[发明专利]引线接合工具

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年9月20日提出的美国临时申请No.61/536,871的权益，其内容通过援引而合并到本申请中。

技术领域

本发明涉及一种接合系统，具体而言，本发明涉及一种用于引线接合系统的楔形工具。

背景技术

在半导体器件的加工和封装过程中，超声波引线接合（例如球形接合、楔形接合、带式接合等）（或超声波压焊）是在两个部位之间（例如在半导体晶片的晶片焊垫和引线框的引线之间）提供电互连的一种广泛使用的方法。接合工具的上端部在许多实例中被构造为结合或接合在超声波接合系统的换能器（例如超声波换能器）中，这会使得接合工具在焊接过程中会发生振动。超声波焊接是这样一种结合工艺，其例如可利用金属线和位于下方的表面之间的相对运动以便于将金属线接合到所述位于下面的表面上。

楔形接合（或楔焊接合）是一种众所周知类型的引线接合方法。某些楔焊接合工具包括下梢端部分，其限定了位于下梢端部分的末端处的凹槽。例如，如图1A-1B所示，引线接合工具100包括本体部分102，其终止于梢端部分106。梢端部分106限定了倒V形的凹槽108（在圆圈“T”内），倒V形的凹槽108由对置壁（例如参见图2A-2C）限定并且适于接收待接合或焊接的金属线的一部分。

图2A-2C示出了在图1A的虚线圆圈“T”中所示的常规引线接合工具（或线焊工具）100的梢端部分106/凹槽108的放大图。引线接合工具100（包括本体部分102）限定了纵轴线101（例如沿着引线接合机的Z轴）。图2A示出终止于对置壁110中的梢端部分106，所述对置壁110限定了具有尖端112的倒V形的凹槽108。图2B是图2A的仰视图，示出了壁110收敛于凹槽108的尖端112。凹槽108沿着具有尖端112的凹槽轴线（所示的轴线）延伸，其中所述尖端限定了平坦线路或者直线轮廓，如图2A和2C所示。

图2D示出了图2C的常规引线接合工具100，其将金属线118的被结合部分118’按压抵靠着基板116（例如金属线118要被焊接于其处的接合或焊接位置）。如图2D所示，金属线部分118’不能与凹槽108的尖端112保持完全接触。也就是说，在尖端112和金属线部分118’之间存在间隙G。这种间隙G常常导致金属线118不能充分地被超声波焊接到基板116上（例如金属线部分118’可相对于凹槽108滑动）。较弱的接合或焊接可能形成在金属线118和基板116之间。此外，间隙G（和相关的滑动）可能缩短常规焊接工具的使用寿命。

因此，希望提供一种改进的楔焊工具设计。

发明内容

根据本发明的典型实施例，提供一种引线接合工具，其包括终止于梢端部分中的本体部分。所述梢端部分包括限定了凹槽的对置壁，并且每个对置壁具有弯曲（或弧形的）型廓。

根据本发明的另一典型实施例，提供一种引线接合工具，其包括终止于梢端部分中的本体部分。所述梢端部分限定一凹槽，所述凹槽被构造为接收一定长度的金属线，并且所述凹槽限定了大致双曲线抛物面的形状。

根据本发明的又一典型实施例，提供一种引线接合工具，其包括终止于梢端部分中的本体部分。所述梢端部分包括限定了凹槽的对置壁，其中至少一条隆脊在所述对置壁之间延伸。

附图说明

联系附图阅读下述详细说明将更好地理解本发明。应强调的是，根据惯例，附图的各种特征都不是按比例绘制的。相反，为了清晰起见，各种特征的尺寸被任意扩展或缩小。附图中包括以下视图：

图1A-1B分别是常规接合工具的主视图和侧视图；

图2A-2C是图1A-1B的接合工具的梢端部分的不同放大图；

图2D是图1A-1B的接合工具的梢端部分的放大剖视侧视图，其中接合工具的梢端部分使待焊接的金属线的一部分结合到基板；

图3A-3C分别是根据本发明的典型实施例的接合工具梢端部分的立体图、侧视图和仰视放大图；

图3D是根据本发明的典型实施例的、图3A-3C的接合工具梢端部分的放大侧向剖视图，其中接合工具梢端部分使待焊接的金属线的一部分结合到下面基板；

图3E是基本上非对称的双曲线抛物面，其用于描述根据本发明典型实施例的接合工具的凹槽的形状；

图4A-4C分别是根据本发明另一典型实施例的接合工具梢端部分的立体图、侧视图和仰视放大图；

图5A-5C分别是根据本发明又一典型实施例的接合工具梢端部分的立体图、侧视图和仰视放大图；