DE102020114642A1 - Bonding device and operating method therefor - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bondvorrichtung mit einem in eine Höhenrichtung verfahrbaren Bondkopf umfassend ein Bondwerkzeug (8) mit einer zur Anlage an ein Bondgut (23) ausgebildeten Werkzeugspitze (9), umfassend einen Transducer (3), an dem das Bondwerkzeug (8) auswechselbar gehalten ist und der eingerichtet ist zur Anregung des Bondwerkzeugs (8) zu Ultraschallschwingungen, umfassend eine Heizeinrichtung (13) zur jedenfalls lokalen Erwärmung des Bondwerkzeugs und umfassend einen Träger (22), an dem die Heizeinrichtung (13) sowie der Transducer (3) mit dem Bondwerkzeug (8) gehalten sind, wobei der Transducer (3) mit dem Bondwerkzeug (8) relativ beweglich zu der Heizeinrichtung (13) an dem Träger (22) gehalten ist derart, dass in einer Heizstellung eine Werkzeugkontaktfläche (11) des Bondwerkzeugs (8) an eine Heizkontaktfläche (14) der Heizeinrichtung (13) angelegt ist und dass in einer Bondstellung das Bondwerkzeug (8) beabstandet zu der Heizkontaktfläche (14) der Heizeinrichtung (13) vorgesehen ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Betriebsverfahren für eine Bondvorrichtung.The invention relates to a bonding device with a bond head that can be moved in a vertical direction, comprising a bonding tool (8) with a tool tip (9) designed to rest on a bond material (23), comprising a transducer (3) on which the bonding tool (8) is exchangeably held and which is set up to excite the bonding tool (8) to ultrasonic vibrations, comprising a heating device (13) for at least local heating of the bonding tool and comprising a carrier (22) on which the heating device (13) and the transducer (3) are connected to Bonding tool (8) are held, the transducer (3) with the bonding tool (8) being held on the carrier (22) so that it can move relative to the heating device (13) such that a tool contact surface (11) of the bonding tool (8 ) is placed on a heating contact surface (14) of the heating device (13) and that in a bonding position the bonding tool (8) is spaced apart from the heating contact surface (14) of the heating device (13) is provided. The invention also relates to an operating method for a bonding device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bondvorrichtung mit einem in eine Höhenrichtung verfahrbaren Bondkopf. Der Bondkopf umfasst ein Bondwerkzeug mit einer zur Anlage an ein Bondgut ausgebildeten Werkzeugspitze, einen Transducer, an dem das Bondwerkzeug auswechselbar gehalten ist und der eingerichtet ist zur Anregung des Bondwerkzeugs zu Ultraschallschwingungen, eine Heizeinrichtung zur jedenfalls lokalen Erwärmung des Bondwerkzeugs sowie einen Träger, an dem die Heizeinrichtung sowie der Transducer mit dem Bondwerkzeug gehalten sind.The invention relates to a bonding device with a bonding head that can be moved in a height direction. The bond head comprises a bonding tool with a tool tip designed to rest on a bond material, a transducer on which the bonding tool is exchangeably held and which is set up to excite the bonding tool to generate ultrasonic vibrations, a heating device for at least local heating of the bonding tool and a carrier on which the heating device and the transducer are held with the bonding tool.

Ferner betrifft die Erfindung ein Betriebsverfahren für eine Bondvorrichtung.The invention also relates to an operating method for a bonding device.

Aus der EP 0 004 787 B1 ist eine Bondvorrichtung mit einem beheizten Bondwerkzeug bekannt. Das Bondwerkzeug ist dabei dauerhaft in berührendem Kontakt zu der Heizeinrichtung vorgesehen. An dem Bondwerkzeug sind in eine Werkzeuglängsrichtung erstreckte Schleifkontaktelemente angeordnet, welche über elektrische Leiter der Heizeinrichtung kontaktiert sind und der Zuführung elektrischer Energie zu Widerstandsheizelementen dienen, die an einer Werkzeugspitze des Bondwerkzeugs vorgesehen sind. Der dauerhafte berührende Kontakt zwischen dem Bondwerkzeug und der Heizeinrichtung beeinflusst die Schwingung des Bondwerkzeugs beim Ultraschallbonden und den mechanischen Verschleiß.From the EP 0 004 787 B1 a bonding device with a heated bonding tool is known. The bonding tool is provided permanently in touching contact with the heating device. Sliding contact elements extending in a tool longitudinal direction are arranged on the bonding tool, which sliding contact elements are contacted via electrical conductors of the heating device and serve to supply electrical energy to resistance heating elements which are provided on a tool tip of the bonding tool. The permanent touching contact between the bonding tool and the heating device influences the vibration of the bonding tool during ultrasonic bonding and the mechanical wear.

Ferner ist eine Heizeinrichtung für eine Vorrichtung zum Golddraht-Ball-Bonden der Fa. Palomar bekannt ( Rasmussen 2012: Gold Ball Wire Bonding with Heated Tool for Automotive Microelectronics. International Symposium on Microelectronics: Fall 2012, Volume 1, Seiten 410 bis 413 ). Die Heizeinrichtung umfasst eine Heizwendel, die um einen Schaft des Bondwerkzeugs geführt ist. Das Bondwerkzeug und die Heizwendel berühren einander nicht und sind relativ beweglich zueinander vorgesehen. Die Erwärmung des Bondwerkzeugs erfolgt dabei über einen zwischen der Heizwendel und dem Schaft des Bondwerkzeugs gebildeten Luftspalt. Da die Wärme berührungslos über den Luftspalt übertragen werden muss, wird vergleichsweise viel Energie aufzuwenden sein, um die Werkzeugspitze des Bondwerkzeugs zu erwärmen.Furthermore, a heating device for a device for gold wire ball bonding from Palomar is known ( Rasmussen 2012: Gold Ball Wire Bonding with Heated Tool for Automotive Microelectronics. International Symposium on Microelectronics: Fall 2012, Volume 1, pages 410 to 413 ). The heating device comprises a heating coil which is guided around a shaft of the bonding tool. The bonding tool and the heating coil do not touch one another and are provided so that they can move relative to one another. The bonding tool is heated via an air gap formed between the heating coil and the shaft of the bonding tool. Since the heat has to be transferred without contact via the air gap, a comparatively large amount of energy will have to be used to heat the tool tip of the bonding tool.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine in Bezug auf die Erwärmung des Bondwerkzeugs verbesserte Bondvorrichtung sowie ein Betriebsverfahren hierfür anzugeben.The object of the present invention is to specify a bonding device that is improved with regard to the heating of the bonding tool and an operating method for this.

Zur Lösung der Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Transducer mit dem Bondwerkzeug relativ beweglich zu der Heizeinrichtung an dem Träger gehalten ist derart, dass in einer Heizstellung eine Werkzeugkontaktfläche des Bondwerkzeugs an eine Heizkontaktfläche der Heizeinrichtung angelegt ist und dass in einer Bondstellung das Bondwerkzeug beabstandet zu der Heizkontaktfläche der Heizeinrichtung vorgesehen ist.To achieve the object, the invention in connection with the preamble of claim 1 is characterized in that the transducer with the bonding tool is held on the carrier so that it can move relative to the heating device in such a way that, in a heating position, a tool contact surface of the bonding tool is applied to a heating contact surface of the heating device and that in a bonding position the bonding tool is provided at a distance from the heating contact surface of the heating device.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die lediglich temporäre Anlage der Heizeinrichtung an das Bondwerkzeug ebendieses beim Herstellen der Bondverbindung ohne Beeinträchtigung durch die Heizeinrichtung schwingen kann, während die Nebenzeiten genutzt werden, um das Bondwerkzeug, welches dann in berührendem Kontakt mit der Heizeinrichtung steht, zu erwärmen beziehungsweise auf einer für den Bondprozess vorteilhaften Betriebstemperatur zu halten.The particular advantage of the invention is that the only temporary contact between the heating device and the bonding tool allows it to oscillate when the bond is made without being impaired by the heating device, while the non-productive times are used to move the bonding tool, which is then in touching contact with the heating device is to be heated or kept at an operating temperature that is advantageous for the bonding process.

Der Kern der Erfindung ist somit eine Bondvorrichtung mit einem beheizbaren Bondwerkzeug, bei der der Wärmetransport im Wesentlichen durch den direkten Kontakt zwischen dem Bondwerkzeug und der Heizeinrichtung in den Prozessnebenzeiten erfolgt, wenn nicht gebondet wird. Die Bondvorrichtung befindet sich dann in der Heizstellung und die Heizkontaktfläche im berührenden Kontakt mit der Werkzeugkontaktfläche. Demgegenüber ist während des Bondvorgangs, bei dem die Bondvorrichtung in der Bondstellung vorgesehen ist, der Kontakt nicht ausgebildet. Das Bondwerkzeug kann schwingen, ohne dass seine Schwingung durch die Heizeinrichtung eingeschränkt wäre, und erwärmt die Verbindungszone, das heißt insbesondere das Bondgut beziehungsweise ein Substrat, auf das das Bondgut gebondet wird.The essence of the invention is thus a bonding device with a heatable bonding tool, in which the heat is transported essentially through the direct contact between the bonding tool and the heating device in the non-process times when there is no bonding. The bonding device is then in the heating position and the heating contact surface is in touching contact with the tool contact surface. In contrast, the contact is not formed during the bonding process in which the bonding device is provided in the bonding position. The bonding tool can vibrate without its vibration being restricted by the heating device, and heats the connection zone, that is to say in particular the bond material or a substrate to which the bond material is bonded.

Im Sinne der Erfindung umfasst eine Bondvorrichtung alle Ultraschallschweißvorrichtungen unabhängig von der Energie beziehungsweise Leistung, die zum Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung aufgewandt wird, und unabhängig davon, ob das Bondgut wie beispielsweise beim Ultraschall-Drahtbonden oder beim Ball-Bonden über den Bondkopf zugeführt wird oder wie beim Ultraschallschweißen separat bereitgestellt wird.In the context of the invention, a bonding device comprises all ultrasonic welding devices regardless of the energy or power that is expended to establish the material connection, and regardless of whether the bonded material is supplied via the bondhead, such as in ultrasonic wire bonding or ball bonding, or how is provided separately for ultrasonic welding.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Werkzeugkontaktfläche des Bondwerkzeugs, die in der Heizstellung in berührendem Kontakt mit der Heizkontaktfläche der Heizeinrichtung steht, an der Werkzeugspitze des Bondwerkzeugs vorgesehen. Vorteilhaft kann hierdurch das Bondwerkzeug lokal genau dort erwärmt werden, wo zur Verbesserung des Bondprozesses die Wärme benötigt wird.According to a preferred embodiment of the invention, the tool contact surface of the bonding tool, which in the heating position is in touching contact with the heating contact surface of the heating device, is provided on the tool tip of the bonding tool. As a result, the bonding tool can advantageously be heated locally precisely where the heat is required to improve the bonding process.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Heizkontaktfläche der Heizeinrichtung an einem auswechselbaren Kontaktelement derselben gebildet. Das Kontaktelement kann beispielsweise über Schrauben auswechselbar an einem Anbauteil der Heizeinrichtung gehalten werden. Vorteilhaft kann durch das Vorsehen eines auswechselbaren Kontaktelements eine schnelle Anpassung der Heizeinrichtung an unterschiedliche Bondwerkzeuge vorgenommen werden. Ein Austausch der gesamten Heizeinrichtung ist entbehrlich, wenn stattdessen durch einen Austausch allein des Kontaktelements die Heizeinrichtung werkzeugspezifisch konfiguriert werden kann. Zudem kann es infolge des berührenden Kontakts zwischen der erwärmten Heizkontaktfläche und der Werkzeugkontaktfläche zu Verschleiß kommen. In diesem Fall muss allein das austauschbar gehaltene Kontaktelement erneuert werden. Eine Instandsetzung ist so schnell und kostengünstig möglich.According to a further development of the invention, the heating contact surface of the heating device is on an exchangeable contact element of the same educated. The contact element can be held on an attachment part of the heating device in an exchangeable manner, for example by means of screws. By providing an exchangeable contact element, the heating device can advantageously be adapted quickly to different bonding tools. There is no need to replace the entire heating device if, instead, the heating device can be configured in a tool-specific manner by simply replacing the contact element. In addition, the touching contact between the heated heating contact surface and the tool contact surface can lead to wear. In this case only the exchangeable contact element has to be renewed. Repairs can be carried out quickly and inexpensively.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist an der Heizeinrichtung eine in die Höhenrichtung erstreckte Durchgangslängsausnehmung vorgesehen, durch die das Bondwerkzeug hindurchgeführt ist. Vorteilhaft ergibt sich hierdurch eine sehr kompakte Anordnung und eine räumlich enge Zuordnung des Bondwerkzeugs zu der Heizeinrichtung, welche die Erwärmung des Bondwerkzeugs begünstigt.According to a further development of the invention, a longitudinal passage recess extending in the vertical direction is provided on the heating device, through which the bonding tool is passed. This advantageously results in a very compact arrangement and a spatially close association of the bonding tool with the heating device, which favors the heating of the bonding tool.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtung an dem Träger festgelegt, das heißt mit dem Träger starr verbunden ist, während der Transducer mit dem Bondwerkzeug in die Höhenrichtung längsverschiebbar an dem Träger gehalten ist. Beispielsweise kann die Heizeinrichtung über einen Isolator an dem Träger festgelegt sein, während eine Führungsschiene und ein Führungsschlitten eine Linearführung für den Transducer und das Bondwerkzeug bilden. Vorteilhaft kann hierdurch die funktionsnotwendige Beweglichkeit des Transducers mit dem Bondwerkzeug relativ zu der Heizeinrichtung in einfacher Weise und zugleich exakt bereitgestellt werden.According to a further development of the invention, it is provided that the heating device is fixed to the carrier, that is to say is rigidly connected to the carrier, while the transducer with the bonding tool is held on the carrier so as to be longitudinally displaceable in the vertical direction. For example, the heating device can be fixed to the carrier via an insulator, while a guide rail and a guide carriage form a linear guide for the transducer and the bonding tool. In this way, the functionally necessary mobility of the transducer with the bonding tool relative to the heating device can advantageously be provided in a simple manner and at the same time precisely.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Heizeinrichtung als eine elektrisch betätigbare Heizeinrichtung ausgebildet. Beispielsweise ist eine Widerstandsheizeinrichtung beziehungsweise eine Heizpatrone, eine Heizwendel oder ein Keramikheizelement vorgesehen. Vorteilhaft lässt sich eine elektrisch betätigbare Heizeinrichtung in einfacher Weise in den Bondkopf integrieren. Die Energiezuführung erfolgt beispielsweise über flexible Leiter, insbesondere Litzen.According to a further development of the invention, the heating device is designed as an electrically actuatable heating device. For example, a resistance heating device or a heating cartridge, a heating coil or a ceramic heating element is provided. An electrically actuatable heating device can advantageously be integrated into the bondhead in a simple manner. The energy is supplied, for example, via flexible conductors, in particular strands.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sieht die Heizeinrichtung die elektrisch betätigte Heizpatrone, einen die Heizpatrone aufnehmenden Heizblock und das die Heizkontaktfläche bereitstellendes Kontaktelement vor, wobei die Durchgangslängsausnehmung für das Bondwerkzeug an dem Heizblock und an dem Kontaktelement vorgesehen sind. Bevorzugt ist das Kontaktelement an dem Heizblock der Heizeinrichtung auswechselbar gehalten. Der Heizblock dient insofern als Anbauteil der Heizeinrichtung für das Kontaktelement.According to a further development of the invention, the heating device provides the electrically operated heating cartridge, a heating block accommodating the heating cartridge and the contact element providing the heating contact surface, the longitudinal passage recess for the bonding tool being provided on the heating block and on the contact element. The contact element is preferably held exchangeably on the heating block of the heating device. The heating block serves as an add-on part of the heating device for the contact element.

Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 11 vor. Demzufolge sieht das Betriebsverfahren für eine Bondvorrichtung, die ein in eine Höhenrichtung verfahrbares Bondwerkzeug mit einer zur Anlage an ein Bondgut ausgebildeten Werkzeugspitze, einen Transducer zum Anregen des Bondwerkzeugs zu Ultraschallschwingungen und eine zur Erwärmung des Bondwerkzeugs ausgebildete Heizeinrichtung umfasst, die folgenden Verfahrensschritte vor:

  • - das Bondwerkzeug wird über dem Bondgut und/oder einer Abschlussfläche auf einem Substrat positioniert;
  • - während das Bondwerkzeug und die in einem lokalen berührenden Kontakt zu dem Bondwerkzeug vorgesehene Heizeinrichtung bevorzugt synchron in die Höhenrichtung in Richtung des Substrats abgesenkt werden, wird die Heizeinrichtung betrieben und erwärmt das Bondwerkzeug bevorzugt im Bereich der Werkzeugspitze;
  • - das Bondwerkzeug wird mit der Werkzeugspitze an das Bondgut angelegt;
  • - während das Bondwerkzeug mit der Werkzeugspitze an dem Bondgut anliegt und das Bondgut gegen das Substrat drückt, wird die Heizeinrichtung relativ zum Bondwerkzeug bewegt und weiter in Richtung des Substrats abgesenkt;
  • - das Bondwerkzeug wird zu Ultraschallschwingungen angeregt, nachdem der lokale berührende Kontakt zwischen dem Bondwerkzeug und der Heizeinrichtung gelöst ist.
To achieve the object, the invention provides the features of claim 11. Accordingly, the operating method for a bonding device, which comprises a bonding tool that can be moved in a vertical direction with a tool tip designed to rest on a bond material, a transducer for exciting the bonding tool to generate ultrasonic vibrations, and a heating device designed to heat the bonding tool, provides the following method steps:
  • the bonding tool is positioned over the bond material and / or a termination surface on a substrate;
  • - while the bonding tool and the heating device provided in a local touching contact with the bonding tool are preferably lowered synchronously in the vertical direction in the direction of the substrate, the heating device is operated and preferably heats the bonding tool in the region of the tool tip;
  • - the bonding tool is placed with the tool tip on the bond material;
  • - While the bonding tool rests with the tool tip on the bond material and presses the bond material against the substrate, the heating device is moved relative to the bonding tool and is lowered further in the direction of the substrate;
  • - The bonding tool is excited to ultrasonic vibrations after the local touching contact between the bonding tool and the heating device is released.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Erwärmung des Bondwerkzeugs einerseits und die Anregung des Bondwerkzeugs zu Ultraschallschwingungen andererseits zeitversetzt erfolgen. In einer ersten Betriebsphase, in der sich die Bondvorrichtung in einer Heizstellung befindet, ist lokal und insbesondere im Bereich einer Werkzeugspitze des Bondwerkzeugs ein berührender Kontakt zwischen dem Bondwerkzeug und der Heizeinrichtung ausgebildet. Die Erwärmung des Bondwerkzeugs kann somit schnell und direkt erfolgen. In einer zweiten Betriebsphase, in der die Bondvorrichtung in einer Bondstellung vorgesehen ist, ist der berührende Kontakt aufgehoben. Das zuvor erwärmte Bondwerkzeug, welches zu Ultraschallschwingungen angeregt wird, kann das Bondgut gegen das Substrat drücken und schwingen, ohne dass seine Schwingung durch den Kontakt mit der Heizeinrichtung eingeschränkt beziehungsweise beeinträchtigt wäre.The particular advantage of the invention is that the heating of the bonding tool, on the one hand, and the stimulation of the bonding tool to produce ultrasonic vibrations, on the other hand, take place with a time delay. In a first operating phase, in which the bonding device is in a heating position, a touching contact is formed between the bonding tool and the heating device locally and in particular in the region of a tool tip of the bonding tool. The bonding tool can thus be heated quickly and directly. In a second operating phase, in which the bonding device is provided in a bonding position, the touching contact is canceled. The previously heated bonding tool, which is excited to produce ultrasonic vibrations, can press the bond material against the substrate and vibrate without its vibration being restricted or impaired by the contact with the heating device.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Heizeinrichtung während der Bondphase aktiviert bleibt, das heißt fortbetrieben wird, während das Bondwerkzeug zu Ultraschallschwingungen angeregt wird beziehungsweise nachdem der lokale berührende Kontakt zwischen dem Bondwerkzeug und der Heizeinrichtung aufgehoben ist. Vorteilhaft kann hierdurch zusätzliche Wärmeenergie für den Bondvorgang über Konvektion zur Verfügung gestellt und einem ungewollten Abkühlen der Werkzeugspitze des Bondwerkzeugs entgegengewirkt werden.According to a preferred embodiment of the invention, the heating device remains activated during the bonding phase, that is, it continues to operate while the bonding tool is excited to ultrasonic vibrations or after the local touching contact between the bonding tool and the heating device is canceled. In this way, additional thermal energy can advantageously be made available for the bonding process via convection and an undesired cooling of the tool tip of the bonding tool can be counteracted.

Aus den weiteren Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung sind weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung zu entnehmen. Dort erwähnte Merkmale können jeweils einzeln für sich oder auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Erfindungsgemäß beschriebene Merkmale und Details der Bondvorrichtung gelten selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren und umgekehrt. So kann auf die Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen werden. Die Zeichnungen dienen lediglich beispielhaft der Klarstellung der Erfindung und haben keinen einschränkenden Charakter.Further advantages, features and details of the invention can be gathered from the further subclaims and the following description. Features mentioned there can be essential to the invention either individually or in any combination. Features and details of the bonding device described according to the invention naturally also apply in connection with the operating method according to the invention and vice versa. In this way, mutual reference can always be made to the disclosure of the individual aspects of the invention. The drawings serve only by way of example to clarify the invention and are not of a restrictive nature.

Es zeigen:

  • 1 eine perspektivische Prinzipdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Bondkopfs einer erfindungsgemäßen Bondvorrichtung,
  • 2 eine seitliche Schnittdarstellung des Bondkopfs nach 1,
  • 3 eine Frontansicht des Bondkopfs nach 1,
  • 4 einen ersten Prozessschritt bei der Herstellung einer Bondverbindung mit der erfindungsgemäßen Bondvorrichtung und dem Bondkopf nach 1, 5 einen zweiten Prozessschritt bei der Herstellung der Bondverbindung mit der erfindungsgemäßen Bondvorrichtung und dem Bondkopf nach 1,
  • 6 einen dritten Prozessschritt bei der Herstellung der Bondverbindung mit der erfindungsgemäßen Bondvorrichtung und dem Bondkopf nach 1
  • 7 eine seitliche Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Bondkopfs der erfindungsgemäßen Bondvorrichtung,
  • 8 den dritten Prozessschritt bei der Herstellung der Bondverbindung mit der erfindungsgemäßen Bondvorrichtung und dem Bondkopf nach 7,
  • 9 eine seitliche Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des Bondkopfs der erfindungsgemäßen Bondvorrichtung und
  • 10 den dritten Prozessschritt bei der Herstellung der Bondverbindung mit der erfindungsgemäßen Bondvorrichtung und dem Bondkopf nach 9.
Show it:
  • 1 a perspective principle illustration of a first embodiment of a bond head of a bonding device according to the invention,
  • 2 a lateral sectional view of the bondhead according to 1 ,
  • 3 a front view of the bondhead according to 1 ,
  • 4th a first process step in the production of a bond connection with the bonding device according to the invention and the bond head 1 , 5 a second process step in the production of the bond connection with the bonding device according to the invention and the bond head 1 ,
  • 6th a third process step in the production of the bond connection with the bonding device according to the invention and the bond head 1
  • 7th a lateral sectional view of a second embodiment of the bond head of the bonding device according to the invention,
  • 8th the third process step in the production of the bond connection with the bonding device according to the invention and the bond head 7th ,
  • 9 a lateral sectional view of a third embodiment of the bond head of the bonding device according to the invention and
  • 10 the third process step in the production of the bond connection with the bonding device according to the invention and the bond head 9 .

Eine erfindungsgemäße Bondvorrichtung umfasst einen über geeignete Aktoren in eine Höhenrichtung 2 vertikal verfahrbaren Bondkopf 1. Darüber hinaus ist der Bondkopf 1 häufig in einem von der Bondvorrichtung bereitgestellten Bondraum horizontal verfahrbar und/oder drehbar gehalten.A bonding device according to the invention comprises one in a height direction via suitable actuators 2 vertically movable bondhead 1 . In addition, the bondhead is 1 often held horizontally movable and / or rotatable in a bonding space provided by the bonding device.

Der Bondkopf 1 weist einen Transducer 3, ein an dem Transducer 3 auswechselbar gehaltenes Bondwerkzeug 8, welches von dem Transducer 3 zu Ultraschallschwingungen angeregt werden kann, eine Heizeinrichtung 13 sowie einen Träger 22 auf. An dem Träger 22 sind die Heizeinrichtung 13 und der Transducer 3 relativ zueinander beweglich gehalten.The bondhead 1 has a transducer 3 , one on the transducer 3 exchangeable bonding tool 8th , which is from the transducer 3 can be excited to ultrasonic vibrations, a heating device 13th as well as a carrier 22nd on. On the carrier 22nd are the heating device 13th and the transducer 3 held movable relative to each other.

In den 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Bondkopfs 1 schematisch dargestellt. Hierbei ist der Transducer 3 an eine Transduceraufhängung 4 festgelegt, die den Transducer 3 in einem Schwingungsknoten hält. Die Transduceraufhängung 4 ist über eine Linearführung an dem Träger 22 in die Höhenrichtung 2 längsverschiebbar gehalten. Die Linearführung umfasst vorliegend exemplarisch eine an dem Träger 22 festgelegte Führungsschiene 6 sowie einen der Transduceraufhängung 4 zugeordneten Führungsschlitten 5. Zusätzlich ist die Transduceraufhängung 4 über eine Feder 7 gegen den Träger 22 abgestützt. Die Feder 7 ist exemplarisch als eine linear wirkende Spiralfeder realisiert und so verbaut, dass eine Federkraft als Zug- oder Druckkraft in die Höhenrichtung 2 bereitgestellt ist.In the 1 until 3 is a first embodiment of a bondhead 1 shown schematically. Here is the transducer 3 to a transducer suspension 4th set the transducer 3 holds in a vibration node. The transducer suspension 4th is on the carrier via a linear guide 22nd in the height direction 2 Held longitudinally displaceable. In the present case, the linear guide comprises, for example, one on the carrier 22nd fixed guide rail 6th as well as one of the transducer suspension 4th assigned guide carriage 5 . In addition, there is the transducer suspension 4th over a feather 7th against the carrier 22nd supported. The feather 7th is implemented as a linearly acting spiral spring and installed in such a way that a spring force is used as a tensile or compressive force in the vertical direction 2 is provided.

Das Bondwerkzeug 8 ist auswechselbar an dem Transducer 3 gehalten. Es ist langgestreckt beziehungsweise schlank. Eine Längsrichtung des Bondwerkzeugs 8 ist in die Höhenrichtung 2 orientiert.The bonding tool 8th is exchangeable on the transducer 3 held. It is elongated or slim. A longitudinal direction of the bonding tool 8th is in the height direction 2 oriented.

An einem dem Transducer 3 abgewandten freien Ende sieht das Bondwerkzeug 8 eine Werkzeugspitze 9 mit einer Stirnfläche 10 vor. Das Bondwerkzeug 8 verjüngt sich im Bereich der Werkzeugspitze 9 keilförmig. Der Stirnfläche 10 gegenüberliegend ist eine im Wesentlichen plan und senkrecht zu der Höhenrichtung 2 orientierte Abschlussfläche gebildet. Die Abschlussfläche und die Stirnfläche 10 sind über die Mantelfläche 12 des Bondwerkzeugs 8 miteinander verbunden.On one of the transducers 3 facing away from the free end sees the bonding tool 8th a tool tip 9 with an end face 10 before. The bonding tool 8th tapers in the area of the tool tip 9 wedge-shaped. The face 10 opposite one is essentially planar and perpendicular to the height direction 2 oriented end surface formed. The end face and the end face 10 are over the outer surface 12th of the bonding tool 8th connected with each other.

Mit der Stirnfläche 10 drückt das Bondwerkzeug 8 beim Herstellen einer Bondverbindung ein Bondgut 23, beispielsweise einen Bonddraht, gegen ein Substrat 24 an.With the face 10 presses the bonding tool 8th when creating a bond Bond good 23 , for example a bond wire, against a substrate 24 at.

Die Heizeinrichtung 13 sieht als formgebende Komponente einen Heizblock 20 vor, der über einen Isolator 21 an dem Träger 22 des Bondkopfs 1 festgelegt ist. Der Heizblock 20 nimmt eine Heizpatrone 15 auf, die über Anschlussleiter 16 elektrisch kontaktiert ist. Ferner sieht die Heizeinrichtung 13 ein über Schrauben 19 auswechselbar an dem Heizblock 20 festgelegtes Kontaktelement 18 vor. Das Kontaktelement 18 stellt gemeinsam mit dem Heizblock 20 ein in die Höhenrichtung 2 erstreckte Durchgangslängsausnehmung 17 der Heizeinrichtung 13 bereit, durch die das Bondwerkzeug 8 hindurchgeführt ist.The heating device 13th sees a heating block as the shaping component 20th before that over an isolator 21 on the carrier 22nd of the bondhead 1 is fixed. The heating block 20th takes a heating cartridge 15th on that via connecting conductors 16 is electrically contacted. The heater also sees 13th one about screws 19th exchangeable on the heating block 20th specified contact element 18th before. The contact element 18th represents together with the heating block 20th one in the height direction 2 extended longitudinal recess 17th the heater 13th ready by the the bonding tool 8th is passed through.

Das Bondwerkzeug 8 weist im Bereich der Werkzeugspitze 9 eine für den berührenden Kontakt mit der Heizeinrichtung 13 ausgebildete Werkzeugkontaktfläche 11 auf. Die Werkzeugkontaktfläche 11 ist eben und zu der Höhenrichtung 2 geneigt orientiert. An dem Kontaktelement 18 ist innenliegend eine zu der Werkzeugkontaktfläche 11 korrespondierend geformte Heizkontaktfläche 14 vorgesehen. Die Heizkontaktfläche 14 ist ausgebildet zur Bildung eines berührenden Kontakts mit der Werkzeugkontaktfläche 11 des Bondwerkzeugs 8.The bonding tool 8th points in the area of the tool tip 9 one for touching contact with the heating device 13th trained tool contact surface 11th on. The tool contact surface 11th is level and to the height direction 2 inclined oriented. On the contact element 18th is an internal one to the tool contact surface 11th correspondingly shaped heating contact surface 14th intended. The heating contact surface 14th is designed to form a touching contact with the tool contact surface 11th of the bonding tool 8th .

Um das Bondwerkzeug 8 mittels der Heizeinrichtung 13 zu erwärmen, wird das Bondwerkzeug 8 in einer Heizstellung der Bondvorrichtung gemäß 4 mit der Werkzeugkontaktfläche 11 an die Heizkontaktfläche 14 der Heizeinrichtung 13 angelegt. Während in der Heizstellung die Werkzeugspitze 9 des Bondwerkzeugs 8 in berührendem Kontakt zu dem Kontaktelement 18 der Heizeinrichtung 13 steht, ist zwischen einem Schaft des Bondwerkzeugs 8 und der Heizeinrichtung 13 ein Ringspalt gebildet.About the bonding tool 8th by means of the heating device 13th to heat up the bonding tool 8th in a heating position of the bonding device according to 4th with the tool contact surface 11th to the heating contact surface 14th the heater 13th created. While the tool tip is in the heating position 9 of the bonding tool 8th in touching contact with the contact element 18th the heater 13th is between a shank of the bonding tool 8th and the heater 13th an annular gap is formed.

Das Kontaktelement 18 der Heizeinrichtung 13 dient in der Heizstellung zugleich als Anschlag für das Bondwerkzeug 8. Es ist innenseitig so geformt, dass die Durchgangslängsausnehmung 17, die das Bondwerkzeug 8 aufnimmt, sich im Bereich des Kontaktelements 18 verjüngt. Eine Öffnungsquerschnitt der Durchgangslängsausnehmung 17 im Bereich des Kontaktelements 18 ist dabei kleiner als ein Querschnitt des Schafts des Bondwerkzeugs mit der Folge, dass das das Bondwerkzeug 8 zwar mit der Werkzeugspritze 9 durch die Durchgangslängsausnehmung 17 hindurchragt, aber nicht vollständig hindurchgeführt werden kann.The contact element 18th the heater 13th in the heating position also serves as a stop for the bonding tool 8th . It is shaped on the inside so that the longitudinal recess 17th who have favourited the bond tool 8th receives itself in the area of the contact element 18th rejuvenates. An opening cross-section of the longitudinal recess 17th in the area of the contact element 18th is smaller than a cross section of the shaft of the bonding tool with the result that the bonding tool 8th with the tool syringe 9 through the longitudinal recess 17th protrudes, but cannot be passed through completely.

Insbesondere ist die Innengeometrie des Kontaktelements 18 an die Geometrie der Werkzeugspritze 9 angepasst, so dass eine möglichst großflächige Anlage der Werkzeugspritze 9 an dem Kontaktelement 18 bewirkt ist. Wird nun in der Heizstellung die Heizpatrone bestromt, erwärmt sich in der Folge der Heizblock 20 sowie das Kontaktelement 18 der Heizeinrichtung 13. Weiter erwärmt sich das Bondwerkzeug 8 bevorzugt im Bereich der Werkzeugspitze 9.In particular, the internal geometry of the contact element 18th to the geometry of the tool syringe 9 adapted so that the tool syringe has as large an area as possible 9 on the contact element 18th is effected. If the heating cartridge is now energized in the heating position, the heating block warms up as a result 20th as well as the contact element 18th the heater 13th . The bonding tool continues to heat up 8th preferably in the area of the tool tip 9 .

Die Erwärmung des Bondwerkzeugs 8 im Bereich der Werkzeugspitze 9 dient insbesondere dazu, die Herstellung einer Bondverbindung zwischen dem Bondgut 23 und einem Substrat 24 zu begünstigen. Über das erwärmte Bondwerkzeug 8 wird zusätzlich Energie in die Verbindungszone eingebracht mit der Folge, dass die Prozesszeiten verkürzt werden können oder dass Verbindungspartner stoffschlüssig verbunden werden können, die etwa beim klassischen Ultraschall-Drahtbonden nicht oder nur eingeschränkt verarbeitet können werden. Mit der erfindungsgemäßen Bondvorrichtung können beispielsweise Kupferdrähte gebondet werden.The heating of the bonding tool 8th in the area of the tool tip 9 serves in particular to establish a bond connection between the bond material 23 and a substrate 24 to favor. About the heated bonding tool 8th additional energy is introduced into the connection zone, with the result that the process times can be shortened or that connection partners can be materially connected, which, for example, cannot be processed or can only be processed to a limited extent with classic ultrasonic wire bonding. With the bonding device according to the invention, for example, copper wires can be bonded.

Zur Herstellung der Bondverbindung wird das Bondwerkzeug 8 zunächst erwärmt und oberhalb des Bondguts 23 und einer an dem Substrat 24 gebildeten Kontaktfläche positioniert. Während beziehungsweise nach dem Positionieren des Bondkopfs 1 wird die Heizeinrichtung 13 betrieben und das Bondwerkzeug 8 im Bereich der Werkzeugspitze 9 erwärmt. Anschließend wird der Bondkopf 1 mit dem Transducer 3, dem Bondwerkzeug 8 und der Heizeinrichtung 13 in Richtung des Bondguts 23 beziehungsweise des Substrats 24 abgesenkt. Die Bewegung des Transducers 3 mit dem Bondwerkzeug 8 und der Heizeinrichtung 13 erfolgt dabei bevorzugt synchron bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Bondwerkzeug 8 mit der Stirnfläche 10 gegen das Bondgut 23 angelegt wird und dieses gegen das Substrat 24 drückt, vergleiche 5.The bonding tool is used to produce the bond 8th initially heated and above the bonded material 23 and one on the substrate 24 formed contact surface positioned. During or after positioning the bondhead 1 becomes the heater 13th operated and the bonding tool 8th in the area of the tool tip 9 warmed up. Then the bondhead 1 with the transducer 3 , the bonding tool 8th and the heater 13th in the direction of the bond 23 or the substrate 24 lowered. The movement of the transducer 3 with the bonding tool 8th and the heater 13th takes place preferably synchronously up to the point in time at which the bonding tool 8th with the face 10 against the bond good 23 is applied and this against the substrate 24 presses, compare 5 .

Sofern nun der Bondkopf 1 mit der daran festgelegten Heizeinrichtung 13 weiter abgesenkt wird, bewegt sich die Heizeinrichtung 13 relativ zu dem Bondwerkzeug 8 und die Heizkontaktfläche 14 wird von der Werkzeugkontaktfläche 11 getrennt. Zwischen der Werkzeugspitze 9 und der Innenseite des Kontaktelements 18 bildet sich dann ein Spalt 28 gebildet.If now the bondhead 1 with the heating device fixed on it 13th is further lowered, the heater moves 13th relative to the bonding tool 8th and the heating contact surface 14th is from the tool contact surface 11th separated. Between the tool tip 9 and the inside of the contact element 18th a gap then forms 28 educated.

6 zeigt die Bondvorrichtung in einer Bondstellung. Hier ist der Spalt 28 zwischen dem Bondwerkzeug 8 beziehungsweise der Werkzeugspitze 9 einerseits und dem Kontaktelement 18 der Heizeinrichtung 13 andererseits voll ausgebildet. Das Bondwerkzeug 8, das das Bondgut 23 gegen das Substrat 24 drückt, kann nun vom Transducer 3 zu Ultraschallschwingungen angeregt werden und schwingen, ohne dass seine Schwingung durch die Heizeinrichtung 13 eingeschränkt wäre. 6th shows the bonding device in a bonding position. Here is the crack 28 between the bonding tool 8th or the tool tip 9 on the one hand and the contact element 18th the heater 13th on the other hand fully trained. The bonding tool 8th that the bond good 23 against the substrate 24 presses, can now from the transducer 3 to be excited to ultrasonic vibrations and vibrate without its vibration by the heating device 13th would be restricted.

Während das erste Ausführungsbeispiel eine Bondvorrichtung zeigt, die zum Bonden eines separat beziehungsweise getrennt zugeführten Bondguts 23 dient, ist bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß der 7 und 8 die Zuführung eines Bonddrahts als Bondgut 23 über dem Bondkopf 1 vorgesehen. An dem Träger 22 des Bondkopfs 1 ist zu diesem Zweck ein Längskanal 26 für den Bonddraht 23 vorgesehen. Darüber hinaus bilden der Heizblock 20 und das Kontaktelement 18 gemeinsam eine Drahtführung 25 für den Bonddraht 23. Der Bonddraht 23 wird über die Drahtführung 25 geführt und so unter das Bondwerkzeug 8 gelenkt, dass der Bonddraht 23 unter den Bondwerkzeug 8 positioniert ist und mit der Stirnfläche 10 des Bondwerkzeugs 8 gegen das Substrat 24 angedrückt wird.While the first embodiment shows a bonding device that is used for bonding a separately or separately supplied bond material 23 is used in a second embodiment of the Invention according to the 7th and 8th the supply of a bond wire as bond material 23 above the bondhead 1 intended. On the carrier 22nd of the bondhead 1 is a longitudinal channel for this purpose 26th for the bond wire 23 intended. They also form the heating block 20th and the contact element 18th together a wire guide 25th for the bond wire 23 . The bond wire 23 is via the wire guide 25th out and so under the bonding tool 8th directed that the bond wire 23 under the bonding tool 8th is positioned and with the face 10 of the bonding tool 8th against the substrate 24 is pressed.

Nach dem Herstellen der Bondverbindung kann der Bonddraht 23, der durch das Herstellen der Bondverbindung lokal deformiert und geschwächt ist, durch eine schnelle, ruckhafte Bewegung des Bondkopfs 1 abgerissen oder mittels einer nicht dargestellten, vorzugsweise am Bondkopf selbst festgelegten Schneide durchtrennt werden.After the bond connection has been established, the bond wire 23 , which is locally deformed and weakened due to the creation of the bond connection, due to a quick, jerky movement of the bondhead 1 torn off or cut through by means of a cutting edge, not shown, preferably fixed on the bondhead itself.

Nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung gemäß der 9 und 10 ist vorgesehen, dass der Bonddraht 23 über den an dem Träger 22 vorgesehenen Längskanal 26 und eine in die Werkzeuglängsrichtung beziehungsweise in die Höhenrichtung 2 erstreckte Ausnehmung 27, die von der Abschlussfläche bis zu der Stirnfläche 10 des Bondwerkzeugs 8 vorgesehen ist, unter das Bondwerkzeug 8 geführt wird.According to a third embodiment of the invention according to 9 and 10 it is provided that the bond wire 23 about the on the carrier 22nd provided longitudinal channel 26th and one in the tool longitudinal direction or in the height direction 2 extended recess 27 that extends from the end face to the end face 10 of the bonding tool 8th is provided under the bonding tool 8th to be led.

Jeweils sind in den Ausführungsbeispielen zwei und drei der Erfindung die neuen konstruktiven beziehungsweise funktionalen Merkmale des jeweiligen Drahtführungsmoduls diskutiert, wohingegen funktional beziehungsweise konstruktiv bereits beschriebene und übernommene Merkmale einer vorherigen Ausführungsform der Erfindung nicht erneut diskutiert werden. Dabei sind gleiche Bauteile und Bauteilfunktionen durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.In each of the two and three exemplary embodiments of the invention, the new structural or functional features of the respective wire guide module are discussed, whereas the functional or structural features of a previous embodiment of the invention that have already been described and adopted are not discussed again. The same components and component functions are identified by the same reference symbols.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann der Bondkopf 1 einen Aktuator vorsehen, der zwischen dem Träger 22 und der Transduceraufhängung 4 verbaut ist und der Aufprägung einer definierten Bond- beziehungsweise Anpresskraft dient. Beispielsweise kann darauf verzichtet werden, den Transducer 3 in einem Schwingungsknoten zu halten.The invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. For example, the bondhead 1 provide an actuator between the carrier 22nd and the transducer suspension 4th is built in and is used to apply a defined bond or contact force. For example, the transducer can be dispensed with 3 to hold in a vibration node.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 0004787 B1 [0003]EP 0004787 B1 [0003]

Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

  • Rasmussen 2012: Gold Ball Wire Bonding with Heated Tool for Automotive Microelectronics. International Symposium on Microelectronics: Fall 2012, Volume 1, Seiten 410 bis 413 [0004]Rasmussen 2012: Gold Ball Wire Bonding with Heated Tool for Automotive Microelectronics. International Symposium on Microelectronics: Fall 2012, Volume 1, pages 410 to 413 [0004]

Claims (14)

Bondvorrichtung mit einem in eine Höhenrichtung (2) verfahrbaren Bondkopf (1) umfassend - ein Bondwerkzeug (8) mit einer zur Anlage an ein Bondgut (23) ausgebildeten Werkzeugspitze (9); - einen Transducer (3), an dem das Bondwerkzeug (8) auswechselbar gehalten ist und der eingerichtet ist zur Anregung des Bondwerkzeugs (8) zu Ultraschallschwingungen; - eine Heizeinrichtung (13) zur jedenfalls lokalen Erwärmung des Bondwerkzeugs; - einen Träger (22), an dem die Heizeinrichtung (13) sowie der Transducer (3) mit dem Bondwerkzeug (8) gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Transducer (3) mit dem Bondwerkzeug (8) relativ beweglich zu der Heizeinrichtung (13) an dem Träger (22) gehalten ist derart, dass in einer Heizstellung eine Werkzeugkontaktfläche (11) des Bondwerkzeugs (8) an eine Heizkontaktfläche (14) der Heizeinrichtung (13) angelegt ist und dass in einer Bondstellung das Bondwerkzeug (8) beabstandet zu der Heizkontaktfläche (14) der Heizeinrichtung (13) vorgesehen ist.Bonding device with a bonding head (1) which can be moved in a vertical direction (2), comprising - a bonding tool (8) with a tool tip (9) designed to rest on a bond material (23); - A transducer (3) on which the bonding tool (8) is exchangeably held and which is set up to excite the bonding tool (8) to produce ultrasonic vibrations; - A heating device (13) for at least local heating of the bonding tool; - A carrier (22) on which the heating device (13) and the transducer (3) with the bonding tool (8) are held, characterized in that the transducer (3) with the bonding tool (8) is movable relative to the heating device ( 13) is held on the carrier (22) in such a way that in a heating position a tool contact surface (11) of the bonding tool (8) is applied to a heating contact surface (14) of the heating device (13) and that in a bonding position the bonding tool (8) is spaced apart to the heating contact surface (14) of the heating device (13) is provided. Bondvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugkontaktfläche (11) des Bondwerkzeugs (8) an der Werkzeugspitze (9) vorgesehen ist und/oder dass das Bondwerkzeug (8) sich in Richtung der Werkzeugspitze (9) bevorzugt keilförmig und/oder konisch verjüngt und/oder dass an der Heizeinrichtung (13) ein Anschlag vorgesehen ist, gegen den das Bondwerkzeug (8) in der Heizstellung angelegt ist.Bonding device according to Claim 1 , characterized in that the tool contact surface (11) of the bonding tool (8) is provided on the tool tip (9) and / or that the bonding tool (8) tapers and / or is preferably wedge-shaped and / or conical in the direction of the tool tip (9) that a stop is provided on the heating device (13) against which the bonding tool (8) is placed in the heating position. Bondvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugkontaktfläche (11) und die Heizkontaktfläche (14) zueinander korrespondierend geformt sind und/oder dass die Werkzeugkontaktfläche (11) und/oder die Heizkontaktfläche (14) eben und/oder gebogen und/oder gewölbt und/oder geneigt zu der Höhenrichtung (2) orientiert sind.Bonding device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the tool contact surface (11) and the heating contact surface (14) are shaped to correspond to one another and / or that the tool contact surface (11) and / or the heating contact surface (14) are flat and / or curved and / or arched and / or inclined are oriented to the height direction (2). Bondvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (13) das Bondwerkzeug (8) mantelseitig umgreift und/oder die Werkzeugkontaktfläche (11) als Teil einer Mantelfläche (12) des Bondwerkzeugs (8) vorgesehen ist.Bonding device according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the heating device (13) engages around the jacket side of the bonding tool (8) and / or the tool contact surface (11) is provided as part of a jacket surface (12) of the bonding tool (8). Bondvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (13) an dem Träger (22) festgelegt ist und/oder dass der Transducer (3) mit dem Bondwerkzeug (8) in die Höhenrichtung (2) längsverschiebbar an dem Träger (22) gehalten ist.Bonding device according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that the heating device (13) is fixed to the carrier (22) and / or that the transducer (3) with the bonding tool (8) is held on the carrier (22) so as to be longitudinally displaceable in the vertical direction (2). Bondvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (13) eine in die Höhenrichtung (2) erstreckte Durchgangslängsausnehmung (17) vorsieht, durch die das Bondwerkzeug (8) hindurchgeführt ist.Bonding device according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the heating device (13) provides a longitudinal passage recess (17) extending in the vertical direction (2) through which the bonding tool (8) is passed. Bondvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (13) als eine elektrisch betätigbare Heizeinrichtung (13) ausgebildet ist.Bonding device according to one of the Claims 1 until 6th , characterized in that the heating device (13) is designed as an electrically actuable heating device (13). Bondvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (13) als eine Widerstandsheizeinrichtung ausgebildet ist und/oder eine Heizpatrone (15) oder eine Heizwendel oder ein Keramikheizelement vorsieht.Bonding device according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that the heating device (13) is designed as a resistance heating device and / or provides a heating cartridge (15) or a heating coil or a ceramic heating element. Bondvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (13) die elektrisch betätigte Heizpatrone (15), einen die Heizpatrone (15) aufnehmenden Heizblock (20) und ein die Heizkontaktfläche bereitstellendes Kontaktelement (18) vorsieht, wobei die Durchgangslängsausnehmung (17) für das Bondwerkzeug (8) an dem Heizblock (20) und an dem Kontaktelement (18) vorgesehen sind.Bonding device according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the heating device (13) provides the electrically operated heating cartridge (15), a heating block (20) receiving the heating cartridge (15) and a contact element (18) providing the heating contact surface, the longitudinal passage recess (17) for the bonding tool ( 8) are provided on the heating block (20) and on the contact element (18). Bondvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur thermischen Trennung zwischen der Heizeinrichtung (13) und dem Träger (22) ein Isolator (21) angeordnet ist und/oder dass das Kontaktelement (18) als ein auswechselbarer Teil der Heizeinrichtung (13) ausgebildet ist.Bonding device according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that an insulator (21) is arranged for thermal separation between the heating device (13) and the carrier (22) and / or that the contact element (18) is designed as an exchangeable part of the heating device (13). Betriebsverfahren für eine Bondvorrichtung, insbesondere für eine Bondvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend ein in eine Höhenrichtung (2) verfahrbares Bondwerkzeug (8) mit einer zur Anlage an ein Bondgut (23) ausgebildeten Werkzeugspitze (9), umfassend einen Transducer (3) zum Anregen des Bondwerkzeugs (8) zu Ultraschallschwingungen und umfassend eine dem Bondwerkzeug (8) zugeordnete Heizeinrichtung (13), wobei die folgenden Verfahrensschritte vorgesehen sind: - das Bondwerkzeug (8) wird über dem Bondgut (23) und/oder einer Abschlussfläche auf einem Substrat (24) positioniert; - während das Bondwerkzeug (8) und die in einem lokalen berührenden Kontakt zu dem Bondwerkzeug (8) vorgesehene Heizeinrichtung (13) bevorzugt synchron in die Höhenrichtung (2) in Richtung des Substrats (24) abgesenkt werden, wird die Heizeinrichtung (13) betrieben und erwärmt das Bondwerkzeug (8) bevorzugt im Bereich der Werkzeugspitze (9); - das Bondwerkzeug (8) wird mit der Werkzeugspitze (9) an das Bondgut (23) angelegt; - während das Bondwerkzeug (8) mit der Werkzeugspitze (9) an dem Bondgut (23) anliegt und das Bondgut (23) gegen das Substrat (24) drückt, wird die Heizeinrichtung (13) relativ zum Bondwerkzeug (8) bewegt und weiter in Richtung des Substrats (24) abgesenkt; - das Bondwerkzeug (8) wird zu Ultraschallschwingungen angeregt, nachdem der lokale berührende Kontakt zwischen dem Bondwerkzeug (8) und der Heizeinrichtung (13) gelöst ist.Operating method for a bonding device, in particular for a bonding device according to one of the Claims 1 until 10 comprising a bonding tool (8) which can be moved in a vertical direction (2) with a tool tip (9) designed to rest on a bond material (23), comprising a transducer (3) for exciting the bonding tool (8) to ultrasonic vibrations and comprising a bonding tool (8) Associated heating device (13), the following method steps being provided: the bonding tool (8) is positioned over the bond material (23) and / or an end surface on a substrate (24); - while the bonding tool (8) and the heating device (13) provided in a local touching contact with the bonding tool (8) are preferably lowered synchronously in the height direction (2) in the direction of the substrate (24), the heating device (13) is operated and heats the bonding tool (8) preferably in the area of the tool tip (9); - The bonding tool (8) is placed with the tool tip (9) on the bond material (23); - while the bonding tool (8) rests with the tool tip (9) on the bonding material (23) and the bonding material (23) presses against the substrate (24), the heating device (13) is relative to the bonding tool (8) moved and further lowered towards the substrate (24); - The bonding tool (8) is excited to produce ultrasonic vibrations after the local touching contact between the bonding tool (8) and the heating device (13) has been released. Betriebsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (13) fortbetrieben wird, während das Bondwerkzeug (8) zu Ultraschallschwingungen angeregt wird und/oder der lokale berührende Kontakt zwischen dem Bondwerkzeug (8) und der Heizeinrichtung (13) aufgehoben ist.Operating procedures according to Claim 11 , characterized in that the heating device (13) continues to operate while the bonding tool (8) is excited to ultrasonic vibrations and / or the local touching contact between the bonding tool (8) and the heating device (13) is canceled. Betriebsverfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine relative Position von Heizeinrichtung (18) und Bondwerkzeug (8) zueinander kontinuierlich überwacht und/oder messtechnisch erfasst und/oder ermittelt wird.Operating procedures according to Claim 11 or 12th , characterized in that a relative position of the heating device (18) and the bonding tool (8) to one another is continuously monitored and / or recorded and / or determined by measurement technology. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine vertikale Position des Transducers (3) in die Höhenrichtung (2) und/oder eine Anpresskraft, mit der das Bondwerkzeug (8) das Bondgut (23) gegen das Substrat (24) drückt, kontinuierlich überwacht und/oder messtechnisch erfasst und/oder ermittelt wird.Operating procedure according to one of the Claims 11 until 13th , characterized in that a vertical position of the transducer (3) in the vertical direction (2) and / or a pressing force with which the bonding tool (8) presses the bond material (23) against the substrate (24) is continuously monitored and / or is recorded and / or determined by measurement.
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Title
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