用于大导线键合机的键合头的制作方法

专利名称：用于大导线键合机的键合头的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用键合工具将导线键合到电子元件上的键合头，特别是涉及键合直
径相对大的导线。
背景技术：
通常，相对大和厚的导线，如铝导线使用在大功率的电子封装件的楔形键合 (wedge bonding)中。使用这种大直径的导线进行键合的键合机器通常包含有键合头，该键 合头能够相对于电子封装件在X、Y、Z和e轴上定位自己以进行楔形键合。在楔形键合中，
具有e轴对于在第一次键合和第二次键合之间对齐定位键合的方位和被进给的导线是必要的。 不同于细导线，在第二次键合完成导线键合之后，仅仅通过使用导线夹具拉拽导 线的方式将大尺寸的导线拉离第二次键合是不可能的。在第二次键合形成之后，通常使用 切刀(cutter)部分地切割导线，其后通过键合头沿着导线的角度在水平方向上的拉动导 线可能被拉拽掉，以便于切割导线的尾部保留在键合工具的下方以进行后续的键合。
键合和切割大导线的传统方法使用柔性支撑(flexible support)，如柔性圆盘 (flexural disk)，来支撑键合工具。键合工具可包括带有楔针(wedge)和/或导线夹具和 导线引导体(wire guide)的换能器。切刀牢牢地安装在键合头上。当在第二次键合完成 之后键合头定位在和导线的方位相同的方向上时，键合头被进一步降低以切割导线。楔针 使用不会损坏导线的预设力接触导线。由于通过柔性圆盘所提供的柔性支撑的原因，所以 键合头更多的向下移动以使得切刀能够切割导线可以得以实现。因此，在楔针保持相对固 定的情形下，切刀连同键合头一起移动以切割导线。专利号为6，439，448、发明名称为"大导 线键合机头"的美国专利公开了这样一种用于大导线键合机的键合头的实例，其采用了两 个环形的柔性圆盘以为键合工具提供柔性的垂直移动。对于导线切割而言，柔性圆盘允许 键合工具使用程序化的压力轻柔地接触导线，该程序化的压力是由线圈和磁组系统所驱使 的。键合之后切刀被推向楔针以切割导线，并在切割导线之后回复移动到其起始位置。这 个装置的缺点是在导线键合操作过程中柔性圆盘引起键合工具没有足够的硬度，这会导致 所形成的键合不稳定。 当键合头的切刀切割导线时保护切刀避免冲击坚硬的表面，例如其上执行导线键 合的衬底表面，也是重要的。专利号为6，827，248、发明名称为"用于键合后的导线的切割 设备"的美国专利公开了一种导线切刀，其有弹性地安装在键合头上以便于当切割力接近 尖峰压力极限(peak force limit)时该切刀能够向上移动。当该切刀冲击坚硬的表面时， 它以这种方式避免冲击力。可是，尖峰压力极限是随着所选定的用于提供弹性的材料而变 化。在切割过程中，不同类型和尺寸的导线也要求不同的尖峰压力极限。因此，对于切割不 同类型和尺寸的导线而言，用于这种切刀的统一结构的弹性托架是不可能的。
键合之后能够测试键合的强度(或者第一次键合和/或第二次键合)以检查所形 成的键合是否结实是更为有益的。专利号为5， 894， 981、发明名称为"和超声波导线键合机相结合的拉拽测试机"的美国专利公开了一种和拉拽测试机相结合的导线键合头以用于测 试键合强度。当键合头向上移动时，通过使用闭合的导线夹具或者使用摩擦片(friction disk)牵拉键合后的导线的方式完成该测试。导线的进给长度通过编码器得以检测，这确 定键合是否有缺陷。如果键合如此离开衬底以致于在拉拽测试过程中没有导线进给被检测 到，那么这个键合是有缺陷的。如果一定数量的导线进给被检测到，那么由于键合已经附着 于键合盘上所以该键合被视为良好。可是，由于即使是同一种材料的导线，导线可以拉长到 不同的程度，所以这种拉拽测试过程中的导线进给检测是不可靠的。事实上，在拉拽测试过 程中导线拉长程度的变化量和对于良好的键合而言所检测到的小量导线进给相比是在类 似的规模上。当假定的导线进给可能是由于导线拉长引起时，这使得所述的拉拽测试不可罪。 因此，设计一种用于精确地切割大导线的键合头同时避免对切刀的损坏是令人期 望的。而发明一种可靠的导线拉拽测试也是大有用处的。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种键合头，该键合头在导线键合和导线切割过程 中，增强了键合头的导线键合和导线切割的部件的定位控制。 于是，一方面本发明提供一种用于键合一段导线的键合装置，该键合装置包含有 第一模块，其沿着线性轴线朝向和背离键合点被驱动；第二模块，其可滑动地安装在第一模 块上；导线切刀，其安装在第一模块上；键合工具，其安装在第二模块上；联接机构，其用于 将第二模块锁固在相对于第一模块固定的位置，和用于将第二模块从相对于第一模块固定 的位置处解锁，以便于第二模块在平行于线性轴线的方向上相对于第一模块滑动。
另一方面，本发明提供一种使用键合装置键合一段导线的方法，该键合装置包含 有第一模块和第二模块，该第二模块可滑动地安装在第一模块上；该方法还包含有以下步 骤使用联接机构将第二模块锁固在相对于第一模块固定的位置；将第一模块和第二模块 沿着线性轴线朝向键合点驱动，并使用装配在第二模块上的键合工具在键合点处形成键合 后的导线；将第二模块从相对于第一模块固定的位置处解锁，以允许第二模块平行于线性 轴线相对于第一模块滑动；将第一模块朝向导线驱动，以使用装配在第一模块上的导线切 刀切割导线；其后提升导线切刀离开键合后的导线。 参阅后附的描述本发明实施例的附图，随后来详细描述本发明是很方便的。附图 和相关的描述不能理解成是对本发明的限制，本发明的特点限定在权利要求书中。


在考虑附图的同时，参考本发明较佳实施例的具体实施方式
很容易地理解本发 明，其中 图1所示为本发明较佳实施例所述的旋转键合头的立体示意图。
图2所示为图1中的旋转键合头的局部立体示意图，其表明了键合头的主要Z模
块和辅助Z模块。 图3所示为图1中移除PR(pattern recognition)定位光学器件(alignment optics)后的旋转键合头的立体示意图，以表明用于键合力控制和切割力控制的压力传感
5器。 图4所示为从图2的方向A所视时旋转键合头的侧视示意图。 图5所示为旋转键合头沿着图4的B-B'剖面线的剖视示意图，其表明了联接机构
(coupling mechanism)。 图6A和图6B所示分别为当联接机构激活和去激活时键合工具的端部的放大剖视 示意图。 图7A-图7J所示表明了使用本发明较佳实施例所述的旋转键合头的键合顺序。
图8A和图8B所示为包含于图1旋转键合头中的导线切刀组件的侧视示意图，其 分别表示了处于静止状态的线性切刀驱动器(linearcutter actuator)和处于延伸状态的 线性切刀驱动器。 图9是安装在图1中旋转键合头上的导线夹具组件(wire clampassembly)的剖 视示意图。 图10A和图10B表明了使用图1中的旋转键合头时集成的拉拽测试(pull test) 的作业流程。 图11所示为带有多行封装件的矩阵类型的引线框的平面示意图。 图12所示为表明当PR定位光学器件的光学中心沿着X轴和键合端部中心或键合
头的旋转中心对齐定位时的有效键合区域的示意图。 图13所示为带有单行封装件的引线框的平面示意图。 图14所示为表明当PR定位光学器件的光学中心沿着Y轴和键合端部中心或键合 头的旋转中心对齐定位时的有效键合区域的示意图。
具体实施例方式
图1所示为本发明较佳实施例所述的旋转键合头10的立体示意图。该键合头10 包含有三个基本的模块，即键合头固定架12(mo皿tingbracket)、第一或主要Z模块14和第 二或辅助Z模块16。主要Z模块14和辅助Z模块16可沿着线性Z轴朝向和背离键合点被 驱动。 键合头固定架12容纳和支撑键合头10的主要Z模块14，并被装配在旋转马达组 件18和X-Y平台(图中未示)上。旋转马达组件18可以包括直接驱动马达，其被安装在键 合头固定架12的顶部，和在形成第一次楔形键合以前围绕Z轴在口轴上驱动和旋转键合工 具到达期望的8方位上。设置在旋转马达组件18中的中央开口 20允许平行于Z轴的光路 (light path)穿越从键合点通过到达光学组件，该光学组件包含有PR定位光学器件22(PR alignment optics)。可以选择地，定时传动带(timing pulley belt)和马达系统也可以 用来将键合头10旋转到期望的e方位上。 PR定位光学器件22被装配在主要Z托架24上，主要Z托架24是主要Z模块14 的一部分。在导线键合过程中，主要Z模块14被旋转以对齐定位键合工具的方位和键合点 的方位。因此，对于观察多个键合点的方位进行键合而言，PR定位光学器件22能够随着键 合头固定架12移动以便于完成PR定位是有益的。当PR定位光学器件22随着主要Z模块 14移动时，相应地其Z或垂直位置能够得到调整。所以，聚焦能够或者手动地或者自动地被 调整和记录。
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主要Z模块14以一对交叉滚子(cross rollers)的方式滑动安装在键合头固定 架12上。主要Z模块14还包括线性编码器(linear encoder)，该线性编码器包含有和Z 位置阅读头28 —起协同作业的Z位置线性编码器标尺26。 换能器30、以键合楔针32形式存在的键合工具及其支架、导线夹具组件34以及其 他和换能器30 —起移动的部件被安装在辅助Z模块16。导线切刀组件36相邻于导线夹具 组件34和键合楔针32贴挂，并被装配到主要Z模块14上。在键合形成之后这有助于实施 切割导线。 图2所示为图1中的旋转键合头10的局部立体示意图，其表明了键合头的主要Z 模块14和辅助Z模块16。为了清楚起见，键合头固定架12已经从这幅图中移除。主要Z 模块14通过辅助Z托架40和主要Z托架24的方式被耦接到辅助Z模块16上。辅助Z模 块16通过辅助Z托架40由键合头固定架12所支撑。 Z位置线性编码器标尺26被安装到主要Z托架24上，而Z位置阅读头28被安装 到键合头固定架12上。Z位置阅读头28检测到主要Z模块14的Z位置，该Z位置然后被 回馈到一控制系统中(图中未示)。 图3所示为图1中移除PR定位光学器件22后的旋转键合头10的立体示意图，以 表明用于键合力控制和切割力控制的压力传感器44。同时还表明了线性马达42。主要Z 模块14包括线性马达42、主要Z托架24、压力传感器44、和Z位置阅读头28 —起协同作 业的线性编码器标尺26。 线性马达42沿着Z轴朝向和背离键合点驱动主要Z模块14和辅助Z模块16。线 性马达42较合适地是圆形的音圈马达以高效地利用键合头的有限空间。主要Z模块14通 过线性马达42的安装板48直接连接到线性马达42的移动线圈上。导线切刀组件36通过 切刀安装托架装配到主要Z模块14上。 压力传感器44被放置在安装板48的安装螺丝之一处，以致于压力传感器耦接在 主要Z模块14和线性马达42之间。这使得作用在主要Z模块14上的作用力和反作用力 得到测量和反馈回到控制系统成为可能。 图4所示为从图2的方向A所视时旋转键合头10的侧视示意图。辅助Z模块16 通过辅助Z托架40可滑动地安装到主要Z托架24上。这个视图也表明主要Z托架24通 过安装板48连接到线性马达42上，该安装板48设置在主要Z托架24和线性马达42的下 方。 图5所示为旋转键合头IO沿着图4的B-B'剖面线的剖视示意图，其表明了联接机 构38。联接机构38包括线性导轨50，其可包含有导杆(guide rods)和直线轴套(linear bushing);驱动机构52，存在形式为空气气缸、螺线管或可提供力以能释放地锁固辅助Z模 块16到主要Z模块14的其他形式的驱动机构。 当驱动机构52被激活时，联接机构38将辅助Z模块16锁固在相对主要Z模块14 固定的位置，以便于它们能够一起移动。当驱动机构52去激活时，联接机构38从相对主要 Z模块14固定的位置处将辅助Z模块16解锁，以便于辅助Z模块16在平行于Z轴的方向 上相对于主要Z模块14滑动。 因此，当联接机构38去激活和辅助Z模块16从主要Z模块14处解锁时，其允许 主要Z模块14移动，同时辅助Z模块16相对静止，反之亦然。主要Z模块14和辅助Z模块16之间的相对滑动是通过线性导轨50引导的。 图6A和图6B所示分别为当联接机构38激活和去激活时键合工具的端部的放大 剖视示意图。在图6A中，显示了装配到辅助Z模块16的键合工具或楔针32。在键合期间， 楔针32的端部通常设置大约等于导线直径的间距，其低于导线切刀组件36的导线切刀54 的端部。结果，在键合期间，在导线切刀54没有接触和损坏导线56的情形下，楔针32的端 部按压在大直径的导线上，如铝导线56。 在图6B中，在导线切刀54的端部向下移动切割导线56以前，联接机构38被去激 活以从主要Z模块14处解锁辅助Z模块16。在完成第二次键合之后，导线切刀54被主要 Z模块14的线性马达42驱动向下以切割导线。楔针32的端部主要用辅助Z模块16的重 量轻轻地按压在导线56上。然后，导线切刀54的端部以导线56直径的0. 6到0. 9倍之间 的距离切割开导线56，从而是部分地而非完全地切割导线56。 图7A-图7J所示表明了使用本发明较佳实施例所述的旋转键合头10的键合顺 序。在图7A中，随着导线夹具组件34的导线夹具60的闭合和联接机构38的激活，键合头 10的主要Z模块14在第一键合点开始产生第一次键合。 在图7B中，主要z模块14在离开第一次键合后并在它朝向第二键合点移动时，它 随着导线夹具60的开启形成一个环体。 在图7C中，随着导线夹具60的闭合和联接机构38的激活，主要Z模块14向下移 动以形成第二次键合。 图7D表示了当导线56堆积在楔针32的端部和导线夹具60之间时的可选步骤。 当导线夹具60被打开和联接机构38被激活时，主要Z模块14向下移动以形成第二次键合。
如图7E所示，在形成第二次键合之后，随着导线夹具60的打开，主要Z模块14被 稍微提升，以便于键合头10沿着导线56向上移动，导线切刀54的端部位于导线56将被切 割的点上方的一位置处。 在图7F中，联接机构38被去激活，随着导线夹具60的闭合，主要Z模块14朝向 导线56向下被驱动以进行导线切割。 在图7G中，当辅助Z模块16的楔针32和导线56保持轻微接触时，主要Z模块14 驱动导线切刀54的端部进入导线56，以切割导线56。 在图7H中，在楔针32和导线56保持轻轻接触和联接机构38保持去激活的同时，
导线56几乎被完全切断，且主要Z模块14和导线切刀54的端部一起向上移动。 在图71中，在联接机构38被激活以将辅助Z模块16锁固在主要Z模块14上以
前，主要Z模块14将导线切刀54的端部提升离开被键合的导线到稍微高于楔针32端部的
水平，该楔针现在不再按压在导线56上。键合头沿着导线进给的方向移动离开第二次键
合，以便于完全拉掉导线56。然后键合头10移动到下一个键合位置以形成另一个第一次键
合。其后重复所描述的键合流程。 图8A和图8B所示为包含于图1中旋转键合头10中的导线切刀组件36的侧视示 意图，其分别表示了处于静止状态的线性切刀驱动器64和处于延伸状态的线性切刀驱动 器64。导线切刀组件36包括导线切刀54、切刀支架62、线性切刀驱动器64和预载的拉 伸弹簧66，其中线性切刀驱动器64较佳地为压电驱动器(piezoelectric actuator)。
如图8A所示，当线性切刀驱动器64去激活时，导线切刀组件36处于休息状态。弹簧66的预载力将会抵靠在线性切刀驱动器64上偏置导线切刀组件36，以便于切刀支架62 被固定在大体垂直的位置和在其一端被回拉抵靠在线性切刀驱动器64上。
如图8B所示，当线性切刀驱动器64被激活延伸至预定长度时，切刀支架62被向 外推离其垂直位置。切刀支架62倾斜离开线性切刀驱动器64以便于导线切刀54的端部 向外移动。 一凹槽68设置在切刀支架62和线性切刀驱动器64相遇的角落处。当线性切 刀驱动器64推入该凹槽68时，切刀支架62围绕这个角落相应地倾斜。
由于楔针32的端部和凹槽68中心之间的距离与压电线性切刀驱动器64的中心 线和凹槽68中心之间的距离相比的比率，导线切刀54端部的移动被放大到一个显著的程 度。因此，通过调整导线切刀54的方位，线性切刀驱动器64根据需要允许导线切刀54端 部的水平位置可程序化地调整到接近楔针32端部的位置。在下一个第一次键合以前的导 线56的长度也可以相应地被调整。对于不同尺寸的导线和当不同的封装件存在可变的空 间需求的时候，这种调整是可选的但是是优先来执行的。 图9是安装在图1中旋转键合头10上的导线夹具组件34的剖视示意图。导线夹 具组件34被安装在键合头10的旋转轴附近，其包括移动夹板(jaw)70 ;固定夹板72 ;驱动 马达如音圈74。音圈74和移动夹板70相耦接以提供夹持力和移动移动夹板70的力。磁 性组件76被安装在辅助Z托架40上且相对于音圈74和移动夹板70是固定的。磁性组件 76为音圈74提供磁场。 固定夹板72被安装在辅助Z托架40上以便于它相对于楔针32和换能器30处于 固定的位置。移动夹板70是活动耦接在固定夹板72上。通过使用音圈74所提供的夹持 力，移动夹板70相对于固定夹板72开启或闭合。根据需要这个夹持力是可程序化的。
随着音圈74和磁性组件76设置在移动夹板70和固定夹板72的上方，移动夹板 70和固定夹板72在垂直方向上大大地展开。所以，整个导线夹具组件34大体沿着键合头 10的旋转轴设置，以便于键合头10旋转时的转动惯量得以减小。这样增加了键合头10的 稳定性以有助于键合头10的旋转以及主要Z模块14和辅助Z模块16的垂直移动。
图IOA和图IOB表明了使用图1中的旋转键合头10时集成拉拽测试的作业流程。 该拉拽测试可以检查所形成的第一次键合和第二次键合的质量。在完成第二次键合之后， 导线夹具60闭合，主要Z模块14被驱动向上逐渐离开键合后的导线，以在和键合后的导线 56相连的导线上产生拉紧或预定的拉力。线性马达42作用在主要Z模块14上的力逐渐增 加，并停留在预定力的数值上，该预定力的数值大约为拉紧力强度的1/3。该拉力被压力传 感器44检测和监控。 当联接机构38被激活和导线夹具60牢牢地固定导线56以避免滑动的时候，导线 夹具60连同主要Z模块14一起向上移动。当在测试过程中或者在拉力加大周期(tension ramping up period)的过程中，通过压力感测器44所感测的拉力保持在预定数值的时候， 这个键合被分类为良好。主要Z模块14的位置同样也被监控以确定所形成的导线键合是 否有缺陷。当键合是良好的时候，主要Z模块14的位置停留在保护极限的下方的水平上， 在同一个测试周期内该保护极限通过线性编码器可检测出。但是，当键合是有缺陷的时候， 或者当导线56损坏折断的时候，或者当键合抬起离开其被键合的衬底的时候，拉力将会减 小以及主要Z模块14的位置也将急剧地上升达到保护极限。在键合的拉力加大期间或者 在测试周期期间这可能发生。所以，键合头10的实时拉拽测试通过压力传感器44和线性编码器提供。 图11所示为带有多行沿着引线框长度方向设置的封装件80的矩阵类型的引线框 78的平面示意图。这种类型的引线框78的导线键合以"分栏"(columnar)的方式被完成。 这意味着对于一次引线框78的排序切换(indexing shift)而言， 一栏或多栏封装件80被 导线键合，然后引线框78被排序以进行下一组一栏或多栏的封装件。因此，有助于一栏或 多栏封装件80进行导线键合的键合区域类似于垂直的矩形，如同虚线框(dotted box)M所 示。 图12所示为当PR定位光学器件22光学中心82沿着X轴和键合端部中心84或键 合头10的旋转中心对齐定位时表示有效键合区域的示意图。光学系统的光学中心82和键 合端部中心84(楔针端部)的可访问区域的边界分别由方框PQRS和ABCD所表示。但是， 由于PR定位是必要的以便于准确地定位键合，所以有用的键合区域被限定在方框PQRS和 ABCD的重叠区域。这是在主要Z模块14被旋转到一个方位上以便于光学中心82相邻于在 X方向上的键合端部中心84被定位和对齐的时候，该X方向平行于引线框78的长度方向， 以致于有用的键合区域是矩形框AQRD，具有和Y轴相对齐的更长长度的AD、QR，该键合区域 和图11中用于矩阵类型引线框78的导线键合的成栏的封装件的方位相一致。所以，主要 Z模块14的这种定向适合于包括矩阵类型引线框的导线键合。 图13所示为带有单行沿着引线框长度方向设置的封装件80的引线框86的平面 示意图。为了提高键合产能，对于一次引线框86的排序切换，沿着行的方向多个连续的封 装件80被夹持和键合。因此，所需的键合区域是水平的矩形，类似于这个图中的虚线框N。
图14所示为当PR定位光学器件22光学中心82被设置并沿着Y轴和键合端部中 心84或键合头10的旋转中心对齐定位时的有效键合区域的示意图。Y轴垂直于引线框的 长度方向。通过将主要Z模块14从其随同矩阵类型的引线框一起使用的配置转动90度， 该主要Z模块14被旋转到这个方位上。有用的键合区域被限制在方框PQRS和ABCD的重 叠区域。这就是矩形框AQRD，具有和X轴相对齐的更长长度的AD、QR，该矩形框和引线框86 的成行的封装件的方位相一致。所以，主要Z模块14的这种定向适合于包括具有沿着其长 度方向设置的单行封装件80的引线框的导线键合。因此，楔针32的键合端部相对于PR定 位光学器件22的方位确定了可用于不同类型引线框的有效键合区域。
值得欣赏的是，根据本发明较佳实施例所述的键合头10提供了导线键合和导线 切割期间的位置控制和压力控制。在导线键合期间，线性编码器提供了主要Z模块14和键 合工具或楔针32的位置的反馈。这实现了键合头10和键合工具的精确定位。当键合工具 靠近键合表面和在环体形成过程中它尤其重要。同时，耦接在线性马达42和主要Z模块14 之间的压力传感器44精确地检测到键合工具和键合表面之间的接触，以致于作用在导线 56上的冲击力能够被控制并降低到低水平而不致于对导线56引起不必要的损坏。而且，由 于来自压力传感器44的反馈，键合力能够得到更加精确的控制。 在导线切割期间，精确的位置控制得到保持以在导线56中实现更加准确的切割 深度。导线切割的监控由压力传感器44提供，以便于一旦检测到多余的切割力，就能够通 过提升主要Z模块14和导线切刀54的端部得以避免多余的切割力。这避免了导致损坏封 装件80。由于避免了导线切刀54的端部和键合表面之间的硬冲击，导线切刀组件36也能 持续得更长。导线切刀组件36简单而又轻巧，其也降低了成本和维护。
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另外，由于导线夹具组件34是更加靠近于键合头10的旋转中心以便于其转动惯 量得以减小，所以键合头10更加稳定。当导线56被导线夹具60固定时，使用关于主要Z 模块14、辅助Z模块16和导线夹具60的位置的线性编码器的反馈以及使用作用在导线56 上的拉力的压力传感器44的反馈拥有提供了实时的拉拽测试。所以，在没有单独的拉拽测 试机的情形下，监控已形成键合的质量是可能的。而且，根据引线框上封装件80的排列布 置，通过旋转键合头10以相对于PR定位光学器件22改变键合端部中心84的方位可以实 现更大的有效键合区域。 此处描述的本发明在所具体描述的内容基础上很容易产生变化、修正和/或补 充，可以理解的是所有这些变化、修正和/或补充都包括在本发明的上述描述的精神和范 围内。
权利要求
一种用于键合一段导线的键合装置，该键合装置包含有第一模块，其沿着线性轴线朝向和背离键合点被驱动；第二模块，其可滑动地安装在第一模块上；导线切刀，其安装在第一模块上；键合工具，其安装在第二模块上；联接机构，其用于将第二模块锁固在相对于第一模块固定的位置，和用于将第二模块从相对于第一模块固定的位置处解锁，以便于第二模块在平行于线性轴线的方向上相对于第一模块滑动。
2. 如权利要求l所述的键合装置，该键合装置还包含有用于支撑第一模块的安装托架，其中该安装托架装配在旋转马达组件上，该旋转马达组件可用来围绕平行于所述线性轴线的旋转轴线转动键合工具。
3. 如权利要求2所述的键合装置，该键合装置还包含有中央开口，其设置在该旋转马达组件中以允许平行于所述线性轴线的光路从键合点穿越通过到达光学组件。
4. 如权利要求3所述的键合装置，其中该光学组件安装在第一模块。
5. 如权利要求1所述的键合装置，该键合装置还包含有安装在第二模块上的换能器和导线夹具组件。
6. 如权利要求5所述的键合装置，其中该导线夹具组件包括固定夹板、活动夹板和驱动马达，该固定夹板、活动夹板和驱动马达大体沿着键合装置的旋转轴线设置以便于键合装置在旋转期间的转动惯量得以减小。
7. 如权利要求l所述的键合装置，该键合装置还包含有压力传感器，其耦接于第一模块和用于沿着线性轴线驱动第一模块的马达之间，该压力传感器用来测量施加在第一模块上的作用力和反作用力。
8. 如权利要求7所述的键合装置，其中该压力传感器还被用于检测当导线连接在已键合导线时由键合装置施加在导线上的拉力。
9. 如权利要求1所述的键合装置，其中联接机构还包括驱动机构，其用于提供力以能释放地锁固第二模块到第一模块上；线性导轨，其引导第二模块和第一模块之间的相对滑动。
10. 如权利要求9所述的键合装置，其中当来自驱动机构的力被去激活时第二模块可相对于第一模块滑动。
11. 如权利要求1所述的键合装置，其中在导线键合期间，键合工具的端部设置的距离大约等于导线的直径，其低于导线切刀的端部，以便于在导线切刀不接触导线的情形下键合工具能按压在导线上。
12. 如权利要求1所述的键合装置，其中导线切刀还包括线性切刀驱动器，其用于调整导线切刀的方位，以进行导线切刀端部位置的可程序化调整；弹簧，其用于抵靠于线性切刀驱动器偏置导线切刀。
13. —种使用键合装置键合一段导线的方法，该键合装置包含有第一模块和第二模块，该第二模块可滑动地安装在第一模块上；该方法还包含有以下步骤使用联接机构将第二模块锁固在相对于第一模块固定的位置；将第一模块和第二模块沿着线性轴线朝向键合点驱动，并使用装配在第二模块上的键合工具在键合点处形成键合后的导线；将第二模块从相对于第一模块固定的位置处解锁，以允许第二模块平行于线性轴线相对于第一模块滑动；将第一模块朝向导线驱动，以使用装配在第一模块上的导线切刀切割导线；其后提升导线切刀离开键合后的导线。
14. 如权利要求13所述的键合一段导线的方法，其中在键合工具按压在导线上的同时，该导线切刀用于部分且不完全地切割导线。
15. 如权利要求14所述的键合一段导线的方法，其中导线切刀切入导线的距离位于导线直径的0. 6倍至0. 9倍之间。
16. 如权利要求13所述的键合一段导线的方法，该方法还包含有以下步骤在提升导线切刀离开键合后的导线之后，将第二模块锁固在第一模块上，其后从键合后的导线上拉掉切割后的导线。
17. 如权利要求13所述的键合一段导线的方法，该方法还包含有以下步骤在键合点处形成键合后的导线之后，驱动第一模块离开键合后的导线，并在键合后的导线上产生预定的拉力，然后监控该拉力和/或第一模块的位置，以确定该导线键合是否有缺陷。
18. 如权利要求13所述的键合一段导线的方法，该方法还包含有以下步骤使用光学系统观察多个键合点的方位，以及转动第一模块以对齐定位该键合工具的方位和该键合点的方位。
19. 如权利要求18所述的键合一段导线的方法，该方法还包含有以下步骤当键合带有多行沿着引线框长度方向设置的封装件的矩阵类型的引线框时，旋转第一模块以便于光学系统的光学中心在平行于引线框长度的方向上相邻于键合工具的中心对齐定位。
20. 如权利要求18所述的键合一段导线的方法，该方法还包含有以下步骤当键合带有单行沿着引线框长度方向设置的封装件的引线框时，旋转第一模块以便于光学系统的光学中心在垂直于引线框长度的方向上相邻于键合工具的中心对齐定位。
全文摘要
本发明公开了一种用于键合一段导线的键合装置，该键合装置包含有第一模块，其沿着线性轴线朝向和背离键合点被驱动；第二模块，其可滑动地安装在第一模块上；导线切刀，其安装在第一模块上；键合工具，其安装在第二模块上；联接机构，其用于将第二模块锁固在相对于第一模块固定的位置，和用于将第二模块从相对于第一模块固定的位置处解锁，以便于第二模块在平行于线性轴线的方向上相对于第一模块滑动。
文档编号H01L21/60GK101740427SQ20091021108
公开日2010年6月16日 申请日期2009年11月11日 优先权日2008年11月21日
发明者吴汉淦, 郑志华, 麦添伟 申请人:先进自动器材有限公司