TWI528478B - 打線裝置 - Google Patents

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TWI528478B
TWI528478B TW102142904A TW102142904A TWI528478B TW I528478 B TWI528478 B TW I528478B TW 102142904 A TW102142904 A TW 102142904A TW 102142904 A TW102142904 A TW 102142904A TW I528478 B TWI528478 B TW I528478B
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前田徹
歌野哲弥
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新川股份有限公司
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Description

打線裝置
本發明是有關於一種打線(wire bonding)裝置的構造。
於將金屬絲(wire)接合於半導體晶片(chip)上的打線中，多使用併用超音波的熱接合方法。該方法是將金屬絲壓接至經加熱的半導體晶片並進行超音波接合的方法，藉由加熱使焊接(bonding)部分的接合性提高。然而，加熱是對不僅包含供接合金屬絲的半導體晶片的焊墊(pad)、甚至亦包含半導體元件的電路區域在內的半導體元件整體進行加熱，故而有時會引起半導體晶片的破損或劣化。
進而，近年來，多使用銅或銀作為金屬絲的材料。在使用此種材料的金屬絲進行焊接的情況下，存在如下問題：若因放電導致形成於金屬絲的前端的無空氣焊球(free air ball)的溫度降低，則焊接品質會下降。
因此，提出有如下方法：於作為焊接工具(bonding tool)的毛細管(capillary)的表面設置薄膜電阻器或加熱器(heater)而對毛細管加熱，從而減少半導體元件的加熱量(例如，參照專 利文獻1、專利文獻2)。
另外，在用於打線的毛細管中多使用陶瓷(ceramics)或金屬陶瓷(cermet)等材料，但該等材料的金屬的附著性大，並且由於存在於表面的空隙(void)或針孔(pinhole)等，而容易於前端部附著導線或電極的灰塵(dust)。而且，若此種灰塵附著於毛細管的前端，則存在堵塞毛細管的金屬絲孔、或引起迴路(loop)異常的情況，因此必須頻繁地更換毛細管。若更換毛細管，則每次都必須調整打線裝置，故而存在打線裝置的停止時間變長而使生產效率下降的問題。
因此，提出使鈦(titanium)或鑽石(diamond)的硬質薄膜黏接於毛細管前端部的表面，從而延長毛細管的壽命(例如，參照專利文獻3、專利文獻4)。另外，亦提出有如下方法：如專利文獻2所記載的毛細管般，於前端設置鑽石層及加熱器，利用毛細管對無空氣焊球或壓接焊球(press-bonded ball)進行加熱，並且實現長壽命。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平6-37154號公報
[專利文獻2]日本專利特開2007-335708號公報
[專利文獻3]日本專利特公平4-47458號公報
[專利文獻4]日本專利特開平1-189132號公報
且說，在如專利文獻1、專利文獻2所記載般於毛細管表面安裝薄膜電阻器或加熱器而進行毛細管的加熱的情況下，必須將薄膜電阻器或加熱器的正極(plus)側端子與負極(minus) 側端子分別連接於電源的正極側、負極側而對薄膜電阻器或加熱器供電。然而，由於毛細管安裝於鈦等金屬製的超音波喇叭(ultrasonic horn)的前端進行超音波振動，且以高速上下移動，故而存在如下情況：若欲藉由在超音波喇叭之外另行設置的配線對薄膜電阻器或加熱器供電，則會對超音波振動或高速下的上下移動產生影響，而使焊接品質下降。另外，亦有在超音波喇叭中埋入供電配線的方法，但此情況下亦同樣地存在對超音波喇叭的特性產生影響而使焊接品質下降的情況。進而，每次更換毛細管時，都必須重新設置電氣配線，存在打線裝置的停止時間變長而使生產效率下降的問題，從而存在實用上的問題。
因此，本發明的目的在於不使焊接品質下降而有效地對打線工具進行加熱。
本發明的打線裝置的特徵在於包括：打線工具；線圈(coil)，以非接觸的狀態配置於打線工具的周圍；以及高頻電源，對線圈供給規定的高頻電力；且打線工具包括：基體部；電阻層，設置於基體部的外表面，藉由施加至線圈的規定的高頻電力而產生由電磁感應產生的熱；以及傳熱層，覆蓋電阻層的外表面與基體部的前端，將於電阻層產生的熱向焊接對象物傳導。
於本發明的打線裝置中，亦可包含匹配裝置，該匹配裝置使高頻電源與線圈的阻抗(impedance)匹配。
於本發明的打線裝置中，亦較佳為電阻層包含鈦、鉻(chromium)、鎳(nickel)、鎢(tungsten)、鉑中的至少一種或以 其等為基礎的合金。
於本發明的打線裝置中，亦較佳為傳熱層包含鑽石、奈米碳(nanocarbon)材料中的一種或組合其等而成的材料。
於本發明的打線裝置中，其特徵在於：線圈是將多個圖案線圈(pattern coil)於垂直方向上重疊配置，收容圖案線圈的線圈組(coil assembly)包括：上板及下板，覆蓋多個圖案線圈；以及多個圖案線圈及絕緣體，位於上板與下板之間；絕緣體夾在多個上側圖案線圈與下側圖案線圈之間而構成，上下板、絕緣體、多個圖案線圈分別包含貫通孔，當焊接工具相對於焊接對象物於相接或分離的方向上移動時，該貫通孔可使打線工具以非接觸狀態移動，且多個上側圖案線圈與下側圖案線圈貫通絕緣體而相互電性連接。
於本發明的打線裝置中，亦可設為線圈包括一部分被切除的圓環狀的金屬線、及連接於金屬線的各端的各供電線，且金屬線的表面由絕緣構件覆蓋，各供電線由具有剛性的其他絕緣構件覆蓋。
本發明的打線裝置的特徵在於包括：打線工具；線圈，以非接觸的狀態配置於打線工具的周圍；以及高頻電源，對線圈供給規定的高頻電力；且打線工具包括：基體部；工具部，安裝於基體部的前端，且與焊接對象物接觸；電阻層，設置於基體部的外表面，藉由施加至線圈的規定的高頻電力而產生由電磁感應產生的熱；以及傳熱層，覆蓋電阻層的外表面，將於電阻層產生的熱向工具部傳導。
2‧‧‧半導體晶片
3‧‧‧焊墊
5‧‧‧無空氣焊球
6‧‧‧壓接焊球
10‧‧‧打線裝置
11‧‧‧線軸
12‧‧‧金屬絲
13‧‧‧超音波喇叭
14‧‧‧焊接臂
17‧‧‧夾持器
18‧‧‧移動機構
19‧‧‧焊接頭
20‧‧‧XY工作台
22‧‧‧導線架
23‧‧‧吸附平台
25‧‧‧位置檢測相機
30、60‧‧‧線圈組
31‧‧‧上板
32‧‧‧下板
33‧‧‧絕緣層
34、35‧‧‧圖案線圈
34a、35a‧‧‧圓環狀部分
34b、35b、63‧‧‧供電線
34c、35c‧‧‧端部
36、37、38‧‧‧孔
38a‧‧‧圖案線圈貫通孔
40、150‧‧‧毛細管
41、151‧‧‧基體部
42、152‧‧‧金屬層
43、153‧‧‧鑽石層
44、154‧‧‧根部
45、165‧‧‧直孔
46、166‧‧‧外半徑部
47、167‧‧‧面部
49、169‧‧‧內倒角部
50‧‧‧高頻電源
61‧‧‧支臂
62‧‧‧環狀銅線
64‧‧‧陶瓷塗層
71‧‧‧控制部
72‧‧‧移動機構介面
73‧‧‧資料匯流排
74‧‧‧高頻電源介面
75‧‧‧記憶部
80‧‧‧楔形工具
81‧‧‧接腳
82‧‧‧金屬絲輸送孔
83‧‧‧錐形導向孔
160‧‧‧工具部
161‧‧‧接合線
圖1是表示本發明的實施方式中的打線裝置的構成的系統圖。
圖2是表示本發明的實施方式中的打線裝置的毛細管與線圈組的剖面圖。
圖3是表示本發明的實施方式中的打線裝置的線圈組的立體圖。
圖4是表示於本發明的實施方式中的打線裝置中利用毛細管的前端對無空氣焊球進行加熱的狀態的剖面圖。
圖5是表示於本發明的實施方式中的打線裝置中利用毛細管的前端對壓接焊球進行加熱的狀態的剖面圖。
圖6是表示本發明的實施方式中的打線裝置中所使用的另一線圈組的俯視圖。
圖7(a)是表示楔形工具的整體的立體圖。
圖7(b)是楔形工具的前端附近的剖面圖。
圖8是表示本發明的另一實施方式中的打線裝置的毛細管與線圈組的剖面圖。
圖9是表示本發明的另一實施方式中的打線裝置的毛細管與線圈組的剖面圖。
以下，一面參照圖式一面對本發明的實施方式進行說 明。首先，一面參照圖1，一面對本實施方式的打線裝置10的整體構成進行說明。如圖1所示，本實施方式的打線裝置10於XY工作台(table)20上設置有焊接頭(bonding head)19，於焊接頭19具備焊接臂(bonding arm)14，該焊接臂14是藉由Z方向馬達(motor)使前端於上下方向即Z方向上被驅動，於焊接臂14安裝有超音波喇叭13，於超音波喇叭13的前端安裝有作為焊接工具的毛細管40。XY工作台20與焊接頭19構成移動機構18，移動機構18可藉由XY工作台20使焊接頭19於水平面內(XY面內)移動至任意位置，藉由驅動安裝於該焊接頭19的焊接臂14，可使安裝於超音波喇叭13的前端的毛細管40於XYZ方向上任意地移動。於毛細管40插通有金屬絲12，且金屬絲12捲繞於線軸(spool)11。於焊接頭19安裝有夾持器(clamper)17，該夾持器17與焊接臂14一併上下移動，且夾持(clamp)金屬絲12。另外，於焊接頭19的上部安裝有用以確認半導體晶片2的位置的位置檢測相機(camera)25。於毛細管40的下側配置有吸附平台(stage)23，該吸附平台23吸附固定安裝有半導體晶片2的導線架(lead frame)22，打線裝置10使毛細管40於XYZ方向上進行動作，而藉由插通於毛細管40的金屬絲12進行半導體晶片2的電極與導線架22的電極的接合。於焊接臂14的下側的焊接頭19設置有線圈組30，該線圈組30供毛細管40插通至設置於前端部的孔。構成為自高頻電源50對線圈組30供給高頻電力。
移動機構18、高頻電源50分別經由移動機構介面(interface)72、高頻電源介面74、資料匯流排(data bus)73而連接於控制部71，該控制部71進行打線裝置10的控制。控制部 71是於內部包含用於控制的中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)的電腦(computer)。另外，於資料匯流排連接有記憶部75，該記憶部75記憶有控制用資料。
其次，一面參照圖2，一面對本實施方式的打線裝置10的毛細管40與線圈組30的構成進行說明。如圖2所示，毛細管40包括：基體部41，由陶瓷構成；作為電阻層的金屬層42，設置於基體部41的外表面；及作為傳熱層的鑽石層43，覆蓋金屬層42的外表面與基體部41的前端。此處，構成鑽石層的鑽石既可為多晶鑽石，亦可為單晶鑽石，或亦可為類鑽石-碳(diamond-like carbon)。
基體部41包括：根部44，安裝於超音波喇叭13；較根部44細的圓筒形狀的中央部分；及圓錐梯形狀的前端部分，朝向與根部44為相反側的前端變細。於各部分的內部設置有於軸向上貫通、且供金屬絲12插通的貫通孔。於圓筒形狀的中央部的外表面設置有圓筒狀的金屬層42，該金屬層42由鈦、鉻、鎳、鎢、或鉑及其等的合金等(鈦、鉻、鎳、鎢、鉑中的至少一種或以其等為基礎的合金)的電阻率高的金屬形成。金屬層42的厚度例如為20μm~30μm。於金屬層42的外表面與基體部41的前端部分設置有塗佈(coating)鑽石而成的鑽石層43。鑽石層43是以覆蓋基體部41的前端面的方式形成，且於前端形成有直孔(straight hole)45及內倒角(inner chamfer)部49，該直孔45供金屬絲12插通，該內倒角部49連接於直孔45，且朝向前端擴展。外表面成為大致沿著基體部41的形狀，但於前端部形成有平面狀的面(face)部47，面部47與外周面藉由R形狀的外半徑(outer radius)部46 而連接。亦即，鑽石層43構成與毛細管40的焊接功能相關的形狀。另外，鑽石層43的厚度亦可為例如20μm~30μm左右。
如圖2所示，於安裝有毛細管40的超音波喇叭13的下側配置有線圈組30，該線圈組30於內部包含圖案線圈34、圖案線圈35。如圖3所示，線圈組30於設置有供毛細管40貫通的孔38的絕緣層33的上表面與下表面分別配置圖案線圈34、圖案線圈35，並利用設置有供毛細管貫通的孔36、孔37的陶瓷製的上板31與下板32夾入該圖案線圈34、圖案線圈35。孔36、孔37、孔38是同軸且相同大小的孔，且直徑略大於毛細管40的外徑，毛細管40以非接觸的方式貫通各孔36、孔37、孔38。設置於絕緣層33的上表面、下表面的圖案線圈34、圖案線圈35包括：圓環狀部分34a、圓環狀部分35a，大致繞孔38的周圍一圈；及供電線34b、供電線35b，自圓環狀部分34a、圓環狀部分35a沿絕緣層33的長度方向延伸。而且，圓環狀部分34a、圓環狀部分35a的端部34c、端部35c分別朝絕緣層33的方向彎折並貫通絕緣層33的圖案線圈貫通孔38a，而相互電性連接。因此，若於圖3所示的線圈組30的上側圖案線圈的供電線34b與下側圖案線圈的供電線35b之間連接圖1所示的高頻電源50，則電流自電源流入上側的圖案線圈的供電線34b，自供電線34b於配置在絕緣層33的孔38的周圍的上側圖案線圈的圓環狀部分34a流通，且自端部34c經由端部35c沿著下側圖案線圈35的圓環狀部分35a於絕緣層33的下表面繞孔38的周圍流動，並自下側圖案線圈的供電線35b返回至高頻電源50。亦即，線圈組30於孔38的周圍形成有兩圈(turn)線圈。
一面參照圖4、圖5，一面對藉由以上述方式構成的打線裝置10進行焊接的動作進行說明。如圖4所示，在焊接之前，藉由放電於金屬絲12的前端形成無空氣焊球5。而且，球狀的無空氣焊球5的表面成為接觸於毛細管40的前端的內倒角部49的表面的狀態。此時，毛細管40成為上下移動的上側的位置，線圈組30位於毛細管40的金屬層42的下側部分的周圍。
若圖1所示的控制部71輸出高頻電源50的通電指令，則該信號被輸入至圖1所示的高頻電源50，從而高頻電源50輸出高頻電力。高頻電力是例如1kHz~數100MHz的頻率且數10W左右的電力。自高頻電源50輸出的高頻電力流至線圈組30的圖案線圈34、圖案線圈35。如此一來，如圖4所示，產生沿著貫通圖案線圈34、圖案線圈35的毛細管40的圓筒狀的金屬層42於圓周方向流動的感應電流，藉由該感應電流使靠近圖案線圈34、圖案線圈35的金屬層42的下側部分發熱。而且，金屬層42的下側部分的溫度上升至例如600℃左右。於金屬層42產生的熱通過熱阻少且傳熱性良好的鑽石層43朝向毛細管40的前端流動，且自藉由鑽石層43而形成的內倒角部49朝向無空氣焊球5不斷流入。而且，藉由該流入的熱使無空氣焊球5保持於溫度高的狀態。
其次，若圖1所示的控制部71輸出使焊接臂14下降的指令，則根據該指令經由移動機構介面72將信號輸入至焊接頭19，驅動未圖示的Z方向馬達而使焊接臂14、超音波喇叭13向下方向移動。如此一來，如圖5所示，安裝於超音波喇叭13的前端的毛細管40下降，利用毛細管40的前端的內倒角部49與面部47將無空氣焊球5壓抵於半導體晶片2的焊墊3上，而使壓接焊 球6變形。此時，藉由利用對線圈組30供給的高頻電力產生的金屬層42的感應加熱，使毛細管40的前端的溫度上升至600℃左右，故而毛細管40於成形壓接焊球6的同時，使常溫狀態的半導體晶片2、焊墊3的溫度急速地上升。亦即，可進行焊接對象物的局部加熱。此時，毛細管40的熱自焊墊3朝向半導體晶片2，如圖5所示的箭頭般不斷流動，因此，毛細管40的溫度下降。
於毛細管40下降而毛細管40的前端成形壓接焊球6時，如圖5所示，毛細管40的金屬層42的上側部分成為貫通圖案線圈34、圖案線圈35的狀態，而於金屬層42的上側部分產生感應電流，從而使上側部分發熱。繼而，該熱通過外側的鑽石層43自毛細管40前端的內倒角部49、面部47流至壓接焊球6而對壓接焊球6、焊墊3進行加熱(進行焊接對象物的局部加熱)。繼而，於毛細管40的前端接觸於壓接焊球6期間，於毛細管40的金屬層42產生的熱通過鑽石層43繼續對壓接焊球6、焊墊3進行加熱(繼續進行焊接對象物的局部加熱)，故而毛細管40可將壓接焊球6、焊墊3的溫度保持於焊接所需的溫度、例如300℃左右。
另一方面，藉由圖1所示的超音波喇叭13而產生的超音波振動經由毛細管40的內倒角部49、面部47而施加至壓接焊球6。而且，藉由壓接焊球6對焊墊3的按壓、利用來自金屬層42的熱進行的加熱、及來自超音波喇叭13的超音波振動，使壓接焊球6與焊墊3金屬性地接合。
如以上所說明般，本實施方式的打線裝置10利用流至線圈組30的圖案線圈34、圖案線圈35的高頻電力對毛細管40的金屬層42進行感應加熱，故而可於不與毛細管40接觸的狀態 下對毛細管40進行加熱。因此，可不影響毛細管40的高速的上下移動或毛細管40的超音波振動而進行無空氣焊球5的加熱，並且可不對半導體晶片2整體進行加熱而進行良好的焊接。因此，本實施方式的打線裝置10可不使焊接品質下降而有效地對打線工具進行加熱。
於以上所說明的實施方式中，將毛細管40的金屬層42設為鈦、鉻、鎳、鎢、或鉑及其等的合金等(鈦、鉻、鎳、鎢、鉑中的至少一種或以其等為基礎的合金)的電阻率高的金屬，且其厚度為20μm~30μm而進行了說明，但就與供給至線圈組30的高頻電力的頻率、輸出的關係而言，亦可使用如感應加熱成為最佳的其他金屬材料，亦可適當變更其厚度。另外，於本實施方式中，傳熱層是設為鑽石層43而進行了說明，但只要可將於金屬層42產生的熱良好地傳遞至毛細管40的前端，則並不限於鑽石，例如，亦可包含奈米碳材料或組合鑽石與奈米碳材料而成的材料、或類鑽石-碳(鑽石、奈米碳材料中的一種或組合其等而成的材料)，且其厚度亦是只要能將金屬層42的熱良好地傳遞至毛細管40的前端，則並不限於20μm~30μm左右，亦可厚於或薄於20μm~30μm。進而，於本實施方式中，對於線圈組30不於上下方向上移動進行了說明，但亦可構成為線圈組30與毛細管40一併於上下方向上移動。於此情況下，金屬層42的毛細管40的軸向長度亦可僅設為貫通線圈組30的部分。另外，亦可由鑽石塊(diamond block)構成毛細管40的前端部分。
參照圖6對本發明的另一實施方式進行說明。本實施方式表示線圈組的另一形態。關於其他部分，與參照圖1至圖5所 說明的實施方式相同。本實施方式的線圈組60包括：環狀銅線62，環繞毛細管40的周圍且一部分被切除；供電線63，連接於環狀銅線62的端部；作為絕緣構件的陶瓷塗層(ceramic coating)64，設置於環狀銅線62的外表面；及支臂(arm)61，於內部包含供電線63。支臂61是例如樹脂模塑(molding)等具有剛性的絕緣構件，亦可與陶瓷塗層64的一部分一體地成型。或者，亦可於藉由樹脂模塑成形包含供電線63的支臂61後，連接環狀銅線62，其後對環狀銅線62的外表面實施陶瓷塗層64。陶瓷塗層64的內徑尺寸略大於毛細管40的外徑尺寸。於本實施方式中，環狀銅線62構成一圈線圈。而且，若自供電線63供給高頻電力，則藉由流至環狀銅線62的高頻電流對毛細管40的金屬層42進行感應加熱，從而可不與毛細管40接觸地使毛細管40前端的溫度上升。而且，藉此，可進行焊接對象物的局部加熱。
本實施方式的線圈組60與上文中所說明的線圈組30相比，構造簡便，可實現輕量化，故而容易構成為例如使線圈組60與毛細管40一併上下移動。
於參照圖1至圖5所說明的實施方式中，對將本發明應用於作為打線工具的毛細管40的情況進行了說明，但以下，一面參照圖7(a)、圖7(b)，一面對將本發明應用於作為另一打線工具的楔形工具(wedge tool)80的實施方式進行說明。圖7(a)是表示楔形工具80的整體的立體圖，圖7(b)是楔形工具80的前端附近的剖面圖。如圖7(a)所示，楔形工具80具有陶瓷製且為楔型的基體部41，其外形略微小於參照圖2所說明的線圈組30、線圈組60的孔36、孔37、孔38或參照圖6所說明的線圈組 60的陶瓷塗層64的內徑，且構成為可於孔36、孔37、孔38或陶瓷塗層64的內側以非接觸狀態上下移動。
基體部41的根部44為四邊形，基體部41的前端側成為楔狀。於楔形工具80的前端側的基體部41的表面塗佈有楔狀(四角環狀)的金屬層42。金屬層42的厚度可與上文中所說明的實施方式同樣為20μm至30μm左右。另外，金屬層42如參照圖1至圖5所說明般，以如下方式構成：即便楔形工具80於上下方向上移動，一部分亦會處於如貫通線圈組30的圖案線圈34、圖案線圈35的位置，於高頻電流流至圖案線圈34、圖案線圈35時在圓周方向上有感應電流流動，藉由該感應電流而發熱。另外，雖將金屬層42設為四角環狀而進行了說明，但亦可為圓環狀。
如圖7(b)所示，於楔形工具80的前端的其中一面斜向開設有供金屬絲12插通的錐形導向孔(taper guide hole)83及金屬絲輸送孔(wire feed hole)82，且於金屬絲輸送孔82的前端形成有使所插通的金屬絲12接合於焊墊3的接腳(bonding foot)81。接腳81是接合金屬絲12並且對金屬絲12加熱的部位。而且，於楔形工具80的形成有接腳81之側，在金屬層42上形成鑽石層43，且構成為將藉由向圖2所示的線圈組30或圖6所示的線圈組60供給的高頻電力而於圓環狀的金屬層42產生的熱自金屬層42向接腳81引導。於本實施方式中，金屬絲輸送孔82、錐形導向孔83之側保持為陶瓷製的基體部41的狀態。與上文中參照圖1至圖5所說明的毛細管40的情況同樣地，於本實施方式中，鑽石43的厚度亦成為20μm~30μm。此外，金屬絲輸送孔82、錐形導向孔83之側亦與上文中所說明的實施方式同樣地，亦可實施鑽石層 43的塗佈，將前端部分設為鑽石塊亦較佳。安裝有以此方式構成的楔形工具80的打線裝置10除發揮上文中參照圖1至圖5所說明的實施方式的效果以外，亦發揮可應對更小間距(fine pitch)的效果。
其次，一面參照圖8，一面對本發明的另一實施方式的打線裝置10進行說明。對與上文中參照圖1至圖5所說明的實施方式相同的部分標註相同符號並省略說明。圖8所示的實施方式的作為打線工具的毛細管150包括：基體部151，由陶瓷構成；工具部160，安裝於基體部151的前端，且與作為焊接對象物的圖4所示的無空氣焊球5及圖5所示的壓接焊球6接觸；作為電阻層的金屬層152，設置於基體部151的外表面；及作為傳熱層的鑽石層153，覆蓋金屬層152的外表面。
工具部160是由鑽石形成的前端變細的開孔圓錐梯形狀。於中央形成有直孔165及內倒角部169，該直孔165供金屬絲12插通，該內倒角部169自直孔165朝向前端擴展。如圖4、圖5所示，內倒角部是與無空氣焊球5接觸並且將無空氣焊球5按壓至焊墊3而形成壓接焊球6的部分。如圖5所示，於前端形成有平面狀的面部47，該面部47將壓接焊球6的外周部壓抵於焊墊3。面部47與外周面藉由R形狀的外半徑部46而連接。而且，工具部160於接合線161處利用銀焊料(silver solder)固定於基體部151的前端側。
毛細管150的基體部151略細於根部154。另外，工具部160的外徑略大於基體部151的前端的外徑。因此，如圖8所示，於根部154與工具部160之間的外周面形成薄圓筒狀或圓錐 (cone)狀的凹陷，於該凹陷中設置有由鈦、鉻、鎳、鎢、或鉑及其等的合金等(鈦、鉻、鎳、鎢、鉑中的至少一種或以其等為基礎的合金)電阻率高的金屬形成的圓筒狀的金屬層152。於金屬層152的外表面，以填埋上文中所說明的凹陷的方式塗佈有鑽石層153。因此，如圖8所示，鑽石層153的前端面密接於工具部160的有接合線161的端面。
若對圖案線圈34、圖案線圈35施加規定的高頻電力，則藉由電磁感應而於金屬層152產生熱。所產生的熱如圖8的箭頭所示般，於鑽石層153中傳遞而不斷傳遞至毛細管150的前端側。而且，如圖8所示，熱自鑽石層153的前端側的端面流至工具部160的有接合線161的端面，而逐漸對工具部160整體進行加熱。
本實施方式的打線裝置10與上文中參照圖1至圖5所說明的實施方式同樣地，利用流至線圈組30的圖案線圈34、圖案線圈35的高頻電力對毛細管150的金屬層152進行感應加熱，故而可在不與毛細管150接觸的狀態下對毛細管150進行加熱。因此，可不影響毛細管150的高速的上下移動或毛細管150的超音波振動，而進行無空氣焊球5的加熱，並且可不對半導體晶片2整體進行加熱而進行良好的焊接。因此，本實施方式的打線裝置10可不使焊接品質下降而有效地對打線工具進行加熱。進而，於本實施方式中，將工具部160設為獨立個體且由鑽石形成，並利用銀焊料將工具部160固定於基體部151的前端，故而可準確地製作直孔165、內倒角部169、面部167、及外半徑部166的形狀尺寸，能夠以簡便的構成有效地對打線工具進行加熱，藉此，可 進行焊接對象物的局部加熱。
其次，一面參照圖9，一面對本發明的另一實施方式的打線裝置10進行說明。省略上文中與參照圖1至圖6、圖8的說明中相同的部分之標註符號說明。如圖9所示，本實施方式是以如下方式構成，即，未設置使毛細管150的基體部151的中央變細的凹陷，而使基體部151與工具部160的外表面平滑地連接。而且，鑽石層153是以如下方式進行塗佈，即，覆蓋金屬層152的上端及側面、以及工具部160的上部的側面，而不覆蓋外半徑部166。因此，於金屬層152產生的熱如圖9的箭頭所示般通過鑽石層153到達至工具部160的上部的側面，且自工具部160的上部的側面進入至內部而到達至內倒角部169、面部167。於本實施方式中，工具部160變得較圖8所示的實施方式中略長，以便使熱可自側面充分地流入。
本實施方式發揮與上文中參照圖8所說明的實施方式相同的效果。
本發明並不限定於以上所說明的實施方式，而包含不脫離由申請專利範圍所規定的本發明的技術性範圍或本質的所有變更及修正。
10‧‧‧打線裝置
13‧‧‧超音波喇叭
30‧‧‧線圈組
31‧‧‧上板
32‧‧‧下板
33‧‧‧絕緣層
34、35‧‧‧圖案線圈
36、37、38‧‧‧孔
40‧‧‧毛細管
41‧‧‧基體部
42‧‧‧金屬層
43‧‧‧鑽石層
44‧‧‧根部
45‧‧‧直孔
46‧‧‧外半徑部
47‧‧‧面部
49‧‧‧內倒角部

Claims (12)

  1. 一種打線裝置，其特徵在於包括：打線工具；線圈，以非接觸的狀態配置於上述打線工具的周圍；以及高頻電源，對上述線圈供給規定的高頻電力；且上述打線工具包括：基體部；電阻層，設置於上述基體部的外表面，藉由施加至上述線圈的上述規定的高頻電力而產生由電磁感應產生的熱；以及傳熱層，覆蓋上述電阻層的外表面與上述基體部的前端，將於上述電阻層產生的熱向焊接對象物傳導，上述電阻層直接設置於上述基體部的外表面，且上述傳熱層覆蓋於上述電阻層的外表面與上述基體部的前端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的打線裝置，其包括匹配裝置，該匹配裝置使上述高頻電源與上述線圈的阻抗匹配。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的打線裝置，其中上述電阻層包含鈦、鉻、鎳、鎢、鉑中的至少一種或以其等為基礎的合金。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的打線裝置，其中上述傳熱層包含鑽石、奈米碳材料中的一種或組合其等而成的材料。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的打線裝置，其中上述線圈是將多個圖案線圈於垂直方向上重疊配置；收容上述圖案線圈的線圈組包括：上板及下板，覆蓋上述多個圖案線圈；以及上述多個圖案線圈及絕緣體，位於上述上板與上述下板之 間；且上述絕緣體夾在上述多個上側圖案線圈與下側圖案線圈之間而構成，上述上下板、上述絕緣體、上述多個圖案線圈分別包含貫通孔，於焊接工具相對於上述焊接對象物在相接或分離方向上移動時，上述貫通孔可使上述打線工具以非接觸狀態移動；且上述多個上側圖案線圈與上述下側圖案線圈貫通上述絕緣體而相互電性連接。
  6. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的打線裝置，其中上述線圈包括一部分被切除的圓環狀的金屬線、及連接於上述金屬線的各端的各供電線；且上述金屬線的表面由絕緣構件覆蓋，上述各供電線由具有剛性的其他絕緣構件覆蓋。
  7. 一種打線裝置，包括：打線工具；線圈，以非接觸的狀態配置於上述打線工具的周圍；以及高頻電源，對上述線圈供給規定的高頻電力；且上述打線工具包括：基體部；工具部，安裝於上述基體部的前端，且與焊接對象物接觸；電阻層，設置於上述基體部的外表面，藉由施加至上述線圈的上述規定的高頻電力而產生由電磁感應產生的熱；以及傳熱層，覆蓋上述電阻層的外表面，將於上述電阻層產生的熱向上述工具部傳導，上述電阻層直接設置於上述基體部的外表面，且上述傳熱層覆蓋於上述電阻層的外表面與上述基體部的前端。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的打線裝置，其包括匹配裝置，該匹配裝置使上述高頻電源與上述線圈的阻抗匹配。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的打線裝置，其中上述電阻層包含鈦、鉻、鎳、鎢、鉑中的至少一種或以其等為基礎的合金。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的打線裝置，其中上述傳熱層包含鑽石、奈米碳材料中的一種或組合其等而成的材料。
  11. 如申請專利範圍第7項至第10項中任一項所述的打線裝置，其中上述線圈是將多個圖案線圈於垂直方向上重疊配置；收容上述圖案線圈的線圈組包括：上板及下板，覆蓋上述多個圖案線圈；以及上述多個圖案線圈及絕緣體，位於上述上板與上述下板之間；且上述絕緣體夾在上述多個上側圖案線圈與下側圖案線圈之間而構成，上述上下板、上述絕緣體、上述多個圖案線圈分別包含貫通孔，於焊接工具相對於上述焊接對象物於相接或分離方向上移動時，上述貫通孔可使上述打線工具以非接觸狀態移動；且上述多個上側圖案線圈與上述下側圖案線圈貫通上述絕緣體而相互電性連接。
  12. 如申請專利範圍第7項至第10項中任一項所述的打線裝置，其中上述線圈包括一部分被切除的圓環狀的金屬線、及連接於上述金屬線的各端的各供電線；且上述金屬線的表面由絕緣構件覆蓋，上述各供電線由具有剛性的其他絕緣構件覆蓋。
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