DE10296740T5 - Ableitende Keramik-Bondwerkzeugspitze - Google Patents

Ableitende Keramik-Bondwerkzeugspitze Download PDF

Info

Publication number
DE10296740T5
DE10296740T5 DE10296740T DE10296740T DE10296740T5 DE 10296740 T5 DE10296740 T5 DE 10296740T5 DE 10296740 T DE10296740 T DE 10296740T DE 10296740 T DE10296740 T DE 10296740T DE 10296740 T5 DE10296740 T5 DE 10296740T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bonding tool
tool tip
tip
fine particles
bonding
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.)
Withdrawn
Application number
DE10296740T
Other languages
English (en)
Inventor
Steven Frederick Reiber
Mary Reiber
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.)
Reiber Mary Louise Lincoln
Reiber Steven Frederick Rocklin
Original Assignee
Reiber Mary Louise Lincoln
Reiber Steven Frederick Rocklin
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26713298&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE10296740(T5) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Reiber Mary Louise Lincoln, Reiber Steven Frederick Rocklin filed Critical Reiber Mary Louise Lincoln
Publication of DE10296740T5 publication Critical patent/DE10296740T5/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/002—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating specially adapted for particular articles or work
    • B23K20/004—Wire 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
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/002—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating specially adapted for particular articles or work
    • B23K20/004—Wire welding
    • B23K20/005—Capillary 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
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/02—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
    • B23K20/023—Thermo-compression bonding
    • B23K20/025—Bonding tips therefor
    • 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
    • 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
    • B23K2101/32—Wires
    • 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
    • H01L2224/45144—Gold (Au) 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
    • H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78301—Capillary
    • 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
    • H01L2224/78301—Capillary
    • H01L2224/78302—Shape
    • 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
    • H01L2224/85238—Applying energy for connecting using electric resistance welding, i.e. ohmic heating
    • 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
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01007—Nitrogen [N]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01011—Sodium [Na]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01012—Magnesium [Mg]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01014—Silicon [Si]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01023—Vanadium [V]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01027—Cobalt [Co]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01039—Yttrium [Y]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0104—Zirconium [Zr]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01074—Tungsten [W]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01078—Platinum [Pt]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • 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
    • H01L2924/011—Groups of the periodic table
    • H01L2924/01105—Rare earth metals
    • 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
    • H01L2924/049—Nitrides composed of metals from groups of the periodic table
    • H01L2924/0494—4th Group
    • H01L2924/04941—TiN
    • 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
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits
    • 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
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • 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
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/30105—Capacitance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

Vorrichtung mit:
einer Spitze mit einem ableitenden Material zur Verwendung in Drahtbondmaschinen zum Verbinden von Anschlussleitungen mit Bondkontaktstellen von integrierten Schaltungen, wobei das ableitende Material einen Widerstand im Bereich von 5 × 104 oder 105 bis 1012 Ohm aufweist.

Description

  • RÜCKVERWEISUNG AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung ist eine Teilfortführung der US-Patentanmeldung Seriennummer 09/514 454 , eingereicht am 25. Februar 2000, mit dem Titel "Dissipative Ceramic Bonding Tool Tip", die die Vorteile der vorläufigen Patentanmeldung S.N. 60/121 694 , eingereicht am 25. Februar 1999, ebenfalls mit dem Titel "Dissipative Ceramic Bonding Tool Tip", beansprucht. Diese Anmeldung beansprucht auch den Vorteil der vorläufigen Anmeldung 60/288 203 . Der Inhalt der obigen Anmeldungen wird durch den Hinweis hierin aufgenommen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft Bondwerkzeugspitzen im Allgemeinen und insbesondere Keramikwerkzeugspitzen zum Bonden von elektrischen Verbindungen.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Integrierte Schaltungen werden typischerweise an einem Leiterrahmen angebracht und einzelne Anschlussleitungen werden mit Draht mit einzelnen Bondkontaktstellen auf der integrierten Schaltung verbunden. Der Draht wird durch eine röhrenförmige Bondwerkzeugspitze mit einer Bondkontaktstelle am Ausgangsende geführt. Diese Spitzen werden Kapillarspitzen genannt. Eine elektrische Entladung an der Bondwerkzeugspitze, die von einer separaten elektronischen Abflamm- (EFO) Vorrichtung geliefert wird, schmilzt ein bisschen des Drahts, was eine Bondkugel bildet. Andere Bondwerkzeuge weisen nicht die mittlere Röhre auf, sondern weisen nach Bedarf ein Zuführungsloch oder ein anderes Merkmal zum Entlangführen des Drahts auf. Einige Bondwerkzeugspitzen weisen keine solche Anordnung zum Zuführen von Draht auf, wie z. B. Bondwerkzeugspitzen für Magnetplatten-Aufzeichnungsvorrichtungen, wo der Draht isoliert und an einen Magnetkopf und dann an eine flexible Drahtschaltung gebondet wird.
  • Wenn sich die Bondwerkzeugspitze auf der Seite des integrierten Schaltungschips der Drahtverbindung befindet, weist der Draht eine am Ende des Drahts ausgebildete Kugel auf, wie vorstehend, bevor er die nächste Chipbondkontaktstelle erreicht. Die Kugel berührt dann die auf der Chipkontaktstelle auf der integrierten Schaltung ausgebildete Schicht. Die Bondwerkzeugspitze wird dann von der Kontaktstelle des integrierten Schaltungschips, wobei Golddraht herausgeführt wird, während das Werkzeug bewegt wird, auf die Bondkontaktstelle am Leiterrahmen bewegt und dann durch einen Ultraschallwandler seitlich gestreift. Druck von der Bondwerkzeugspitze und der Wandler und die Kapillarwirkung bewirken, dass der Draht auf die Bondkontaktstelle "fließt", an der molekulare Bondverbindungen eine zuverlässige elektrische und mechanische Verbindung erzeugen.
  • Bondwerkzeugspitzen müssen ausreichend hart sein, um eine Verformung unter Druck zu verhindern, und mechanisch haltbar sein, so dass viele Bondverbindungen vor dem Austausch hergestellt werden können. Bondwerkzeugspitzen des Standes der Technik bestanden aus Aluminiumoxid, das ein Isolator ist, der genügend haltbar ist, um Tausende von Bondverbindungen auszubilden. Bondwerkzeugspitzen müssen auch dazu ausgelegt sein, einen zuverlässigen elektrischen Kontakt zu erzeugen, und dennoch eine Beschädigung durch elektrostatische Entladung an dem gebondeten Teil zu verhindern. Bestimmte Vorrichtungen des Standes der Technik emittieren ein oder mehr Volt, wenn die Spitze einen Bondkontakt herstellt. Dies könnte ein Problem darstellen, da eine statische Entladung von einem Volt verursachen könnte, dass ein Strom von 20 Milliampere flieht, der in bestimmten Fällen die integrierte Schaltung oder den Magnetaufzeichnungskopf beschädigen könnte.
  • Das US-Patent Nr. 5 816 472 , Linn, beschreibt ein haltbares Aluminiumoxid-Bondwerkzeug "ohne elektrisch leitende Metallbindemittel", welches daher ein Isolator ist. Das US-Patent Nr. 5 616 257 , Harada, beschreibt das Bedecken einer Bondwerkzeugelektrode mit einer Isolationskappe oder einer Abdeckung, die "aus Keramikmaterial besteht", um eine große elektrostatische Entladung zu erzeugen, die Bondkugeln mit stabilem Durchmesser erzeugt. Das US-Patent Nr. 5 280 979 , Poli, beschreibt ein Vakuum-Waferbehandlungswerkzeug mit einer Keramikbeschiuchtung, die "mit einer gesteuerten Leitfähigkeit hergestellt wird", um eine große elektrostatische Entladung zu verhindern.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung kann elektrisch ableitende Keramik-Bondwerkzeugspitzen zum Bonden von elektrischen Verbindungen an Bondkontaktstellen auf elektrischen Bauelementen bereitstellen. Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Verfahren zur Verwendung der Erfindung einen zusätzlichen Schritt zum Ableiten von elektrischer Ladung mit einer Geschwindigkeit, die ausreichend hoch ist, um einen Ladungsaufbau zu verhindern, aber nicht hoch genug ist, um das gebondete Bauelement zu überlasten. Dieser zusätzliche Schritt ist zumindest teilweise gegenintuitiv, da die Ladungsableitung gewöhnlich vermieden wird, um die Schaltung nicht zu überlasten. Um eine Beschädigung von empfindlichen elektronischen Bauelementen durch irgendeine elektrostatische Entladung zu vermeiden, wird die Bondwerkzeugspitze folglich hergestellt, um Elektrizität mit einer Geschwindigkeit zu leiten, die ausreichend hoch ist, um einen Ladungsaufbau zu verhindern, aber nicht hoch genug, so dass das gebondete Bauelement überlastet wird. Mit anderen Worten, es ist erwünscht, dass sich die Bondwerkzeugspitze langsam entlädt. Die Spitze muss sich entladen, um einen plötzlichen Stromstoß zu vermeiden, der den gebondeten Teil beschädigen könnte. Für beste Ergebnisse sollte ein Widerstand in der Spitzenanordnung selbst im Bereich von etwa 5 × 104 oder 105 bis 1012 Ohm liegen. Dieser Bereich von Widerständen ist ungeachtet des Verfahrens zum Charakterisieren des Widerstandes angemessen. Die Werkzeuge können auch eine hohe Steifigkeit und hohe Abriebbeständigkeit aufweisen, so dass die Werkzeuge eine lange Lebensdauer aufweisen. Bondwerkzeugspitzen mit geringer Steifigkeit und geringer Abriebbeständigkeit können jedoch auch hergestellt werden, abgesehen davon, dass sie eine kurze Lebensdauer aufweisen würden. Mögliche Materialien, die für die Bondwerkzeugspitzen verwendet werden können, die eine hohe Abriebbeständigkeit und hohe Steifigkeit aufweisen, umfassen Keramiken (elektrische Nicht-Leiter) oder Metalle wie z. B. Wolframcarbid (ein elektrischer Leiter).
  • Bei der vorliegenden Erfindung können Bondwerkzeugspitzen mit der gewünschten elektrischen Leitung in zumindest drei verschiedenen Anordnungen hergestellt werden.
  • Erstens können die Werkzeuge aus einem gleichmäßigen 5törstellenhalbleitermaterial hergestellt werden, welches Dotierungsatome in der geeigneten Konzentration und Valenzzustände aufweist, um ausreichende Dichten von beweglichen Ladungsträgern (ungebundene Elektronen oder Löcher) zu erzeugen, die zu elektrischer Leitung im gewünschten Bereich führen. Die Werkzeuge können beispielsweise aus polykristallinem Siliziumcarbid, das mit Bor gleichmäßig dotiert ist, hergestellt werden.
  • Zweitens können die Werkzeuge mit einer dünnen Schicht aus einem stark dotierten Halbleiter auf einem Isolationskern hergestellt werden. In diesem Fall sieht der Kern die mechanische Steifigkeit vor und die Halbleiteroberflächenschicht sieht Abriebbeständigkeit vor und sieht einen Ladungsträgerweg von der Spitze zur Halterung vor, welcher eine Ableitung von elektrostatischer Ladung mit einer annehmbaren Geschwindigkeit ermöglicht. Die Werkzeuge können beispielsweise aus einem Diamantspitzenkeil hergestellt werden, der eine Oberfläche aufweist, die mit Bor innenimplantiert ist.
  • Drittens können die Werkzeuge mit einer schwach dotierten Halbleiterschicht auf einem leitenden Kern hergestellt werden. Der leitende Kern sieht die mechanische Steifigkeit vor und die Halbleiterschicht sieht Abriebbeständigkeit vor und sieht einen Ladungsträgerweg von der Spitze zum leitenden Kern vor, welcher elektrisch mit der Halterung verbunden ist. Das Dotierungsniveau wird so gewählt, dass ein Leitwert durch die Schicht hindurch erzeugt wird, der die Ableitung von elektrostatischer Ladung mit einer annehmbaren Geschwindigkeit ermöglicht. Die Werkzeuge können beispielsweise aus einem Kobalt-gebundenen Wolframcarbid, das mit Titannitridcarbid beschichtet ist, hergestellt werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine erheblich vergrößerte Querschnittsansicht einer Kapillar-Bondwerkzeugspitze;
  • 2 ist eine erheblich vergrößerte Querschnittsansicht einer Konstruktion des Arbeitsendes oder der Spitze eines Bondwerkzeugs vom Kapillartyp;
  • 3 ist eine Querschnittsansicht einer Flaschenhals-Kapillar-Bondwerkzeugspitze;
  • 4 ist eine isometrische Ansicht einer Keil-Bondwerkzeugspitze;
  • 5a und 5b sind eine Seiten- bzw. eine Stirnansicht der in 4 gezeigten Bondwerkzeugspitze mit Keilkonstruktion;
  • 6a und 6b sind eine isometrische Ansicht bzw. eine detaillierte Nahaufnahme einer Vorrichtung, die beim Drahtbonden eines integrierten Halbleiterschaltungschips oder einer anderen Vorrichtung verwendet wird;
  • 7 ist ein Querschnitt eines Ausführungsbeispiels von 2 mit zwei Schichten;
  • 8 ist ein Querschnitt eines Ausführungsbeispiels von 3 mit zwei Schichten;
  • 9 ist ein Querschnitt eines Ausführungsbeispiels von 5 mit zwei Schichten;
  • 10 ist ein Ablaufplan eines allgemeinen Verfahrens zur Herstellung eines ableitenden Werkzeugs;
  • 11 ist ein Ablaufplan eines ersten beispielhaften Ausführungsbeispiels des Verfahrens von 10;
  • 12 ist ein Ablaufplan eines zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiels des Verfahrens von 10;
  • 13 ist ein Ablaufplan eines dritten beispielhaften Ausführungsbeispiels des Verfahrens von 10;
  • 14 ist ein Ablaufplan für ein Verfahren zur Verwendung der erfindungsgemäßen Bondwerkzeugspitze;
  • 15 ist eine Darstellung, die das Verfahren zur Verwendung einer erfindungsgemäßen Kapillar-Bondwerkzeugspitze zeigt;
  • 16 zeigt Schnitte des Bondwerkzeugs, dessen Widerstände gemessen wurden;
  • 17 ist eine Tabelle von Widerständen für zwei Keramik-Bondwerkzeuge, die an den in 16 gezeigten Punkten gemessen wurden;
  • 18 ist eine schematische Darstellung des Versuchsaufbaus, der zum Messen der statischen Entladung verwendet wird;
  • 19 ist eine Tabelle, die die statischen Abfallzeiten zeigt, die unter Verwendung des Versuchsaufbaus von 18 gemessen werden; und
  • 20 ist ein Diagramm, das den Entladungsstrom bei verschiedenen Spannungen der Keramik-Bondwerkzeuge mit einem Metallstab vergleicht.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • 1 stellt ein typisches erfindungsgemäßes Kapillar-Bondwerkzeug 10 dar. Solche Bondwerkzeuge 10 können etwa einen halben Inch (12–13 mm) lang und etwa einen sechzehntel Inch (1,6 mm) im Durchmesser sein. Die Bondwerkzeugspitze 12 kann 1 bis 8 mils, 2 bis 6 mils oder 3 bis 10 mils (0,08 bis 0,25 mm) lang sein. Entlang der Länge des Werkzeugs selbst, aber in 1 nicht sichtbar, verläuft ein Werkzeugloch, das eine kontinuierlich zugeführte Länge eines Golddrahts (nicht dargestellt) aufnimmt.
  • 2 ist eine stark vergrößerte Querschnittsansicht des in 1 gezeigten Kapillar-Bondwerkzeugs 10. Nur der Teil des Bondwerkzeugs 10, der innerhalb des gestrichelten Kreises in 1 gezeigt ist, ist in 2 dargestellt. Die Werkzeugspitze 12 weist ein Werkzeugloch 14 auf, das auf der gesamten Länge des Bondwerkzeugs 10 verlaufen kann. Der Draht (nicht dargestellt) verlässt die Werkzeugspitze 12 durch ein Austrittsloch 18. Wenn eine Kugel am Draht ausgebildet wird, ist die Kugel unmittelbar benachbart zum Austrittsloch 18 zu sehen. Der Draht kann beispielsweise Gold sein, könnte jedoch aus anderen leitenden Metallen oder Gemischen von leitenden Metallen bestehen. Die Fase 16 am Austrittsloch 18 hat mindestens zwei Zwecke. Erstens nimmt die Fase 16 eine Kugel auf, die am Ende des Drahts ausgebildet wurde. Zweitens ermöglicht die Fasenoberfläche 16 eine sanftere Schleifenbildung des Drahts, wenn das Bondwerkzeug 10 von der Bondkontaktstelle auf einer integrierten Schaltung (nicht dargestellt) zu einer Bondkontaktstelle (nicht dargestellt) an einem Leiterrahmen (nicht dargestellt) einer integrierten Schaltungsanordnung (nicht dargestellt) bewegt wird. Der Innendurchmesser der Bondwerkzeugspitze 10 kann etwa 1,5-mal die Breite des durch diese geführten Drahts sein. Der Innendurchmesser kann beispielsweise 1,3 oder 1,4 bis 1,6 Mikrometer betragen.
  • Obwohl sich die Größe des Bondwerkzeugs 10 gemäß der Größe der hergestellten Komponente ändern kann, kann der Durchmesser der Werkzeugspitze 12 im Wesentlichen gleich bleiben.
  • 3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Bondwerkzeugs 10 mit ähnlichen Merkmalen, wie z. B. dem Werkzeugloch 14, der Fasenoberfläche 16 und dem Austrittsloch 18. Diese Bondwerkzeugspitze, die als Flaschenhals-Kapillarspitze bezeichnet wird, ist für schmälere Bondsituationen vorgesehen, in denen der Bondabstand (Abstand zwischen den Mitten der Bondkontaktstellen) klein ist. Bondwerkzeugspitzen und der Bondabstand werden gewöhnlich kleiner, da die Abmessungen von integrierten Schaltungen kleiner werden oder da die Anzahl von Schaltungen auf einem Chip größer wird, während die Chipfläche mehr oder weniger konstant bleibt.
  • 4 zeigt noch eine andere Art Bondwerkzeug 10, das Keilwerkzeug genannt wird, mit einem Ende 14, einem erhabenen Teil 16 und Nuten 18. Das Ausführungsbeispiel des Bondwerkzeugs 10 von 4 kann zum Scheibenantriebsbonden verwendet werden, wo es verwendet wird, um den isolierten Draht zu ergreifen, ihn auf den Kopf der Bondspitze 12 zu legen und ihn durch Ultraschall beispielsweise an einen Teil des Scheibenantriebssystems oder an eine andere gebondete Vorrichtung zu bonden. Das Bondwerkzeug 10 kann auch bei einem integrierten Schaltungschip verwendet werden, der an einem Leiterrahmen (nicht dargestellt) montiert wird. Wenn ein Magnetaufzeichnungskopf oder integrierte Schaltungschips gebondet werden, können die Drähte vom Magnetaufzeichnungskopf oder vom integrierten Schaltungschip nicht vom Chip direkt mit Verbindungen in einem integrierten Schaltungsgehäuse verbunden werden, sondern vom Magnetaufzeichnungskopf oder vom integrierten Schaltungschip mit einem Leiterrahmen, wie es Fachleuten gut bekannt ist. Die Zusammensetzung des Leiterrahmens kann anders sein als die Zusammensetzung des integrierten Schaltungsgehäuses. Die Spitze 12 des Bondwerkzeugs 10 von 5a und 5b trägt den verschiedenen physikalischen Attributen von verschiedenen Leiterrahmen von integrierten Schaltungen Rechnung. Die Nuten 18 in 4, 5a und 5b halten die gebondete Kontaktstelle während des Ultraschallbondens durch Reibung an der Stelle. Die Nuten 18 sind typischerweise "v"-förmig, aber andere Formen wie z. B. zylindrisch funktionieren auch. Die Größe der Nuten 18 und/oder die Chipfläche können trotz Unterschieden in der Größe der verarbeiteten Komponente im Wesentlichen konstant gehalten werden. Die Breite der Nuten 18 kann ungefähr dieselbe wie oder geringfügig kleiner sein als der Durchmesser des gebondeten Drahts. In einem Ausführungsbeispiel sind die Nuten 18 1 bis 30 Mikrometer breit und 1 bis 30 Mikrometer tief. Die Nuten 18 können durch die gesamte Tiefe des erhabenen Teils 16 geschnitten sein, der auch 1 bis 30 Mikrometer tief sein kann. In einem Ausführungsbeispiel ist der erhabene Teil 16 6 bis 7 Mikrometer tief, die Nuten 18 sind 2,5 bis 4,5 Mikrometer tief, der erhabene Teil 16 ist 100 bis 150 Mikrometer breit. Der erhabene Teil 16 und das Ende 14 können 8 bis 35 oder 40 Mikrometer breit sein. Obwohl 4, 5a und 5b zwei Nuten 18 zeigen, die ein Kreuz bilden, kann die Bondwerkzeugspitze 12 nur eine Nut oder ein Gitter von sich schneidenden und/oder parallelen Nuten aufweisen. Obwohl die Nuten 18 als senkrecht dargestellt sind, können sie relativ zueinander in irgendeinem Winkel liegen.
  • 6a stellt eine typische Drahtbondmaschine 60 zur Verwendung beim Bonden von Drahtanschlussleitungen in Magnetscheiben-Antriebseinheiten dar. Innerhalb des gestrichelten Kreises ist das Bondwerkzeug 10 dargestellt. Das Bondwerkzeug 10 ist an einem Arm 66 montiert, der in den gewünschten Richtungen durch die Vorrichtung der Drahtbondmaschine 60 bewegt werden kann. Eine solche Maschine ist als Modell 7400 von der West Bond Company in Anaheim, Kalifornien, erhältlich.
  • Typische Bondwerkzeugspitzen, die auf dem Markt heute erhältlich sind, bestehen aus einem Isolator aus Aluminiumoxid (Al2O3), das manchmal als Tonerde bezeichnet wird, Rubin oder Saphir, die sehr harte Verbindungen sind, die an kommerziellen Maschinen erfolgreich verwendet wurden. Drahtbond-Werkzeugspitzen, die aus Aluminiumoxid, Rubin oder Saphir bestehen, weisen eine angemessen lange Lebensdauer auf. Um im Stand der Technik sicherzustellen, dass die Werkzeugspitze ein Isolator ist, werden keine leitenden Bindemittel in diesen Bondwerkzeugspitzen verwendet. Wie vorher angegeben, hat jedoch ein Problem existiert, dass eine elektrostatische Entladung vom Bondwerkzeug, das mit der Bondkontaktstelle der Schaltung in Kontakt kommt, genau die Schaltung beschädigen kann, die es verdrahtet.
  • Um eine Beschädigung von empfindlichen elektronischen Bauelementen durch diese elektrostatische Entladung zu vermeiden, sollte gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung die Bondwerkzeugspitze 12 Elektrizität mit einer Geschwindigkeit leiten, die ausreichend hoch ist, um einen Ladungsaufbau zu verhindern, aber nicht hoch genug, um das gebondete Bauelement zu überlasten. Es wurde festgestellt, dass das Bondwerkzeug 10 einen elektrischen Leitwert von mehr als einem zehnbillionstel eines Mho (d.h. > 1 × 10–12 reziproke Ohm (Ω–1) Leistung) aufweisen kann und seine elektrische Leitfähigkeit geringer als ein einhunderttausendstel eines Mho (d. h. < 1 × 10–5 Ω–1) sein kann. Der Widerstand sollte niedrig genug sein, dass das Material kein Isolator ist, der keine Ladungsableitung ermöglicht, und hoch genug, dass es kein Leiter ist, der einen Stromfluss ermöglicht, der das gebondete Bauelement beschädigt. Für beste Ergebnisse sollte ein Widerstand in der Spitzenanordnung selbst im Bereich von 5 × 104 oder 105 bis 1012 Ohm liegen. Heutige Magnetaufzeichnungsköpfe werden beispielsweise durch einen Strom von 5 Milliampere beschädigt. In einem Ausführungsbeispiel, das bei Magnetaufzeichnungsköpfen verwendet werden kann, sollte man nicht mehr als 2 bis 3 Milliampere Strom durch die Bondwerkzeugspitze 12 zum Kopf fließen lassen.
  • Um hohe Steifigkeit und hohe Abriebbeständigkeit zu erzielen, werden in einem Ausführungsbeispiel Keramiken (elektrische Nicht-Leiter) oder Metalle wie z. B. Wolframcarbid (ein elektrischer Leiter) verwendet. Die Bondwerkzeugspitze dieses Ausführungsbeispiels kann eine Rockwell-Härte von etwa 25 oder mehr, vorzugsweise von etwa 32 oder mehr aufweisen. Die Spitze muss für mindestens zwei Bondvorgänge halten können.
  • In der vorliegenden Erfindung können Bondwerkzeugspitzen mit der gewünschten elektrischen Leitung in mindestens drei verschiedenen Anordnungen hergestellt werden.
  • Erstens können die Werkzeuge aus einem gleichmäßigen Störstellenhalbleitermaterial hergestellt werden, welches Dotierungsatome in der geeigneten Konzentration und Valenzzustände aufweist, um ausreichende Dichten von beweglichen Ladungsträgern (ungebundene Elektronen oder Löcher) zu erzeugen, die zu elektrischer Leitung im gewünschten Bereich führen. Polykristallines Siliziumcarbid, das gleichmäßig mit Bor dotiert ist, kann beispielsweise den gewünschten Bereich der Leitfähigkeit ergeben. Vorzugsweise ist die Menge an verwendetem Bor 5-7 Gewichtsprozent des polykristallinen Siliziumcarbids.
  • Zweitens können die Werkzeuge durch Ausbilden einer dünnen Schicht aus einem stark dotierten Halbleiter auf einem Isolationskern hergestellt werden. Ein Diamantspitzenkeil kann beispielsweise eine Oberfläche aufweisen, die mit Bor innenimplantiert ist, oder eine Oberfläche aufweisen, die eine dotierte Keramik ist. In diesem Fall sieht der Kern die mechanische Steifigkeit vor und die Halbleiteroberflächenschicht sieht Abriebbeständigkeit vor und sieht einen Ladungsträgerweg von der Werkzeugspitze 12 zur Halterung (nicht dargestellt) vor, welcher eine Ableitung von elektrostatischer Ladung mit einer annehmbaren Geschwindigkeit ermöglicht. Der Leitwert der Halbleiteroberflächenschicht sollte etwa 108-109 Ω–1 betragen.
  • Drittens können die Werkzeuge durch Ausbilden einer schwach dotierten Halbleiterschicht auf einem leitenden Kern, beispielsweise einem kobaltgebundenen Wolframcarbidkern, der mit Titannitridcarbid beschichtet ist, hergestellt werden. Der leitende Kern sieht die mechanische Steifigkeit vor und die Halbleiterschicht sieht Abriebbeständigkeit vor und sieht einen Ladungsträgerweg vom gebondeten Bauelement zum leitenden Kern vor, welcher elektrisch mit der Halterung verbunden ist. Das Dotierungsniveau wird so gewählt, dass ein Leitwert durch die Schicht hindurch erzeugt wird, der die Ableitung von elektrostatischer Ladung mit einer annehmbaren Geschwindigkeit ermöglicht. Die Leitfähigkeit der Halbleiteroberflächenschicht sollte etwa 107–108 Ω–1 betragen.
  • 7, 8 und 9 stellen die zweilagige Struktur der letzten zwei Anordnungen dar. Diese Struktur soll nicht für die Art Werkzeugspitze spezifisch sein. Vielmehr könnte sie für eine beliebige Bondwerkzeugspitze verwendet werden. Die Schichten 71, 81 und 91 könnten beispielsweise 100-1000 Angström dick sein. In der zweiten und der dritten Anordnung sind die Außenschichten mit 71, 81 und 91 bezeichnet und die Kerne sind mit 72, 82 und 92 bezeichnet. In der vorstehend erwähnten zweiten Anordnung sind die Schichten 71, 81 und 91 stark dotierter Halbleiter und die Kerne 72, 82 und 92 sind Isolatoren. In der vorstehend erwähnten dritten Anordnung sind die Schichten 71, 81 und 91 schwach dotierter Halbleiter und die Kerne 72, 82 und 92 sind Leiter. Der relativen Dicke oder dem Maßstab der Teile der Schicht 71, 81 und 91, die eine gleichmäßige Dicke aufweisen können oder nicht, sollte keine Bedeutung beigemessen werden.
  • Ableitende Werkzeuge können durch beliebige von mehreren Verfahren hergestellt werden.
  • 10 stellt ein allgemeines Verfahren 1000 zur Herstellung von ableitenden Werkzeugen dar. Der Prozess zum Erzeugen eines Keramikteils kann mit einem Pulver mit derselben oder einer ähnlichen Zusammensetzung wie im zu erzeugenden Keramikteil erwünscht beginnen. Die Qualität der Keramikkomponente kann durch die Qualität des verwendeten Keramikpulvers beeinflusst werden. Um Qualität sicherzustellen, kann das Keramikpulver mehrere Male getestet und verarbeitet werden. Die Reinheit, Konzentration von Agglomerationen und die Teilchengröße des Keramikpulvers können überwacht werden. Das Pulver kann vermahlen (z. B. reibvermahlen, kugelvermahlen oder turbovermahlen) werden. Der Mahlvorgang verfeinert die Teilchengröße des Keramikpulvers, bevor der Prozess 1000 beginnt. In Schritt 1002 wird ein Material, das anfänglich ein Pulver sein kann, mit der gewünschten Zusammensetzung ausgebildet. Das Material wird als nächstes in Schritt 1004 in eine für das Werkzeug geeignete Form geformt und bemessen. Das Material kann ferner in Schritt 1006 behandelt werden, um gewünschte mechanische, chemische und/oder elektrische Eigenschaften zu bewirken oder zu verleihen. In Abhängigkeit vom Ausführungsbeispiel können die Schritte 1002, 1004 und 1006 gleichzeitig als Teil eines Prozesses durchgeführt werden. Da die Eigenschaften des Materials vom Herstellungsprozess und von den zur Herstellung der Zusammensetzung verwendeten Materialien abhängen, können Teile von oder der gesamte Schritt 1006 vor dem Schritt 1004 durchgeführt werden. In einem wahlweisen Schritt 1008 wird das Material auf Toleranz bemessen. In einem wahlweisen Schritt 1010 wird die Beschichtung ausgebildet. In einem wahlweisen Schritt 1012 wird das Material weiterbehandelt, um den Schichten gewünschte Eigenschaften zu verleihen oder die gewünschten Eigenschaften der Schichten zu beeinflussen.
  • 11-13 zeigen drei Beispiele des Verfahrens von 10.
  • 11 zeigt ein Verfahren 1100, das das Vermischen, Formen und Sintern von reaktiven Pulvern aus beispielsweise Aluminiumoxid (Al2O3) , Zirkonoxid (Zr2O3) , Eisenoxid (FeO2) oder Titanoxid (Ti2O3) umfasst .
  • Im Allgemeinen kann das Sintern die Verdichtung von Pulverpresslingen bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunkts des Pulvers beinhalten. Die Schrumpfung findet statt, wenn die Poren zwischen den Teilchen in der Größe abnehmen, bis sie beseitigt sind. Die Antriebskraft des Sinterprozesses ist die Verringerung der Oberflächenenergie. Während des Sinterns von beispielsweise zwei kugelförmigen Teilchen nehmen die Kontaktflächen zwischen den Teilchen zu, während das Wachstum zu einem Hals zwischen den Teilchen zunimmt. Es sind drei Grundstufen am Sinterprozess beteiligt. In der ersten Stufe bewegt sich das Material zwischen den Teilchen durch viskosen Fluss, plastischen Fluss oder Volumendiffusion nach außen und wird im Halsbereich abgelagert. Der Abstand zwischen den Teilchenzentren nimmt ab und Schrumpfung tritt auf. Wenn das Material durch Verdampfung-Kondensation oder Oberflächendiffusion vom Umfang in den Hals transportiert wird, dann findet keine Schrumpfung statt. In der zweiten Stufe vereinigen sich die wachsenden Hälse, die ursprünglichen Teilchenstrukturen verschwinden und werden durch polykristalline Körper mit einem intergranulären Porennetzwerk entlang der Korngrenzkanten ersetzt. Das Kornwachstum kann durch die Bewegung der Korngrenzen in Richtung ihrer Krümmungszentren stattfinden. In der dritten Stufe fährt das Kornwachstum fort; die Poren werden an den Kornecken geschlossen und eine weitere Verdichtung findet statt, wenn die Poren schrumpfen. Wenn die Korngrenzen ausreichend gekrümmt sind, können sie sich über die Poren bewegen, wobei sie in den Körnern isoliert belassen werden. Der Prozess der weiteren Schrumpfung kann langsam sein, sobald sich die Poren innerhalb der Körner befinden.
  • In Schritt 1102 werden feine Teilchen (z. B. mit der Größe eines halben Mikrometers) mit der gewünschten Zusammensetzung mit organischen und anorganischen Lösungsmitteln, Dispersionsmitteln, Bindemitteln und Sinterhilfen vermischt. Die Lösungsmittel könnten beispielsweise Yttrium oder H2O sein. Das Bindemittel und/oder die Sinterhilfen könnten beliebige, irgendeine Kombination oder alle von beispielsweise Cerdioxid, Magnesiumoxid, Yttriumoxid, Bor, kolloidalem Kohlenstoffsiliziumdioxid, Aluminiumoxid-Lösungsmitteln, Ethylsilikat, irgendeinem Phosphat, irgendeinem Seltenerdmetalloxid oder Yttrium sein. In Schritt 1104 wird das Gemisch in Keile mit Übergröße geformt. Die Stücke werden in Schritt 1106 sorgfältig getrocknet und langsam erhitzt, um die Bindemittel und Dispersionsmittel zu entfernen, und dann in Schritt 1108 auf eine genügend hohe Temperatur erhitzt, so dass die einzelnen Teilchen zu einer festen Struktur mit geringer Porosität zusammensintern. Das langsame Erhitzen kann über drei bis acht Stunden mit einer Geschwindigkeit von 50°C bis 200°C alle 15 Minuten beispielsweise in einer Atmosphäre von 500°C oder 1000°C bis 2500°C für 3 bis 24 Stunden durchgeführt werden, um eine geringe Porosität zu erhalten und um Homogenität zu erhalten. Das Sintern kann beispielsweise bei 4000°C stattfinden. Die Wärmebehandlungsatmosphäre wird so gewählt, dass die Entfernung des Bindemittels bei einer niedrigen Temperatur erleichtert wird und die Valenz der Dotierungsatome bei der höheren Temperatur und während des Abkühlens gesteuert wird. Die geringe Porosität kann sichergestellt werden, indem die Korngröße geringer als etwa einen halben Mikrometer gehalten wird. Als nächstes 1äßt man in Schritt 1110 die festen Strukturen vorzugsweise über eine Dauer von ein bis zwei Stunden abkühlen. Nach dem Abkühlen können die Stücke in einem wahlweisen Schritt 1112 maschinell bearbeitet oder anderweitig bemessen werden, um die erforderlichen Toleranzen zu erreichen. In einem wahlweisen Schritt 1114 können die Stücke dann durch Ionenimplantation, Dampfabscheidung, chemische Gasphasenabscheidung, physikalische Abscheidung, Galvanisierungsabscheidung, Neutronenbeschuss oder Kombinationen der obigen behandelt werden, um die gewünschte Oberflächenschicht zu erzeugen. Die Stücke können anschließend in einem wahlweisen Schritt 1116 in einer gesteuerten Atmosphäre wärmebehandelt werden, um gewünschte Schichteigenschaften (z. B. die gewünschte Härte und den gewünschten spezifischen Widerstand) durch Diffusion, Umkristallisation, Dotierungsaktivierung oder Valenzänderungen von Metallionen zu erzeugen.
  • In einem Beispiel könnten in Schritt 1104 Siliziumnitridoder Zirkondioxid-Keramikmaterialien durch Brennen eines Pulverpresslings bei einer geeigneten Temperatur, bis eine Agglomeration der Teilchen mit einer Abnahme der Oberfläche und Porosität des Presslings stattfindet, hergestellt werden. Dieser Prozess kann chemische Reaktionen, Kristallwachstum und/oder die Bildung von flüssigen Phasen und Festkörperdiffusion beinhalten. Ein unbehandeltes Siliziumnitrid-Keramikpulver liegt typischerweise in der Alphaphase vor. Der Sinterprozess von Schritt 1106 beinhaltet das Erhitzen des Keramikpulvers auf +2000°C, um das Pulver in den bevorzugten Beta-Si3N4-Zustand umzuwandeln. Der Beta-Si3N4-Zustand weist die hohen thermomechanischen Eigenschaften auf, die für Hochtemperaturanwendungen wie z. B. Widerstandsheizen geeignet sind. Siliziumnitrid ist sehr schwierig zu sintern, da es sehr starke richtungsabhängige kovalente Bindungen aufweist. Obwohl Siliziumnitrid zumindest teilweise ohne Zugabe von Sinterhilfen gesintert werden kann, kann das Keramikpulver während des Erhitzungsprozesses ohne die Sinterhilfen nicht vollständig von der Alphaphase in die Beta-Si3N4-Phase übergehen. Sinterhilfen aus Seltenerdoxiden und anderen Oxiden können als Keimbildner für die Si3N4-Pulver wirken, um die Kristallkeime für die Körner zu bilden. Yttriumoxid (Y2O3) und Aluminiumoxid (Al2O3) können als Sinterhilfen verwendet werden, obwohl andere Sinterhilfen auch funktionieren.
  • In einem weiteren Beispiel könnten Siliziumcarbid, Zirkondioxid oder Siliziumnitrid für die Bondspitze 12 verwendet werden. Obwohl Siliziumnitrid nicht viel Vorbereitung benötigt, bevor es in die Sinterstufe von Schritt 1106 gelangt, weisen Siliziumcarbid und Zirkondioxid zwei Phasen auf, die existieren können und die die Qualität des fertiggestellten Produkts beeinflussen können. Siliziumnitrid weist zwei Phasen, Alpha und Beta-Si3N4, eine hexagonale Struktur, auf und kann verwendet werden, um eine polykristalline Keramik herzustellen. Ebenso existiert Zirkondioxid bei Raumtemperatur als monokliner Kristall und kehrt sich oberhalb 1200°c in eine tetragonale Phase um. Mit anderen Worten, Zirkondioxid weist einen monoklinen Zustand bei niedriger Temperatur und einen tetragonalen Zustand bei hoher Temperatur auf. Die Siliziumnitrid-Betaphase und der tetragonale Zirkondioxidkristall weisen die Eigenschaften mit höherer Festigkeit ihrer zwei jeweiligen Phasen auf, aber einige Stabilisatoren sollten in Schritt 1102 zugegeben werden, um zu bewirken, dass Siliziumnitrid und Zirkondioxid während des Kühlschritts 1110 in ihrer Betaphase bzw. ihrer tetragonalen Phase bleiben. Ein Stabilisator wie z. B. Magnesiumoxid kann beispielsweise in Schritt 1102 zugegeben werden, um bei der Kühlung in Schritt 1110 die Transformation zu verhindern. Die Zugabe von Yttriumoxid in Schritt 1102 ergibt eine äußerst feine gekörnte (weniger als 1 Mikrometer) Mikrostruktur, die als tetragonaler Zirkondioxid-Polykristall (TZP) bekannt ist.
  • Der Prozess des Einmischens der Additive während Schritt 1102, um die Phase mit höherer Festigkeit zu erreichen, wird Ausbilden des ungesinterten Körpers genannt.
  • Es gibt mehrere andere Arten von Sinterprozessen, die verwendet werden können, um die Bondwerkzeugspitze herzustellen. Beim Reaktionsbindungssintern wird der ungesinterte Körper in Schritt 1106 in einer Kammer angeordnet, in der er erhitzt und mit einem Reaktionsgas getränkt wird, um eine Verbindung zu bilden. Der Prozess der Reaktionsbindung von Siliziumnitrid, um eine Siliziumnitrid-Bondwerkzeugspitze auszubilden, beinhaltet das Nehmen eines ungesinterten Siliziumkörpers zwischen den Schritten 1106 und 1108 und das Reagierenlassen des Körpers mit einem Gas aus Wasserstoff und Stickstoff, um Si3N4 zu bilden. Das Aussetzen des ungesinterten Körpers dem Wasserstoff- und Stickstoffgas ist üblicherweise als Nitridierung bekannt. Der Körper wird in dem Gas beginnend bei 1150°C und unter langsamem Erhöhen der Temperatur auf 1420°C nitridiert. Das resultierende Produkt ist ein Gemisch von Alpha- und Beta-Siliziumnitriden mit einer Porosität von 18 bis 25%. Die ursprünglichen Abmessungen des Siliziumpresslings bleiben während der Nitridierung theoretisch unverändert. Die Bondwerkzeugspitze kann nach der teilweisen Nitridierung in Schritt 1112 maschinell bearbeitet werden. Die Reaktionsbindung kann relativ preisgünstig sein.
  • Bei der Verwendung von Heißpressintern zum Ausbilden einer Bondwerkzeugspitze wird ein Keramikpulver in eine Matrize gegeben und es wird dann in Schritt 1104 mit hohem Druck verdichtet, während das Pulver erhitzt wird. Beim Arbeiten mit Siliziumnitridpulvern wird das Pulver mit einem geeigneten Oxidadditiv in einer Graphitmatrize heißgepresst und es kann durch Induktion beispielsweise auf 1700°C bis 1800°C erhitzt werden, um ein vollständig dichtes hochfestes Beta-Siliziumnitrid zu ergeben. Dem Heißpressen folgt maschinelle Diamantbearbeuitung.
  • Bei der Verwendung von isostatischem Heißpressen (HIP) zum Ausbilden der Bondwerkzeugspitze wird das Pulver in Schritt 1104 in einem ausgepumpten Druckgefäß angeordnet. Das Gefäß wird das Material mit einem Inertgas mit Drücken von nicht niedriger als 310 MPa (45000 psi) und mit Temperaturen von bis zu 2000°C gleichzeitig erhitzen und isostatisch pressen. Das Pulver wird durch den Inertgasdruck gleichzeitig erhitzt und isostatisch gepresst, bis es verdichtet ist.
  • 12 stellt ein Verfahren 1200 zum Heißpressen von reaktiven Pulvern dar. Feine Teilchen (z. B. mit der Größe eines halben Mikrometers) mit der gewünschten Zusammensetzung werden in Schritt 1202 mit Bindemitteln und Sinterhilfen vermischt und dann in Schritt 1204 bei einer genügend hohen Temperatur, um Verfestigung und Bindung der einzelnen Teilchen zu einer festen Struktur (z. B. 1000°C bis 4000°C, vorzugsweise 2000°C) mit geringer Porosität (z. B. mit einer Korngröße von weniger als einem halben Mikrometer in der Größe) zu bewirken, in einer Form gepresst. Die Heißpressatmosphäre wird gewählt, um die Valenz der Dotierungsatome zu steuern. Nach dem Abkühlen und Entnehmen aus der Heißpresse in Schritt 1206 können die Stücke maschinell bearbeitet oder anderweitig bemessen werden, um in Schritt 1208 die erforderlichen Toleranzen zu erreichen. Die Stücke können dann in einem wahlweisen Schritt 1210 zur Erzeugung der gewünschten Oberflächenschicht (z. B. 100 bis 1000 Angström dick) durch Ionenimplantation, Dampfabscheidung, chemische Gasphasenabscheidung, physikalische Abscheidung, Galvanisierungsabscheidung, Neutronenbeschuss oder Kombinationen der obigen behandelt werden. In einem wahlweisen Schritt 1212 können die Stücke anschließend in einer gesteuerten Atmosphäre wärmebehandelt werden (z. B. 2000°C bis 2500°C für 3 bis 5 Minuten), um die gewünschten Schichteigenschaften durch Diffusion, Umkristallisation, Dotierungsaktivierung und/oder Valenzänderungen von Metallionen zu erzeugen.
  • 13 stellt ein Verfahren 1300 zum Schmelzgießen dar. Metalle mit der gewünschten Zusammensetzung werden in Schritt 1302 in einem nicht-reaktiven Schmelztiegel geschmolzen und dann zu einem Block gegossen. Der Block wird dann in Schritt 1304 gewalzt, in Schritt 1306 extrudiert, in Schritt 1308 gezogen, in Schritt 1310 gepresst, in Schritt 1312 in einer geeigneten Atmosphäre wärmebehandelt (z. B. bei 1000°C oder 500°C bis 2500°C für ein bis zwei Stunden) und in Schritt 1314 chemisch behandelt. Die Schritte des Walzens 1304, Extrudierens 1306, Ziehens 1308 und Pressens 1310 formen die Spitze und die Schritte der Wärmebehandlung 1312 und der chemischen Behandlung 1314 dienen zum Bewirken oder Verleihen der mechanischen und elektrischen Eigenschaften, wie z. B. der Härte und des spezifischen Widerstandes. Die Stücke werden dann in Schritt 1316 wahlweise maschinell bearbeitet oder anderweitig bemessen, um die erforderlichen Toleranzen zu erzielen. Die Metallstücke werden dann wahlweise wärmebehandelt, um die gewünschte Oberflächenschicht durch Dampfabscheidung, chemische Gasphasenabscheidung, physikalische Abscheidung, Galvanisierungsabscheidung oder Kombinationen der obigen in Schritt 1318 zu erzeugen. Die Stücke können anschließend in einer gesteuerten Atmosphäre wärmebehandelt werden (z. B. bei 4000°C für drei bis vier Stunden), um die gewünschten Schichteigenschaften durch Diffusion, Umkristallisation, Dotierungsaktivierung oder Valenzänderungen von Metallionen in Schritt 1320 zu erzeugen.
  • Obwohl sich die Schritte 1008, 1112, 1208 und 1316; 1010, 1114, 1210 und 1318; und 1012, 1116, 1212 und 1320 ähnliche Beschreibungen teilen, sind ihnen verschiedene Bezeichnungen gegeben, da die Einzelheiten dessen, wie diese Schritte am besten auszuführen sind, teilweise von den Einzelheiten der vorangehenden Schritten abhängen können.
  • In den drei obigen Verfahren sind die Wärmebehandlungs-, Heißpress- und gesteuerten Atmosphären vorzugsweise hauptsächlich ein Inertgas wie z. B. Stickstoff unter Verwendung eines Ofens auf Stickstoffbasis.
  • Der ungesinterte Körper für die Bondwerkzeugspitze kann unter Verwendung einer Vielzahl von anderen Verfahren zum Gießen von Hochtemperaturkeramiken wie z. B. Spritzgießen, isostatisches Kaltpressen, Extrusion, Schlickuergießen, isostatisches Heißpressen (HIP) und Gelgießen ausgebildet werden.
  • Spritzgießen kann bei allen Arten von Keramiken verwendet werden. Die für das Spritzgießen grundlegenden Merkmale bestehen darin, dass das Pulver in ein wärmehärtendes Polymerbindemittel gegeben wird, in eine Form eingespritzt wird, in der es mit der Zeit härtet, und dann aus der Form ausgeworfen wird. Eine Besorgnis beim Spritzgießen besteht darin, dass das Entwachsen oder Entfernen des Harzes ohne Verschlechterung der Oberfläche des ungesinterten Körpers durchgeführt werden sollte.
  • Bei der Verwendung von Schlickergießen kann ein Schlicker aus Wasser und dem Keramikpulver hergestellt werden. Der Schlicker wird in eine absorbierende Form gegossen. Die Gießgeschwindigkeit hängt vom Druck, der auf den Schlickerguuss aufgebracht wird, und von der Gussdicke ab. Die Geometrie der Gussoberfläche kann auch die Gießzeit beeinflussen.
  • Bei der Extrusion wird ein Vorschubstab zur Coextrusion aus dem zusammengesetzten Material ausgebildet, welches einen mit Siliziumnitrid gefüllten Kern mit einer Ummantelung aus mit Bornitrid gefülltem Material aufweisen kann. Der Vorschubstab wird dann durch eine erhitzte Düse extrudiert, um feine Filamente auszubilden.
  • Beim Tauchbeschichten wird ein Ein-Komponenten-Filament (wie z. B. ein mit Siliziumnitrid gefülltes Polymer) durch eine Aufschlämmung aus Bornitrid gezogen, welche trocknet, um das Zellgrenzmaterial auszubilden.
  • Gelgießen ist ein Keramikausbildungsprozess zum Herstellen von komplex geformten Keramikteilen mit hoher Qualität. Gelgießen kann zur Herstellung von Bondwerkzeugspitzen 12 mit einem beliebigen der in dieser Beschreibung erwähnten Keramikpulver verwendet werden. Gelgießen beinhaltet das Vermischen von Keramikpulvern in einer polymerisierbaren wässerigen Monomerlösung, die dann in einer Form geliert wird. Der Gusskörper ist sowohl in seiner Chemie homogen als er auch eine bestimmte Dichte aufweist, was dazu führt, dass die Materialeigenschaften (z. B. Härte und spezifischer Widerstand) über den gesamten Körper konstant sind und die Trocken- und Sinterprozesse gleichmäßige Volumenänderungen aufweisen. Unter Verwendung von Gelgießen kann die Gießzeit vom Entwurf bis zum gebrannten Endteil eine Woche sein.
  • Die Schichten 71, 81 und 91 der Bondwerkzeugspitze 12 können aus mehreren betreffenden Zusammensetzungen hergestellt werden. Eine Formel für ableitende Keramik kann Aluminiumoxid und Zirkondioxid und/oder andere Elemente umfassen. Dieses Gemisch ist sowohl etwas elektrisch leitend als auch mechanisch haltbar. Die Spitze eines Bondwerkzeugs wird mit diesem Material beschichtet oder kann vollständig aus diesem Material hergestellt werden. Die Spitze kann beispielsweise keilförmig oder kreisförmig sein, wie in den früheren 1 bis 5 gezeigt und beschrieben.
  • Eine tatsächliche Probe wurde mit den folgenden Elementen konstruiert:
  • ELEMENT
    • Eisen
    • Sauerstoff
    • Natrium
    • Kohlenstoff
    • Zirkonium
    • Silizium
    • Aluminium
    • Yttrium
  • Obwohl sich der Bereich von Aluminiumoxid von 15% bis 85% und der Bereich von Zirkondioxid von 15% bis 85% erstrecken könnten, umfasst die Probe in einem Ausführungsbeispiel Aluminiumoxid mit 40% und Zirkondioxid mit 60%.
  • 14 ist ein Ablaufplan für ein Verfahren zur Verwendung der Erfindung. In einem wahlweisen Schritt 1402 wird ein anfängliches Potential zwischen der Bondwerkzeugspitze und dem gebondeten Gegenstand, der gegen eine elektrische Entladung empfindlich ist, hergestellt. Obwohl es nicht erforderlich ist, kann die Herstellung eines Potentials dem Benutzer eine gewisse zusätzliche Kontrolle darüber geben, wie sich die Spitze entlädt. Die Herstellung eines Potentials kann das Herstellen einer elektrischen Verbindung oder das Erden des Leiterrahmens, einzelner Anschlussleitungen an der integrierten Schaltung und/oder der einzelnen Bondkontaktstellen auf der integrierten Schaltung beinhalten. In Schritt 1404 wird die Bondwerkzeugspitze mit den zusammengebondeten Gegenständen in Kontakt gebracht, um sie an der Stelle zu halten. In Schritt 1406 wird die Bondstelle ausgebildet. Schritte 1404 und 1406 können gleichzeitig als Teil desselben Schritts durchgeführt werden. In Schritt 1408 wird die Ladung abgeleitet. Dieser Schritt kann gleichzeitig mit den Schritten 1404 und 1406 durchgeführt werden. Es ist wichtig, dass dieser Schritt durchgeführt wird, sobald die Spitze und das gegen elektrostatische Entladung empfindliche Bauelement in Kontakt stehen, um eine Entladung zu verhindern.
  • Im Fall beispielsweise einer Kapillarspitze wird der Draht durch die röhrenförmige Bondwerkzeugspitze geführt, bevor er mit den gebondeten Gegenständen in Kontakt gebracht wird. Dann wird eine elektrische Entladung an der Bondwerkzeugspitze durch eine separate EFO-Vorrichtung vorgesehen, um ein bisschen des Drahts zu schmelzen, wobei eine Bondkugel gebildet wird. Die Kugel stellt dann einen innigen Kontakt mit der auf der Chipkontaktstelle auf der integrierten Schaltung ausgebildeten Schicht her, wobei die Ableitung der Ladung eingeleitet wird. Die Bondwerkzeugspitze wird dann von der Kontaktstelle des integrierten Schaltungschips, wobei Golddraht, wenn das Werkzeug bewegt wird, herausgeführt wird, auf die Bondkontaktstelle am Leiterrahmen bewegt und dann durch einen Ultraschallwandler seitlich gestreift. Druck von der Bondwerkzeugspitze und der Wandler und die Kapillarwirkung lassen den Draht auf die Bondkontaktstelle "fließen", wo molekulare Bondstellen eine zuverlässige elektrische und mechanische Verbindung erzeugen, während dennoch die Ladung abgeleitet wird. In diesem Beispiel finden das Bonden, der Kontakt zwischen der Bondwerkzeugspitze und der gegen elektrostatische Entladung empfindlichen integrierten Schaltung und die Ableitung alle im Wesentlichen gleichzeitig statt.
  • 15 zeigt ein Kapillarbondwerkzeug 10, das verwendet wird, um den Draht 1502 an die Kontaktstelle 1504 zu bonden. Die Kugel 1506 wird verwendet, um den Draht 1502 an den nächsten Punkt zu bonden. Die Bondverbindung 1508 wurde mit einer Kugel ähnlich 1506 ausgebildet. Der Unterschied zwischen diesem Verwendungsverfahren und dem Stand der Technik liegt hauptsächlich in der Ableitung von Ladung vom Bondwerkzeug 10.
  • Die Bondwerkzeugspitze 12 der vorliegenden Erfindung könnte für eine beliebige Anzahl von verschiedenen Bondarten verwendet werden. Zwei Beispiele sind Ultraschall- und Wärmebonden.
  • 16 zeigt Abschnitte des Bondwerkzeugs 10 mit einem Ende 1602 und Punkten 1604–1614. Der Punkt 1604 ist 1 Inch vom Ende 1602 entfernt, dessen Widerstände gemessen wurden. Die Punkte 1604–1614 liegen jeweils ein Inch auseinander.
  • Zwei Keramikstäbe #1 und #2 (nicht dargestellt) wurden als Grundmaterial für die Keramik-Drahtbondwerkzeugspitzen 12 verwendet, um die erfindungsgemäßen Bondwerkzeuge 10 auszubilden. Die zwei Stäbe hatten jeweils einen Durchmesser von ungefähr 0,07 Inch. Die Widerstände entlang beider Stäbe von Punkt zu Punkt wurden vom Ende der Bondwerkzeugspitze zu verschiedenen Punkten entlang der Werkzeugspitze bei 10 und 100 Volt gemessen. Der Widerstand bei jeder Spannung wurde sechsmal gemessen, jedes Mal vom Ende 1602 zu einem anderen der Punkte 1604–1614, um Messungen eines Abschnitts von 1, 2, 3, 4, 5 bzw. 6 Inch zu erhalten, welcher am Ende 1602 beginnt.
  • 17 ist eine Tabelle von Widerständen für zwei Keramik-Bondwerkzeuge, die an den in 16 gezeigten Punkten gemessen wurden. Wie in der Tabelle gezeigt und wie im vorangehenden Absatz erörtert, wurden die Widerstände in 1, 2, 3, 4, 5 und 6 Inch bei 10 V und 100 V gemessen. Die zwei Bondwerkzeuge hatten Widerstände von Punkt zu Punkt, die zwischen 1,8 × 108 Ω und 1,9 × 109 Ω variierten. Nach dem Messen der Widerstände gemäß 16 wurde die statische Entladung gemessen.
  • 18 ist eine schematische Darstellung des Versuchsaufbaus, der zum Messen der statischen Entladung verwendet wird, mit dem Bondwerkzeug 10, einer Klemme 1802, einem Voltmeter 1804, einer Stromsonde 1806, einem Oszilloskop 1808 und einem Simulator 1810 für elektrostatische Entladung (ESD).
  • Die statische Entladung wurde durch Aufladen des Bondwerkzeugs 10 und Messen der Zeit, die erforderlich ist, bis die Ladung abgeleitet ist, gemessen. Es wurde angenommen, dass die Ladung abgeleitet wurde, sobald der Strom vom Bondwerkzeug 10 zur Erdung signifikant von seinem Anfangswert abfiel (z. B. der Strom weniger als 10% seines Anfangswerts war). Der Strom wurde vom Bondwerkzeug 10 gemessen, wenn es aufgeladen und geerdet wurde. Das Bondwerkzeug 10 wurde in der Isolationsklemme 1802 an einem Ringständer (nicht dargestellt) gehalten und mit dem ESD-Simulator 1810 auf eine bekannte Spannung aufgeladen. Die Spannung wurde unter Verwendung des Voltmeters 1804 überprüft und dann wurde das Bondwerkzeug 10 geerdet. Der Strom, der durch den Erdungsdraht floss, wurde mit der Stromsonde 1806 gemessen, die mit dem Oszilloskop 1808 verbunden war. Zehn Messungen wurden bei jedem Spannungspegel am Bondwerkzeug 10 durchgeführt. Unter Verwendung des Aufbaus von 18 kann das Bondwerkzeug 10 nacheinander aufgeladen und entladen werden. Der Anstieg und Abfall des Stroms wird durch die Kurve am Oszilloskop 1808 aufgetragen, welche ermöglicht, dass die Entladungszeit von mehreren aufeinanderfolgenden Entladungszyklen graphisch betrachtet und gemessen wird.
  • Das Voltmeter 1804 könnte ein kontaktloses Voltmeter des TREK-Modells 341 sein, ist jedoch nicht auf dieses begrenzt. Die Stromsonde 1806 könnte eine CT-1-Stromsonde sein, ist jedoch nicht auf diese begrenzt. Das Oszilloskop 1808 könnte ein digitales Oszilloskop TDS 520A von Tektronics sein, ist jedoch nicht auf dieses begrenzt. Der ESD-Simulator 1810 könnte ein KeyTech MZ-15 sein, ist jedoch nicht auf diesen begrenzt.
  • 19 ist eine Tabelle, die die statischen Abfallzeiten zeigt, die unter Verwendung des Versuchsaufbaus von 18 gemessen werden. Der statische Abfall von 1000 Volt auf 10 Volt wurde auch an beiden Stäben #1 und #2 gemessen. Die statischen Abfallzeiten variierten zwischen 0,1 und 0,5 Sekunden oder genauer zwischen 0,12 und 0,48 Sekunden, was anzeigte, wie schnell die Ladung abgeleitet wurde. Die Abfallzeit ist das Produkt des Widerstandes mal der Kapazität. Unter Verwendung der Daten der Tabellen von 17 und 19 kann eine Abschätzung der Kapazität als Funktion der dem Bondwerkzeug 10 zugeordneten Position durchgeführt werden, die anzeigt, wie viel Ladung sich im Bondwerkzeug 10 aufbauen kann.
  • 20 ist ein Diagramm, das den Entladungsstrom bei verschiedenen Spannungen der Keramikbondwerkzeuge mit einem Metallstab vergleicht. Die Mittelwerte des Stroms bei jedem Spannungspegel sind in 20 aufgetragen. Eines der Bondwerkzeuge (#1) wurde bei fünf verschiedenen Spannungen gemessen und das andere Bondwerkzeug (#2) wurde bei zwei Spannungspegeln gemessen, um die Entladungsströme zu überprüfen. Die Datenpunkte, die die zwei Bondwerkzeugspitzen darstellen, sind unter Verwendung von Quadraten für eine Werkzeugspitze und Dreiecken für die andere markiert. Die Datenpunkte, die den Metallstab darstellen, sind mit Diamanten markiert. Der dieser Messung zugehörige Widerstand ist etwa 1 × 105 Ω oder liegt genauer zwischen etwa 7,5 × 104 Ω und 2,8 × 105 Ω. Der Strom stellt die Entladungsgeschwindigkeit dar. Die Bondwerkzeuge entladen sich natürlich mit einer langsameren Geschwindigkeit als der Metallstab.
  • Obwohl die Erfindung mit Bezug auf spezielle Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist es für Fachleute selbstverständlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Elemente derselben gegen Äquivalente ausgetauscht werden können, ohne vom wahren Gedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Außerdem können Modifikationen durchgeführt werden, ohne von den wesentlichen Lehren der Erfindung abzuweichen.
  • Zusammenfassung
  • ABLEITENDE KERAMIK-BONDWERKZEUGSPITZE
  • Verfahren zur Herstellung und Verwendung von ableitenden Keramik-Bondwerkzeugspitzen (12) zum Drahtbonden von elektrischen Verbindungen mit Bondkontaktstellen auf integrierten Schaltungschips und -gehäusen. Das Verfahren zur Verwendung der ableitenden Keramik-Bondwerkzeugspitze (12) umfasst das Ableiten einer Ladung während des Bondens, um eine Beschädigung von empfindlichen elektronischen Bauelementen durch einen plötzlichen Stoß von angesammelter Ladung zu vermeiden. Das Verfahren zur Herstellung der Werkzeugspitze (12) umfasst das Beeinflussen ihrer Leitfähigkeit, so dass sie Elektrizität mit einer Geschwindigkeit leitet, die ausreicht, um einen Ladungsaufbau zu verhindern, aber nicht ausreicht, um das gebondete Bauelement zu überlasten. Für beste Ergebnisse sollte ein Widerstand in der Spitzenanordnung selbst im Bereich von 5 × 104 oder 105 bis 1012 Ohm liegen. Außerdem müssen die Spitzen (12) auch spezifische mechanische Eigenschaften aufweisen, um zufriedenstellend zu funktionieren.
  • 1

Claims (40)

  1. Vorrichtung mit: einer Spitze mit einem ableitenden Material zur Verwendung in Drahtbondmaschinen zum Verbinden von Anschlussleitungen mit Bondkontaktstellen von integrierten Schaltungen, wobei das ableitende Material einen Widerstand im Bereich von 5 × 104 oder 105 bis 1012 Ohm aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Spitze eine Röhre zum Zuführen von Draht aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Spitze Nuten aufweist.
  4. Vorrichtung mit: einer Spitze mit einem ableitenden Material zur Verwendung in Drahtbondmaschinen zum Verbinden von Anschlussleitungen mit Bondkontaktstellen von integrierten Schaltungen, wobei das ableitende Material einen Widerstand aufweist, der niedrig genug ist, um einen im Wesentlichen konstanten Strom zu leiten, und hoch genug ist, um zu verhindern, dass sich ein Strom gleich oder von mehr als 20 Milliampere zu einem gebondeten Bauelement entlädt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Widerstand hoch genug ist, um einen Strom von weniger als oder gleich 5 Milliampere zu verhindern.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Widerstand hoch genug ist, um einen Strom von weniger als oder gleich 3 Milliampere zu verhindern.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Widerstand hoch genug ist, so dass der von der Spitze abgeleitete Strom geringer als oder gleich 2 Milliampere ist.
  8. Vorrichtung mit: einer Spitze eines Bondwerkzeugs mit einem ableitenden Material zur Verwendung in Drahtbondmaschinen zum Verbinden von Anschlussleitungen mit Bondkontaktstellen von integrierten Schaltungen, wobei die Spitze eine Zeit für die statische Entladung zwischen 0,1 und 0,5 Sekunden aufweist.
  9. Vorrichtung mit: einer Bondwerkzeugspitze mit einer elektrisch ableitenden Keramik zur Verwendung in Drahtbondmaschinen vom Kapillarkeiltyp zum Verbinden von Anschlussleitungen mit Bondkontaktstellen von integrierten Schaltungen.
  10. Verfahren zur Herstellung einer ableitenden Keramik-Bondwerkzeugspitze mit einem Widerstand im Bereich von 105 bis 1012 Ohm, umfassend: Sintern von feinen Teilchen, um die ableitende Keramikspitze auszubilden.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Sintern von feinen Teilchen umfasst: Vermischen von feinen Teilchen mit einer Zusammensetzung, die zum Ausbilden des ableitenden Materials geeignet ist, mit einem Lösungsmittel, einem Dispersionsmittel, einem Bindemittel und einer Sinterhilfe, um ein Gemisch zu bilden; Formen des Gemisches zu mindestens einen Keil; Trocknen des mindestens einen Keils; Vorsehen einer Wärmebehandlungsatmosphäre, die die Entfernung des Bindemittels bei niedriger Temperatur erleichtert und die die Valenz der Dotierungsatome steuert; Erhitzen des mindestens einen Keils in der Atmosphäre bei einer Temperatur, die geeignet ist, um das Bindemittel und das Dispersionsmittel zu entfernen; Erhitzen des mindestens einen Keils auf eine genügend hohe Temperatur in der Atmosphäre, um die Teilchen zu einer festen Struktur mit geringer Porosität zusammenzusintern; und Kühlen der festen Struktur.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die feinen Teilchen auf 500–2500 Grad Celsius erhitzt werden, um die Bindemittel zu entfernen.
  13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die feinen Teilchen bei 4000 Grad Celsius gesintert werden, um die Bindemittel zu entfernen.
  14. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die feinen Teilchen mit Lösungsmitteln, Dispersionsmitteln, Bindemitteln und Sinterhilfen vermischt werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die feinen Teilchen mit einem Lösungsmittel vermischt werden, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Yttrium und H2O besteht.
  16. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die feinen Teilchen mit einem Bindemittel vermischt werden, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Cerdioxid, Magnesiumoxid, Yttriumoxid, Bor, kolloidalem Kohlenstoffsiliziumdioxid, Aluminiumoxid-Lösungsmitteln, Ethylsilikat, einem Phosphat, einem Seltenerdmetalloxid und Yttrium besteht.
  17. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die feinen Teilchen mit einem Lösungsmittel vermischt werden, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Cerdioxid, Magnesiumoxid, Yttriumoxid, Bor, kolloidalem Kohlenstoffsiliziumdioxid, Aluminiumoxid-Lösungsmitteln, Ethylsilikat, einem Phosphat, einem Seltenerdmetalloxid und Yttrium besteht.
  18. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Keramik-Bondwerkzeugspitze eine Korngröße von weniger als einem halbem Mikrometer aufweist.
  19. Verfahren zur Herstellung einer ableitenden Keramik-Bondwerkzeugspitze mit einem Widerstand im Bereich von 105 bis 1012 Ohm, umfassend: Heißpressen von reaktiven feinen Teilchen, um die Spitze auszubilden.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt des Heißpressens umfasst: Vermischen von feinen Teilchen mit einer Zusammensetzung, die zum Ausbilden eines ableitenden Materials geeignet ist, mit Bindemitteln und Sinterhilfen zu einem Gemisch; Auswählen einer Heißpressatmosphäre, um eine Valenz von Dotierungsatomen zu steuern; Pressen des Gemisches in einer Form bei einer Temperatur, die hoch genug ist, um die Verfestigung und das Binden der Teilchen zu einer festen Struktur mit geringer Porosität zu bewirken; und Kühlen und Entnehmen der festen Struktur aus der Form.
  21. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die feinen Teilchen mit Bindemitteln und Sinterhilfen vermischt werden.
  22. Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Heißpressen bei einer Temperatur durchgeführt wird, die zwischen 1000 und 2500 Grad Celsius liegt.
  23. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die feinen Teilchen mit einem Lösungsmittel vermischt werden, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Yttrium und H2O besteht.
  24. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die feinen Teilchen mit einem Bindemittel vermischt werden, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Cerdioxid, Magnesiumoxid, Yttriumoxid, Bor, kolloidalem Kohlenstoffsiliziumdioxid, Aluminiumoxid-Lösungsmitteln, Ethylsilikat, einem Phosphat, einem Seltenerdmetalloxid und Yttrium besteht.
  25. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die feinen Teilchen mit Lösungsmitteln vermischt werden, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Cerdioxid, Magnesiumoxid, Yttriumoxid, Bor, kolloidalem Kohlenstoffsiliziumdioxid, Aluminiumoxid-Lösungsmitteln, Ethylsilikat, einem Phosphat, einem Seltenerdmetalloxid und Yttrium besteht.
  26. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Keramik-Bondwerkzeugspitze eine Korngröße von weniger als einem halben Mikrometer aufweist.
  27. Verfahren zur Herstellung einer ableitenden Keramik-Bondwerkzeugspitze mit einem Widerstand im Bereich von 105 bis 1012 Ohm, umfassend: Schmelzgießen von feinen Teilchen, um die ableitende Keramikspitze auszubilden.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Schmelzgießen umfasst: Schmelzen von Metallen mit einer Zusammensetzung, die zum Ausbilden eines ableitenden Materials geeignet ist, in einem nicht-reaktiven Schmelztiegel; Gießen der geschmolzenen Metalle zu einem Block; Walzen des Blocks zu einem gewalzten Block; Extrudieren des gewalzten Blocks zu einem extrudierten Material; Ziehen des extrudierten Materials zu einem gezogenen Material; Pressen des gezogenen Materials zu einem gepressten Material; und Erhitzen des gepressten Materials.
  29. Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Keramik-Bondwerkzeugspitze eine Korngröße von weniger als einem halben Mikrometer aufweist.
  30. Verfahren zur Verwendung einer Bondwerkzeugspitze, umfassend: Vorsehen einer elektrisch ableitenden Bondwerkzeugspitze; Bonden eines Materials an ein Bauelement; Ermöglichen, dass ein im Wesentlichen gleichmäßiger Strom zum Bauelement abgeleitet wird, wobei der Strom niedrig genug ist, um das gebondete Bauelement nicht zu beschädigen, und hoch genug ist, um einen Aufbau von Ladung zu vermeiden, der sich zum gebondeten Bauelement entladen könnte und das gebondete Bauelement beschädigen könnte.
  31. verfahren nach Anspruch 30, wobei das Bonden umfasst: Erhitzen der Bondwerkzeugspitze unter Verwendung von elektrischem Widerstandserhitzen; und Verwenden der Bondwerkzeugspitze, um ein Bondmaterial zu schmelzen.
  32. Verfahren nach Anspruch 30, wobei das Bonden das seitliche Streifen des Materials umfasst, um zu bewirken, dass das Material fließt.
  33. Verfahren nach Anspruch 30, wobei die Bondwerkzeugspitze einen Widerstand im Bereich von 105 bis 1012 Ohm aufweist.
  34. Verfahren nach Anspruch 30, welches ferner das Herstellen eines Potentials zwischen der Bondwerkzeugspitze und dem gebondeten Bauelement umfasst.
  35. Verfahren nach Anspruch 34, wobei das Herstellen ferner das Erden von Anschlussleitungen am gebondeten Bauelement umfasst.
  36. Verfahren nach Anspruch 30, welches ferner das Bringen der Bondwerkzeugspitze in elektrischen Kontakt mit dem gebondeten Bauelement umfasst.
  37. Verfahren nach Anspruch 36, welches ferner das Zuführen von Draht durch einen röhrenförmigen Kanal in der Bondwerkzeugspitze umfasst, bevor er mit dem gebondeten Bauelement in Kontakt gebracht wird.
  38. Verfahren nach Anspruch 30, welches ferner umfasst: Vorsehen einer elektrischen Entladung an der Bondwerkzeugspitze, um ein bisschen des Drahts zu schmelzen, und Formen des bisschen Drahts zu einer Bondkugel.
  39. Verfahren nach Anspruch 38, welches ferner umfasst zu bewirken, dass die Kugel mit dem Bauelement einen innigen Kontakt herstellt, wodurch die Ableitung von Ladung eingeleitet wird.
  40. Verfahren nach Anspruch 38, welches ferner das Bewegen der Bondwerkzeugspitze vom Bauelement, wobei Draht zugeführt wird, während die Bondwerkzeugspitze bewegt wird, auf einen anderen Punkt des Bauelements umfasst.
DE10296740T 2001-05-01 2002-05-01 Ableitende Keramik-Bondwerkzeugspitze Withdrawn DE10296740T5 (de)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US28820301P 2001-05-01 2001-05-01
US60/288,203 2001-05-01
US10/036,579 2001-12-31
US10/036,579 US6651864B2 (en) 1999-02-25 2001-12-31 Dissipative ceramic bonding tool tip
PCT/US2002/014140 WO2002087817A1 (en) 2001-05-01 2002-05-01 Dissipative ceramic bonding tool tip

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10296740T5 true DE10296740T5 (de) 2004-04-22

Family

ID=26713298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10296740T Withdrawn DE10296740T5 (de) 2001-05-01 2002-05-01 Ableitende Keramik-Bondwerkzeugspitze

Country Status (4)

Country Link
US (2) US6651864B2 (de)
JP (1) JP2004535665A (de)
DE (1) DE10296740T5 (de)
WO (1) WO2002087817A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016105494A1 (de) * 2016-03-23 2017-09-28 Hesse Gmbh Bondwerkzeugspitze, bondwerkzeug, verfahren zur herstellung einer bondwerkzeugspitze und verfahren zur herstellung einer bondverbindung
DE102022001130A1 (de) 2022-03-25 2023-09-28 Jonas Münz Sonotrode sowie Vorrichtung und Verfahren zum Ultraschallschweißen von Stahl

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7032802B2 (en) * 1999-02-25 2006-04-25 Reiber Steven F Bonding tool with resistance
US7124927B2 (en) * 1999-02-25 2006-10-24 Reiber Steven F Flip chip bonding tool and ball placement capillary
US20060071050A1 (en) * 1999-02-25 2006-04-06 Reiber Steven F Multi-head tab bonding tool
US7389905B2 (en) * 1999-02-25 2008-06-24 Reiber Steven F Flip chip bonding tool tip
US20080197172A1 (en) * 1999-02-25 2008-08-21 Reiber Steven F Bonding Tool
US20070131661A1 (en) * 1999-02-25 2007-06-14 Reiber Steven F Solder ball placement system
US20060261132A1 (en) * 1999-02-25 2006-11-23 Reiber Steven F Low range bonding tool
US6651864B2 (en) * 1999-02-25 2003-11-25 Steven Frederick Reiber Dissipative ceramic bonding tool tip
US7083757B2 (en) * 2001-02-28 2006-08-01 Billiet Romain L Method of making semiconductor bonding tools
US6910612B2 (en) * 2001-07-17 2005-06-28 Kulicke & Soffa Investments, Inc. Capillary with contained inner chamfer
US6715658B2 (en) * 2001-07-17 2004-04-06 Kulicke & Soffa Investments, Inc. Ultra fine pitch capillary
US6840424B2 (en) * 2002-10-08 2005-01-11 Chien-Min Sung Compression bonding tools and associated bonding methods
US7247588B2 (en) * 2002-11-22 2007-07-24 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Zirconia toughened alumina ESD safe ceramic composition, component, and methods for making same
US20070085085A1 (en) * 2005-08-08 2007-04-19 Reiber Steven F Dissipative pick and place tools for light wire and LED displays
US20070085008A1 (en) * 2005-10-13 2007-04-19 Seagate Technology Llc Ceramic corona discharge emitter tip
US20070262119A1 (en) * 2006-05-09 2007-11-15 Malliah Ramkumar Wire bonding process for insulated wires
BRPI0719722A2 (pt) * 2006-12-04 2013-12-10 Univation Tech Llc Revestimentos semicondutores para um sistema de reação de poliolefina
US20080216698A1 (en) * 2007-03-06 2008-09-11 Bio-Rad Laboratories, Inc. Microdot printing head
CN101652845B (zh) * 2007-04-27 2012-02-01 松下电器产业株式会社 电子元器件安装装置及电子元器件安装方法
US20090014499A1 (en) * 2007-07-11 2009-01-15 Honeywell International Inc. Automated preform attach for vacuum packaging
JP5913876B2 (ja) * 2011-09-19 2016-04-27 ファスフォードテクノロジ株式会社 ダイボンダ
US8430705B1 (en) * 2011-11-08 2013-04-30 Palo Alto Research Center Incorporated Self assembly of field emission tips by capillary bridge formations
US20130213552A1 (en) * 2012-02-20 2013-08-22 Branson Ultrasonics Corporation Vibratory welder having low thermal conductivity tool
CN104170072A (zh) * 2012-03-19 2014-11-26 Ev集团E·索尔纳有限责任公司 用于对接合压力进行压力传递的压力传递板
TWI511826B (zh) * 2013-01-25 2015-12-11 Toto Ltd Welding needle
JP5614603B1 (ja) * 2013-12-03 2014-10-29 Toto株式会社 ボンディングキャピラリ
KR102073189B1 (ko) * 2013-04-04 2020-02-04 삼성에스디아이 주식회사 이차전지용 용접혼
KR101452934B1 (ko) 2013-08-27 2014-10-22 한국원자력연구원 중공 미세구 타겟 접착 방법
FR3018711B1 (fr) * 2014-03-24 2016-03-11 Thermocompact Sa Procede de fabrication d'une boucle fermee de fil de decoupe
USD797826S1 (en) * 2015-02-03 2017-09-19 Coorstek, Inc. Ceramic bonding tool with textured tip
USD797172S1 (en) 2015-02-03 2017-09-12 Coorstek, Inc. Ceramic bonding tool with textured tip
USD797171S1 (en) * 2015-02-03 2017-09-12 Coorstek, Inc. Ceramic bonding tool with textured tip
USD868123S1 (en) 2016-12-20 2019-11-26 Coorstek, Inc. Wire bonding wedge tool
JP2019013959A (ja) * 2017-07-06 2019-01-31 イーグル工業株式会社 超音波接合治具、接合構造及び接合方法
CN110540424B (zh) * 2018-05-29 2021-12-21 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 一种氧化锆陶瓷注射成型用喂料及其制备方法
US10981245B2 (en) * 2019-09-24 2021-04-20 GM Global Technology Operations LLC Apparatus for ultrasonic welding of polymers and polymeric composites
EP4069461A4 (de) * 2019-12-04 2023-12-06 3M Innovative Properties Company Rotierendes akustisches horn

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2892924A (en) 1959-06-30 Electrode for melting and arc welding
US3538205A (en) 1966-10-14 1970-11-03 Hughes Aircraft Co Method of providing improved lossy dielectric structure for dissipating electrical microwave energy
US3660050A (en) 1969-06-23 1972-05-02 Du Pont Heterogeneous cobalt-bonded tungsten carbide
US3986653A (en) 1974-09-03 1976-10-19 Tribotech Method for coating bonding tools and product
US4020543A (en) 1975-06-26 1977-05-03 Sola Basic Industries, Inc. Two-piece capillary tip bonding tool
US4182947A (en) 1975-12-10 1980-01-08 Brower Jerome S Underwater cutting rod
US4171477A (en) * 1976-03-16 1979-10-16 International Business Machines Corporation Micro-surface welding
JPS5437114A (en) 1977-08-30 1979-03-19 Mitsubishi Metal Corp Highhstrength ceramic
US4315128A (en) 1978-04-07 1982-02-09 Kulicke And Soffa Industries Inc. Electrically heated bonding tool for the manufacture of semiconductor devices
DE2923213B2 (de) 1979-06-08 1981-04-16 Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf Schneidplatte für die spanabhebende Bearbeitung und deren Herstellung
US4390771A (en) 1981-05-11 1983-06-28 Fairchild Camera & Instrument Corp. Bonding wire ball forming method and apparatus
US4387283A (en) 1981-08-03 1983-06-07 Texas Instruments Incorporated Apparatus and method of forming aluminum balls for ball bonding
US4513190A (en) * 1983-01-03 1985-04-23 Small Precision Tools, Inc. Protection of semiconductor wire bonding capillary from spark erosion
US4555052A (en) * 1983-02-28 1985-11-26 Fairchild Camera & Instrument Corporation Lead wire bond attempt detection
US4502983A (en) 1983-06-28 1985-03-05 Mamoru Omori Composite silicon carbide sintered shapes and its manufacture
US4691854A (en) 1984-12-21 1987-09-08 Texas Instruments Incorporated Coatings for ceramic bonding capillaries
US4705204A (en) 1985-03-01 1987-11-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of ball forming for wire bonding
JPS6347983A (ja) 1986-08-18 1988-02-29 Sharp Corp 炭化珪素電界効果トランジスタ
US4772498A (en) * 1986-11-20 1988-09-20 Air Products And Chemicals, Inc. Silicon carbide capillaries
JPH07120685B2 (ja) 1986-12-25 1995-12-20 京セラ株式会社 セラミツク製ワイヤボンデイング用キヤピラリ−
DE3851901T2 (de) 1987-01-26 1995-04-13 Hitachi Ltd Anschweissen eines Drahtes.
JPH01201933A (ja) * 1988-02-08 1989-08-14 Mitsubishi Electric Corp ワイヤボンディング方法及びその装置
JPH0267741A (ja) * 1988-09-01 1990-03-07 Showa Denko Kk ワイヤボンディング用キャピラリー
DE69015509T2 (de) * 1989-02-22 1995-05-11 Kobe Steel Ltd Aluminiumoxidkeramik, ihre herstellung und wegwerfstück daraus.
US4909427A (en) 1989-05-17 1990-03-20 Plaisted Alan H Bonding wire ball formation
US5217154A (en) * 1989-06-13 1993-06-08 Small Precision Tools, Inc. Semiconductor bonding tool
EP0435423B1 (de) 1989-12-20 1995-03-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Verbindungswerkzeug
DE4007292C1 (de) 1990-03-08 1991-06-27 Forschungszentrum Juelich Gmbh, 5170 Juelich, De
JPH0672050B2 (ja) * 1990-10-12 1994-09-14 株式会社東芝 ボンディングキャピラリおよび光コネクタ用部品
US5290507A (en) 1991-02-19 1994-03-01 Runkle Joseph C Method for making tool steel with high thermal fatigue resistance
JP2835989B2 (ja) 1991-05-24 1998-12-14 株式会社新川 ワイヤボンダ用ボール形成装置
US5280979A (en) 1991-06-20 1994-01-25 Recif, S.A. Tip for a vacuum pipette with improved electrostatic discharge properties
US5180093A (en) 1991-09-05 1993-01-19 Cray Research, Inc. Apparatus for ultrasonic bonding
US5367956A (en) 1992-02-07 1994-11-29 Fogle, Jr.; Homer W. Hermetically-sealed electrically-absorptive low-pass radio frequency filters and electro-magnetically lossy ceramic materials for said filters
JPH0645389A (ja) * 1992-07-21 1994-02-18 Shinagawa Refract Co Ltd ボンディングツール
JPH0722456A (ja) 1993-06-30 1995-01-24 Mitsubishi Electric Corp ワイヤボンディングにおけるボール形成装置、その制御方法及びワイヤボンディング装置
US5463896A (en) 1993-09-29 1995-11-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Stress tester
JP3002621B2 (ja) 1993-10-15 2000-01-24 尚武 毛利 放電加工による表面処理方法およびその装置
US5601740A (en) 1993-11-16 1997-02-11 Formfactor, Inc. Method and apparatus for wirebonding, for severing bond wires, and for forming balls on the ends of bond wires
US5816472A (en) * 1994-01-28 1998-10-06 Hewlett-Packard Company Bonding tool for tape automated assembly
JPH07263480A (ja) 1994-03-18 1995-10-13 Shinkawa Ltd ワイヤボンデイング方法及び装置
GB2287897B (en) 1994-03-31 1996-10-09 Sumitomo Electric Industries A high strength bonding tool and a process for the production of the same
US5527441A (en) 1994-05-04 1996-06-18 General Electric Company Welding electrode with flat blade
US5676856A (en) 1994-04-25 1997-10-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electric discharge apparatus for cleaning electrode on workpiece and method thereof
US5544804A (en) 1994-06-08 1996-08-13 Texas Instruments Incorporated Capillary designs and process for fine pitch ball bonding
US5491605A (en) 1994-12-23 1996-02-13 International Business Machines Corporation Shorted magnetoresistive head elements for electrical overstress and electrostatic discharge protection
JP3077101B2 (ja) 1995-11-24 2000-08-14 株式会社新川 被覆ワイヤのワイヤボンディング装置及びその方法
US5827470B1 (en) 1996-11-13 1999-12-07 Eastman Kodak Co Method for preparing a zirconia/zirconium diboride composite
US5931368A (en) 1997-03-28 1999-08-03 Kulicke And Soffa Investments, Inc Long life bonding tool
US6030472A (en) 1997-12-04 2000-02-29 Philip Morris Incorporated Method of manufacturing aluminide sheet by thermomechanical processing of aluminide powders
US6073827A (en) 1998-08-27 2000-06-13 Kulicke & Soffa Investments, Inc. Wire bonding capillary with a conical surface
US6651864B2 (en) * 1999-02-25 2003-11-25 Steven Frederick Reiber Dissipative ceramic bonding tool tip
US6354479B1 (en) * 1999-02-25 2002-03-12 Sjm Technologies Dissipative ceramic bonding tip

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016105494A1 (de) * 2016-03-23 2017-09-28 Hesse Gmbh Bondwerkzeugspitze, bondwerkzeug, verfahren zur herstellung einer bondwerkzeugspitze und verfahren zur herstellung einer bondverbindung
DE102022001130A1 (de) 2022-03-25 2023-09-28 Jonas Münz Sonotrode sowie Vorrichtung und Verfahren zum Ultraschallschweißen von Stahl

Also Published As

Publication number Publication date
US6651864B2 (en) 2003-11-25
US20020096551A1 (en) 2002-07-25
WO2002087817A1 (en) 2002-11-07
US20040046007A1 (en) 2004-03-11
US6935548B2 (en) 2005-08-30
JP2004535665A (ja) 2004-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10296740T5 (de) Ableitende Keramik-Bondwerkzeugspitze
DE69636094T2 (de) Elektrostatischer Halter
DE69924415T2 (de) Heizelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE602005004696T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Sinterkörper mit einem vergrabenen Metallelement
DE60107919T2 (de) Keramisches Heizelement zum Erwärmen von Wafern
DE10146227B4 (de) Siliciumnitrid-Sinterkörper, Leiterplatte und thermoelektrisches Modul
DE10062069B4 (de) Verfahren zum Schneiden einer Seltenerdmetall-Legierung
DE10296690B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Sintermagneten
DE2323096C2 (de) Geformter Feuerfestgegenstand und ein Verfahren zu seiner Herstellung
EP0318641B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung thermischer Energie auf bzw. von einem plattenförmigen Substrat
DE60129507T2 (de) Isotropes Pulvermagnetmaterial, Herstellungsverfahren und harzgebundener Magnet
DE3918964A1 (de) Keramisches heizelement
DE3217026C2 (de)
DE3100776A1 (de) Verfahren zur herstellung von folien aus gesintertem polykristallinen silizium
DE3129946A1 (de) Werkzeugelektrode, herstellungsverfahren und verwendung derselben
DE60301810T2 (de) Durch Kabel betätigte Scheibenbremse
US5288679A (en) Process for producing superconducting wires
DE102011102856A1 (de) Bildung von thermoelektrischen Elementen mittels Endformsintern
DE10085266B4 (de) Elektrostatischer Scheibenhalter
DE102015223443A1 (de) Elektrische Vorrichtung mit einer Umhüllmasse
DE19859119B4 (de) Leiterplatte mit sehr guter Wärmeabstrahlung, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
DE2934968A1 (de) Gesintertes siliciumcarbidprodukt und verfahren zu seiner herstellung
DE60307777T2 (de) Werkzeugeinsatz und zugehöriges Herstellungsverfahren
EP0170867B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes
DE112014006349T5 (de) Bond-Material, Bond-Verfahren und Halbleitervorrichtung für elektrische Energie

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee