一种引线键合用楔形劈刀及制备方法与流程

本发明涉及微电子封装领域，特别涉及一种引线键合用楔形劈刀及制备方法。

背景技术：

在微电子封装领域，集成电路芯片之间、集成电路芯片与外围电路之间通常采用引线键合实现电气互联，楔形键合是常用的引线键合方法之一。楔形劈刀是楔形键合的重要工具，其性能决定了键合的质量、效率与经济性。通常使用的楔形劈刀由高硬度、高韧度材料制成，如碳化钨(硬质合金)、碳化钛和陶瓷等，劈刀上加工有引线过孔以实现键合过程中的引线供给。在楔形键合过程中，为保证键合精度与键合质量，引线应处于劈刀刀头端面正中，且尾丝长度应一致；但因引线过孔与引线的配合问题，引线在引线过孔中会发生移动(包含沿引线过孔方向移动及垂直引线过孔方向移动)，导致引线偏出劈刀刀头端面正中、尾丝长短不一，从而影响焊接精度与尾丝一致性。

中国专利cn107052557a公开了一种具有涂层的焊接陶瓷劈刀，通过在陶瓷劈刀内表面增加涂层来防止陶瓷劈刀内表面与键合引线粘连；中国专利cn107275243a公开了一种焊接劈刀及其制备方法，通过在劈刀中间部分开设圆柱槽与锥形槽的通路来提高超声波传递效率，且在刀嘴部位设计凹槽以避免材料残留；中国专利cn107710394a公开了一种焊接劈刀，通过对劈刀端头的精密设计实现提高键合强度、提高细丝截断性、抑制磨损的目的；中国专利cn108389806a公开了一种提高引线键合强度的陶瓷劈刀，通过劈刀表面结构的设计，提升了键合效果和键合稳定性；中国专利cn109332901a公开了一种陶瓷劈刀及其制作方法和应用，通过激光轰击处理提升劈刀寿命及焊接效果。上述发明所涉及的劈刀及制备方法，在劈刀寿命、焊接效果上较现有技术有所提升，但均未涉及引线键合楔形劈刀，以及对键合精度与键合一致性的提升。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，提供了一种引线键合用劈刀及制备方法，实现了对劈刀刀头端面引线位置的控制及尾丝长度的控制，该劈刀和劈刀制备方法可显著提升引线键合的精度与尾丝一致性。

本发明采用的技术方案如下：一种引线键合用楔形劈刀，包括劈刀柄、与劈刀柄固定连接劈刀刀头以及开设于劈刀刀头端部引线过孔；所述劈刀刀头为楔形刀头；所述引线过孔为楔形刀头的刀头端面中部斜向贯穿至楔形刀头中部的通孔；所述引线过孔的内壁上紧密贴合有弹性材料。

进一步的，所述弹性材料为聚四氟乙烯。

进一步的，所述劈刀柄与劈刀刀头的固定方式为焊接固定。

进一步的，所述劈刀柄材料包括但不限于为碳化钨、陶瓷。

进一步的，所述劈刀刀头材料包括但不限于为碳化钨、碳化钛、陶瓷。

本发明还提供了一种用于制备上述的引线键合用楔形劈刀，包括以下步骤：

步骤1：通过机械加工方法完成劈刀柄、劈刀刀头加工，并在劈刀刀头上开设引线过孔；

步骤2：将加工完成的劈刀刀头焊接在劈刀柄上；

步骤3：将焊接完成的劈刀夹持在加热装置上，将引导线穿过引线过孔，通过加热装置加热劈刀将弹性材料融化在引导线上；使用引导线夹持装置夹持引导线，并使引导线在引线过孔中来回移动，将融化后的弹性材料填充至引线过孔中；

步骤4：当弹性材料在引线过孔中均匀填充后，去除引线过孔外多余的弹性材料；

步骤5：停止劈刀加热，待弹性材料固化后，取出引导线，完成劈刀制备。

进一步的，所述步骤3中引导线选用线径为13-45微米的金属丝。

与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明的引线键合用楔形劈刀及制备方法能够实现劈刀引线过孔的弹性材料填充，使引线与引线过孔紧密贴合，避免引线在引线过孔中移动；通过使用本发明中的楔形劈刀在引线键合时可使引线处于劈刀刀头端面正中，且尾丝长度一致，并提升引线键合的精度与质量。

附图说明

图1是本发明中引线键合用楔形劈刀正视图。

图2是本发明中引线键合用楔形劈刀侧视图及劈刀刀头侧视局部放大图。

图3是本发明中引线键合用楔形劈刀制备示意图。

图4是本发明中引线键合用楔形劈刀引线键合示意图。

附图标记：1-劈刀柄，2-劈刀刀头，3-引线过孔，4-弹性材料，5-引导线，6-引导线夹持装置，7-键合引线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1，2所示，为实施例中楔形劈刀正视图及侧视图以及局部放大图，示意了一种引线键合用楔形劈刀，包括劈刀柄1、与劈刀柄固定连接劈刀刀头2以及开设于劈刀刀头端部引线过孔3；所述劈刀刀头为楔形刀头；所述引线过孔为楔形刀头的刀头端面中部斜向贯穿至楔形刀头中部的通孔；所述引线过孔的内壁上紧密贴合有弹性材料4。

作为优选，所述劈刀柄与劈刀刀头的固定方式为焊接固定。

作为优选，所述劈刀柄制作材料为碳化钨、陶瓷其中一种。

作为优选，所述劈刀刀头制作材料碳化钨、碳化钛、陶瓷其中一种。

如图3所示，本发明还提供了一种上述引线键合用楔形劈刀的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：通过机械加工方法完成劈刀柄1、劈刀刀头2加工，并在劈刀刀头上开设引线过孔3；

步骤2：将加工完成的劈刀刀头焊接在劈刀柄上；

步骤3：将焊接完成的劈刀夹持在加热装置上，将引导线5穿过引线过孔，通过加热装置加热劈刀将弹性材料4融化在引导线上；使用引导线夹持装置6夹持引导线，并使引导线在引线过孔中来回移动，将融化后的弹性材料4填充至引线过孔3中；其中，加热装置加热劈刀由于引导线穿过引线过孔且与过孔接触，相应的所述引导线也会升温，此时将需要填充的弹性材料放置于引线过孔一端处的引导线上，弹性材料会融化在引导线上，经夹持装置夹持引导线在引线过孔中来回移动即可将融化后的弹性材料均匀填充至引线过孔中。

步骤4：当弹性材料在引线过孔中均匀填充后，去除引线过孔外多余的弹性材料；

步骤5：停止劈刀加热，待弹性材料固化后，取出引导线，完成劈刀制备。

所制备的楔形劈刀，引线过孔中附着一层弹性材料，键合引线穿过引线过孔时可与引线过孔紧密贴合。

其中，引导线为与该楔形劈刀所用引线直径相当的金属丝，引导线及劈刀所用引线线径为13至45微米。

在本实施例中，所述步骤3中的加热装置采用加热台。所述引导线选用直径与该劈刀所用引线直径相当的金属丝进行对弹性材料填充至引线过孔的引导。

如图4所示，在引线键合时，将键合引线7穿入引线过孔，引线键合设备通过夹持劈刀柄实现劈刀固定，键合引线穿过引线过孔并附着在劈刀刀头端面上，因引线过孔中附有弹性材料，在键合过程中引线7依靠弹力可始终处于引线过孔的正中且紧密贴合，避免了引线在引线过孔中移动，可使引线处于劈刀刀头端面正中，且尾丝长度一致，故可提升引线键合的精度与质量，其中键合引线通常为金线。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。