TWI833240B - 超音波焊頭及半導體裝置的製造裝置 - Google Patents

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Abstract

超音波焊頭（50）包括：振動源部（53），安裝有超音波振子（58）；前端部（56），安裝有毛細管（18）；以及中間部（54），介隔存在於所述前端部（56）與所述振動源部（53）之間，使由所述超音波振子（58）產生的振動傳遞至所述前端部（56）；在所述中間部（54）形成有在超音波焊頭（50）的徑向上貫通的孔、即隨著沿周向行進而沿軸向行進的單一的螺旋孔（68）。

Description

超音波焊頭及半導體裝置的製造裝置
本說明書揭示一種用以對對象物進行振動加工（接合、切削、研磨等）的超音波加工機中所使用的超音波焊頭及具有所述超音波焊頭的半導體裝置的製造裝置。
自先前以來，為了對對象物進行振動加工，提出了產生縱向振動及扭轉振動的超音波焊頭。此種超音波焊頭大多為了將縱向振動轉換為扭轉振動而在其周面形成有多個傾斜狹縫。傾斜狹縫隨著沿軸向行進而沿周向行進。縱向振動在通過所述傾斜狹縫時被轉換為扭轉振動。 [現有技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開平8-294673號公報
[發明所欲解決之課題]
然而，此種傾斜狹縫僅形成於超音波焊頭的周面表層，未到達超音波焊頭的徑向中心。在所述情況下，自縱向振動向扭轉振動的轉換效率差，難以充分獲得扭轉振動。
另外，在先前的超音波焊頭中，使相互獨立的多個傾斜狹縫傾斜。在所述情況下，容易產生多個傾斜狹縫間的相互位置的不均，振動特性容易變動。
因此，在本說明書中，揭示一種可更確實地獲得所期望的振動特性的超音波焊頭及半導體裝置的製造裝置。 [解決課題之手段]
本說明書中揭示的超音波焊頭的特徵在於包括：振動源部，安裝有超音波振子；前端部，安裝有加工工具；以及中間部，介隔存在於所述前端部與所述振動源部之間，使由所述超音波振子產生的振動傳遞至所述前端部；在所述中間部形成有在超音波焊頭的徑向上貫通的孔、即隨著沿周向行進而沿軸向行進的單一的螺旋孔。
在所述情況下，在所述前端部形成有在與所述軸向正交的第一方向上貫通並供所述加工工具安裝的安裝孔，所述螺旋孔的前端側端部亦可在與所述第一方向大致平行的方向上貫通。
另外，所述螺旋孔亦可是在自其基端側端部至前端側端部之間沿周向行進1/4圈的形狀。
另外，所述中間部亦可是隨著自基端側向前端側接近而剖面積變小的前端變細的形狀。
本說明書中揭示的半導體裝置的製造裝置的特徵在於包括：所述超音波焊頭；以及圓筒狀的毛細管，安裝於所述超音波焊頭的所述前端部，供導線插通。 [發明的效果]
根據本說明書中揭示的技術，由於螺旋孔在徑向上貫通超音波焊頭，因此向扭轉振動的轉換效率高。因此，螺旋孔在超音波焊頭中僅形成一個便足夠。而且，藉由將所形成的孔設為僅一個，與形成多個狹縫的情況相比，可將形狀誤差等抑制得小，容易如設計般保持振動特性。作為結果，根據本說明書中揭示的技術，可更確實地獲得所期望的振動特性。
以下，參照附圖對超音波焊頭50及搭載有其的半導體裝置的製造裝置10的結構進行說明。圖1是表示搭載有超音波焊頭50的製造裝置10的結構的圖。
製造裝置10是藉由利用導線26將設置於對象物30上的兩個電極間連接來製造半導體裝置的打線接合裝置。對象物30例如是安裝有半導體晶片的引線框架。通常，在半導體晶片及引線框架上分別設置有電極，藉由利用導線26將該些電極電性連接，從而可製造半導體裝置。
製造裝置10具有組裝於XY載台20上的接合頭12。XY載台20使接合頭12在水平方向、即X方向及Y方向上移動。在接合頭12上安裝有能夠在垂直方向、即Z方向上移動的超音波焊頭50及照相機22。超音波焊頭50經由焊頭支架14而安裝於接合頭12上。超音波焊頭50產生縱向振動及扭轉振動，並傳遞至毛細管。毛細管18是安裝於超音波焊頭50的末端，並且供導線26插通的筒狀構件。縱向振動及扭轉振動經由所述毛細管18而傳遞至導線26。進而，在毛細管18的上方設置有與毛細管18一起移動並夾持導線26的夾具19。
照相機22視需要而對對象物30進行拍攝。控制器32基於由所述照相機22拍攝的圖像來特定毛細管18相對於對象物30的位置，並進行毛細管18的定位。在接合頭12上進而設置有捲繞有導線26的捲筒24，視需要而自捲筒24陸續放出導線26。控制器32對構成製造裝置10的各部的驅動進行控制。例如，控制器32對設置於超音波焊頭50上的超音波振子58施加規定頻率的電壓(即驅動訊號)，從而產生規定頻率的振動。
其次，對搭載於製造裝置10上的超音波焊頭50的結構進行說明。圖2是超音波焊頭50的立體圖，圖3是超音波焊頭50的平面圖。進而，圖4是圖3的A-A剖面圖。
超音波焊頭50自其基端側至末端側呈一直線狀排列有基端部52、振動源部53、中間部54及前端部56。基端部52是安裝於焊頭支架14上的部位，且是隨著接近基端側而成為小徑的大致圓錐形。
在振動源部53組裝有超音波振子58。超音波振子58是接受作為電壓訊號的驅動訊號而產生縱向振動的振動產生源。所述超音波振子58例如是具有接受交流電壓而振動的鋯鈦酸鉛（通稱PZT（Pb-based Lanthanumdoped Zirconate Titanates）），並對PZT施加利用金屬塊夾住/利用螺釘（螺栓）緊固的壓力的螺栓固定朗之萬（Langevin）型振子（通稱BLT（Bolt clamped Langevintype Transducer）或BL（Bolt clamped Langevintype）振子）。在本例中，對所述超音波振子58同時施加第一頻率的交流訊號（以下稱為「第一驅動訊號」）與大於第一頻率的第二頻率的交流訊號（以下稱為「第二驅動訊號」）。
中間部54使由所述超音波振子58產生的振動傳遞至前端部56。在本例中，中間部54是隨著接近前端而剖面積變小的大致角錐狀。藉由設為所述結構，由振動源部53產生的振動被放大而傳遞至前端部56。另外，在中間部54形成有將縱向振動的一部分轉換為扭轉振動的螺旋孔68，對此，將在下文敘述。
前端部56是保持毛細管18的部位。在所述前端部56的末端附近形成有在Z方向（即毛細管18的軸向）上貫通並供毛細管18插入的安裝孔64。所述安裝孔64的直徑在無負荷狀態下稍微小於毛細管18的直徑。在較安裝孔64更靠基端側形成有在Z方向上貫通且自Z方向觀察時呈大致水滴形的調整孔66。所述調整孔66與安裝孔64經由細狹縫而相連。因此，若將專用的夾具等壓入調整孔66中來擴展調整孔66，則安裝孔64亦擴徑。而且，藉由安裝孔64擴徑，可將毛細管18插入安裝孔64中。在將毛細管18插入安裝孔64中的狀態下，若使夾具自調整孔66脫離，則安裝孔64縮徑，而牢固地保持毛細管18。
此處，如上所述，在中間部54形成有螺旋孔68。對所述螺旋孔68進行詳細說明。螺旋孔68是用於將超音波振子58所輸出的縱向振動的一部分轉換為扭轉振動的孔。所述螺旋孔68是在徑向上貫通中間部54，並且隨著沿軸向行進而沿周向行進的孔。更詳細地進行說明，螺旋孔68在其基端側端部，以通過中間部54的兩側面的方式在X方向（即與超音波焊頭50的軸向及毛細管18的軸向這兩者正交的方向）上貫通中間部54。所述螺旋孔68的貫通方向以隨著向軸向前端側行進而接近Z方向的方式變化。而且，螺旋孔68在其前端側端部，以通過中間部54的上表面及底面的方式在Z方向上貫通中間部54。即，螺旋孔68的貫通方向在自基端側端部向前端側端部行進的過程中，沿周向旋轉1/4。就另一角度來看，螺旋孔68是將平板扭轉90度的形狀。
此種螺旋孔68例如可藉由導線放電加工來形成。圖5是表示螺旋孔68的形成加工的情形的示意圖。再者，在圖5中，為了簡化說明，將超音波焊頭50圖示為圓柱。在形成螺旋孔68時，如圖5所示，預先使放電導線70在徑向上貫通。在所述狀態下，一邊執行放電加工，一邊使超音波焊頭50相對於放電導線70在軸向A及周向W上相對移動。藉此，在超音波焊頭50上形成螺旋狀的貫通孔。再者，螺旋孔68當然並不限於導線放電加工，亦可利用其他加工技術、例如雷射加工等來形成。
此處，根據此前的說明而明確，螺旋孔68是單一的孔，且在徑向上貫通中間部54。藉由設為所述結構，可將縱向振動有效率地轉換為扭轉振動，另外，可抑制每個個體的振動特性的不均。對此，與比較例進行比較來說明。
圖7是比較例的超音波焊頭50*的示意圖。比較例的超音波焊頭50*在中間部54形成有多個傾斜槽80而非螺旋孔68。所述傾斜槽80是隨著沿軸向行進而沿周向行進的槽，且將縱向振動轉換為扭轉振動。其中，與螺旋孔68不同，傾斜槽80僅存在於中間部54的周面的表層，且不在徑向上貫通中間部54。因此，與螺旋孔68相比，傾斜槽80的自縱向振動向扭轉振動的轉換效率差。因此，在比較例中，藉由形成多個傾斜槽80來提高向扭轉振動的轉換效率。但是，在設置多個傾斜槽80的情況下，產生所述多個傾斜槽80的相互位置的誤差或形狀的不均，振動特性發生變化。其結果，在比較例的結構中，容易產生超音波焊頭50*的振動特性的個體差異。
另外，在使用比較例的超音波焊頭50*時，並行地施加第一驅動訊號與第二驅動訊號。在將根據第一驅動訊號而生成的振動設為「第一振動」，將根據第二驅動訊號而產生的振動設為「第二振動」的情況下，在比較例中，在成為第一振動的波節、第二振動的波腹的位置形成了傾斜槽80。藉由設為所述結構，第一振動以縱向振動的狀態傳遞至前端部56，第二振動藉由傾斜槽80轉換為扭轉振動而傳遞至前端部56。即，在比較例的結構的情況下，需要考慮頻率相互不同的兩種振動的波腹位置及波節位置來設定傾斜槽80的位置，設計容易變得複雜。
另一方面，如上所述，本說明書中揭示的超音波焊頭50形成有僅一個螺旋孔68。所述螺旋孔68在徑向上貫通中間部54，因此可將自振動源部53傳遞的縱向振動有效率地轉換為扭轉振動。換言之，根據本例的超音波焊頭50，即使不考慮第一振動、第二振動的波腹位置及波節位置，亦可將縱向振動確實地轉換為扭轉振動。其結果，可簡化螺旋孔68的位置的設計。另外，形成於超音波焊頭50上的螺旋孔68僅一個。因此，不產生相互位置的誤差或形狀的不均，可減低每個超音波焊頭50的振動特性的個體差異。
其次，對由本例的超音波焊頭50獲得的振動進行說明。在執行超音波加工時，控制器32對超音波振子58並行地施加第一頻率的第一驅動訊號與第二頻率的第二驅動訊號。接受所述訊號，在振動源部53產生第一頻率的縱向振動即第一振動與第二頻率的縱向振動即第二振動。兩種縱向振動均在通過螺旋孔68時，其一部分被轉換為扭轉振動。轉換後的第一振動與轉換後的第二振動相互成為大致正交的方向的振動。藉由將所述轉換後的第一振動及轉換後的第二振動並行地傳遞至前端部56，前端部56呈大致面狀振動。而且，藉此，可更有效率地進行超音波加工。
對此，參照圖6進行說明。圖6A～圖6C是表示前端部56的振動的動作的圖。更具體而言，圖6A示出了僅施加第一驅動訊號時的前端部56的移動軌跡。同樣地，圖6B示出了僅施加第二驅動訊號時的前端部56的移動軌跡，圖6C示出了並行地施加第一驅動訊號及第二驅動訊號時的前端部56的移動軌跡。再者，在圖6A～圖6C中，看起來為塗黑的部位是表示前端部56的移動軌跡的多條線重覆的部位。如圖6A所示，在僅施加第一驅動訊號的情況下，前端部56的動作多為縱向振動成分，但作為整體，成為混合有縱向振動與扭轉振動的動作。作為結果，前端部56以在第二象限與第四象限之間移動的方式振動。
另一方面，在僅施加第二驅動訊號的情況下，如圖6B所示，前端部56的動作成為混合存在有縱向振動與扭轉振動的動作，前端部56以在第一象限與第三象限之間移動的方式振動。在並行地施加第一驅動訊號及第二驅動訊號的情況下，前端部56的動作成為將圖6A所示的動作與圖6B所示的動作合成而成的動作。作為結果，如圖6C所示，前端部56呈大致面狀振動。而且，藉由前端部56乃至毛細管18呈面狀振動，可更有效率地進行超音波加工。
根據以上的說明而明確，根據本例的超音波焊頭50，可將振動特性的個體差異抑制得低，同時將縱向振動有效率地轉換為扭轉振動。再者，此前所說明的結構是一例，若在超音波焊頭50的中間部54形成有在徑向上貫通的孔、即隨著沿周向行進而沿軸向行進的單一的螺旋孔68，則其他結構亦可適當變更。例如，在所述說明中，螺旋孔68成為在自基端側端部至前端側端部之間沿周向行進1/4圈的形狀。但是，若可獲得充分的強度與振動特性，則螺旋孔68的周向範圍可小於1/4圈，亦可大於1/4圈。例如，螺旋孔68亦可為在自基端側端部至前端側端部之間沿周向行進1/2圈的形狀。
另外，在所述說明中，螺旋孔68在其前端側端部且在X方向、即與毛細管18的軸向及超音波焊頭50的軸向這兩者正交的方向上貫通。在設為所述結構的情況下，螺旋孔68的前端側端部的貫通方向與毛細管18的安裝孔64的貫通方向大致平行。藉由設為所述結構，與兩孔68、64不平行的情況相比，扭轉振動容易傳遞至前端部56。但是，此種貫通方向亦可適當變更。因此，例如，螺旋孔68亦可配置成其前端側端部在Z方向上貫通，其基端側端部在X方向上貫通。
另外，在此前的說明中，超音波焊頭50的中間部54是隨著自基端側向前端側接近而剖面積變小的前端變細的形狀。藉由設為所述結構，隨著接近前端側而振動被放大。但是，根據對超音波焊頭50所要求的特性等，中間部54亦可為其他形狀、例如徑一定的圓棒狀等。
另外，在此前的說明中，列舉搭載有超音波焊頭50的半導體裝置的製造裝置10為例進行說明，但本說明書中揭示的超音波焊頭50亦可組裝於其他種類的超音波加工裝置、例如超音波熔接裝置等中。
10:製造裝置 12:接合頭 14:焊頭支架 18:毛細管 19:夾具 20:XY載台 22:照相機 24:捲筒 26:導線 30:對象物 32:控制器 50:超音波焊頭 50*:比較例的超音波焊頭 52:基端部 53:振動源部 54:中間部 56:前端部 58:超音波振子 64:安裝孔 66:調整孔 68:螺旋孔 70:放電導線 80:傾斜槽 A:軸向 W:周向 X、Y、Z:方向
圖1是表示搭載有超音波焊頭的半導體裝置的製造裝置的結構的圖。 圖2是超音波焊頭的立體圖。 圖3是超音波焊頭的平面圖。 圖4是圖3的A-A剖面圖。 圖5是表示螺旋孔的形成的情形的示意圖。 圖6A是表示施加第一驅動訊號時的前端部的移動軌跡的圖。 圖6B是表示施加第二驅動訊號時的前端部的移動軌跡的圖。 圖6C是表示施加第一驅動訊號及第二驅動訊號時的移動軌跡的圖。 圖7是表示比較例的超音波焊頭的圖。
18:毛細管
50:超音波焊頭
52:基端部
53:振動源部
54:中間部
56:前端部
58:超音波振子
64:安裝孔
66:調整孔
68:螺旋孔
X、Y、Z:方向

Claims (6)

  1. 一種超音波焊頭，其特徵在於包括： 振動源部，安裝有超音波振子； 前端部，安裝有加工工具；以及 中間部，介隔存在於所述前端部與所述振動源部之間，使由所述超音波振子產生的振動傳遞至所述前端部； 在所述中間部形成有在超音波焊頭的徑向上貫通的孔、即隨著沿周向行進而沿軸向行進的單一的螺旋孔。
  2. 如請求項1所述的超音波焊頭，其中 在所述前端部形成有在與所述軸向正交的第一方向上貫通並供所述加工工具安裝的安裝孔， 所述螺旋孔的前端側端部在與所述第一方向大致平行的方向上貫通。
  3. 如請求項1或請求項2所述的超音波焊頭，其中 所述螺旋孔是在自其基端側端部至前端側端部之間沿周向行進1/4圈的形狀。
  4. 如請求項3所述的超音波焊頭，其中 所述中間部是隨著自基端側向前端側接近而剖面積變小的前端變細的形狀。
  5. 如請求項1或請求項2所述的超音波焊頭，其中 所述中間部是隨著自基端側向前端側接近而剖面積變小的前端變細的形狀。
  6. 一種半導體裝置的製造裝置，其特徵在於包括： 如請求項1至請求項5中任一項所述的超音波焊頭；以及 圓筒狀的毛細管，安裝於所述超音波焊頭的所述前端部，供導線插通。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004275592A (ja) * 2003-03-18 2004-10-07 Miwatec:Kk 複合振動超音波ハンドピ−ス
TW200616745A (en) * 2004-11-30 2006-06-01 Fujitsu Ltd Ultrasonic head
EP1488449B1 (en) * 2002-03-27 2006-09-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Component mounting method, component mounting apparatus, and ultrasonic bonding head
JP2006340837A (ja) * 2005-06-08 2006-12-21 Aloka Co Ltd 超音波手術器
US20080048004A1 (en) * 2004-11-30 2008-02-28 Fujitsu Limited Resonator, ultrasonic head, and ultrasonic bonder using the same
TWM344929U (en) * 2008-06-06 2008-11-21 King Ultrasonic Co Ltd Ultrasonic metal joining device

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3151691B2 (ja) * 1992-11-24 2001-04-03 株式会社新川 超音波ホーンのキヤピラリ保持構造
JPH08294673A (ja) 1995-04-27 1996-11-12 Jiromaru Tsujino 複合振動変換用超音波ホーン
JP2000031196A (ja) * 1998-07-15 2000-01-28 Kaijo Corp ワイヤボンディング装置のキャピラリィ取付構造
JP2002209906A (ja) * 2001-01-23 2002-07-30 Miwatec:Kk 超音波ハンドピ−ス
JP3742332B2 (ja) * 2001-11-12 2006-02-01 株式会社新川 ワイヤボンデイング装置
US7976658B2 (en) * 2006-08-14 2011-07-12 Eastman Kodak Company Method of manufacturing a low cost intermediate transfer member
EP3756808B1 (en) * 2018-02-24 2022-11-02 Dalian University Of Technology Ultrasonic cutting holder for honeycomb core
WO2020006062A1 (en) * 2018-06-26 2020-01-02 Db Sonics, Inc. Sonotrode and method of manufacturing
CN112277323A (zh) * 2020-10-12 2021-01-29 陕西诺盈自动化仪表有限公司 一种超声波焊头的冷却结构

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1488449B1 (en) * 2002-03-27 2006-09-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Component mounting method, component mounting apparatus, and ultrasonic bonding head
JP2004275592A (ja) * 2003-03-18 2004-10-07 Miwatec:Kk 複合振動超音波ハンドピ−ス
TW200616745A (en) * 2004-11-30 2006-06-01 Fujitsu Ltd Ultrasonic head
US20080048004A1 (en) * 2004-11-30 2008-02-28 Fujitsu Limited Resonator, ultrasonic head, and ultrasonic bonder using the same
JP2006340837A (ja) * 2005-06-08 2006-12-21 Aloka Co Ltd 超音波手術器
TWM344929U (en) * 2008-06-06 2008-11-21 King Ultrasonic Co Ltd Ultrasonic metal joining device

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