KR101251746B1 - 고유 진동수 조정이 가능한 초음파 혼 - Google Patents

고유 진동수 조정이 가능한 초음파 혼 Download PDF

Info

Publication number
KR101251746B1
KR101251746B1 KR1020110013656A KR20110013656A KR101251746B1 KR 101251746 B1 KR101251746 B1 KR 101251746B1 KR 1020110013656 A KR1020110013656 A KR 1020110013656A KR 20110013656 A KR20110013656 A KR 20110013656A KR 101251746 B1 KR101251746 B1 KR 101251746B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ultrasonic horn
body portion
frequency
junction
shape
Prior art date
Application number
KR1020110013656A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120094269A (ko
Inventor
이수일
하창용
김종형
Original Assignee
서울과학기술대학교 산학협력단
서울시립대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울과학기술대학교 산학협력단, 서울시립대학교 산학협력단 filed Critical 서울과학기술대학교 산학협력단
Priority to KR1020110013656A priority Critical patent/KR101251746B1/ko
Publication of KR20120094269A publication Critical patent/KR20120094269A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101251746B1 publication Critical patent/KR101251746B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B23K20/106—Features related to sonotrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/0207—Driving circuits
    • B06B1/0223—Driving circuits for generating signals continuous in time
    • B06B1/0269—Driving circuits for generating signals continuous in time for generating multiple frequencies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

본 발명은 고유 진동수 조정이 가능한 초음파 혼에 관한 것이다. 본 발명의 초음파 혼은 몸체부와, 몸체부의 하단 중앙에 위치하는 접합부와, 몸체부를 홀더에 고정하는 지지부와, 몸체부의 측면에서 폭 방향으로 관통하는 구멍 형상과 몸체부의 양 끝단에 홈 형상으로 형성된 진동수 조정부를 포함한다. 폭 방향으로 관통하는 구멍 형상의 진동수 조정부는 양 끝단이 중간보다 더 넓은 I자 형상일 수 있다.
본 발명에 따른 초음파 혼은 몸체부에 진동수 조정부를 형성함으로써 초음파 혼의 길이를 변화시키지 않으면서 초음파 혼의 고유 진동수를 변화시킬 수 있다. 또한 폭 방향으로 관통하는 구멍 형상의 진동수 조정부가 I자 형상으로 형성되면 초음파 혼이 압력 하중에 더 강건하게 된다.

Description

고유 진동수 조정이 가능한 초음파 혼 {Ultrasonic horn capable of adjusting natural frequency}
본 발명은 고유 진동수 조정이 가능한 초음파 혼에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 몸체부에 구멍 또는 홈 형상으로 형성되어 고유 진동수를 조정하는 진동수 조정부를 포함하는 초음파 혼에 관한 것이다.
반도체 칩은 다양한 어플리케이션에 적용되도록 하기 위해 다양한 크기로 출시되어 있으며, 그 크기가 점점 소형화되고 있다. 초음파 혼은 반도체 패키징 방법 중의 하나인 플립칩 접합 방식에서 접합부에 진동에너지를 가해 플립칩을 접합하는 핵심 부품이다.
플립칩 접합 방식은 와이어 접합 방식에 비해 여러 가지 장점을 가지고 있어 플립칩 방식을 이용한 새로운 형태의 반도체 또는 마이크로시스템 패키징 기법이 개발되었다. 플립칩 접합 방식은 와이어 접합에 비해 접합 시간을 줄일 수 있고, 전기의 경로가 짧아 와류에 의한 성능 저하도 줄일 수 있으며, 또한 칩의 한 표면 전부를 전기적 경로로 사용할 수 있어 집적도 또한 크게 향상된다. 플립칩 접합 방식은 크게 열압착 방식과 열초음파 방식으로 구분할 수 있다. 열압착 방식은 접합부에 열과 압력을 동시에 가하여 접합한다. 열초음파 방식은 열압착 방식에 초음파 진동 에너지를 더하여 열압착 방식보다 더 낮은 온도에서 더 짧은 시간 안에 접합을 가능하게 한다. 플립칩 접합용 초음파 혼은 열초음파 방식에서 접합부에 진동 에너지를 가해주는 접합의 핵심 부품이다.
실제 공정에서 사용될 초음파 혼을 설계하기 위해서는 많은 변수를 고려해야 한다. 초음파 혼의 타입과 더불어 접합재 및 초음파 혼의 재질, 칩의 크기, 가열 방식 및 지지방식 등이 어플리케이션에 따라 변경되어야 한다. 그 중에서도 가장 중요하게 고려해야 할 부분은 초음파 혼의 고유 진동수 대역이다. 일반적으로 초음파 혼은 공진 시에 길이방향의 진동모드를 이용하여 접합에너지를 전달한다. 이때 길이방향 진동모드를 일으키는 고유 진동수의 값에 따라 진동 변위 및 전달에너지의 크기가 좌우된다.
초음파 혼의 고유 진동수를 결정하는 가장 중요한 요인은 초음파 혼의 길이이다. 따라서 초음파 혼의 고유 진동수를 조정하기 위해서는 초음파 혼의 길이를 변화시켜야 한다. 그러나 초음파 혼은 설치되는 장소나 초음파 혼을 고정하기 위한 홀더 등에 의해 그 길이를 원하는 대로 변화시키지 못하는 경우가 종종 발생한다.
특히 초음파 혼의 고유 진동수를 높이게 되면 상대적으로 작은 진폭 변위에서도 높은 진동 에너지를 전달할 수 있다. 반도체 칩이 계속 소형화되는 추세라는 것을 고려할 때 미세 피치의 플립칩 접합을 가능하도록 하기 위해서는 작은 진폭 변위에서도 접합력을 유지할 수 있는 고주파 대역의 초음파 혼 개발이 필요하다.
본 발명의 목적은 초음파 혼의 길이를 변화시키지 않으면서 초음파 혼의 고유 진동수를 변화시킬 수 있는 초음파 혼을 제공하는 것이다. 특히, 초음파 혼의 고유 진동수를 높여 작은 진폭 변위에서도 접합력을 유지할 수 있는 고주파 대역의 초음파 혼을 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 혼은 몸체부, 접합부, 지지부, 진동수 조정부를 포함한다. 접합부는 몸체부의 하단에 위치하며 몸체부가 진동함에 따라 플립칩을 접합한다. 지지부는 몸체부를 홀더에 고정한다. 진동수 조정부는 몸체부에 구멍 또는 홈 형상으로 형성되어 고유 진동수를 조정한다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 혼의 지지부는 몸체부의 상단에서 하단으로 관통하여 형성된 고정홀과, 고정홀에 체결되는 체결부를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 혼의 접합부에는 플립칩을 흡입하기 위한 진공홀이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 혼은 몸체부, 접합부, 지지부, 진동수 조정부를 포함한다. 몸체부는 길이, 폭, 높이를 갖는 육면체 형상이다. 접합부는 몸체부의 하단면 중앙에 위치하며 몸체부가 진동함에 따라 플립칩을 접합한다. 지지부는 몸체부를 홀더에 고정한다. 진동수 조정부는 몸체부의 측면에서 폭 방향으로 관통하는 구멍 형상으로 형성되어 고유 진동수를 조정한다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 혼의 진동수 조정부는 몸체부의 중앙에 직육면체 형상으로 형성된 구멍일 수 있다. 또한 진동수 조정부는 양 끝단이 중간보다 더 넓은 형상의 구멍일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 혼의 지지부는 고정홀과 체결부를 구비할 수 있다. 고정홀은 몸체부의 상단에서 하단으로 관통하여 형성되며, 체결부는 고정홀에 체결되어 홀더에 고정된다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 혼은 몸체부, 접합부, 지지부, 진동수 조정부를 포함한다. 몸체부는 길이, 폭, 높이를 갖는 육면체 형상이다. 접합부는 몸체부의 하단면 중앙에 위치하며 몸체부가 진동함에 따라 플립칩을 접합한다. 지지부는 몸체부를 홀더에 고정한다. 진동수 조정부는 몸체부의 양 끝단에 홈 형상으로 형성되어 고유 진동수를 조정한다. 진동수 조정부는 각각의 끝단에 복수의 홈으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 혼의 진동수 조정부는 몸체부는 중심을 기준으로 대칭일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 혼은 몸체부, 접합부, 지지부, 진동수 조정부를 포함한다. 몸체부는 길이, 폭, 높이를 갖는 육면체 형상이다. 접합부는 몸체부의 하단면 중앙에 위치하며 몸체부가 진동함에 따라 플립칩을 접합한다. 지지부는 몸체부를 홀더에 고정한다. 진동수 조정부는 몸체부의 측면에서 폭 방향으로 관통하는 구멍 형상과 몸체부의 양 끝단에 홈 형상으로 형성되어 고유 진동수를 조정한다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 혼의 진동수 조정부는 폭 방향으로 관통하는 구멍이 몸체부의 중앙에서 직육면체 형상으로 형성되고, 양 끝단의 홈은 몸체부의 중심을 기준으로 대칭일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 혼의 진동수 조정부는 폭 방향으로 관통하는 구멍의 양 끝단이 중간보다 더 넓은 형상일 수 있다.
본 발명에 따른 초음파 혼은 몸체부에 진동수 조정부를 형성함으로써 초음파 혼의 길이를 변화시키지 않으면서 초음파 혼의 고유 진동수를 변화시킬 수 있다. 따라서 초음파 혼의 길이를 변화시킬 수 없는 경우에도 초음파 혼의 고유 진동수를 변화시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 초음파 혼은 진동수 조정부를 형성함에 따라 고유 진동수가 높아지므로 초음파 혼이 작은 진폭 변위에서도 접합력을 유지할 수 있다. 따라서 미세 피치의 플립칩 접합이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진동수 조정부가 몸체부의 측면에서 폭 방향으로 관통하는 구멍 형상으로 형성된 초음파 혼을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진동수 조정부의 양 끝단이 중간보다 더 넓은 형상인 초음파 혼을 나타내는 도면이다.
도 3은 초음파 혼의 압력 하중에 대한 영향을 알아보기 위해 제작한 2개의 초음파 혼을 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 7은 도 3에서와 같이 실제 제작된 초음파 혼의 진동 실험 결과를 나타내는 도면이고, 도 8 및 도 9는 실제 제작된 초음파 혼의 진동 실험 결과를 정리한 표이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 진동수 조정부가 몸체부의 양 끝단에 홈 형상으로 형성된 초음파 혼을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 진동수 조정부가 몸체부의 측면 및 양 끝단에 형성된 초음파 혼을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진동수 조정부가 몸체부의 측면에서 폭 방향으로 관통하는 구멍 형상으로 형성된 초음파 혼을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 혼(100)은 몸체부(110), 접합부(120), 지지부(130), 진동수 조정부(140)를 포함한다.
몸체부(110)는 초음파 혼(100)의 전체적인 형상을 결정하는 것으로, 본 실시예에서는 길이(L), 폭(W), 높이(H)를 갖는 직육면체 형상이지만 이에 한정되는 것은 아니다. 몸체부(110)의 길이(L)는 초음파 혼(100)의 고유 진동수를 결정하는 중요한 인자이다.
접합부(120)는 몸체부(110)의 하단에 위치하며 몸체부(110)로부터 돌출된 형상이다. 접합부(120)는 몸체부(110)가 진동함에 따라 플립칩을 접합한다. 접합부(120)에는 진공홀이 형성될 수 있다. 진공홀을 통해 공기를 흡입함으로써 접합할 플립칩을 접합부(120)에 일시적으로 고정할 수 있다. 본 실시예에서는 초음파 혼(100)이 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)에 플립칩을 접합하기 위한 것으로, 접합부(120)에 진공홀이 형성되지 않는다. 또한 접합부(120)와 동일한 크기의 돌출부가 몸체부(110)의 상단에도 형성되어 초음파 혼(100)이 대칭적으로 형성되도록 한다. 초음파 혼(100)이 대칭적으로 형성되면 초음파 혼(100)이 안정적으로 진동하게 된다.
지지부(130)는 몸체부(110)를 홀더(도시되지 않음)에 고정하기 위한 부분이다. 홀더는 초음파 혼(100)이 플립칩을 접합하는 동안 초음파 혼(100)의 위치를 잡아주고 고정하기 위한 장치이다. 지지부(130)는 다양한 방식으로 몸체부(110)를 홀더에 고정할 수 있으며, 본 실시예에서 지지부(130)는 고정홀(131)과 체결부(132)를 구비한다. 고정홀(131)은 몸체부(110)의 상단에서 하단으로 관통하여 형성되며, 체결부(132)는 볼트와 너트가 될 수 있다. 몸체부(110)의 하단에서 상단으로 볼트를 체결하고 볼트와 홀더는 너트를 이용해 고정함으로써, 홀더에 몸체부(110)를 고정한다. 고정홀(131)은 카운터 보어 방식으로 형성될 수 있으며, 이 경우 초음파 혼(100)의 지지력이 높아져 초음파 혼(100)이 안정적으로 고정된다.
진동수 조정부(140)는 몸체부(110)에 구멍 또는 홈 형상으로 형성될 수 있다. 진동수 조정부(140)가 형성됨에 따라 초음파 혼(100)의 고유 진동수가 조정된다. 즉, 몸체부(110)의 길이(L)를 변화시키지 않고서도 초음파 혼(100)의 고유 진동수를 원하는 대역으로 이동시킬 수 있다.
본 실시예에서 진동수 조정부(140)는 몸체부(110)의 측면에서 폭(W) 방향으로 관통하는 직육면체 구멍 형상으로 형성된다. 진동수 조정부(140)의 형성 위치는 몸체부(110)의 길이(L) 방향과 높이(H) 방향으로 중앙이다. 진동수 조정부(140)의 길이(L1)는 원하는 초음파 혼(100)의 고유 진동수 대역에 따라 달라지며, 높이(H1)는 몸체부(110)의 높이의 약 1/3 정도가 되는 것이 바람직하다. 진동수 조정부(140)의 높이(H1)가 너무 크면 구멍이 커지게 되므로, 접합부(120)를 지지하는 부분이 약해지는 문제가 생긴다.
진동수 조정부(140)가 형성되면 진동수 조정부(140)가 형성되지 않은 경우보다 초음파 혼(100)의 고유 진동수가 높아진다. 따라서 초음파 혼이 작은 진폭 변위에서도 접합력을 유지할 수 있어 미세 피치의 플립칩 접합이 가능하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진동수 조정부의 양 끝단이 중간보다 더 넓은 형상인 초음파 혼을 나타내는 도면이고, 도 3은 초음파 혼의 압력 하중에 대한 영향을 알아보기 위해 제작한 2개의 초음파 혼을 나타내는 도면이다. 도 4 내지 도 7은 도 3에서와 같이 실제 제작된 초음파 혼의 진동 실험 결과를 나타내는 도면이고, 도 8 및 도 9는 실제 제작된 초음파 혼의 진동 실험 결과를 정리한 표이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 혼(200)은 몸체부(210), 접합부(220), 지지부(230), 진동수 조정부(240)를 포함한다. 몸체부(210), 접합부(220), 지지부(230)는 도 1에서 설명한 것과 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.
진동수 조정부(240)는 몸체부(210)의 측면 중앙에서 폭 방향으로 관통하는 구멍 형상으로 형성된다. 본 실시예에서 진동수 조정부(240)는 양 끝단이 중간보다 더 넓은 형상으로 형성된다. 바람직하게는 양 끝단이 서로 대칭이 되도록 형성되어, 진동수 조정부(240)가 I자 형상이 되도록 한다.
초음파 혼(200)은 실제 공정시 압력을 받은 상태에서 진동을 하게 되므로 가압 상태에서 정상적인 모드를 나타내야 한다. 진동수 조정부(240)의 양 끝단이 중간보다 더 넓은 형상으로 형성되면, 양 끝단과 중간 부분이 동일한 경우보다 압력 하중에 강건하게 된다. 즉, 압력이 가해진 상태에서도 접합부(220)의 변위가 적게 감소되어 초음파 혼(200)의 진동 성능이 유지된다.
초음파 혼의 압력 하중에 대한 영향을 알아보기 위해 도 3에 도시된 바와 같은 2개의 초음파 혼을 제작하였다. 도 3의 (a)에 도시된 초음파 혼(PF8)은 진동수 조정부가 직육면체 형상의 구멍으로 양 끝단과 중간 부분이 동일하게 형성되었고, 도 3의 (b)에 도시된 초음파 혼(PF16)은 진동수 조정부의 양 끝단이 중간 부분보다 넓은 I자 형상으로 형성되었다.
2개의 초음파 혼(PF8, PF16)에 대해 레이저 진동계를 이용하여 변위를 측정한다. 변위 측정은 초음파 혼(PF8, PF16)의 접합부(Bonding Point, BP) 및 초음파 혼의 끝단(End Point, EP)에 대해서 실시한다. 레이저 진동계를 통해 얻은 데이터를 MATLAB을 사용해 후처리하여 시간에 따른 변위 신호 및 푸리에 변환을 통한 주파수 스펙트럼을 구한다. 이 때 압력은 0.2 MPa을 가한다.
실제로 제작된 초음파 혼(PF8, PF16)의 진동 실험 결과는 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같다. 각 그래프는 초음파 혼의 접합부(BP)와 끝단(EP)을 비교하였으며 이를 통해 초음파 혼이 코사인 진동 모드를 가짐을 확인할 수 있다.
실험 결과를 표로 정리하며 비교한 것이 도 8 및 도 9에 도시되어 있다. 가압이 없는 상태에서 ANSYS 프로그램을 통해 구한 초음파 혼의 고유진동수와 실험을 통한 고유진동수의 차이는 PF8 초음파 혼의 경우 3.3%, PF16 초음파 혼의 경우 4% 정도의 차이를 보였으며 실제 제작된 초음파 혼의 고유진동수가 더 낮았다.
가압이 없는 상태에서 PF8 초음파 혼은 접합부(BP)와 끝단(EP)의 변위 차이가 1%이고 PF16 초음파 혼은 약10% 이며, 두 지점의 진동 파형 모두 코사인 진동 모드로 진동하고 있다. 두 초음파 혼의 경우 접합부(BP)의 변위가 끝단(EP)의 변위보다 더 크다. 구체적으로는 PF8 초음파 혼은 0.1㎛, PF16 초음파 혼은 0.5㎛ 더 크다.
초음파 혼을 가압하여 접합부(BP)를 칩과 밀착시킨 상태에서 진동 시킬 경우 고유진동수가 약간 상승하게 된다. 두 초음파 혼 모두 고유진동수가 약 130Hz 정도 상승하였다. 또한 가압을 할 경우 두 초음파 혼의 진동 변위 차이가 다른 경향을 보인다. PF8 초음파 혼은 가압을 하게 되면 접합부(BP)보다 끝단(EP)이 조금 더 큰 변위를 가지게 되며 이것은 가압이 없는 경우와는 반대의 양상이다. 그러나 PF16 초음파 혼은 가압을 하더라도 여전히 접합부(BP)의 변위가 더 큰 것을 알 수 있다.
가압을 할 경우에 접합부(BP)와의 마찰로 인하여 진동 변위가 줄어들게 되는데 이때 직접적으로 마찰력이 작용하는 부위인 접합부(BP)의 변위가 끝단(EP)보다 더 큰 영향을 받는다. 이 때 PF8 초음파 혼은 그 영향으로 인해 끝단(EP)보다 중앙의 접합부(BP)가 더 큰 변위 감소를 보인다. PF16 초음파 혼 역시 가압을 하는 경우 전체적인 변위 감소를 보이지만 가압이 없을 경우와 같이 접합부(BP)의 변위가 끝단(EP)의 변위보다 더 크다. 이것은 PF16 초음파 혼이 압력 하중에 더 강건하다는 뜻이다. 따라서 초음파 혼의 중앙부에 생성되는 구멍의 형상이나 크기에 따라 압력 부하 시의 초음파 혼의 진동 성능이 달라진다는 것을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 진동수 조정부가 몸체부의 양 끝단에 홈 형상으로 형성된 초음파 혼을 나타내는 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 혼(300)은 몸체부(310), 접합부(320), 지지부(330), 진동수 조정부(340a, 340b)를 포함한다. 몸체부(210), 접합부(220), 지지부(230)는 도 1에서 설명한 것과 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.
진동수 조정부(340a, 340b)는 몸체부(310)의 양 끝단에 홈 형상으로 형성된다. 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 진동수 조정부(340a)는 몸체부(310)의 각 끝단에 하나로 형성될 수도 있고, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 진동수 조정부(340b)가 몸체부(310)의 각 끝단에 여러 개 형성될 수도 있다. 진동수 조정부(340b)의 수는 목적하는 초음파 혼(300)의 고유 진동수에 따라 달라진다.
본 실시예에서는 진동수 조정부(340a, 340b)의 홈의 형상이 직사각형 형상이지만, 이에 한정되지 않고 초음파 혼(300)의 설치 환경에 따라 다양한 형상이 될 수도 있다. 또한 진동수 조정부(340a, 340b)의 홈의 깊이는 목적하는 초음파 혼(300)의 고유 진동수에 따라 달라진다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 진동수 조정부가 몸체부의 측면 및 양 끝단에 형성된 초음파 혼을 나타내는 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 혼(400)은 몸체부(410), 접합부(420), 지지부(430), 진동수 조정부(440)를 포함한다.
몸체부(410)는 길이, 폭, 높이를 갖는 직육면체 형상이며, 몸체부(410)의 일단에는 가진부(도시되지 않음)가 결합되기 위한 가진부 결합홈(411)이 형성될 수 있다.
몸체부(410)의 하단 중앙에는 폭 방향으로 접합부(420)가 위치한다. 초음파 혼(400)에 진동이 가해지는 경우 초음파 혼(400)이 안정적으로 진동하도록 하기 위해 몸체부(410)의 상단 중앙에도 접합부(420)와 동일한 형상의 돌출부가 형성된다. 지지부(430)는 몸체부(410)를 홀더에 고정하기 위한 것으로, 몸체부(410)의 상단에서 하단으로 관통하는 고정홀과, 고정홀에 관통하여 홀더에 체결되는 체결부를 구비한다. 본 실시예에서는 고정홀이 카운터 보어 방식으로 형성되어 초음파 혼(400)을 안정적으로 지지할 수 있다.
진동수 조정부(440)는 몸체부(410)의 측면에 구멍 형상(441)과 몸체부(410)의 양 끝단에 홈 형상(442)으로 형성될 수 있다. 구멍 형상(441)의 진동수 조정부(440)는 몸체부(410)의 길이 방향으로 중간 위치에서 양 끝단이 중간보다 더 넓은 I자 형상이 되도록 형성되어 초음파 혼(400)이 압력 하중에 강건하도록 할 수 있다. 홈 형상(442)의 진동수 조정부(440)는 몸체부(410)의 양 끝단에 형성되며, 복수개 형성될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100, 200, 300, 400 : 초음파 혼 110, 210, 310, 410 : 몸체부
120, 220, 320, 420 : 접합부 130, 230, 330, 430 : 지지부
131 : 고정홀 132 : 체결부
140, 240, 340a, 340b, 440 : 진동수 조정부

Claims (13)

  1. 길이, 폭, 높이를 갖는 육면체 형상의 몸체부;
    상기 몸체부의 하단면 중앙에 위치하며 상기 몸체부가 진동함에 따라 플립칩을 접합하는 접합부;
    상기 몸체부를 홀더에 고정하기 위한 지지부; 및
    상기 접합부의 상측으로 상기 몸체부에 측면 중앙에 폭 방향으로 관통하는 하나의 직육면체 구멍 형상으로 형성되어 고유 진동수를 조정하는 진동수 조정부;를 포함하고,
    상기 진동수 조정부는 양 끝단이 중간보다 더 넓은 형상이며, 측면이 상기 접합부의 측면보다 더 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 혼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 몸체부의 상단에서 하단으로 관통하여 형성된 고정홀과 상기 고정홀에 체결되는 체결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 혼.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 접합부에는 플립칩을 흡입하기 위한 진공홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 혼.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 길이, 폭, 높이를 갖는 육면체 형상의 몸체부;
    상기 몸체부의 하단면 중앙에 위치하며 상기 몸체부가 진동함에 따라 플립칩을 접합하는 접합부;
    상기 몸체부를 홀더에 고정하기 위한 지지부; 및
    상기 접합부의 상측으로 상기 몸체부의 측면 중앙에서 폭 방향으로 관통하는 하나의 직육면체 구멍 형상과 상기 몸체부의 양 끝단에 홈 형상으로 형성되어 고유 진동수를 조정하는 진동수 조정부;를 포함하고,
    상기 진동수 조정부의 폭 방향으로 관통하는 하나의 직육면체 구멍 형상은 양 끝단이 중간보다 더 넓으며 측면이 상기 접합부의 측면보다 더 넓은 형상인 것을 특징으로 하는 초음파 혼.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 진동수 조정부의 양 끝단의 홈은 상기 몸체부의 중심을 기준으로 대칭인 것을 특징으로 하는 초음파 혼.
  13. 삭제
KR1020110013656A 2011-02-16 2011-02-16 고유 진동수 조정이 가능한 초음파 혼 KR101251746B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110013656A KR101251746B1 (ko) 2011-02-16 2011-02-16 고유 진동수 조정이 가능한 초음파 혼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110013656A KR101251746B1 (ko) 2011-02-16 2011-02-16 고유 진동수 조정이 가능한 초음파 혼

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120094269A KR20120094269A (ko) 2012-08-24
KR101251746B1 true KR101251746B1 (ko) 2013-04-05

Family

ID=46885210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110013656A KR101251746B1 (ko) 2011-02-16 2011-02-16 고유 진동수 조정이 가능한 초음파 혼

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101251746B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018143757A1 (ko) * 2017-02-06 2018-08-09 포항공과대학교 산학협력단 초음파 방사기 및 초음파 방사기용 방사판의 제조 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010049965A (ko) * 1999-08-02 2001-06-15 사토 시게루 초음파진동 접합용 공구
JP2002210412A (ja) * 2001-01-22 2002-07-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波振動工具と定着装置及び加熱装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010049965A (ko) * 1999-08-02 2001-06-15 사토 시게루 초음파진동 접합용 공구
JP2002210412A (ja) * 2001-01-22 2002-07-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波振動工具と定着装置及び加熱装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018143757A1 (ko) * 2017-02-06 2018-08-09 포항공과대학교 산학협력단 초음파 방사기 및 초음파 방사기용 방사판의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120094269A (ko) 2012-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10381321B2 (en) Ultrasonic transducer systems including tuned resonators, equipment including such systems, and methods of providing the same
US6202915B1 (en) Ultrasonic vibration bonding method
US20070199972A1 (en) Transducer assembly for a bonding apparatus
US7997470B2 (en) Flanged transducer having improved rigidity
US20070082531A1 (en) Angular rate sensor
US20120138662A1 (en) Wire bonding method
KR101251746B1 (ko) 고유 진동수 조정이 가능한 초음파 혼
US7303110B2 (en) Flange-mounted transducer
CN108025906A (zh) 带有阻尼的弹性安装传感器系统
US7150388B2 (en) Method of bonding and bonding apparatus for a semiconductor chip
JP2009113083A (ja) 超音波接合ツール及び超音波接合ツールの取付方法
US6575348B2 (en) Wire bonding apparatus with spurious vibration suppressing structure
JP4423165B2 (ja) 電子部品の超音波実装方法
JP4893814B2 (ja) 半導体チップの接合方法および接合装置
US8939346B2 (en) Methods and systems involving soldering
JP3972517B2 (ja) 電子部品の接続方法
JP4491321B2 (ja) 超音波実装方法およびこれに用いる超音波実装装置
JP2018120929A (ja) 半導体装置とその製造方法
US20160293527A1 (en) Mounting unit
US8288876B2 (en) Bonding wire profile for minimizing vibration fatigue failure
KR101046591B1 (ko) 전자 부품 접합에 사용되는 진동 에너지 인가 장치
JP4395043B2 (ja) 半導体チップの接合方法、半導体チップおよび基板
KR100996958B1 (ko) 와이어본딩용 트랜스듀서 어셈블리
JP2008300638A (ja) ベアチップのフリップチップ実装方法
JP2019153634A (ja) 半導体装置及び半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160308

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170329

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 7