DE60200792T2 - Kapillare mit gesteuerter dämpfung - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Werkzeug zur Verwendung beim Bonden von Draht an Halbleitervorrichtungen und insbesondere ein Bonderwerkzeug mit gesteuerten Dämpfungseigenschaften.
  • BESCHREIBUNG DES ZUSAMMENHÄNGENDEN TECHNISCHEN GEBIETS
  • Moderne elektronische Anlagen sind in großem Maße auf gedruckte Leiterplatten angewiesen, auf denen Halbleiterchips, oder integrierte Schaltungen (ICs) angebracht sind. Die mechanischen und elektrischen Verbindungen zwischen dem Chip und dem Trägermaterial (Substrat) stellen Herausforderungen für Chip-Designer dar. Drei wohlbekannte Techniken zum Zusammenschalten der IC mit dem Trägermaterial (Substrat) sind: Drahtbonden, Tape Automated Bonding (TAB) und Flip-Chip.
  • Der häufigste dieser Prozesse ist das Drahtbonden. Beim Drahtbonden ist eine Vielzahl von Bond-Pads (Anschlußflächen) in einem Muster auf der oberen Fläche des Trägermaterials (Substrat) angeordnet, wobei der Chip in der Mitte des Musters aus Anschlußflächen angebracht ist, und die obere Oberfläche des Chips von der oberen Oberfläche des Trägermaterials (Substrats) weg zeigt. Feine Drähte (die Aluminium- oder Golddrähte sein können) sind zwischen den Kontakten auf der oberen Oberfläche des Chips und den Kontakten auf der oberen Oberfläche des Trägermaterials (Substrats) verbunden. Insbesondere werden die verbindenden Drähte durch eine Kapillare, einem nachstehend weiter beschriebenen Bonderwerkzeug, dem Chip und dem Trägermaterial (Substrat) zugeführt und damit verbunden.
  • Kapillare werden zum Ballbonden des Drahtes an elektronische Vorrichtungen, insbesondere an Bond-Pads (Anschlußflächen) von Halbleitervorrichtungen verwendet. Solche Kapillare sind im Allgemeinen aus einem keramischen Material geformt, hauptsächlich aus Aluminiumoxid, Wolframkarbid, Rubin, zirkonverstärktem Aluminium (ZTA), aluminiumverstärktem Zirkon (ATZ) und anderen Materialien. Sehr dünner Draht, im Allgemeinen in der Größenordnung von etwa 1/1000 Zoll (25,4 μm) Gold-, Kupfer- oder Aluminiumdraht, wird durch einen axialen Durchgang in der Kapillare geführt mit einem kleinen Ball, der am Ende des Drahts geformt ist, wobei der Ball außerhalb der Kapillarspitze angeordnet ist. Die ursprüngliche Aufgabe besteht darin, den Ball an eine Anschlußfläche an der Halbleitervorrichtung zu bonden und dann ein weiter entferntes Teilstück entlang des Drahtes an einen Leitungsrahmen oder dergleichen zu bonden. Während des Bonder-Zyklus führen die Kapillare mehr als eine Funktion aus.
  • Nachdem der Ball geformt ist, muss die Kapillare den Ball zuerst teilweise innerhalb der Kapillare zentrieren zum Zwecke des Bondens an den Anschlußfleck. Mit einem ersten Bondierungsschritt wird der Ball an eine Anschlußfläche an einer Halbleitervorrichtung gebondet. Wenn die Kapillare den Ball hinunter auf die Anschlußfläche gibt, wird der Ball zerquetscht und flacht sich ab. Da die Anschlußflächen im Allgemeinen aus Aluminium gefertigt sind, bildet sich ein dünnes Oxid auf der Oberfläche der Anschlußfläche. Um einen geeigneten Bond zu schaffen, ist es vorzuziehen, die Oxidoberfläche aufzubrechen und die Aluminiumoberfläche freizulegen. Eine effektive Art, das Oxid aufzubrechen, besteht darin, die Oberfläche des Oxids mit dem Drahtball zu „scheuern". Der Drahtball wird auf der Oberfläche des Aluminiumoxids platziert und die Kapillare bewegt sich schnell in einer linearen Richtung basierend auf der Ausweitung und Zusammenziehung eines piezo-elektrischen Elements, das innerhalb des Ultraschall-Horns angeordnet ist, an dem die Kapillare befestigt ist. Die schnelle Bewegung zusätzlich zur durch die Anschlußfläche aufgebrachten Wärme bildet eine effektive Verbindung zwischen dem Draht und der Anschlußfläche.
  • Dann leitet die Kapillare den Draht weiter mit einer Schleife, wobei sie den Bonderdraht gleichmäßig aus der Kapillare heraus und dann wieder in die Kapillare hinein führt. Die Kapillare bildet dann einen „Stitch"-Bond und einen „Tack"- oder „Tail"-Bond.
  • Derzeit ist das Thermosonicdrahtbonden der Prozess der Wahl für die Zusammenschaltung von Halbleitervorrichtungen an die sie stützenden Trägermaterialien (Substrate). Der Thermosonicbondprozess hängt teilweise ab von der Übertragung von Ultraschallenergie von dem an einem beweglichen Bondkopf angebrachten Wandler durch ein Werkzeug, z. B. eine Kapillare oder einen Keil, zu dem Ball oder dem Draht, die mit der halbleitenden Vorrichtung oder dem stützenden Trägermaterial (Substrat) verschweißt werden sollen.
  • In bekannten Kapillaren (Bonderwerkzeugen) ist die Geometrie des Bonderwerkzeugs nicht so gestaltet, dass der Energietransfer zu der Grenzfläche zwischen Ball/Draht und Zusammenschaltungsfläche modifiziert wird.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben festgestellt, dass die Steuerung der Ultraschalldämpfung des Werkzeugs für die Steuerung des Bonderprozesses und seiner Ausführung äußerst wichtig ist.
  • Konventionelles Bonderwerkzeugdesign ist jedoch unzureichend, da konventionelles Bonderwerkzeugdesign auf der Verbindungsdrahtsteigung und der Drahtbondschlingenhöhe basiert und die Steuerung der Ultraschalldämpfung nicht berücksichtigt.
  • 1 ist eine Abbildung eines bekannten Bonderwerkzeugs. Wie in 1 gezeigt, weist das Bonderwerkzeug 100 einen zylindrischen Gehäuseteil 102 und einen verjüngten Teil 104 auf. Ein axialer Durchgang 108 erstreckt sich von dem Ende 110 zu der Spitze 106 des Bonderwerkzeugs 100. Ein Bonderdraht (nicht gezeigt) tritt durch den axialen Durchgang 108 und durch die Spitze 106, um schließlich an ein Trägermaterial (Substrat) (nicht gezeigt) gebondet zu werden.
  • Die US-A-5 377 894 offenbart ein Bonderwerkzeug zum Bonden eines feinen Drahts an ein Trägermaterial (Substrat), wobei das Bonderwerkzeug einen ersten zylindrischen Abschnitt umfasst mit einem im Wesentlichen gleichförmigen ersten Durchmesser und einen anderen Abschnitt mit einer ersten vorbestimmten Verjüngung, die mit dem ersten zylindrischen Abschnitt verbunden ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Zur Lösung der vorerwähnten Nachteile bekannter Bonderwerkzeuge betrifft die vorliegende Erfindung ein Bonderwerkzeug, welches die Möglichkeit schafft, die Richtung und die Verstärkung der Werkzeugdämpfung zu steuern.
  • Das Bonderwerkzeug umfasst einen ersten zylindrischen Abschnitt mit einem im Wesentlichen gleichförmigen ersten Durchmesser; einen zweiten zylindrischen Abschnitt mit einem ersten Ende, das mit einem Ende des ersten zylindrischen Abschnitts verbunden ist, wobei der zweite zylindrische Abschnitt einen im Wesentlichen gleichförmigen zweiten Durchmesser aufweist, der geringer ist als der erste Durchmesser; und einen dritten Abschnitt mit einer vorbestimmten Verjüngung, wobei ein erstes Ende des dritten Abschnitts mit einem Ende des zweiten zylindrischen Abschnitts verbunden ist.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Bonderwerkzeug einen ersten zylindrischen Abschnitt mit einem im Wesentlichen gleichförmigen ersten Durchmesser; einen zweiten Abschnitt mit einem ersten Ende, welches mit einem ersten Ende des ersten zylindrischen Abschnitts verbunden ist, wobei der zweite zylindrische Abschnitt aufweist: i) einen Durchmesser, der im Wesentlichen dem ersten Durchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts entspricht und ii) einen ebenen Bereich entlang mindestens eines Teils einer Länge des zweiten Abschnitts; und einen dritten Abschnitt mit einer vorbestimmten Verjüngung, wobei ein erstes Ende des dritten Abschnitts mit einem Ende des zweiten zylindrischen Abschnitts verbunden ist.
  • Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Bonderwerkzeug einen ersten Abschnitt mit einem im Wesentlichen gleichförmigen ersten Durchmesser, wobei der erste Abschnitt einen ebenen Bereich aufweist, der entlang mindestens eines Teils einer Länge des ersten Abschnitts gebildet ist; einen zweiten zylindrischen Abschnitt mit einem ersten Ende, das mit einem Ende des ersten Abschnitts verbunden ist, wobei der zweite zylindrische Abschnitt einen im wesentlichen gleichförmigen zweiten Durchmesser, welcher in etwa dem ersten Durchmesser entspricht, aufweist; und einen dritten Abschnitt mit einer vorbestimmten Verjüngung, wobei ein erstes Ende des dritten Abschnitts mit einem zweiten Ende des zweiten zylindrischen Abschnitts verbunden ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des vorliegenden Erfindung umfasst das Bonderwerkzeug einen ersten zylindrischen Abschnitt mit einem im Wesentlichen gleichförmigen ersten Durchmesser; und einen zweiten zylindrischen Abschnitt mit einem ersten Ende, welches mit einem Ende des ersten zylindrischen Abschnitts verbunden ist, wobei der zweite zylindrische Abschnitt aufweist: i) einen im Wesentlichen gleichförmigen zweiten Durchmesser, der geringer ist als der erste Durchmesser, und ii) einen ebenen Bereich entlang mindestens eines Teils einer Länge des zweiten Abschnitts.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Bonderwerkzeug aus einem einheitlichen Materialstück gebildet.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung verbindet ein Übergangsabschnitt den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der verjüngte Abschnitt einen weiteren verjüngten Abschnitt an einem Ende davon auf.
  • Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Führung zur Positionierung an einem zweiten Ende des ersten Abschnitts des Bonderwerkzeugs angebracht.
  • Diese und andere Aspekte der Erfindung sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und die Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung dargelegt.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung ist am besten der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung zu entnehmen. Es wird betont, dass gemäß allgemeiner Praxis die verschiedenen Merkmale der Zeichnung nicht maßstabsgetreu sind. Im Gegenteil sind die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zur besseren Verdeutlichung sogar willkürlich erweitert oder reduziert. Die Zeichnung beinhaltet die folgenden Figuren:
  • 1 ist eine Seitenansicht eines konventionellen Bonderwerkzeugs;
  • 2 ist eine Abbildung des Ansprechverhaltens eines Bonderwerkzeugs hinsichtlich der Wandlerbewegung;
  • 3A–3H sind verschiedene Ansichten eines Bonderwerkzeugs gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4A–4E sind verschiedene Ansichten eines Bonderwerkzeugs gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ist ein Diagramm, das den Effekt von Ultraschallenergie für ein Bonderwerkzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 6 ist ein Diagramm, das Ultraschallenergie gegenüber Resonanzfrequenz für ein Bonderwerkzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 7 ist ein Diagramm, das die Kapillarversetzung für ein Bonderwerkzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 8 ist eine Abbildung, die die Wechselbeziehung eines beispielhaften Bonderwerkzeugs mit einem Ultraschallwandler zeigt;
  • 9A–9D sind Abbildungen beispielhafter Möglichkeiten zur Ausrichtung eines beispielhaften Bonderwerkzeugs innerhalb eines Ultraschallwandlers;
  • 10A–10D und 11A–11C veranschaulichen Einzelheiten eines Ultraschallwandlers hinsichtlich der Anpassung an das Bonderwerkzeug aus 9A–9D; und
  • 12A–12C sind verschiedene Ansichten eines Bonderwerkzeugs gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die vorliegende Erfindung räumt die Mängel konventioneller Kapillar-Bonderwerkzeuge aus durch Variieren der Masseverteilung entlang der Länge des Bonderwerkzeugs. Im Vergleich zu konventionellen Bonderwerkzeugen benötigt das sich ergebende Bonderwerkzeug weniger Ultraschallenergie, um einen Bond an ein Trägermaterial (Substrat) zu formen. Die Richtung der Ultraschalldämpfung kann durch eine geeignete Gestaltung, wie nachfolgend weiter erörtert, gesteuert und verändert werden.
  • Die Gestaltung von Ultraschall-Bonderwerkzeugen kann durch mathematische Beschreibung der Bewegung des durch einen Ultraschallwandler angetriebenen Werkzeugs erreicht werden. Ein solches System ist durch einen Freiträger dargestellt, wie in Gleichung (1) gezeigt:
  • Gleichung 1
    Figure 00090001
  • Hierbei steht E für den Elastizitätsmodul, I ist das Trägheitsmoment, m ist die Masseverteilung, z ist der Abstand von dem Bewegungsträger, x ist die Wegamplitude (Versatz) senkrecht zum Freiträger, und xo beschreibt die Bewegung des Bewegungsträgers.
  • Die Randbedingungen für Gleichung 1 sind: x(0, t) = X0·ei·ω·t (1)
    Figure 00090002
    m(l, t) = 0 (3)
  • Figure 00100001
  • Hierbei ist:
    l: die Länge des Freiträgers
    V: die Scherung
  • 2 veranschaulicht das Ansprechverhalten eines Bonderwerkzeugs gemäß Gleichung (1). Wie in 2 gezeigt, stellt für die Bonderwerkzeuggestaltung der Freiträger 200 das Bonderwerkzeug dar, 204 die Bewegung xo des Wandlers 202, und 206 die Reaktionsbewegung des Bonderwerkzeugs x(z, t). Da die Masse und das Trägheitsmoment längs des Trägers variieren können, können diese Parameter bei der Gestaltung des Aufbaus und der „Form" eines Bonderwerkzeugs verwendet werden, um eine gewünschte Bond-Ultraschallbewegung zu schaffen.
  • Wie vorstehend erwähnt, werden bei konventionellen Gestaltungen das Trägheitsmoment I, und die Masseverteilung m nicht zum Zwecke der Ultraschalldämpfung gesteuert, sondern ausschließlich zur Ermöglichung der erforderlichen Verbindungsdrahtsteigung und der Drahtbondschlingenhöhe. In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Querschnittsform und die Masseverteilung spezifiziert zur Steuerung der Richtung der Ultraschalldämpfung und/oder Verstärkung derselben.
  • Mehrere Beispiele des Effekts der Auslegung von Flächenträgheitsmoment I und der Masseverteilung m sind gegeben. Tabelle 1 ist eine Summierung der experimentellen Arbeit im Zusammenhang mit der Bestätigung dieses Konzepts. –3
  • Figure 00110001
    Tabelle 1
  • Die 3A–3G sind verschiedene Ansichten eines Kapillar-Bonderwerkzeugs gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3A und 3D sind eine Seitenansicht bzw. eine perspektivische Ansicht eines Bonderwerkzeugs 300 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 3A gezeigt, weist das Bonderwerkzeug 300 einen oberen zylindrischen Gehäuseteil 302, einen unteren zylindrischen Gehäuseteil 304 und einen konischen Gehäuseteil 306 auf. Zwischen dem oberen zylindrischen Gehäuseteil 302 und dem unteren zylindrischen Gehäuseteil 304 ist der Übergangsbereich 312 angeordnet. In dieser beispielhaften Ausführungsform weist der Übergangsbereich 312 eine verjüngte Form auf. Die Erfindung ist jedoch nicht so begrenzt, so dass der Übergangsbereich 312 auch andere Formen haben kann, wie etwa eine gekrümmte Form 312A, wie in 3E gezeigt. Um einen gleichmäßigen Energietransfer durch den Übergangsbereich 312 aufrechtzuerhalten, ist es jedoch vorzuziehen, dass der Übergangsbereich 312 keine scharfe Kante aufweist, so als wenn der Übergangsbereich 312 nur aus einem „stufenförmigen Ansatz" zwischen dem oberen zylindrischen Gehäuseteil 302 und dem unteren zylindrischen Gehäuseteil 304 bestünde.
  • In der beispielhaften Ausführungsform beträgt die Gesamtlänge 301 des Bonderwerkzeugs 300 zwischen etwa 0,300 und 0,600 Zoll (7,62 und 15,24 mm) und vorzugsweise etwa 0,437 Zoll (11,1 mm). Der obere zylindrische Teil 302 weist einen Durchmesser 308 von zwischen etwa 0,0625 und 0,0866 Zoll (1,5875 und 2,20 mm) und vorzugsweise von etwa 0,0625 Zoll (1,59 mm) auf. Der untere zylindrische Gehäuseteil 304 weist einen Durchmesser 314 von zwischen etwa 0,0342 und 0,0625 Zoll (0,86868 und 1,5875 mm) auf und beginnt bei einer Position 328 zwischen etwa 0,020 und 0,279 Zoll (0,508 und 7,0866 mm) von dem Ende 332 des Bonderwerkzeugs 300. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt der Durchmesser 314 etwa 0,0342 Zoll (0,868 mm). Der Winkel 313 des Übergangsbereichs 312 beträgt etwa 90°.
  • 3B ist eine Querschnittsseitenansicht des Bonderwerkzeugs 300. Wie in 3B gezeigt, erstreckt sich der axiale Durchgang 320 von dem Ende 322 zum Ende 332 des Bonderwerkzeugs 300. In der beispielhaften Ausführungsform weist der axiale Durchgang 320 eine im Wesentlichen kontinuierlich verjüngte Form auf mit einem vorbestimmten Winkel 326 von zwischen etwa 2° und 5° und vorzugsweise zwischen etwa 2° und 3°. Die Erfindung ist jedoch nicht so begrenzt und es ist möglich, dass der axiale Durchgang 320 einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser aufweist oder nur über einen Teil der Länge des Bonderwerkzeugs 300 verjüngt ist. Letzteres kann wünschenswert sein, um das Einfügen des Drahts an dem oberen Ende 322 des Bonderwerkzeugs 300 zu vereinfachen. Beispiele solch alternativer axialer Durchgänge sind in den 3F und 3G abgebildet. Wie in 3F gezeigt, weist der axiale Durchgang 320 einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser 330 entlang einer bedeutenden Länge des Bonderwerkzeugs 300 auf. In 3G weist der axiale Durchgang 320 einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser 340 entlang eines bedeutenden Teils der Länge des Bonderwerkzeugs 300 auf, und weist eine an das Ende 322 des Bonderwerkzeugs 300 angrenzende Verjüngung 342 auf.
  • Um die strukturelle Integrität des Bonderwerkzeugs 300 aufrechtzuerhalten, muss der Abstand zwischen dem axialen Durchgang 320 und der äußeren Wandung 327 während der Gestaltung des Bonderwerkzeugs 300 mit in Betracht gezogen werden. Die Erfinder beziehen sich auf diesen Abstand als die „minimale Wandungsstärke" (MWT) 324. Es wird nun auf 3H Bezug genommen, die einen vergrößerten Querschnitt des Bonderwerkzeugs 300 zeigt, welcher die MWT 324 detailliert wiedergibt. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die MWT 324 des Bonderwerkzeugs 300 zwischen etwa 0,0004–0,01625 Zoll (0,01 mm–0,41 mm).
  • Unter Bezugnahme auf 3C wird eine detaillierte Querschnittsansicht des konischen Gehäuseteils 306 gezeigt. In 3C erstreckt sich die Spitze 310 von dem unteren Ende des konischen Gehäuseteils 306. In der beispielhaften Ausführungsform beträgt der äußere Winkel 318 der Spitze 310 zwischen etwa 5° und 20°, vorzugsweise etwa 10°, während der äußere Winkel 316 des konischen Gehäuseteils 306 zwischen etwa 17° und 31° beträgt. An sich bildet der Übergangsabschnitt 334 den Übergang zwischen dem konischen Gehäuseteil 306 und der Spitze 310. Wie in 3C gezeigt, bleibt der Winkel des axialen Durchgangs 320 durch die Länge des konischen Gehäuseteils 306 und den Großteil der Länge der Spitze 310 hindurch im Wesentlichen konstant. An dem unteren Teil der Spitze 310 jedoch verringert sich bezüglich der Längsachse der Winkel des axialen Durchgangs 320 auf etwa 0°, wodurch sich ein Durchgang 336 mit einem im Wesentlichen gleichförmigen Durchmesser durch die restliche Spitze 310 ergibt.
  • Wie vorstehend erwähnt, schließen die Materialien, die zur Bildung von Kapillar-Bonderwerkzeugen verwendet werden, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid, Wolframkarbid, Rubin, ZTA und ATZ mit ein. Es wird erwogen, dass die beispielhaften Bonderwerkzeuge als ein einheitliches Stück geformt werden, entweder durch maschinelle Bearbeitung und/oder durch Formen der vorstehenden Materialien.
  • Unter Bezugnahme auf 4A–4E wird eine zweite beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die 4A und 4E stellen eine Seitenansicht bzw. eine perspektivische Ansicht eines Bonderwerkzeugs 400 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Wie in 4A gezeigt, weist das Bonderwerkzeug 400 einen oberen zylindrischen Gehäuseteil 402, einen unteren Gehäuseteil 404 und einen konischen Gehäuseteil 406 auf.
  • Ein bemerkenswerter Unterschied zwischen den ersten und zweiten beispielhaften Ausführungsformen besteht darin, dass der untere Gehäuseteil 404 ebene Teile 403, 405 parallel zueinander auf gegenüberliegenden Seiten des unteren Gehäuseteils 404 aufweist. In der beispielhaften Ausführungsform beträgt der Abstand 414 zwischen dem ebenen Teil 403 und 405 zwischen etwa 0,0345 und 0,0625 Zoll (0,8763 und 1,5875 mm). Ein anderer Unterschied besteht darin, dass der untere Gehäuseteil 404 einen Durchmesser aufweist, der im Wesentlichen dem Durchmesser 408 des oberen Gehäuseteils 402 entspricht. In einer bevorzugten Ausführungsform entspricht der Durchmesser des unteren Gehäuseteils 404 dem des oberen Gehäuseteils 402. 4C ist eine Draufsicht bezüglich des Querschnitts C-C von 4A, die das Verhältnis zwischen den ebenen Teilen 403, 405 und dem Durchmesser 408 des unteren Gehäuseteils 404 zeigt.
  • 4B ist eine Querschnittsseitenansicht des Bonderwerkzeugs 400. Wie in 4B gezeigt, erstreckt sich der axiale Durchgang 420 von dem Ende 422 zum Ende 432 des Bonderwerkzeugs 400. In der beispielhaften Ausführungsform weist der axiale Durchgang 420 eine im Wesentlichen kontinuierlich verjüngte Form mit einem vorbestimmten Winkel 426 (detailliert in 4D gezeigt) von zwischen etwa 2° und 5° und vorzugsweise zwischen etwa 2° und 3° auf. Die Erfindung ist jedoch nicht so begrenzt und es wird erwogen, dass der axiale Durchgang 420 einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser aufweisen kann oder nur über einen Teil der Länge des Bonderwerkzeugs 400 verjüngt sein kann, ähnlich der ersten beispielhaften Ausführungsform. Ähnlich der ersten beispielhaften Ausführungsform werden die Übergangsbereiche 412, 413 als Übergang von dem oberen zylindrischen Gehäuseteil 402 zum unteren Gehäuseteil 404 im Bereich der ebenen Teile 403 bzw. 405 verwendet. Obwohl die Übergangsbereiche 412, 413 in 4B mit einer abgeschrägten Form (eine ebene glatte Oberfläche) gezeigt sind, erwägen die Erfinder, dass eine nicht ebene Oberfläche, wie etwa eine gekrümmte Oberfläche ähnlich der, die in 3D gezeigt ist, verwendet werden kann.
  • Die Erfinder haben herausgefunden, dass durch eine nicht symmetrische Form das Bonderwerkzeug gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform eine unterschiedliche Steifheit entlang der x-Achse im Vergleich zu der Steifheit entlang der y-Achse aufweist. Dieser Unterschied kann durch Variieren der Länge und/oder Breite der ebenen Bereiche 403, 405 gesteuert werden. Wie für den Fachmann offensichtlich, steht die Breite der ebenen Bereiche 403, 405 in direktem Zusammenhang zum Abstand 414 zwischen den ebenen Bereichen 403, 405. D. h., je größer die Breite der ebenen Bereiche 403, 405, desto geringer ist der Abstand 414 zwischen ihnen.
  • In allen anderen Belangen ist die zweite beispielhafte Ausführungsform ähnlich der ersten beispielhaften Ausführungsform.
  • 5 stellt ein Diagramm 500 dar. In 5 stellt das Diagramm 500 den Effekt der verringerten Masse des unteren Gehäuseteils 304, 404 durch die Wegamplitude bzw. den Versatz 206 (gezeigt in 2) des Bonderwerkzeugs 300, 400 aufgrund der Aufprägung einer Ultraschallwelle entlang der Länge des Bonderwerkzeugs 300, 400, von der Ansatzstelle des Wandlers (nicht gezeigt) zum freien Bondende (Spitze 310, 410) grafisch dar. In 5 gibt die Ordinate die Position vom Boden des Wandlers in Zoll und die Abszisse die Wegamplitude des Bonderwerkzeugs in μm wider. Das Diagramm 500 stellt eine Vielzahl von Bonderwerkzeugen dar, bei denen die Position und die Geometrie des unteren Gehäuseteils 304, 404 variiert. In 5 wird die Position der Nullverlagerung der Werkzeugbewegung (Wegamplitude Null) aufgrund von Ultraschallenergie bei einer festen Frequenz als Knotenpunkt 502 gezeigt. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Masse des unteren Gehäuseteils 304, 404 angepasst, um den Knotenpunkt des Bonderwerkzeugs 300, 400 auf 502 zu setzen. Die Erfinder haben bestimmt, dass das Anpassen der Masse des unteren Gehäuseteils 304, 404, um den Knotenpunkt auf 502 zu setzen, die Wirksamkeit des Bonderwerkzeugs maximiert. In 5 veranschaulicht die Kurve 504 das Ansprechverhalten eines konventionellen (Referenz-)Bonderwerkzeugs und die Kurven 506–518 veranschaulichen das Ansprechverhalten von Bonderwerkzeugen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In 6 stellt das Diagramm 600 Ultraschallenergie gegenüber Resonanzfrequenz für die Wegamplitude einer befestigten Werkzeugspitze dar. In 6 sind die Resonanzpunkte 602–624 als Kurve 626 gezeigt und grafisch dargestellt. Wie in 6 veranschaulicht, stellt der Punkt 624 das bekannte Referenzwerkzeug dar und zeigt im Vergleich zu den Werkzeugen gemäß der vorliegenden Erfindung (gezeigt in Punkten 602–622) einen signifikant höheren Energiebedarf an. Das Diagramm 600 zeigt, dass das Abstimmen der Masse des Bonderwerkzeugs 300, 400 im unteren Gehäuseteil 304, 404 den Energiebedarf merklich reduziert.
  • In 7 stellt das Diagramm 700 die Wegamplitude von Bonderwerkzeugen gemäß der vorliegenden Erfindung und gemäß einem konventionellen Bonderwerkzeug grafisch dar. Wie in 7 gezeigt, ist die Wegamplitude eines Bonderwerkzeugs, bei dem die Geometrie durch Steuerung des Flächenträgheitsmoments I optimiert ist, durch maschinelles Bearbeiten der in den beispielhaften Ausführungsformen veranschaulichten Merkmale, größer als die eines Standard-Schaft-Bonderwerkzeugs. Das Studium von 7 zeigt, dass, für das Drahtbonden, die Kurve der Wegamplitude der Spitze größer ist als die eines Standard-Bonderwerkzeugs (Kurve 706) sowohl vor (Kurve 702) als auch nach (Kurve 704) der Verwendung der gesteuerten Geometrie-Kapillare gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Die Erfinder haben außerdem festgestellt, dass die gesteuerte Dämpfung des beispielhaften Bonderwerkzeugs zu qualitativ höherwertigen Bonds führt. Tabelle 2 ist eine Datenzusammenstellung, die verschiedene Bonderwerkzeuge, Bondenergie (Ultraschall), Bondkraft, und die zur Zerstörung des Bonds benötigte Scherkraft zeigt. Wie klar gezeigt, schafft das beispielhafte Bonderwerkzeug, während es weniger als 50% der Energie eines konventionellen Bonderwerkzeugs benötigt, Bonds, die sich durch hervorragende Scherfestigkeit auszeichnen.
  • Figure 00190001
    Tabelle 2
  • Tabelle 3 ist eine Datenzusammenstellung, die die hervorragende Zugfestigkeit von Bonds, die mittels Bonderwerkzeugen gemäß der vorliegenden Erfindung gefertigt wurden, im Vergleich zu einem konventionellen Bonderwerkzeug, zeigt.
  • Figure 00200001
    Tabelle 3
  • 8 ist eine Abbildung, die die Wechselbeziehung eines beispielhaften Bonderwerkzeugs 300, 400 mit dem Ultraschallwandler 800 zeigt. Wie in 8 gezeigt, wird das Bonderwerkzeug 300, 400 in die Öffnung 804 des Ultraschallwandlers 800 eingesetzt.
  • Das Bonderwerkzeug 400, das vorstehend unter Bezug auf die zweite beispielhafte Ausführungsform beschrieben ist, weist Ausrichtungsqualitäten aufgrund der Platzierung der ebenen Bereiche 403, 405 im unteren Gehäuseteil 404 auf. Damit kann es wünschenswert sein, das Bonderwerkzeug 400 innerhalb des Ultraschallwandlers 800 auszurichten, um mehr Ultraschallenergie entlang einer Achse, im Vergleich zur orthogonalen Achse, in einer wirksamen Weise zu leiten. Eine Möglichkeit, eine geeignete Ausrichtung sicherzustellen besteht in der Platzierung eines Lokalisierers auf dem Bonderwerkzeug 400, der mit einem ähnlichen Lokalisierer auf dem Ultraschallwandler zusammenpasst. Beispielhafte Konzepte sind unter Bezug auf 9A–9D erläutert.
  • In 9A–9D sind beispielhafte Konzepte zur Ausrichtung des Bonderwerkzeugs 400 innerhalb des Ultraschallwandlers 800 (gezeigt in 8) gezeigt. In 9A ist eine entlang eines unteren Teils des Bonderwerkzeugs 400 platzierte Lokalisierungsebene 900 gezeigt. In 9B ist eine entlang eines unteren Teils des Bonderwerkzeugs 400 platzierte abgeschrägte Lokalisierungsebene 902 gezeigt. Die abgeschrägte Ebene ist in einem Winkel γ unter Bezug auf die Längsachse des Bonderwerkzeugs 400 geformt.
  • In 9C ist eine entlang eines unteren Teils des Bonderwerkzeugs 400 platzierte Lokalisierungskeilnut 904 gezeigt. In der beispielhaften Ausführungsform weist die Keilnut 904 eine gleichförmige Tiefe orthogonal zur Längsachse auf. Die Erfindung ist jedoch nicht so begrenzt, und wie in 9D gezeigt, kann die Keilnut eine abgeschrägte Form so wie die Keilnut 906, eine gekrümmte oder elliptische Form, oder eine gekerbte Form aufweisen. Unter Bezug auf die vorerwähnten Konzepte zur Ausrichtung kann der Lokalisierer (900, 902, 904, 906) entweder entlang der gleichen Ebene wie die ebenen Teile 403, 405 oder orthogonal dazu, in Abhängigkeit von den spezifischen Bondanforderungen, platziert werden. Auf diese Weise kann die Energieeffizienz in der gewünschten Richtung maximiert werden.
  • In den 10A–10D sind die Details des Ultraschallwandlers 800 im Hinblick auf das Einpassen des Bonderwerkzeugs (gezeigt in den 9A und 9B) gezeigt. Die 10A und 10B sind eine Draufsicht bzw. eine Querschnittsseitenansicht des Endteils des Ultraschallwandlers 800. In den 10A und 10B ist die Öffnung 1000 in den Ultraschallwandler 800 mit einem ebenen Teil 1002 zur Einpassung der Lokalisierungsebene 900 (gezeigt in 9A) eingeformt, wodurch das Bonderwerkzeug 400 innerhalb des Ultraschallwandlers 800 richtig ausgerichtet wird, um eine hervorragende Energieeffizienz entlang einer gewünschten Bondrichtung bereitzustellen. Entsprechend zeigt 10C eine Öffnung 1004 mit einem abgeschrägten ebenen Teil 1006 zum Einpassen der abgeschrägten Lokalisierungsebene 902 (gezeigt in 9B). Wie in 10C gezeigt, ist der ebene Teil 1006 der Öffnung 1004 in einem ähnlichen Winkel γ zu dem der abgeschrägten Ebene 902 geformt. 10D ist eine perspektivische Ansicht des Endteils des Ultraschallwandlers 800 und zeigt die Öffnung 1000, 1004.
  • In gleicher Weise zeigen die 11A–11C eine Öffnung 1100 im Ultraschallwandler 800 mit einem hervorstehenden Teil 1102 zum Einpassen einer entsprechenden Keilnut 904, 906 (gezeigt in 9C–9D). Obwohl nicht in diesen Figuren gezeigt, versteht es sich, dass der hervorstehende Teil 1102 in einem Winkel geformt ist, der mit der abgeschrägten Keilnut 906 (gezeigt in 9D) zusammenpasst. Obwohl nicht speziell gezeigt, versteht es sich, dass Keilnuten gekrümmter, elliptischer oder gekerbter Form auch in einem Winkel relativ zur Längsrichtung des Bonderwerkzeugs geformt sein können. An sich können die hervorstehenden Teile auch in einem entsprechenden Winkel geformt sein, damit sie mit den abgeschrägten Keilnuten gekrümmter, elliptischer oder gekerbter Form zusammenpassen.
  • Eine dritte beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den 12A–12C gezeigt. 12A ist eine Querschnittsseitenansicht des Bonderwerkzeugs 1200 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 12A gezeigt, weist das Bonderwerkzeug 1200 einen oberen Gehäuseteil 1202, einen unteren zylindrischen Gehäuseteil 1204 und einen konischen Gehäuseteil 1206 auf. Entlang einer Länge des oberen Gehäuseteils 1202 befindet sich der ebene Bereich 1203. In dieser Ausführungsform dient der ebene Bereich 1203 dazu, sowohl die Masse als auch das Trägheitsmoment des Bonderwerkzeugs 1200 zu verändern und ein Mittel zur Ausrichtung des Bonderwerkzeugs 1200 in einem Ultraschallwandler bereitzustellen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform beträgt die Länge des ebenen Teils 1203 etwa 0,177 Zoll (4,50 mm), der Durchmesser des unteren zylindrischen Abschnitts 1204 beträgt etwa 0,0625 Zoll (1,59 mm), und der Abstand zwischen dem ebenen Teil 1203 und der äußeren Wandung des oberen Gehäuseteils 1202 gegenüber dem ebenen Teil beträgt mindestens 0,05 Zoll (1,27 mm). Wie vorstehend erwähnt, muss in der ersten beispielhaften Ausführungsform die MWT (gezeigt zum Beispiel in 3H) zwischen dem ebenen Teil 1203 und der inneren Wandung des axialen Durchgangs 1220 zum Zwecke der Integrität des Werkzeugs aufrechterhalten werden. In allen anderen Belangen ist diese Ausführungsform ähnlich den ersten und zweiten beispielhaften Ausführungsformen.
  • Eine vierte beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Bonderwerkzeug mit einem oberen zylindrischen Teil, einem unteren Gehäuseteil und einem konischen Gehäuseteil. Entlang einer Länge des unteren Gehäuseteils befindet sich ein ebener Bereich. Die vierte beispielhafte Ausführungsform stellt eine Kombination der ersten und zweiten beispielhaften Ausführungsformen dar. In dieser Ausführungsform verändern der untere Gehäuseteil und der ebene Bereich die Masse und das Trägheitsmoment des Bonderwerkzeugs, wodurch die Dämpfung des Bonderwerkzeugs beeinflusst wird.
  • Wie vorstehend erwähnt, muss in der ersten beispielhaften Ausführungsform die MWT (gezeigt zum Beispiel in 3H) zwischen dem ebenen Teil und der inneren Wandung des axialen Durchgangs zum Zwecke der Integrität des Werkzeugs aufrechterhalten werden. In allen anderen Belangen ist diese Ausführungsform ähnlich den ersten und zweiten beispielhaften Ausführungsformen.

Claims (34)

  1. Bonderwerkzeug (300) zum Bonden eines feinen Drahtes an ein Trägermaterial (Substrat), wobei das Bonderwerkzeug umfasst: einen ersten zylindrischen Abschnitt (302) mit einem im Wesentlichen gleichförmigen Durchmesser (308); und einen dritten Abschnitt (306) mit einer ersten vorbestimmten Verjüngung (316), wobei ein erstes Ende des dritten Abschnitts mit einem zweiten Ende eines zweiten zylindrischen Abschnitts (304) verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, dass der zweite zylindrische Abschnitt (304) ein erstes Ende aufweist, welches mit einem Ende des ersten zylindrischen Abschnitts (302) verbunden ist, wobei der zweite zylindrische Abschnitt einen im Wesentlichen gleichförmigen zweiten Durchmesser (314) aufweist, der geringer ist als der erste Durchmesser (308).
  2. Bonderwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die erste vorbestimmte Verjüngung (316) einen Winkel zwischen etwa 17° und 31° aufweist.
  3. Bonderwerkzeug nach Anspruch 1, wobei der verjüngte Abschnitt (306) einen weiteren verjüngten Abschnitt (310) mit einer zweiten vorbestimmten Verjüngung (318) aufweist, wobei der weitere verjüngte Abschnitt mit dem dritten Abschnitt (306) an einem zweiten Ende davon verbunden ist.
  4. Bonderwerkzeug nach Anspruch 3, wobei die erste vorbestimmte Verjüngung (316) einen Winkel von etwa 20° und die zweite vorbestimmte Verjüngung (318) einen Winkel von etwa 10° aufweist.
  5. Bonderwerkzeug nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend einen axialen Durchgang (320), welcher sich entlang einer Längsachse des Bonderwerkzeugs von einem ersten Ende (322) des Bonderwerkzeugs (300) zu einem zweiten Ende (332) des Bonderwerkzeugs (300) erstreckt.
  6. Bonderwerkzeug nach Anspruch 5, wobei der axiale Durchgang (320) einen ersten Durchmesser an einem ersten Ende des ersten zylindrischen Abschnitts (302) und einen zweiten Durchmesser an einer Spitze des ersten verjüngten Abschnitts (306) aufweist, wobei der erste Durchmesser größer als der zweite Durchmesser ist.
  7. Bonderwerkzeug nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend einen Übergangsabschnitt (312), der die Verbindung zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt (302) und dem zweiten zylindrischen Abschnitt (304) darstellt.
  8. Bonderwerkzeug nach Anspruch 7, wobei der Übergangsabschnitt (312) sowohl ein verjüngter als auch ein gekrümmter Abschnitt (312A) sein kann.
  9. Bonderwerkzeug nach Anspruch 1, wobei das Bonderwerkzeug aus mindestens einem Element aus der aus Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid, Wolframkarbid, Rubin, Keramik und Zirkoniumoxid bestehenden Gruppe gebildet ist.
  10. Bonderwerkzeug nach Anspruch 1, wobei das erste Ende des zweiten zylindrischen Abschnitts (304) sich in einem vorbestimmten Abstand (328) von einer Spitze (332) des Bonderwerkzeugs befindet.
  11. Bonderwerkzeug nach Anspruch 10, wobei der Abstand (328) zwischen etwa 0,200 und 0,279 Zoll (5,08 und 7,0866 mm) beträgt.
  12. Bonderwerkzeug nach Anspruch 1 oder 7, wobei das Bonderwerkzeug aus einem einheitlichen Materialstück gebildet ist.
  13. Bonderwerkzeug (400) zum Bonden eines feinen Drahts an ein Trägermaterial (Substrat), wobei das Bonderwerkzeug umfasst: einen ersten zylindrischen Abschnitt (402) mit einem im Wesentlichen gleichförmigen ersten Durchmesser (408); und einen dritten Abschnitt (406) mit einer ersten vorbestimmten Verjüngung (416), wobei ein erstes Ende des dritten Abschnitts mit einem zweiten Ende eines zweiten zylindrischen Abschnitts (404) verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (404) ein erstes Ende aufweist, welches mit einem ersten Ende des ersten zylindrischen Abschnitts (402) verbunden ist, wobei der zweite zylindrische Abschnitt aufweist: i) einen Durchmesser, der im Wesentlichen gleich dem ersten Durchmesser (408) des ersten zylindrischen Abschnitts (402) ist, und ii) einen ebenen Bereich (403, 405) entlang mindestens eines Teils einer Länge des zweiten Abschnitts (404).
  14. Bonderwerkzeug nach Anspruch 13, wobei der ebene Bereich zwei ebene Bereiche (403, 405) aufweist, die sich im Wesentlichen parallel zueinander an gegenüberliegenden Seiten des zweiten Abschnitts (404) befinden.
  15. Bonderwerkzeug nach Anspruch 14, wobei ein Abstand (414) zwischen den ebenen Oberflächen (403, 405) zwischen etwa 0,0345 und 0,0625 Zoll (0,8763 und 1,5875 mm) beträgt.
  16. Bonderwerkzeug nach Anspruch 13, wobei der ebene Bereich (403, 405) sich auf einen Teil des dritten Abschnitts (406) erstreckt.
  17. Bonderwerkzeug nach Anspruch 13, wobei die erste vorbestimmte Verjüngung (416) einen Winkel zwischen etwa 17° und 31° aufweist.
  18. Bonderwerkzeug nach Anspruch 13, wobei der verjüngte Abschnitt (406) einen weiteren verjüngten Abschnitt (410) aufweist mit einer zweiten vorbestimmten Verjüngung (418), wobei der weitere verjüngte Abschnitt mit dem dritten Abschnitt (406) an einem zweiten Ende davon verbunden ist.
  19. Bonderwerkzeug nach Anspruch 18, wobei die erste vorbestimmte Verjüngung (416) einen Winkel von etwa 20° und die zweite vorbestimmte Verjüngung (418) einen Winkel von etwa 10° aufweist.
  20. Bonderwerkzeug nach Anspruch 13, des Weiteren umfassend einen axialen Durchgang (420), der sich entlang einer Längsachse des Bonderwerkzeugs von einem ersten Ende (422) des Bonderwerkzeugs (400) zu einem zweiten Ende (432) des Bonderwerkzeugs (400) erstreckt.
  21. Bonderwerkzeug nach Anspruch 20, wobei der axiale Durchgang (420) einen ersten Durchmesser an einem ersten Ende des ersten zylindrischen Abschnitts (402) und einen zweiten Durchmesser (436) an einer Spitze des verjüngten Abschnitts (406) aufweist, wobei der erste Durchmesser größer ist als der zweite Durchmesser (436).
  22. Bonderwerkzeug nach Anspruch 13, wobei sich das erste Ende des zweiten Abschnitts (404) in einem vorbestimmten Abstand von einem Ende (432) des Bonderwerkzeugs (400) befindet.
  23. Bonderwerkzeug nach Anspruch 22, wobei der Abstand etwa zwischen 0,200 und 0,279 Zoll (5,08 und 7,0866 mm) beträgt.
  24. Bonderwerkzeug nach Anspruch 13, wobei das Bonderwerkzeug aus einem einheitlichen Materialstück gebildet ist.
  25. Bonderwerkzeug nach Anspruch 13, wobei das Bonderwerkzeug zur Verwendung mit einem Wandler (800) ausgelegt ist, wobei das Bonderwerkzeug umfasst: eine Führung (900; 902; 904; 906), die an einem ersten Ende (422) des ersten zylindrischen Abschnitts (402) angeordnet ist, wobei die Führung das Bonderwerkzeug innerhalb des Wandlers positioniert.
  26. Bonderwerkzeug nach Anspruch 25, wobei die Führung sowohl ein ebener Teil (900; 902) als auch eine Öffnung (904; 906) sein kann, die entlang eines oberen Teils des ersten zylindrischen Abschnitts (402) geformt ist.
  27. Bonderwerkzeug (1200) zum Bonden eines feinen Drahts an ein Trägermaterial (Substrat), wobei das Bonderwerkzeug umfasst: einen ersten zylindrischen Abschnitt (1202) mit einem im Wesentlichen gleichförmigen ersten Durchmesser; und einen dritten Abschnitt (1206) mit einer ersten vorbestimmten Verjüngung, wobei ein erstes Ende des dritten Abschnitts (1206) mit einem zweiten Ende eines zweiten zylindrischen Abschnitts (1204) verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (1202) einen ebenen Teil (1203) aufweist, der entlang mindestens eines Teils einer Länge des ersten Abschnitts gebildet ist; und der zweite zylindrische Abschnitt (1204) ein erstes Ende aufweist, das mit einem Ende des ersten Abschnitts (1202) verbunden ist, wobei der zweite zylindrische Abschnitt einen im Wesentlichen gleichförmigen zweiten Durchmesser, welcher in etwa dem ersten Durchmesser entspricht, aufweist.
  28. Bonderwerkzeug (1200) zum Bonden eines feinen Drahts an ein Trägermaterial (Substrat), wobei das Bonderwerkzeug umfasst: einen ersten zylindrischen Abschnitt (1202) mit einem im Wesentlichen gleichförmigen ersten Durchmesser; und einen dritten Abschnitt (1206), der ein konischer Abschnitt ist mit einer ersten vorbestimmten Verjüngung, wobei ein erstes Ende des konischen Abschnitts (1206) mit einem zweiten Ende des ersten zylindrischen Abschnitts (1202) verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (1202) einen ebenen Teil (1203) aufweist, der entlang mindestens eines Teils einer Länge des ersten Abschnitts (1202) gebildet ist.
  29. Bonderwerkzeug nach Anspruch 28, wobei das erste Ende des konischen Abschnitts einen Durchmesser aufweist, der im Wesentlichen dem ersten Durchmesser entspricht.
  30. Bonderwerkzeug zum Bonden eines feinen Drahts an ein Trägermaterial (Substrat), wobei das Bonderwerkzeug umfasst: einen ersten zylindrischen Abschnitt mit einem im Wesentlichen gleichförmigen ersten Durchmesser; und einen dritten Abschnitt mit einer vorbestimmten Verjüngung, wobei ein erstes Ende des dritten Abschnitts mit einem zweiten Ende eines zweiten zylindrischen Abschnitts verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, dass der zweite zylindrische Abschnitt ein erstes Ende aufweist, welches mit einem Ende des ersten zylindrischen Abschnitts verbunden ist, wobei der zweite zylindrische Abschnitt aufweist: i) einen im Wesentlichen gleichförmigen zweiten Durchmesser, der geringer ist als der erste Durchmesser, und ii) einen ebenen Bereich entlang mindestens eines Teils einer Länge des zweiten Abschnitts.
  31. Bonderwerkzeug nach Anspruch 30, wobei der ebene Bereich zwei ebene Bereiche aufweist, die sich im Wesentlichen parallel zueinander an gegenüberliegenden Seiten des zweiten zylindrischen Abschnitts befinden.
  32. Bonderwerkzeug nach Anspruch 30, des Weiteren umfassend einen axialen Durchgang, welcher sich entlang einer Längsachse des Bonderwerkzeugs von einem ersten Ende des Bonderwerkzeugs zu einem zweiten Ende des Bonderwerkzeugs erstreckt.
  33. Bonderwerkzeug nach Anspruch 30, des Weiteren umfassend einen Übergangsabschnitt, der zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt und dem zylindrischen zweiten Abschnitt eingefügt ist.
  34. Bonderwerkzeug nach Anspruch 33, wobei der Übergangsabschnitt ein verjüngter oder ein gekrümmter Abschnitt oder beides sein kann.
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