WO1999015452A1 - Drahtbremse - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a wire brake for wedge bonding machines with a bonding head on which an ultrasound transducer is arranged, at the free end of which there is a bonding tool (wedge) for fastening a bonding wire on a bonding pad or a contact island and in the direction of the wire feed a wire pliers movable with respect to the bonding tool is arranged.
  • a bonding tool wedge
  • the wire pliers serve to advance the bonding wire under the bonding tool, or to hold the bonding wire in place after the completion of a wire bridge, i.e. of the second bond contact for the purpose of tearing off the bond wire from the second bond contact.
  • the bond wire must be clamped by the wire pliers with a predetermined force. If the wire pliers are then opened, the bond wire loosely adheres to one of the pliers jaws. If the wedge bond car were to continue working regardless of this unavoidable fact, the bond process would be negatively affected. For example, uneven wire bridges or uneven waist lengths or faulty bonds would then have to be expected.
  • Another variant of the realization of a wire brake consists in guiding the bonding wire in a Teflon tube up to the wire tongs. This takes advantage of the fact that the adhesive force between the bond wire and Teflon tube is greater than between the bond wire and one of the open jaws of the wire pliers. Soiling of the bond wire by the Teflon tube is hardly to be expected, but the undefined braking force is a particular disadvantage of this variant. This is particularly the case with fast movements of the bond wire in the Teflon tube.
  • the invention is therefore based on the object of providing a wire brake in which the disadvantages of the prior art are avoided and with which it is possible to vary the braking force required.
  • the object on which the invention is based is achieved in a wire brake of the type mentioned at the outset in that the wire brake is provided with guide elements between which the bonding wire can be deflected laterally by a predetermined amount in order to generate a braking force.
  • the required braking force can be specified in a precisely defined manner. It is particularly advantageous here that the predetermined braking force is independent of the speed at which the bond wire moves through the wire brake. This means that there is no negative influence on the bond parameters.
  • the deflection of the bonding wire takes place in the elastic range, the size of the lateral deflection being adjustable in a preferred development of the invention.
  • the guide elements consist of a plurality of deflections which can be applied to the bonding wire, a central deflection, which deflects the bonding wire laterally, which protrudes between two planes for guiding the bonding wire, being preferably provided.
  • the bond wire is lifted off the levels by the middle deflection and thus deflected by a predeterminable amount.
  • a first and a second deflection which are positioned at a distance from one another, are provided with respect to the central deflection, the bond wire being able to be applied to the first and second deflection.
  • the guide surfaces of the deflections on which the bond wire slides each have a slightly curved or spherical surface.
  • the guide surfaces of the deflections are polished.
  • first and the second deflection are aligned in such a way that the respective surface normal runs perpendicular to the bond wire.
  • bond wire should be tangentially applied to the levels in the wire brake inlet and outlet.
  • a wire brake 1 according to the invention is shown schematically in the accompanying drawing.
  • This Wire brake 1 consists of two levels 6, 7, between which an intermediate space 9 is kept free and on which the bonding wire 2 slides.
  • a deflection 3 which can be displaced in the space 9 transversely to the longitudinal direction of the bonding wire 2.
  • the lateral displacement of the deflection 3 can be done manually, e.g. with a set screw, or with a voice coil drive or the like. respectively.
  • deflections 3, 5 are provided, for example, relative to the planes 6, 7, which, however, can be firmly positioned.
  • the deflections 3, 5 are aligned in such a way that the respective surface normal 8 runs perpendicular to the bonding wire 2. This ensures that the bond wire 2 is not pulled over an edge under certain circumstances, which would lead to permanent deformation. With such a deformation, incorrect bonds should be expected, since a deformed bonding wire 2 could no longer be properly positioned under the wedge.
  • the deflections 3, 5 ensure that the bonding wire 2 is applied tangentially to the planes 6, 7. These measures ensure the lowest possible frictional force caused by the wire brake, so that the magnitude of the braking force is mainly determined by the bending force.
  • the bonding wire is deflected laterally to such an extent that it touches the guide surfaces on the deflections 3, 5.
  • the size of the deflection of the bonding wire 2 now determines the size of the braking force, which can be varied according to the position of the middle deflection 4.

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Abstract

Drahtbremse für Wedge-Bondautomaten mit einer hinter dem zugehörigen Bondwerkzeug (Wedge) angeordneten und längs des Bonddrahtes bewegbaren Drahtzange. Zum Ablösen des Bonddrahtes von der geöffneten Drahtzange ist die Drahtbremse (1) mit Führungselementen versehen, zwischen denen der Bonddraht (2) zur Erzeugung einer Bremskraft mit einem vorgegebenen Betrag seitlich auslenkbar ist.

Description

Drahtbremse
Die Erfindung betrifft eine Drahtbremse für Wedge-Bondautomaten mit einem Bondkopf an dem ein Ultraschall-Transducer an- geordnet ist, an dessen freiem Ende sich ein Bondwerkzeug (Wedge) zum Befestigen eines Bonddrahtes auf einem Bondpad oder einer Kontaktinsel befindet und bei dem in Drahtzuführungsrichtung vor dem Bondwerkzeug eine in Bezug auf das Bondwerkzeug bewegbare Drahtzange angeordnet ist.
Bei derartigen Wedge-Bondautomaten dient die Drahtzange zum Vorschub des Bonddrahtes unter das Bondwerkzeug, oder zum Festhalten des Bonddrahtes nach der Fertigstellung einer Drahtbrücke, d.h. des zweiten Bondkontaktes zum Zwecke des Abreißens des Bonddrahtes vom zweiten Bondkontakt. In beiden Fällen muß der Bonddraht durch die Drahtzange mit einer vorgegebenen Kraft geklemmt werden. Wird die Drahtzange anschließend geöffnet, so haftet der Bonddraht an einer der Zangenbak- ken lose an. Würde nun aber der Wedge-Bondauto at ungeachtet dieser nicht zu vermeidenden Tatsache weiterarbeiten, so würde der Bondprozeß negativ beeinflußt. Beispielsweise müßte dann mit ungleichmäßigen Drahtbrücken oder ungleichmäßigen Taillän- gen oder auch Fehlbondungen gerechnet werden.
Um diese negative Beeinflussung des Bondprozesses zu vermeiden, ist es allgemein üblich, den Bonddraht durch zwei Filz- plättchen zu führen, die als Drahtbremse wirken. Mit derarti- gen Drahtbremsen wird eine ausreichende Kraft erzeugt, die den Bonddraht sicher von der Drahtzange ablöst. Allerdings treten bei einem längeren Betrieb Probleme dadurch auf, daß sich der Filz aufbauscht und einzelne lose Fasern den Bonddraht ver- schmutzen. Darüberhinaus sammeln sich am Bonddraht anhaftende Verunreinigungen im Filz an und werden gleichmäßig auf den Bonddraht verteilt.
Eine andere Variante der Realisierung einer Drahtbremse be- steht darin, den Bonddraht in einem Teflonschlauch bis zur Drahtzange zu führen. Dabei wird der Umstand ausgenutzt, daß die Haftkraft zwischen Bonddraht und Teflonschlauch größer ist, als zwischen Bonddraht und einer der geöffneten Backen der Drahtzange. Mit einer Verschmutzung des Bonddrahtes durch den Teflonschlauch ist zwar kaum zu rechnen, jedoch ist als besonderer Nachteil dieser Variante die Undefinierte Bremskraft zu sehen. Das ist insbesondere bei schnellen Bewegungen des Bonddrahtes im Teflonschlauch der Fall.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Drahtbremse zu schaffen, bei der die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden und mit der es möglich ist, die erforderliche Bremskraft zu variieren.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung wird bei einer Drahtbremse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Dahtbremse mit Führungselementen versehen ist, zwischen denen der Bonddraht zur Erzeugung einer Bremskraft mit einem vorgegebenen Betrag seitlich auslenkbar ist.
Durch die Erzeugung einer Biegekraft auf den Bonddraht läßt sich die erforderliche Bremskraft genau definiert vorgeben. Insbesondere ist hier von Vorteil, daß die vorgegebene Bremskraft unabhängig von der Geschwindigkeit ist, mit der sich der Bonddraht durch die Drahtbremse bewegt. Das bedeutet, daß eine negative Beeinflussung der Bondparameter nicht zu verzeichnen ist. Die Auslenkung des Bonddrahtes erfolgt dabei im elastischen Bereich, wobei in einer bevorzugten Fortbildung der Erfindung die Größe der seitlichen Auslenkung einstellbar ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Führungselemente aus mehreren an den Bonddraht anlegbaren Um- lenkungen, wobei bevorzugt eine mittlere, den Bonddraht seitlich auslenkende Umlenkung vorgesehen ist, die zwischen zwei Ebenen zur Führung des Bonddrahtes hervorsteht. Der Bonddraht wird durch die mittlere Umlenkung von den Ebenen abgehoben und somit um einen vorgebbaren Betrag ausgelenkt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist gegenüber der mittleren Umlenkung eine erste und eine zweite Umlenkung vorgesehen, die im Abstand zueinander positioniert sind, wobei der Bonddraht an die erste und zweite Umlenkung anlegbar ist.
Um zu verhindern, daß die Führungsflächen selbst einen Einfluß auf die Bremskraft ausüben, weisen die Führungsflächen der Umlenkungen auf denen der Bonddraht entlanggleitet, jeweils eine leicht gewölbte bzw. ballige Oberfläche auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Führungsflächen der Umlenkungen poliert.
Weiterhin ist von Vorteil, wenn die erste und die zweite Umlenkung in der Weise ausgerichtet sind, daß die jeweilige Flächennormale senkrecht zum Bonddraht verläuft. Außerdem sollte der Bonddraht im Ein- und Auslauf der Drahtbremse tan- gential an die Ebenen angelegt werden. Diese Maßnahmen gewährleisten eine geringstmögliche durch die Drahtbremse verursachte Reibungskraft, so daß die Größe der Bremskraft hauptsächlich durch die Biegekraft bestimmt wird.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Drahtbremse 1 schematisch dargestellt. Diese Drahtbremse 1 besteht aus zwei Ebenen 6, 7, zwischen denen ein Zwischenraum 9 freigehalten ist und auf denen der Bonddraht 2 entlanggleitet .
Um die erforderliche Bremskraft für den Bonddraht 2 zu erzeugen, wird dieser mit Hilfe einer Umlenkung 3, die im Zwischenraum 9 quer zur Längsrichtung des Bonddrahtes 2 verschiebbar ist, seitlich ausgelenkt. Die seitliche Verschiebung der Umlenkung 3 kann manuell, z.B. mit einer Stellschraube, oder auch mit einem Voice-Coil-Antrieb o.dgl. erfolgen.
Damit der Bonddraht zu einem gleichmäßigen Bogen im elastischen Bereich ausgelenkt wird, sind etwa gegenüber den Ebenen 6, 7 weitere Umlenkungen 3, 5 vorgesehen, die jedoch fest positioniert sein können. Die Umlenkungen 3, 5 sind in der Weise ausgerichtet sind, daß die jeweilige Flächennormale 8 senkrecht zum Bonddraht 2 verläuft. Damit wird gewährleistet, daß der Bonddraht 2 nicht unter Umständen über eine Kante gezogen wird, was zu einer bleibenden Verformung führen würde. Bei einer solchen Verformung müßte mit Fehlbondungen gerechnet werden, da ein verformter Bonddraht 2 nicht mehr ordnungsgemäß unter dem Wedge positioniert werden könnte. Außerdem wird durch die Umlenkungen 3, 5 erreicht, daß der Bonddraht 2 tan- gential an die Ebenen 6, 7 angelegt wird. Diese Maßnahmen gewährleisten eine geringstmögliche durch die Drahtbremse verursachte Reibungskraft, so daß die Größe der Bremskraft hauptsächlich durch die Biegekraft bestimmt wird.
Mit Hilfe der Umlenkung 4 wird der Bonddraht so weit seitlich ausgelenkt, daß dieser die Führungsflächen an den Umlenkungen 3, 5 berührt. Die Größe der Auslenkung des Bonddrahtes 2 bestimmt nun die Größe der Bremskraft, die entsprechend der Stellung der mittleren Umlenkung 4 variiert werden kann.
Um jegliche Oberflächeneinflüsse der Fuhrungsflachen auf den Umlenkungen 3, 4, 5 zu vermeiden, sind diese leicht gewölbt, bzw. ballig ausgeführt und zusätzlich poliert.
Drahtbremse
Bezugszeichenliste
D Drraahhttbbrreemmssee
Bonddraht
Umlenkung mittlere Umlenkung
Umlenkung
Ebene
Ebene
Flächennormale
Zwischenraum

Claims

DrahtbremsePatentansprüche
1. Drahtbremse für Wedge-Bondautomaten mit einer hinter dem zugehörigen Bondwerkzeug (Wedge) angeordneten und längs des Bonddrahtes bewegbaren Drahtzange zum Ablösen des Bonddrahtes von der geöffneten Drahtzange, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Dahtbremse (1) mit Führungselementen versehen ist, zwischen denen der Bond- draht (2) zur Erzeugung einer Bremskraft mit einem vorgegebenen Betrag seitlich auslenkbar ist.
2. Drahtbremse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Auslenkung des Bonddrahtes (2) im elastischen Bereich erfolgt.
3. Drahtbremse nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Größe der seitlichen Auslenkung des Bonddrahtes (2) einstellbar ist.
4. Drahtbremse nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Führungselemente aus mehreren an den Bonddraht (2) anlegbaren Umlenkungen (3, 4, 5) bestehen.
5. Drahtbremse nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine mittlere, den Bonddraht (2) seitlich auslenkende Umlenkung (4) vorgesehen ist, die zwischen zwei Ebenen (6, 7) zur Führung des Bonddrahtes (2) hervorsteht, wobei der Bonddraht (2) durch die mittlere Umlenkung (4) von den Ebenen (6, 7) abgehoben wird.
6. Drahtbremse nach Anspruch 4 und 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß gegenüber der mittleren Umlenkung (4) eine erste und eine zweite Umlenkung (3, 5) vorgesehen ist, die im Abstand zueinander positioniert sind und daß der Bonddraht (2) an die erste und zweite Umlenkung (3, 5) anlegbar ist.
7. Drahtbremse nach den Ansprüchen 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Führungsflächen der Umlenkungen (3, 4, 5) auf denen der Bonddraht (2) entlang- gleitet, jeweils eine leicht gewölbte bzw. ballige Oberfläche aufweisen.
8. Drahtbremse nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Führungsflächen der Umlenkungen (3, 4, 5) poliert sind.
9. Drahtbremse nach den Ansprüchen 4 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die erste und die zweite Umlenkung (3, 5) in der Weise ausgerichtet ist, daß die jeweilige Flächennormale (8) senkrecht zum Bonddraht (2) verläuft.
10. Drahtbremse nach den Ansprüchen 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Bonddraht (2) im Ein- und Auslauf der Drahtbremse (1) tangential an die Ebenen (6, 7) angelegt wird.
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