TWI376073B - Ultraschallbonder - Google Patents

Description

1376073 101年06月ΙΓ日修正替換頁 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種申請專利範圍f 1項引文的超音波結 合器。 【先前技術】 舉例而言，在德專利DE 40 16 720 B4發表了一種此類 超音波結合器。此超音波結合器用於將「接合金屬絲」設 在半導體構件上，叾中，舉例而言，將—㈣線從一第一 結合接合部拉到一第二結合接合部。在結合時，該金屬絲 利用一結合工具壓向丰迄@本 坠门牛導體表面。在此，工具末端作超音 波(高頻)振動，作用到結合工具上的靜態壓力和工具平行於 +導體表面（基質表面）的振動組合，使金屬絲塑性變形。用 此方式，造成一種冷熔接形式的結合接合部。 由上述公告案發表的超音波結合器有一所謂的「被動」 :具，亦即一種切割裝i，它與主保持裝置連接，使它其 接沿Z軸方向跟循其運動 &人 且利用它可在一條利用一結合 接合部固定的金屬絲中造成一切庙 刀底以將該金屬絲切斷。因 此在此習知超音波結合器， , 刀裝置的運動一直到金屬絲 刀斷為止，只由主保持裝置 于衣置之對應的向下運動造成，換言 亚未設有與它分別的或附加的奘 動mu 町刀的裝置以將該切割裝置驅 作對應的向下及向上運動。 【發明内容】 在美專利US 6 439 448 B1 f -沾击 描-7 4則 1(一 德專利 DE 102 07 498 A1) 揭不了一種超音波結合器，具有：—纟士人 。D工具、一金屬絲 5 1376073 100年11月日修正替換頁 供應裝置及一切梦署。q 6士人 裝置5亥1合工具、·金屬絲供應裝置和 切割裝置支承在一主 社A 保持裝置上（它可沿Z軸方向運動）。該 〜工具、金屬絲供應裝置和切割裝置可利用主保持裝置 Z軸驅動器向—基材方向下降。有—特別之驅動裝置 •;驅動切割袭置，其中該特別的驅動裝置設計成—主動 壓迫裝置，藉之將切割裝置（宜水平地）壓到一和結合工具緊 緊相鄰的位置。當切割裝置位在和結合工具緊鄰的位置 則將主保持裝置繼續向基材方向下降(沿z方向 切斷操作β 本發明的目的在提供一種上述種類的超音波結合器， 利用它可使切割裝置作持別準確的運動，以將金屬絲切 斷’這種目的依本發明’係利用巾請專利範圍帛i項之特 徵達成。 因此在本發明的解決方案，係作切割裝置的一種併合 式運動。切割過程的起始位置係利用z軸出發。為了節省 時間’此位置大約相當於該結合頭在結合過程時已佔住的 位置。在結合過程之後，只須隨主運動裝置（2軸）共同移行 一段很小路徑，直到切宝1丨_ I π β /_L λ 且q切J裝置距所結合的金屬絲或工旦尖 端有-段很確定的距離為土 '然後，切割裝置從此中間位 置利用該特別的驅動裝置（動作器）再下降到該切斷裝置，立 中這種附加運動係和主保持裝㈣z軸驅動器不相關地達 成。由於該特別的驅動裝置可準確控制，1切割裝置從中 間位置-直到切斷位置的相關運動距離可準確求出，因此 切割裝置的運動走勢特別準確，且因此金屬絲的切斷過程 6 可準確進行。 100年11月"2^日修正替換頁 該切剔裝置的中間位置 置，在此位置時，結合工 i保持裝置的一位 高的基質，造成切割金屬4與基質接觸。在不同 位置一直到切斷位置同的中間位置，但其中從中間 置用的特別之驅動裝置可用：定常::工相作'。因此該切割裝 在本發明的進一步牯

軸斜斜A永0 中，該特別之驅動裝置相對於Z 釉斜斜支承，且該切割裝 置佔住一平行於因此切割裝 時’…向下運動以切斷金屬：該=之驅動裝置動作 具運動。利用該待別之驅動Λ相向朝結合工 ά]- ^ a ^ i77 „ '"置相對於z軸的斜斜位置， 使用於切斷金屬絲的切割裝置 係斜斜向下移到社人工且 仃於Z軸向下，而 -種斜向運動達成:：用二；此Γ屬絲的切斷過程也利用 器（Pusher)，結合頭計了省却習用技術所用的推 利，故Η入田 緊岔’且由於描撞性質較有 J故更適合用在狹窄殼體中作結合。 以可撓方^ Ϊ Ϊ用的特別的驅動裝置宜經由—關節連接部 具 在主保持裝置上。在此，該關節連接部宜 Μ邊^牛設在主保持裝置上的邊及—個以可挽方式支承 性：邊：的臂，該臂帶有切割裝置。因此該臂由於該可撓 7方式可作所要之上下運動或斜運動。 ^連接部宜設計成關節四邊形的形式，該關節四邊 I置動作時呈平行四邊形方式移動。 在本發的進一步特色，該驅動裝置（動作器）本身包含一 100年11月日修正替換頁 電磁鐵，其位置固定的部分牢設在主保持裝置上，而其可 _部分帶有切割裝置。在此’電磁鐵包含一個沒入磁鐵 及—線圈，該沒入磁鐵設在關節連接部之可撓性支承的臂 j，該線圈設在關節連接部的固定側上。當電流流過線圈 ^該'又入磁鐵被入線圈進去。如此，關節連接部（關節四 邊形）的臂（該沒入磁鐵與它連接）向下或斜斜向下運動，因 此=它連接的切割裝置可作切斷過程。由於該臂在設計成 關即四邊形的場合時，在上區域及下區域經由「連接元件」 -、（主保持裝置的）關節連接部或關節四邊形的固定側連 接因此所要之運動可準確且無妨礙地達成。 關於該切割裝置從中間位置一直到切斷位置的向下運 動（它由該特別之驅動器裝置造成）的距離，依本發明設計的 超S波^» a器且具有一計算裝置，將此距離（用數位方式） 計算，並將該特別之驅動器裝置對應地控制。這點有一優 點，即端開關（它確定運動的終點）可省却，然而可特別準確 地作運動。 該特別的驅動器裝置宜設計成聲音線圈動作器的形 式，如此可達成良好結果。 此特別的驅動器裝置可為單動作或雙動作的驅動器裝 置。此驅動器裝置宜單向作用，換言之，沿切割裝置之下

降方向作用，且一適當之彈性裝置沿方反（向上）的方向 用。 D 本發明所用之主動切割裝置工作得特別快，且可防止 墜毀，因為刀具在磁力超過時可閃開。如上述，可省却推 器》 100年11月u日修正替換頁 本發明在以下利用—# 只施例配合圖式詳細說明。 L貫施方式】 圖1用全示意的方式顯 們在本發明扮演— σ 音同-认+7 。我們可看到超音波結合器的一示 心圖不的主保持裝置 ψ t r?nL'i -Γ —結合工具（13)和一金屬絲供應 哀罝（21)以可撓方式， 驅動器裝置㈣支承在主伴上。此外有切割裝置（22)經一 結合過程要在其上進行持裝置⑴上。（25)表示—基質， 圖.1的圖示中，处人 、，。σ工具、金屬絲供應裝置（21)與切割 裝置（22)位在起始位 _ 置 虽然這些部件並非依正確比例圖 不為了一目了然，超音波結合器的其他部件省略。 ，圖2顯示的位置中，結合工具⑽和金屬絲供應裝置⑼ 被主保持裝置⑴的ζ軸驅動器下降一段距離使它們與基 質（25)接觸。因此，在此位置，結合卫具⑼可作相關的結 合過程。在此位置時，切割裝置（22)佔住一所謂的中間位置 (23) ?此中間位置（23)定出一端位置，切割裝置被主保 持裝置（1)下降到此位置。切割裝置（22)由此中間位置（23) 進一步下降到切斷位置的運動係依主保持裝置（1)的運動而 定由一驅動器裝置（2〇)為之。此驅動器裝置（2〇)使切割裝置 (22)斜斜移到其切斷位置（24)。在此切斷位置（24)，切割裝 置（22)對應地接近該結合工具（13)，俾能作切斷過程。關於 此運動的過程係配合圖3說明。 圖3顯示：切割裝置（22)的驅動器裝置（2〇)對該延伸通 ^/6073 繼年11糾日修正替換頁 ^結合工具（13)的Z軸設成斜‘此切割裝置（22)用的 、驅動裝置經-關節四邊形以拖接方式支承在主保持裝 ⑴上’或關節四邊形構成此驅動器裝置(20)的_部分' 四邊形有-岐側或板⑺，它與主保持裝置⑴牢接。有: 上連桿⑷及-下連桿（5)以樞接方式固定到此固定側或— 上。對應的關節（6)(連桿之變細部段）在連桿（4)(5)末端 利用連桿⑷⑺末端顯示-臂（3)，它大約平行於該側或 板（2)延伸，該臂經由相鄰的關節（6)(變細的部段）與二連桿 (4)(5)連接。有一攜帶器⑺與臂（3)牢接，該攜帶器帶有一「= 入磁鐵」（8)。一個與該側或板（2)牢接的攜帶器（10)帶有一 線圈⑺。如果線圈⑺被電流流過，則進入磁鐵⑷被拉入線 圈進去，因此在連桿（4)(5)對應地彎曲之下，臂⑺斜斜向下 運動。切割裝置（22)[它與臂（3)連接成一角纟，且有—適當 之折成角形的刀具（11)]用此方式向下垂直於朝結合工具（二） 的方向移到用虛線表示的切斷位置（i 2 )，在此位置—條適當 的金屬絲至少部分地切斷。在完成切斷過程後，此切割裝 置（22)的向上運動，由於進入磁鐵（8)係彈性支承作用，故係 自動發生者。 ' 此處所示之驅動器裝置（2〇)只用示意顯示。為此，宜用 —適合之聲音線圈動作器，利用它可達成對應之運動頻 率。這種裝置係行家熟知者。 【圖式簡單說明】 圖1係一超音波結合器的一示意圖，其中該結合工具、 金屬絲供應裝置及切割裝置在起始位置， 1376073 _ 100年11月U日修正替換頁 • 圖2係對應於圖1的示圖，其中該結合工具與金屬絲 * 供應裝置下降的距離，使它與基質接觸，且切割裝置位在 中間位置’ 圖3係圖1及圖2的超音波結合器的一示意詳圖，其 中該切割裝置與驅動裝置較詳細地顯示。 【主要元件符號說明】 (1) 主保持裝置 (2) 固定側（板）

(3) f (4) 上述桿 (5) 下速桿 (6) 關節 (7) 線圈 (8) 進入磁鐵 (10) 攜帶器 (11) 刀具 (13) 結合工具 (20) 驅動器裝置 (21) 金屬絲供應裝置 (22) 切割裝置 (25) 基質 11

Claims (1)

1376073 、申請專利範圍： 101年06月⑵日修正替換頁 1. 一種超音波結合器，具有一社人 襄置、及-切割裝置；其中該二一金屬絲供應 及切割裝置支承在-個^^具、金屬絲供應裝置 上，且該結合工具、金二：轴方向運動的主保持裝置 主保持裝置的一個z轴驅…：：及切割裝置可利用該 超音波結合器有—特 。土f的方向下降，且該 割裝置⑼，其特徵在動裝置（動作器）(2G)以驅動該切 該切割裝置（22)受到該主 下降的作用只會下降到—中間=f〇)利…驅動器 F W (22)^ y- ^ 置（23)，在此中間位置該切 d裝置（22)設在距所要結合 位置係為-端位置，切割穿置距離處’且該中間 位置，)主保持裝置下降到此端 此夏。哀驅動裝置不受主佯牲 W置⑺、"… 保持裝置⑴的運動影響地將該切 ;:置(22)從该中間位置⑵)進-步下降到一切斷位置 ()，以將該金屬絲至少部分地切斷。 2. 如申請專利範圍第1項之超音波結合器，盆中. 该切割裝置（22)的中間位置 ’、 的一位署,L 置（23)對應於主保持裝置（1) 的位置，在此位置中該結合工 接觸。 〃（13)與金屬絲和基質（25) 3. 如申請專利範圍第1或笫4 ★ 項之超θ波結合器，其中： 忒特別的驅動裝置（20)相對 #切宝丨丨# ® , 、Z軸方向斜斜支承住，且 使切。j裝置（22)與該驅動裝置呈— 詈仂仕, 角度連接，因此該切割裝 置佔住一個平行於z軸的位 動作時，沿z軸方向朝下運動以：:：：別驅動裝置(2〇) 勒以將金屬絲切斷，同時沿橫 12 1376073 .- Ml年06月日修正替換頁 方向（結合方向）移向該結合工具（13)。 」如申味專利範圍第1或第2項之超音波結合器，其中： »玄特別驅動裝置（2〇)經一關節連接部卩可撓方式支承 • 在該主保持裝置（丨）上。 5‘如申請專利範圍第4項之超音波結合器，其中： 該關節連接部有—料設在㈣«置⑴上的側⑺以 •及一個以可撓方式支承在該側上的臂（3)，該臂（3)攜帶著切 割裝置（22)。 6 ·如申％專利範圍第4項之超音波結合器，其中： 該關節連接部設計成關節四邊形的形式。 7.如申吻專利範圍第4項之超音波結合器，其中： 該關節連接部設計成固體關節形式。 8·如申請專利範圍第！或第2項之超音波結合器，其中： 該驅動裝置（動作器）(20)包含一電磁鐵，其位置固定的 部分牛设在主保持裝置上’而其可動部分攜帶著該切割裝 置(22)。 、 9.如申請專利範圍第7項之超音波結合器，其中： 該電磁鐵有一個「進入磁鐵」（8)及一個線圈（7)，該進 入磁鐵（8)設在關節連接部的一個呈可撓性方支承的臂㈠） 上，而該線圈（7)設在該關節連接部的固定側（2)上。 1〇·如申請專利侧第1或第2項之超音波結合器，其 中： " 該超音波結合器有一計算/控制裝置，它將該切割裝置 (22)從該中間位置（23)—直到切斷位置（24)為止之受該特別 13 1376073 • ιοί年〇6月丨f日修正替換頁 .苑動裝置（20)作用的向下運動的距離計算出來，並將該特 的驅動裝置（20)對應地控制。 "•如申請專利範圍第！或第2項之超音波結合 • 中： ° 丹 ' 言亥特別的驅動裝置(20)設計成聲音線圈動作器的形式。 .12·如申請專利範圍第1或第2項之超音波結合器 中： ° 該特别的驅動裝置（2〇)設計成壓電驅動器形式。 Η一、圖式： 如次頁 1376073 100年11月日修正替換頁 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（1 )圖。 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明： (1) 主保持裝置 (13) 結合工具 (20) 驅動器裝置 (21) 金屬絲供應裝置

(22) 切割裝置 (25) 基質 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：