TW200849435A - Wire clamp for a wire bonder - Google Patents

Description

200849435 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種打線機之線夾。 【先前技術】 打線機係用於在半導體晶片與基板之間形成線連接之 機器。打線機包含一結合頭，其具有在水平xy平面中移動 之平台，在此平台上安裝有一可繞一水平軸心旋轉的搖 桿。一超音波換能器被固緊到搖桿上，在其一端夾持一毛 細管。搖桿包含一大致平行於超音波換能器而移動的臂， 在其上固緊一線夾，此臂位於毛細管上方。毛細管用來將 線固緊到半導體晶片之一連接點且固緊到基板之一連接 點，並且引導在此二連接點之間的線。線捲繞在一線軸上 且藉由一饋線裝置而被進給到毛細管，線移動穿過線夾及 毛細管之一縱向鑽孔。 此線夾在先前技術中已周知。從U S 4 6 5 3 6 8 1得知一線 夾，其由線性馬達所致動，被固定到臂上遠離毛細管之端 部。線性馬達有多項缺點：其有大的移動質量，因而產生 大量廢熱，且很慢。從US 5 43 5 4 77及US 5 746422得知一線 夾，其具有一由串聯的多個之獨立壓電元件構成之馬達（多 層堆疊壓電馬達），及多個薄膜層。薄膜層之結構複雜。除 此之外，此一馬達之有限服務壽命是很不利。從US 5 90 1 8 96 得知一線夾，其由一壓電彎曲元件所致動，而直接作用在 線夾之夾鉗口。壓電彎曲元件係很重的元件，在此案中造 成搖桿之慣性力矩大幅地增加。 200849435 【發明內容】 本發明之一目的在發展一種線夾，其可使結合頭之搖 桿的慣性力矩變成儘可能地小。 一打線機之線夾包括一第1臂，及安裝在第1臂上使 得其可繞一預定軸心旋轉之一第2臂。第1臂及第2臂在 遠離軸心的一端具有夾鉗口。線夾另包括一壓電彎曲元 件，用於打開及關閉線夾。壓電彎曲元件之一端鎖固到可 f、 動臂，且壓電彎曲元件之對向端係鎖固到第1臂之扣件。 扣件之位置較佳爲可調整，使得假定在線夾之打開狀態的 夾鉗口之間的間隔可被設定。較佳爲設置一^機械或電氣阻 尼器用以抑制或至少降低線夾在關閉時之振動。 【實施方式】 第1圖是顯示依本發明之線夾1在打開狀態下的頂視 圖。線夾1包括：一第1臂2，固鎖到打線機之結合頭的 搖桿；及一第2臂3，可相對於第1臂2移動。第2臂3 ί ^ 安裝於第1臂2上，使得其可繞垂直於圖面之平面之軸心 4旋轉。一夾紺口 5或6被固鎖到臂2及3在遠離軸心4 的一端。一扣件7配置在第1臂2對向於具夾鉗口 5之端 部。扣件7較佳爲包含塑膠。線夾1之操作係使用一壓電 彎曲元件8而進行，其一端固鎖於第2可移動臂3，且其 另一方面端抵住於扣件7中。 扣件7固鎖到第1臂2，使得其可朝箭號η所示之方 向位移。一簡單方案顯示於第1圖。一具有兩臂12及13 200849435 的角件被固鎖到第1臂2。由如橡膠之彈性材料製成的零 • 件1 4被膠合到臂1 3。扣件7位於線夾1之第1臂2與彈 性材料製成的零件14之間。安裝在一導入第！臂2之螺紋 的一螺絲1 5將扣件7壓抵於彈性材料製成的零件丨4。扣 件7被挾持於螺絲1 5與彈性材料製成的零件1 4之間。藉 由轉動螺絲1 5，扣件7之位置可朝方向1 1位移且因而可 調整在打開狀態的兩夾鉗口 5或6之間的距離。 第2圖係示意顯示打線機之結合頭17之側視圖。結合

I 頭17包括一可在一水平面移動之平台18，一搖桿20在平 台1 8上可繞一水平移動之旋轉軸心1 9旋轉，且在平台1 8 上裝設有使搖桿20可繞旋轉軸心1 9旋轉的馬達2 1。一超 音波換能器2 2被固鎖到搖桿2 0。 超音波換能器22包括一角狀件23及至少一壓電驅動 器25，用於將超音波換能器22激發爲超音波振盪，角狀 件23之一端挾持有一毛細管24。在第2圖中，具有夾鉗 口 6之線夾1之第2臂3、壓電彎曲元件8、及角件之臂1 3 爲可見。第1臂2位於第2臂3之後面且爲了圖面清楚而 省略。 以此線夾之方案提供下列優點： -壓電彎曲元件8位於靠近線夾1遠離夾鉗口 5或6 的一端，且因而相當靠近搖桿2 0之旋轉軸心1 9。 本發明之線夾1對搖桿2 0之慣性力矩之貢獻遠小於 U S 5 9 0 1 8 9 6之解決方案，因而使搖桿2 〇在較小的承 200849435 載力下有較大的加速度。 -由特殊材料製成的夾鉗口 5或6能以習知方式固鎖 到臂2及3。尤其，夾鉗口 5或6之任何一個均須 不直接固鎖到壓電彎曲元件8，此事很難。 -壓電彎曲元件8之服務壽命遠大於「多層堆疊壓電」 馬達。 -打開或關閉線夾1所需時間一般係小於1 ms (微秒）。 線夾1之壓電彎曲元件8具有三個電極。在操作時， 一恆定電壓v!或V2被施加到兩個外部電極，例如ν1=ον 且V2 = 45 0V。一可變電壓V3被施加到中間電極，V3係在電 壓¥!與V2之間。若電壓V3大於1/2(V2- V〇，壓電彎曲元 件8即彎曲到一側，使得線夾1被關閉。若電壓V 3小於 1/2(V2- Vi )，壓電彎曲元件8彎曲到另一側，使得線夾1 被打開。壓電彎曲元件8之曲率不爲人眼察知。兩夾鉗口 5或6(第1圖）在線上產生的力係正比於Vs-mas-VO。因 爲壓電彎曲元件8在操作時彎曲到一側或另一側，故壓電 彎曲元件8在扣件7的承載點會移動，雖然僅移動微米大 小之距離。 爲了抑制線夾1之可動臂3在關閉時的非所欲振盪或 至少降低到可接受的量，較佳爲設置機械或電氣阻尼。爲 達成機械阻尼，一由彈性材料如魯巴索伯（Rub asorb)製成的 阻尼元件，即一零件16(第1圖）被挾持於壓電彎曲元件8 與第1臂2之間，較佳爲在壓電振盪的波腹區域中。替 200849435 代地，可爲壓電彎曲元件8之電氣阻尼，其中控制壓電增 曲兀件8之電氣電路藉由測量施加到壓電彎曲元件8的電 壓及/或流經壓電彎曲元件8的電流而辨識振盪的傾向，以 主動地將其等衰減。 雖然本發明之實施例及應用已經顯示且已說明，但裹 熟於此技術者當了解，採取此說明書之優點後，在不違離 本發明在此之槪念，可能有比上述之更多的修正變化^ 案。因而，本發明在隨附之申請專利範圍及其均等案之精 神以外並不受限。 【圖式簡單說明】 附圖加入本說明書中且構成本說明書之一部分，其{系 顯示本發明之一或多個實施例，且與詳細說明一起用來解 釋本發明實施之原理。圖面係示意圖，並無真正的比例。 圖中： 第1圖是顯示依本發明之線夾在打開狀態的頂視圖。 第2圖係顯示裝設有依本發明之線夾的打線機之結合 頭的搖桿之側視圖。 【主要元件符號說明】 1 線夾 2 第1臂 3 第2臂 4 軸心 5，6 夾鉗口 200849435 7 扣件 8 壓電彎曲元件 9 壓電彎曲元件之端部 10 壓電彎曲元件之端部 11 箭號 12, 13角件之臂 14 零件 15 螺絲 16 彈性材料製成之零件 17 結合頭 18 平台 19 軸心 20 搖桿 2 1 馬達 22 超音波換能器 2 3 角狀件 2 4 毛細管 25 壓電驅動器 •10-

Claims (1)

1. 200849435 十、申請專利範圍： • 1 · 一種打線機之線夾，包括： 一第1臂（2)， 一第2臂（3)，安裝在第i—(2)上使得其可繞一預定軸 心（4)旋轉’第1臂（2 )及第2臂（3 )在遠離該軸心（4)的一 端具有夾鉗口（5或6)， 一扣件（7)，配置在第1臂（2)上，及 一壓電彎曲元件（8 )，用於打開及關閉線夾（1 )，壓電彎 ' 曲元件（8)之一端鎖固到第2臂（3)，且壓電彎曲元件（8) 之對向端係抵住於該扣件（7)。 2.如申請專利範圍第1項之線夾，其中扣件（7)之位置爲可 調整。 3 .如申請專利範圍第1或2項之線夾’其又包括一彈性材 料製成的零件（16) ’該零件Ο6)挟持在壓電彎曲元件（8) 與第1臂（2)之間。 -11 -