cutting tool moved within the bondhead essentially perpendicular to the surface of the conductor. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei vor dem zweiten Bondschritt ein Einschneiden in den Leiter mittels des Schneidwerkzeugs oder der Schneidwerkzeuge ausgeführt und nach dem zweiten Bondschritt mittels einer auf die Trennstelle wirkenden Zugkraft, die insbesondere mindestens eine zur zweiten Bondfläche tangentiale Kraftkomponente hat, das vollständige Durchtrennen des Leiters ausgeführt wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , whereby before the second bonding step an incision is made into the conductor by means of the cutting tool or the cutting tools and after the second bonding step the conductor is completely severed by means of a tensile force acting on the separation point, which in particular has at least one force component tangential to the second bonding surface. Verfahren nach Anspruch 3, wobei dem Leiter beim Einschneiden eine profilierte Schneidkerbe eingeprägt wird.Procedure according to Claim 3 , whereby a profiled cutting notch is impressed on the conductor when it is cut. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Schneidkerbe an den Kanten des Leiters tiefer reicht als in dessen Mittenbereich, wobei insbesondere der Leiter an den Kanten vollständig durchtrennt wird, während im Mittenbereich kein vollständiges Durchtrennen erfolgt.Procedure according to Claim 4 , wherein the cutting notch at the edges of the conductor extends deeper than in its central area, in particular the conductor is completely severed at the edges, while no complete severing takes place in the central area. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Leiter zum vollständigen Durchtrennen hinter der zweiten Bondstelle am Bondkopf festgeklemmt und die Zugkraft durch ein Verschieben des Bondkopfes weg von der zweiten Bondstelle erzeugt wird.Method according to one of the Claims 3 to 5 , wherein the conductor is clamped behind the second bond point on the bondhead for complete severing and the tensile force is generated by moving the bondhead away from the second bond point. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei als Leiter ein bandförmiger Leiter mit einer Dicke von mehr als 0,25 mm und einer Breite von mehr als 2 mm, insbesondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, eingesetzt und das Herstellen der stoffschlüssigen Verbindungen unter Einsatz von Laserstrahlung ausgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the conductor used is a ribbon-shaped conductor with a thickness of more than 0.25 mm and a width of more than 2 mm, in particular made of copper or a copper alloy, and the production of the material connections using laser radiation is performed. Bondkopf eines Dickdraht-Ultraschallbonders, wobei der Bondkopf ein angetriebenes bewegbares erstes Schneidwerkzeug mit einer langgestreckten Schneidkante zum Durchtrennen oder Einkerben eines zur Herstellung einer gebondeten selbsttragenden Leiter-Verbindung eingesetzten Leiters an einer Bondstelle aufweist, wobei der Bondkopf weiterhin ein Schneidwerkzeug-Widerlager oder ein zweites Schneidwerkzeug aufweist, welches am Bondkopf derart angebracht ist, dass das erste Schneidwerkzeug und das Schneidwerkzeug-Widerlager oder zweite Schneidwerkzeug im Betrieb des Bondkopfes auf gegenüberliegenden Seiten des Leiters positioniert sind.Bond head of a thick wire ultrasonic bonder, wherein the bond head has a driven, movable first cutting tool with an elongated cutting edge for severing or notching a conductor used to produce a bonded self-supporting conductor connection at a bond point, the bond head also having a cutting tool abutment or a second cutting tool which is attached to the bondhead in such a way that the first cutting tool and the cutting tool abutment or second cutting tool are positioned on opposite sides of the conductor during operation of the bondhead. Bondkopf nach Anspruch 9, wobei das Schneidwerkzeug-Widerlager fest am Bondkopf angebracht und das erste Schneidwerkezug mit einem Schneidwerkzeug-Antrieb des Bondkopfs derart verbunden ist, dass es zu einem Schneidvorgang im Wesentlichen senkrecht in eine Oberfläche des Leiters eingreift.Bondhead after Claim 9 , wherein the cutting tool abutment is fixedly attached to the bondhead and the first cutting tool is connected to a cutting tool drive of the bondhead in such a way that it engages a surface of the conductor substantially perpendicularly for a cutting process. Bondkopf nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Schneidkante des Schneidwerkzeugs profiliert ist, insbesondere ein umgekehrt V-förmiges, konkav gebogenes oder sägezahnförmiges oder wellenförmiges Profil aufweist.Bondhead after Claim 9 or 10 , wherein the cutting edge of the cutting tool is profiled, in particular having an inverted V-shaped, concavely curved or sawtooth-shaped or wave-shaped profile. Bondkopf nach einem der Ansprüche 9 bis 11, der eine verstellbare Arretierklemme zum Festklemmen des Leiters hinter einer Bondstelle aufweist, welche den Leiter bei einer Bewegung des Bondkopfes weg von der Bondstelle am Bondkopf festklemmt, so dass er zu einer Bewegung zusammen mit dem Bondkopf gezwungen wird.Bond head after one of the Claims 9 to 11 , which has an adjustable locking clip for clamping the conductor behind a bond point, which clamps the conductor on the bondhead when the bondhead is moved away from the bond point, so that it is forced to move together with the bondhead. Dickdraht-Bonder, insbesondere Laserbonder, der einen Bondkopf nach einem der Ansprüche 9 bis 12 aufweist.Heavy wire bonder, in particular laser bonder, which has a bond head according to one of the Claims 9 to 12th having. Dickdraht-Bonder nach Anspruch 13, wobei dem Bondkopf eine Bewegungssteuerung zugeordnet ist, welche zur Realisierung eines mindestens teilweisen Durchtrennens des Leiters vor dem zweiten Bondschritt ein Anhalten des Bondkopfes mit vorbestimmtem Abstand über der zweiten Bondstelle und ein anschließendes Bewegen des Schneidwerkzeugs relativ zum Schneidwerkzeug-Widerlager oder des Schneidwerkzeugs und des zweiten Schneidwerkzeugs relativ zueinander zum Eingreifen in die Oberfläche/n des Leiters steuert.Thick wire bonder Claim 13 , wherein the bond head is assigned a movement control which, in order to implement an at least partial severing of the conductor before the second bonding step, stops the bond head at a predetermined distance above the second bond point and controls subsequent movement of the cutting tool relative to the cutting tool abutment or of the cutting tool and the second cutting tool relative to one another for engaging the surface (s) of the conductor. Dickdraht-Bonder nach Anspruch 14, wobei die dem Bondkopf zugeordnete Bewegungssteuerung weiterhin derart ausgebildet ist, dass nach dem zweiten Bondschritt der freie Abschnitt des Leiters am Bondkopf festgeklemmt und anschließend der Bondkopf mit dem freien Abschnitt von der zweiten Bondstelle wegbewegt wird, wodurch eine Zugkraft auf die Trennstelle aufgebaut wird, mittels derer der vor dem zweiten Bondschritt teilweise durchtrennte Leiter vollständig durchtrennt wird.Thick wire bonder Claim 14 , wherein the motion control assigned to the bondhead is also designed such that, after the second bonding step, the free section of the conductor is clamped to the bondhead and then the bondhead with the free section is moved away from the second bond point, as a result of which a tensile force is built up on the separation point, by means of which the conductor partially severed before the second bonding step is completely severed.
DE102019135706.3A 2019-12-23 2019-12-23 Method and bond head for producing a bonded self-supporting conductor connection Pending DE102019135706A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019135706.3A DE102019135706A1 (en) 2019-12-23 2019-12-23 Method and bond head for producing a bonded self-supporting conductor connection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019135706.3A DE102019135706A1 (en) 2019-12-23 2019-12-23 Method and bond head for producing a bonded self-supporting conductor connection

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019135706A1 true DE102019135706A1 (en) 2021-06-24

Family

ID=76205814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019135706.3A Pending DE102019135706A1 (en) 2019-12-23 2019-12-23 Method and bond head for producing a bonded self-supporting conductor connection

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019135706A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022003170A1 (en) 2022-08-30 2022-11-17 Mercedes-Benz Group AG Component with at least one bonding surface and method for bonding an electrical conductor to a component

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3646307A (en) * 1970-09-24 1972-02-29 Ibm Wiring apparatus
DE4016720A1 (en) * 1989-08-11 1991-02-14 Orthodyne Electronics Corp METHOD AND DEVICE FOR ULTRASONIC BONDING
DE19535775A1 (en) * 1995-09-26 1997-03-27 Siemens Ag Arrangement and method for electrically connecting a semiconductor chip to at least one contact area
US20150102091A1 (en) * 2012-09-06 2015-04-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Methods for Forming Apparatus for Stud Bump Formation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3646307A (en) * 1970-09-24 1972-02-29 Ibm Wiring apparatus
DE4016720A1 (en) * 1989-08-11 1991-02-14 Orthodyne Electronics Corp METHOD AND DEVICE FOR ULTRASONIC BONDING
DE19535775A1 (en) * 1995-09-26 1997-03-27 Siemens Ag Arrangement and method for electrically connecting a semiconductor chip to at least one contact area
US20150102091A1 (en) * 2012-09-06 2015-04-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Methods for Forming Apparatus for Stud Bump Formation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022003170A1 (en) 2022-08-30 2022-11-17 Mercedes-Benz Group AG Component with at least one bonding surface and method for bonding an electrical conductor to a component

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10229873B4 (en) Puncture connection, and device and method for crimping a puncture connection
EP0070554B1 (en) Hand-tool for removing the outer-sheath layer of electric lines and electric cables
DE3215503A1 (en) ELECTRICALLY HEATED CUTTER
DE3343738A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR ATTACHING A THIN ELECTRICALLY CONDUCTIVE WIRE, IN PARTICULAR ALUMINUM WIRE, TO ELECTRICAL CONTACT POINTS OR. AREAS (BONDING) OF ELECTRICAL OR ELECTRONIC COMPONENTS, IN PARTICULAR SEMICONDUCTOR COMPONENTS
EP1080491A1 (en) Method and contact point for producing a wire bonding connection
DE112018007359T5 (en) Cable harness with fastener
DE102019135706A1 (en) Method and bond head for producing a bonded self-supporting conductor connection
DE1514285B2 (en) A method of manufacturing a semiconductor device
DE102019126644A1 (en) Bond head, wire bonder with such and method using such
DE102019128634B3 (en) Laser bonding with multilayer ribbons
EP3676031A1 (en) Method and device for the burr-free separation of a wire and a correspondingly separated wire piece
WO2004080627A1 (en) Bending machine, especially for welding and clamping benches, and corresponding welding and clamping bench
DE2628519C3 (en) Method and device for producing the connections consisting of wires between the connection points of a component and connection or contact elements
DE2618867A1 (en) Attachment of metal contacts to semiconductor element - includes guiding wires through capillaries and shaping, using air stream passing over wedge shaped divider
DE1665253C3 (en) Method for connecting at least one connecting wire to a microcircuit
DE112009001899B4 (en) Method for the continuous production of flange pins for surface mounting
EP3474391B1 (en) Method for joining at least two multi-strand leads by means of ultrasound
EP0437659B1 (en) Procedure and device for resistance welding of leads or the like
DE102019126012A1 (en) Welding process
EP3419121B1 (en) Method for making an electrical connection and an ultrasonic welding system
DE10063041B4 (en) A method of manufacturing an integrated leadless package circuit and integrated leadless package circuit
DE102019113814B4 (en) Method for producing a component for toolmaking and holding tool for holding a blank and a component
DE3115285A1 (en) Method for producing a contact surface, and a device for carrying it out
DE102018125767A1 (en) Tool holder and tool with such a tool holder
DE2250810A1 (en) CONTACT PIECE, IN PARTICULAR CONTACT RIVET, AND MANUFACTURING PROCESS FOR IT

Legal Events

Date Code Title Description
R086 Non-binding declaration of licensing interest
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication